汽车柴油机新技术论文
汽车柴油机是为汽车提供动力的发动机，是汽车的心脏，影响汽车的动力性、经济性和环保性。下面是小编为大家精心推荐的汽车柴油机新技术论文，希望能够对您有所帮助。
汽车柴油机新技术论文篇一
汽车柴油机涡轮增压与排放控制
【摘要】废气涡轮增压技术在降低柴油机排放方面又发挥了十分重要的作用。涡轮增压中冷技术既是减少柴油机排放的有效措施，又可消除某些排放控制技术对动力性和经济性产生的负面影响。废气涡轮增压是汽车柴油机的一项重要技术，它促进了柴油技术的发展，并将为汽车柴油机的发展开拓提供更加广阔的前景。
【关键词】汽车柴油机 涡轮增压 排放控制
一、前言
柴油机废气涡轮增压技术自问世以来已有90余年历史。早期废气涡轮增压的主要目的是改善发动机的动力性。至今，废气涡轮增压仍是提高柴油机功率、减轻单位功率质量、减小外形尺寸、降低燃油消耗和强化现有非增压柴油机的最有效的措施之一。
近二十年来，随着人们环境保护意识的增强，对汽车尾气排放的限制越来越严。废气涡轮增压技术在降低柴油机排放方面又发挥了十分重要的作用。涡轮增压中冷技术既是减少柴油机排放的有效措施，又可消除某些排放控制技术对动力性和经济性产生的负面影响。废气涡轮增压是汽车柴油机的一项重要技术，它促进了柴油技术的发展，并将为汽车柴油机的发展开拓提供更加广阔的前景。
二、涡轮增压与排放控制技术
具有代表性的国际三大排放体系(欧洲、美国、日本)分别制定了分阶段的汽车柴油机的排放限值。虽然三个排放法规体系采用了各自的测试方法和阶段限值，但不断加严的趋势是一致的。
对于各型柴油车，既要稳定达到高于欧洲Ⅰ的排放标准，又要保证汽车柴油机优良的动力和燃油经济性，必须采用废气涡轮增压及中冷技术。对应于不同的排放限值阶段，除了采用其他先进技术，诸如高压喷射、多气门技术、泵喷嘴、EGR、预喷射、电控喷射、De-NOX催化器等技术外，各阶段都对应一定的增压技术的改进和提高。
三、涡轮增压及中冷技术对排放的影响
柴油机增压时，空气被压缩，温度与压力同时提高，如果不采用中冷，进入气缸的空气密度
为：
式中：―压气机绝热效率;
―增压压比。
增压加中冷时，空气的密度为：
由以上两式可见，未采用中冷时，进气密度受压气机绝热效率的限制;当柴油机高增压时，增压压比大，应同时采用中冷技术，以提高进气密度。
四、汽车柴油机的排放污染物的限制
汽车柴油机的排放污染物主要有CO、HC、NOx和微粒物，此外，由于温室效应引起全球变暖的问题，CO2的排放量也受到限制。
1.一氧化碳(CO)。柴油机中CO是燃料不完全燃烧的产物，主要是在局部缺氧或低温下形成的。由于柴油机在过量空气系数α>1下燃烧的特点，汽车柴油机的CO排放较低。采用涡轮增压后，可供燃烧的空气增多，并且增压发动机大多数工况负荷较大，发动机的缸内温度能保证燃料更充分燃烧，CO排放可进一步降低。
2.碳氢化合物(HC)。柴油机排气中的HC是由原始燃料分子、分解的燃料分子以及再化合的中间化合物所组成;小部分HC是由润滑油生成的。增压时，由于进气密度增加，可以改善油束的形成、提高燃油雾化质量，减少沉积于燃烧室壁面上的燃油，HC减少;增压还使柴油机燃烧整个循环的平均介质温度升高，氧化反应速率大，未燃HC排放降低。
3.氮氧化物(NOx)。柴油机中氮氧化物的主要成分NO的生成取决于氧的浓度、温度及反应时间等。废气再循环EGR是降低NOx排放的一种有效措施。引入热容量较高的废气成分与新气混合，可以降低最高燃烧温度;同时，废气对新鲜混合气的稀释作用，减小了氧的浓度，达到降低NOx的目的。增压柴油机在燃油经济性和动力性能上的改善，可以使汽车柴油机在降低NO2的同时，保持良好的燃油经济性和动力性。
采用进气中冷技术降低进气温度，可降低增压柴油机NOx排放;特别采用先进的空――空中冷后，可进一步降低进气充量的温度。进气充量温度降低，燃烧温度可以得到有效控制，有利于NOx的减少。试验数据表明，增压中冷柴油机中NOx排放物可以降低60%。
4.微粒物(PM)。影响柴油机微粒物生成的原因较复杂，其主要因素是过量空气系数、燃油雾化质量、喷油速率、燃烧过程和燃油质量等。此外，柴油机机内净化降低NOx的措施通常会带来PM增加。增压柴油机，特别是采用高增压压比和空――空中冷技术后，可显著增大进气密度，增加缸内可用的空气量。如同时采用高压燃油喷射、共轨电控喷射、低排放燃烧室和中心喷嘴四气阀技术，并提高燃油雾化质量，改善燃烧过程，则可有效地控制PM排放。试验数据表明，采用增压中冷技术的柴油机可降低PM排放约45%。在大负荷区，与微粒物排放密切相关的可见污染物排放，也随着柴油机增压压力比的增大而显著下降。
5.二氧化碳(CO2)。CO2是导致全球环境温度上升的主要温室效应气体之一，发达国家已达成共识降低CO2的排放量。欧洲国家在2005年要削减25%的CO2排放量。欧洲把汽车柴油化作为减少CO2排放的重要途径之一。德国大众3升路波车100km CO2排放量为81g，低于德国政府规定的100km CO2排放90g的目标值。试验数据表明，采用涡轮增压和中冷技术可降低15%~20%的CO2。
五、结语
废气涡轮增压中冷技术的应用大大提高了汽车柴油机的动力性、改善了燃油经济性，并且还在降低汽车排放有害物、减少温室效应气CO�2、保护环境等方面起到了重要作用。为使汽车柴油机满足排放标准涡轮增压中冷技术是一个很好的技术方案，为满足更高的排放法规欧洲Ⅲ、Ⅳ的要求，则必须采用电控可变喷嘴涡轮增压器。随着涡轮增压器技术和其他先进发动机技术的进一步发展，柴油机将会成为真正的低能耗、高环保性的汽车动力。
(作者单位：天津交通职业学院)