龍超 喻革

摘要：隨著環(huán)境問題的越發(fā)凸顯，給人類的生活環(huán)境和空間帶來了極大的不良影響，甚至影響到人們的身體健康，使得越來越多的人逐漸意識到保護環(huán)境的重要性和必要性。在這樣的情況下，為了保護生態(tài)環(huán)境，針對排放法規(guī)不斷進行完善和改進，并加強排放法規(guī)的全面貫徹和落實。在排放法規(guī)越發(fā)嚴格的背景下，對內(nèi)燃機的排放進行了嚴格的控制，尤其為了促進內(nèi)燃機的可持續(xù)發(fā)展，不斷研發(fā)和發(fā)展各種先進的技術(shù)。本文主要針對柴油機排放物的危害及控制技術(shù)進行了詳細的分析。

關(guān)鍵詞：柴油機;有害排放物;控制技術(shù)

中圖分類號：X513? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）05-0038-02

0? 引言

柴油機的最大特點在于擁有高熱效率和大功率等，并且還具有一定的經(jīng)濟性和可靠性，正是因為具備這些優(yōu)勢使其在夠工程機械領(lǐng)域中具有極其廣泛的應(yīng)用，如常見的挖掘機、大型卡車等都是以柴油機為動力。從柴油機在工程機械領(lǐng)域中的應(yīng)用情況來看，雖然柴油機具有一定的優(yōu)勢，但是根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究表明柴油機排放的尾氣中含有較多的有害物質(zhì)，不僅會對空氣環(huán)境造成污染，還能影響到人類正常的生活，以及對人們的身心健康發(fā)展容易造成不利影響。近年來隨著環(huán)保事業(yè)的不斷發(fā)展，人們清楚意識到柴油機排放物的危害性并積極采取相應(yīng)的控制措施降低其排放物造成的影響。

1? 柴油機的有害排放物與危害

根據(jù)柴油機排放的有害物質(zhì)進行檢測和分析可知，其中包括了CO、NOX、HC、SOX和PM，其中PM是一種碳煙顆粒，這些有害物質(zhì)主要是以氣、液和固相等形式存在于空氣中。氣相排放物包括了CO、NOX和氣態(tài)碳氫;而液相排放物主要含有SOX和液態(tài)碳氫;最后的固相排放物主要是一種較為微小的球狀碳粒，其表面會吸附著HC和SOX，這些有害排放物對空氣環(huán)境造成了極大的惡劣影響，甚至還會對周邊居民的身體健康埋下嚴重的隱患。

①CO屬于是一種無色無臭的物質(zhì)，其最大特征是不完全燃燒，且?guī)в幸欢ǖ奈：π裕?dāng)這種有害氣體被人們在無意中吸入體內(nèi)，會在人體內(nèi)與血紅蛋白相結(jié)合，以此形成碳氧血紅蛋白，如此便會影響到人體的正常氧氣運送，則會導(dǎo)致人出現(xiàn)惡心和疲憊等現(xiàn)象，尤其嚴重的話會導(dǎo)致人出現(xiàn)窒息死亡的問題。此外一氧化碳也會導(dǎo)致人出現(xiàn)慢性中毒的癥狀，一般出現(xiàn)一氧化碳中毒癥狀的人會出記憶力減退等問題，這對人體的傷害是非常嚴重的。

②NOX是一種能夠在空氣中與高溫高壓環(huán)境下產(chǎn)生反應(yīng)而出生成的一種有害物質(zhì)，主要是以氧化氮和二氧化氮為主。依據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)可知這種有害物質(zhì)具有較強的毒性，不僅會對周邊區(qū)域生物的發(fā)育成長造成不利影響，還會對人體的健康造成極大的破壞，其中氮氧化物則是形成酸雨等的有害物質(zhì)之一，由此可見該排放物具有較重的危害性。

③HC是一種未然燃料和竄漏的潤滑油，該種有害排放物中含有多環(huán)芳烴，多環(huán)芳烴的最大特點在于具有極強的致癌性，而且有些烴類會對人體的眼睛和呼吸器官造成不利刺激，會引發(fā)人體出現(xiàn)呼吸困難等癥狀，嚴重的話會導(dǎo)致人體出現(xiàn)呼吸不暢或是窒息而死亡的惡劣情況。

④SOX主要是來源于燃料或是竄漏的潤滑油，其中這種潤滑油中含有一定的S，然后在排放出來后會與空氣中的水產(chǎn)生反應(yīng)而會生成硫酸，大部分都很清楚硫酸的危害性，不僅會破壞土壤和水源的成分，還會對樹木和農(nóng)作物造成嚴重的損害，尤其對于農(nóng)作物來說這種有害物質(zhì)不僅會影響到枝葉的正常生長，還會造成嚴重的經(jīng)濟損失。與此同時當(dāng)柴油機排放出的SOX的濃度過高，則會對周邊居民的身體健康產(chǎn)生不利影響，尤其會加重本身患有心血管等疾病居民的病情。

⑤PM也是屬于柴油機排放的有害物質(zhì)之一，這也是一種碳煙顆粒，這種有害排放物質(zhì)的特性在于較為細小，很容易被人體吸入肺部器官的最深處，而且極容易在人體肺部最深處扎根和沉淀，長期以往則會對人體健康造成一定程度上的危害，其中還會引發(fā)人體出現(xiàn)支氣管炎等呼吸系統(tǒng)病癥，也會對肺部功能和身體免疫力造成破壞，最終會使人體的肺部器官出現(xiàn)肺組織器質(zhì)性病變等，由此可見柴油機有害排放物不僅對環(huán)境會造成一定的惡劣影響，還會對人們的身心健康帶來了較大的危害性，因此加強柴油機有害排放物的控制技術(shù)是勢在必得的發(fā)展趨勢。

2? 柴油機排放物的控制技術(shù)分析

通過實際情況可知若是對柴油機有害排放物沒能進行合理有效地控制，則會對空氣質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境和人體健康造成不可挽回的惡劣影響，因此需要針對柴油機有害物質(zhì)的排放情況進行科學(xué)高效的調(diào)研和分析，并采取一定的措施加以控制和治理。首先應(yīng)當(dāng)清楚知道降低柴油機在燃燒情況下產(chǎn)生的有害物質(zhì)的排放量，需要對油氣混合物進行有效改善，并運用科學(xué)高效的方法將局部過量空氣系數(shù)控制在合理范圍內(nèi)，如此有助于促進碳煙的生成。在積極探索有效降低微粒的排放量時，需要對柴油機的燃燒進行科學(xué)的改善，使柴油機能夠到燃燒充分和排放量降低等要求，從而有助于減少有害排放物的排放，同時還能起到節(jié)約資源和保護環(huán)境等作用。

2.1 合理運用先進的燃燒方式

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展和不斷革新，新的和先進的燃燒方式層出不窮，但是有時候為了控制成本和追求速度，一般在工程機械領(lǐng)域中依舊在使用傳統(tǒng)的柴油機燃燒方式，主要包括了預(yù)混合燃燒和擴散燃燒。在使用擴散燃燒的方式時，火焰溫度相對較高，極容易生成NOX，則會對空氣環(huán)境造成污染。對于這種情況通過國內(nèi)外相關(guān)研究表明，可以結(jié)合稀薄的均勻混合氣對該問題進行有效解決。結(jié)合實際情況合理運用預(yù)混稀薄燃燒方，能夠起到減少或消除擴散燃燒產(chǎn)生的不良影響，其中稀混合氣能夠起到降低燃燒溫度的作用，如此便可降低NOX的生成量。通過采用新的燃燒方式，可以使氣缸內(nèi)混合氣保持均勻，而且不存在局部具有過濃混合氣問題，如此使得PM的排放比一般柴油機能夠降低27%，有效降低PM的排放對空氣、環(huán)境或是人體健康造成的不良影響。雖然目前我國對于預(yù)混稀薄燃燒方式的研究和發(fā)展還不夠成熟，但是該燃燒方式具有可觀的發(fā)展前景。

2.2 加強燃料品質(zhì)的合理改善

燃油中氮的含量和柴油的十六烷值對柴油機有害物的排放有著關(guān)鍵性的影響。其中燃料中的氮在氧化作用下能夠增強NOX排放的危害性，而柴油的十六烷值具有極其容易燃燒和著火的特性，且具有較短的滯燃期，雖然能夠使CO、NOX和HC的排放有所下降，但是十六烷值相對較高，其燃燒化學(xué)穩(wěn)定性也就較差，也就容易造成碳煙的生成。為了降低柴油有害物的排放，可以在柴油中加入適量的添加劑，能夠起到降低碳煙的生成的積極作用。燃油添加劑則是日常較為常見的助燃劑，通過加入燃油添加劑能夠提高燃燒過程中碳分子的氧化速度。根據(jù)目前的實際情況一般使用的消煙劑主要是以含錳的化合物為主，通過使用該種消煙劑能夠更好地降低碳煙的生成。

2.3 廢氣再循環(huán)

廢氣再循環(huán)簡稱為EGR，也是一種控制柴油機有害物排放的有效措施之一。通過廢氣再循環(huán)能夠促進柴油機預(yù)混合燃燒縫制的有效降低，并且其滯燃期相對較短，有效起到促進氧濃度和火焰濃度呈下降趨勢的作用，如此便可降低NOX的排放，有助于達到控制柴油機有害物排放的發(fā)展要求。同時需要注意的是當(dāng)廢氣再循環(huán)使得燃燒持續(xù)時間呈不斷趨勢，則會導(dǎo)致碳煙排放也會跟著增加，這時候需要對廢氣再循環(huán)進行合理的管控。柴油機在保持低速運轉(zhuǎn)和氣缸內(nèi)燃燒溫度較高的時候，則會及時停止廢氣再循環(huán)，避免促進CO、HC和碳煙的大幅度生成。防止可以在當(dāng)柴油機高轉(zhuǎn)速和氣缸內(nèi)燃燒溫度相對較高的情況下，促進廢氣再循環(huán)的有序開展，如此可以對NOX的生成進行有效控制。另外為了充分發(fā)揮和利用廢氣再循環(huán)的積極作用，需要安排專業(yè)人員對柴機油的工況進行詳細的檢查和判斷，根據(jù)實際工況對廢氣再循環(huán)率進行合理的改變，在所有工況的情況下能夠最大程度地降低柴油機有害污染物的排放。

2.4 加強燃油乳化技術(shù)的應(yīng)用

燃油乳化技術(shù)也是一種控制柴油機排放物的危害性的重要技術(shù)，通過相關(guān)實驗明確指出通過燃油乳化技術(shù)的合理運用，能夠起到有效降低柴油機有害污染物排放的實際效果。在燃油中摻入適量的水后，能夠降低火焰的溫度，主要是因為水的最大特性在于具有較高的比熱容和汽化熱，其在進行升溫和汽化的過程中需要熱量的支持，于是能夠使火焰溫度呈降低趨勢，從而有利于控制NOX的生成。一般水蒸氣在氣缸內(nèi)會產(chǎn)生一定的分解反應(yīng)，使汽缸內(nèi)的氧原子濃度會在瞬間呈大幅度增加趨勢，進一步會促進CO再氧化的機會的有效增加，也就使得CO的排放呈降低之勢。根據(jù)具體情況可知乳化油的特性是具有一定的快燃性，能夠使燃油達到充分燃燒的效果，從而使得HC的排放有著明顯的降低。結(jié)合乳化油的科學(xué)應(yīng)用能夠起到控制碳煙排放的作用，因為碳煙是在擴散火焰中生成的，而結(jié)合乳化油的使用能夠增加預(yù)混合比例，使擴散燃燒比例呈下降趨勢，也就起到控制碳煙生成的效果。當(dāng)柴油機氣缸內(nèi)的氧濃度在增加的同時，也會對已形成的碳煙起到氧化作用，如此便可控制碳煙的生成和排放。

2.5 加強噴油壓力的有效提高

通過采取提高噴油壓力的方式能夠進一步細化燃油的噴霧顆粒，或是通過減少噴孔直徑的方式降低柴油機有害排放物的排放，主要是因為可以運用提高噴油壓力的方式促進燃油與空氣接觸的表面積的有效增大，使得燃油和空氣的混合速度更加迅速，有助于對PM中碳的排放進行有效的控制。若是使用高壓噴射的方式則會導(dǎo)致NOX的排放呈增加趨勢，所以可以結(jié)合柴油機的實際情選擇使用推遲噴油時間或是EGR等控制方式，以此使柴油機排放物的排放達到最低。高壓噴射系統(tǒng)在運行的過程中需要結(jié)合燃燒室的匹配，才能防止燃油過度噴射到氣缸的冷表面上，進一步有效降低PM中S的排放，甚至還能控制HC排放的危害性。高壓噴射技術(shù)對噴油系統(tǒng)具有一定的要求，不僅需要整體噴油系統(tǒng)具備一定的強度和密封性等，還需要與其他有效方式相互結(jié)合才能達到最好的控制效果。

2.6 結(jié)合電子控制技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用

隨著現(xiàn)代社會的蓬勃發(fā)展，更多先進科學(xué)的技術(shù)也在高速發(fā)展中，其中電子控制技術(shù)在控制柴油機有害排放物的時候能夠起到非常重要的應(yīng)用作用，通過電子控制技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用有效使柴油機排放控制與燃油經(jīng)濟性之間的矛盾爭端得到良好的協(xié)調(diào)和平衡。通過利用電子控制技術(shù)能夠降低顆粒的排放，以及可降低40%以上，還能使發(fā)動機的過渡工況和運行工況保持匹配。結(jié)合電控噴射有效對噴油規(guī)律進行有效控制，并依據(jù)發(fā)動機的運行工況選擇最佳的噴油方案，從而有利于對發(fā)動機實現(xiàn)全面控制。

3? 結(jié)語

綜上所述，在環(huán)保事業(yè)不斷發(fā)展的過程中，人們對自然環(huán)境的保護給予了高度重視，為了降低和控制柴油機排放物的危害性，為廣大民眾提供和諧、環(huán)保和健康的生存環(huán)境，應(yīng)當(dāng)結(jié)合排放法規(guī)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，積極研究和發(fā)展柴油機排放物的控制技術(shù)，在最大程度上降低柴油機有害物質(zhì)的排放，促進工程機械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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