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    柴油機車解決了過去靠這些取黑氣的壞形象

    自從排放法規頒布以來,柴油機車的排放問題一直備受關注。從廢氣排放黑煙開始,到現在柴油機清潔,柴油機車的技術水平越來越高。如何做到清潔環保,減少污染?

    上次我們說柴油機在歐洲處境艱難,很多大城市都給柴油機下了最后通牒。原因是目前柴油機排放的污染物達不到歐6標準,最主要的污染物是煙塵和氮氧化物。

    柴油機碳煙顆粒主要是在高溫缺氧工況下形成的,而氮氧化物在高溫富氧工況下產生較多。采用內部處理的方法,必然會“有利于一種,不利于另一種”,而減少一種污染物,就會加劇另一種污染物的形成。為了解決這個問題,工程師們根據兩種不同的思路設計了兩種不同的柴油機有害排放物凈化系統。由于煤煙和氮氧化物的排放不能通過內部處理同時解決,我們選擇先分別處理其中一種,然后在后處理過程中處理另一種。因此,國外柴油機大多采用高壓共軌結合可控硅技術處理排氣污染物,而我國則長期熱衷于EGR和DPF的聯合使用。

    什么是高壓共軌和可控硅?

    高壓共軌和可控硅的結合旨在減少機器中的煙灰,后處理針對氮氧化物。高壓共軌是一項已經發展多年的成熟技術。它利用ECU控制噴射壓力,使噴射壓力提高到傳統機械噴射系統的三倍以上。更有利于粘性柴油的霧化效果,盡可能與空氣混合,減少燃燒過程中局部缺氧的問題,充分減少煙灰的產生。

    解決煙灰問題后,重要的是考慮如何在后處理中去除氮氧化物。根據氮氧化物的相關化學反應,醇選擇性還原法和尿素選擇性還原法等催化還原裝置相繼出現。我們所說的SCR是以尿素(氨)為還原劑,經過一系列反應,將有毒的NOx還原為無毒的氮氣和水的系統。

    但是這種方法有一個缺陷,就是還原反應需要在350-450℃進行,溫度過低會造成催化失效,溫度過高會造成催化劑損壞,所以在設計過程中要特別注意還原裝置的溫度控制。目前使用該方法的柴油車能夠滿足歐6標準的要求。

    EGR和DPF的結合是先降低NOx排放,再解決后處理的煙塵問題。EGR廢氣再循環是一種將部分廢氣重新引入氣缸并再次燃燒的技術。它能有效降低NOx排放,汽油機和柴油機都研究過,但柴油機的效果更明顯。柴油機的EGR分為內部和外部,外部EGR有較好的效果,但對經濟有一定的影響;內EGR結構簡單,但由于溫度高,抑制氮氧化物的效果略有降低。

    EGR處理后的廢氣引入DPF微粒捕集器進行過濾處理,將廢氣中存在的煙塵微粒過濾掉,使其符合排放法規。

    這種柴油機排氣處理方法需要調整EGR量。過量的EGR不僅會降低電力和經濟,還會造成更多的煙塵。DPF也需要解決再生問題。如果大量的煙塵顆粒被濾網捕獲,如果這些煙塵顆粒沒有及時處理掉,沉積的PM會阻礙排氣。

    來源:本站   編輯:普通管理員
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