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降低柴油機有害排放物的幾種控制技術

   柴油機的有害排放物是造成大氣污染的一個主要來源,隨著環境保護問題重要性的日趨增加,降低柴油機有害排放物這一目標成為當今世界上柴油機發展的一個重要方向。為了減少柴油排放對大氣的污染,開展柴油機有害排放物控制方法的研究,是從事柴油機設計者的首要任務,本文在這里簡述幾種降低有害排放物的控制技術。 
1.柴油機有害排放物及其危害 
    柴油機排氣中包含各種成分,其基本成分是二氧化碳(CO2),水蒸氣(H2O),過剩的氧氣(O2)以及存留下來的氮氣(N2)等。他們是燃料和空氣完全燃燒后的產物,從毒物學的觀點看,排氣中的這些成分是無害的,除上述基本成分外,柴油機排氣中還含有不完全燃燒的產物和燃燒反應的中間產物,包括一氧化碳(CO),碳氫化合物(HC),氮氧化合物(NOX),微粒(PT)及醛類物質。這些物質成分的質量總和在柴油機排氣中所占的比例雖然還不到1%,但它們大部分是有害的,或有強烈刺激的臭味,有的還有致癌作用,因此被列為有害排放物。 
2.控制方法之一——高壓共軌噴射系統 
    柴油機降低排放的對策主要是改善燃燒,而噴射系統性能是影響柴油機燃燒過程的關鍵因素,要改進傳統的由柱塞泵分缸脈動噴射系統難度較大,高壓共軌噴射系統正是順應上述需求而誕生,且正得到了很大發展。它被世界內燃機行業公認為二十世紀三大突破之一(另外兩項是汽油直噴技術和DME代用燃料)。 
    高壓共軌噴射系統是建立在直噴技術、預噴射技術和電控技術基礎之上的一種全新概念的噴射系統。它主要有高壓泵,帶調壓閥的共軌管,帶電磁閥的噴油器,ECV(電子控制單元)和各種傳感器組成高壓共軌系統不再用柱塞泵分缸脈動供油原理,而是用一個設置在噴油泵和噴油器之間的具有較大容積的共軌管把高壓油泵輸出的燃油蓄積起來并平抑壓力波,再通過各高壓油管輸送到噴油器上,由噴油器上的電磁閥的動作控制噴油的開始和終止。電磁閥作用的時刻決定噴油定時,起作用的持續時間和共軌壓力共同決定噴油量。由于這種系統采用壓力時間式燃油計量原理,因此又可稱為壓力時間控制式控噴射系統。 
    高壓共軌噴射系統的特點是;噴油壓力的建立與噴油過程無關;噴油壓力,噴油過程和噴油持續期不受負荷和轉速的影響;噴油定時與噴油計量完全分開,可以自由調整每缸的噴油量和噴油始點;能實現預噴射,快速停噴和多段噴射。因此高壓共軌噴射系統通過對噴油要素的優化控制柴油機燃燒更充分,從而減少燃燒中有害物的形成,使柴油機的有害排放,噪聲排放和冷起動性能都得到很大改善。


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