汽车排放污染控制技术

汽车排放污染控制技术 别恒奇（扬州工业职业技术学院，江苏 扬州 225127）摘要：随着经济条件的迅猛发展，汽车在全国范围内已越来越普及，在人们交通越来越便利的同时，汽车尾气排放的污染也越来越成为威胁人们赖以生存的环境的主要途径之一。分析了汽车尾气的主要成分危害以及治理方法，对柴油机的一些故障诊断方法作了一些具体的分析，以及柴油机排气净化，机内、机外净化作了详细的研究，然后作出了对柴油机高压共轨多次喷射技术的改进，排气后处理技术的研究及发展进程等。最后提出了努力发展研制可替代能源的环保型汽车的一些方法和具体行动，为未来汽车污染的有效控制以及新一代更为环保型汽车指明了有效的途径。 关键词：排放；污染；控制Steam emissions contamination control technique BIE Heng-Qi(Yangzhou Industry Polytechnic Institute, Yangzhou 225127,China)Abstract: A swift and violent exhibition, the steam is more popular in entire Fan Yiyue, in person transportation Vietnam more convenient same, steam exhaust emissionss pollution also more Cheng Weiren survives one of boundary main ways. Has analyzed the steam exhaust principal constituent harm as well as the government method, diesel engines some breakdown method has made some concrete analyses, as well as a diesel engine row of gasification, machine, the outside the aircraft has done the research, then made the diesel engine high altogether many times to shoot the technique changing, After the exhaust, principle technique research and exhibition regulation and so on. Finally proposed unfolds the development to be possible diligently the energy alternative to guarantee steam some methods and effects personally, not the steam pollutions active control as well as the new generation guaranteed the steam to indicate the effective way. Keywords: Emissions; Pollution; Control 目录前言1一、汽车排放污染物1一污染物的主要成分1二污染物的主要危害1三污染物的治理2二、柴油机故障诊断方法5一柴油机排气烟色5二柴油机声音7三柴油机振动和温度8四仪表指示 8五查曲轴箱通风9六闻气味9七拆喷油泵10八试供油功能10三、柴油机排放净化技术11一柴油机微粒排放11二主要净化措施111、机内净化措施121.a燃烧系统的优化121.b进气增压与空气冷却技术121.c降低机油消耗量121.d燃料的改进措施132、机外净化措施13四、柴油机高压共轨多次喷射技术的改进16五、柴油机排气后处理技术的研究及发展进程17一催化氧化法17二过滤法17三低温等离子体技术18四Nox净化系统181.选择性催化还原182.吸附催化还原19五同时净化系统191.同时催化法192.四效催化剂19六、努力发展研制可替代能源的环保型汽车19一使用可替代能源19二降低废气排放24三减少燃油消耗26结束语27参考文献27致谢28前言：随着我国经济建设迅速发展,汽车运输业日益繁忙和各类机动车拥有量逐年大幅度增加,为控制随之而带来的环境污染,国家对汽车尾气排放的要求越来越严。因此,如何采取有效措施,最大限度地降低汽车发动机排放的污染物,以满足国内外越来越严的排放标准,已是广大汽车面临的日趋严峻的问题。1. 汽车排放污染物的成分和危害性汽车排放污染物中含有大量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫、铝、碳微粒和其他杂质粉尘等，这些物质对人类和整个生态环境危害极大。一氧化碳(CO)与人体血液中的血红素有很强的亲和力，使血液丧失对氧的输送能力而产生缺氧中毒。当环境中CO的浓度超过100 ppm(10010-6)时，人体就会产生头晕、乏力等不适感；随着CO浓度的增加，会进一步产生头痛、呕吐、昏迷等症状；当CO浓度超过600 ppm时，短期内会引起窒息死亡。汽车废气中排出多种氮氧化物(NOx)，其中一氧化氮(NO)与人体血液中血红素的亲和力比CO还强，两者结合后会产生与CO相似的症状，一般情况下对人体的眼睛、鼻子、咽喉、支气管和肺部等会带来更大的损害，严重时至人于死地。碳氢化合物(HC)为燃油未经完全燃烧后排出的气体，具有一定的毒性和易燃易爆的特性，其中的苯类物质又具有致癌作用。HC与NOx在阳光下极易发生光化学反应，形成以臭氧(O3)和以醛类为主的光化学烟雾。当O3达到一定浓度时，会令生物在短期内发生高温氧化而脱水死亡；醛类有机物带有毒性，对眼睛和呼吸系统有强烈的刺激作用，严生的会导致中毒死亡。二氧化硫(SO2)为燃油中的硫燃烧后的生成物，人体吸入SO2后，即产生咳嗽、咽喉肿痛、呼吸困难、胸闷、四肢乏力，进一步会引起支气管炎、肺炎和心脏病等，严重的会导至人畜死亡。SO2还极易与大气中的水蒸气结合生成亚硫酸烟雾，达到一定积聚量后便形成酸雨，使水土酸化，破坏林木、植物的生长。故此，应尽量减少燃油中的含硫量。铅(Pb)为一种有毒的金属，它由燃油中的铅化物添加剂(如四乙铅)经高温燃烧后还原而成的铅微粒。铅与血液中的血红素结合后，使血红素产生异变。当血液中的铅含量达到一定的程度时，会积聚于肝、肾、大脑和脊髓中，严重地破坏人体的神经系统和造血功能。碳微粒和其他杂质粉尘是柴油机的主要排放物，由于其粒径极小，约为0.010.2um，能长期悬浮于空气中，易于通过呼吸系统而沉积于肺泡内，极具致癌作用。铅、碳微粒和其他杂质粉尘等因粒径极小，SO2又具有胶粘性，特别是铅微粒，因无法燃烧，一旦被吸附在催化剂的表面上，便令三元催化净化器丧失催化功能，此即为三元催化净化器的铅中毒。2.对汽车尾气的治理2.1提高燃油质量燃油质量是影响汽车尾气污染的关键因素，应尽快建立清洁油品质量标准和有效监管体系。总体来看，我国燃油的质量与国际水平相比差距较大，主要是烯烃和硫含量比较高，特别是柴油带来的污染更为严重。研究低烯烃、低硫的清洁油品是国内炼油企业的当务之急，如果汽车使用了不符合标准的燃油，不但会损害车辆的供油系统，影响车辆的使用寿命，而且会给人体健康和社会环境都将造成不可估量的损害。所以要鼓励兼并或关闭小的炼油企业，防止不合格的燃油流向市场。在追求高质量燃油的基础上，还应当进行“燃油调质”处理，如美国环保局将汽油最大含铅量限制在 0.0264kg/m3 ，以降低铅和添加剂二溴乙烷、二氯乙烷的排放，提高催化剂的转化率和使用寿命。因此，应当全面提高燃油质量，在研制清洁油品、加强监管体系和进行燃油调质的基础上，有效控制尾气污染。2.2尾气污染治理尾气污染治理是采用在汽车排气口增加尾气净化器的方式，对汽车产生的废气进行净化以减少污染，此方法虽然不能达到“零污染”，但可以采用物理、化学的方法减少汽车尾气中的污染物。 对于汽车尾气的治理，现实生活中比较常用的方法有：（1）安装汽车曲轴箱强制通风装置，可以减少曲轴废气泄漏，削减汽车HC总排放量的20%25%，削减汽车CO总排放量的1%2%；（2）安装汽油车燃油蒸发污染控制装置，可以减少汽油蒸发污染物，削减汽车HC总排放量的15%20%；（3）安装汽车电子点火器，可以削减汽车尾气中 HC和CO总量的10；（4）安装汽车磁化净化器，可以削减汽车尾气中 HC和CO的20；（5）在尾气排放口安装三元催化转化器是目前应用最多的汽车尾气净化技术。当发动机工作时，尾气经排气管进入催化器，其中的氮氧化物与尾气中的一氧化碳、氢气等还原剂在催化作用下分解成氮气和氧气，而碳氢化合物和一氧化碳分别与废气中残存的氧气及前一反应生成的氧气在催化作用下充分氧化，生成二氧化碳和水蒸汽。由于三元催化器中的催化剂是蜂窝结构，蜂窝表面涂有催化材料，与废气的接触表面积非常大，所以其净化效率很高。经测试，当发动机的空燃比（空气和燃料的比例）接近理论值时，三元催化剂可将90的碳氢化合物和一氧化碳及70的氮氧化物同时净化掉。以上治理方法对控制汽车尾气污染都十分有效，但还不能达到理想的程度。在使用这些方法的同时，还应不断地研发新的方法，以完善尾气净化技术。2.3定期保养和维修汽车定期保养和维修汽车也是能有效控制汽车尾气污染的方式。虽然汽车在出厂时能够达到国家要求的排放标准，但这一水平的保持有赖于车主的良好驾驶习惯和正常的保养维护。只有定期保养发动机、定期更换机油及滤芯、定期清洗燃油系统、定期清洗曲轴箱及通风装置、定期保养水箱等以进行日常维修或季节性维修，使汽车正常运行，保持良好状态，消除不必要的污染，才能够健全汽车的质量保证体系，保证最佳的空燃比、适当的马力，达到国家现行的排放标准。2.4研制新型发动机发动机是汽车的动力源，被喻为汽车的“心脏”。它是汽车部件中最复杂、最难制造、更新换代最慢的产品，也是最主要的尾气排放污染源。要想有效控制汽车尾气污染，应当研制开发出新型的节能型的发动机，以达到对尾气排放量的控制。目前，主要可以通过以下技术的研发来研制新型的发动机：（1）发动机结构优化技术。如采用多气阀进气机构，组织进气气流，改进燃烧室等。通过改善发动机燃烧状况，提高燃烧效率，降低发动机一氧化碳、碳氢化合物的生成量。（2）闭环电控发动机管理技术。包括电控燃油喷射和电控点火。（3）燃油蒸发污染物控制技术。对油箱和供油系统排出的汽油蒸发污染物进行控制。国外从20世纪80年代就普遍使用该技术，可控制汽油车20左右的碳氢化合物排放。对应于这些新技术，目前国际上研制出的比较成功的发动机有：本田Insight3缸汽油机、马自达新型转子发动机、法拉利F360ModenaV8发动机、雷诺F5R型直喷汽油机、丰田新型1.0L4缸发动机等。当然，这些新型的发动机投入运行后，某些排放问题仍会存在，与此有关的一些问题尚未得到完全解决，但它们能够控制汽车污染物的排放量，对汽车的发展和环境的保护都起到了重要作用。3完善相关政策，减少汽车尾气污染制定有关汽车尾气污染控制的详细条款，可确保汽车的正常使用及先进技术的研制开发，从而达到减少污染、保护环境的目的。3.1鼓励小排量汽车的使用国家有关部门应加快制定有关政策措施，研究制定汽车燃油经济性标准，建立汽车能效标识制度，引导、鼓励消费者购买和使用低能耗、低污染、小排量的汽车。各地区要结合实际，积极制定具体措施，对节能环保型小排量汽车的生产商和使用者给予适当优惠或补贴，为节能环保型小排量汽车的使用创造良好的环境.3.2淘汰落后、污染重的汽车对于已报废的汽车和污染重的汽车，政府应该强行管制。在每年对汽车进行年审的时候严格把关，不得再使用已报废的汽车；对于当地淘汰而被转入异地使用的旧车，要使其销售者和使用者付出高昂的成本；对于不能达标排放的汽车要征收污染排放税。3.3征收汽车交通堵塞税汽车空挡时的CO排放量最大，客车柴油机低速行驶时油耗高、烟度大，这就致使交叉路口的汽车尾气排放浓度特别高，危害严重。而且随着经济的发展，私家车的增多，城市交通堵塞现象越来越严重，虽然路越修越宽，但是交通堵塞现象却不见好转。因此，可实行对环境造成破坏性的活动进行征税，如对进入市区的车辆征收“交通堵塞税”，可有效缓解城市交通拥堵的状况，减少空气污染。3.4鼓励市民骑自行车或乘坐公共交通工具出行国家应优先发展公共交通，如修建地铁、开辟公交专用线和近郊旅游专线，使公共交通更加快捷、便宜和便利；企事业单位可对员工给予一定的交通补贴，以鼓励员工乘坐公共交通工具或骑自行车出行，减少汽车的使用，这样既可以减少汽车尾气污染，又能减少城市交通压力。 3.5发展燃气汽车和电动汽车燃气汽车是指用液化石油气（LPG）和压缩天然气（CNG）作为燃料的汽车。由于燃气汽车具有燃烧彻底，排污量较少等优点，是目前我国最具推广价值的低污染汽车，尤其适用于城市公共汽车和出租汽车。当前我国燃气汽车的发展速度较快，但质量令人担忧，主要因为现在使用的燃气汽车基本是以改装车为主，改装后的燃气汽车由于改装技术不稳定，排放尾气污染改善程度十分有限。因此今后应当鼓励汽车厂商直接生产在电喷技术基础上开发的双燃料汽车或单一燃料的燃气汽车，在城市应以公共汽车和出租车为重点推广燃气汽车，逐步扩大燃气汽车的应用规模。电动汽车是以自载电池为电源，依靠大功率电动机提供动力的新型交通工具，具有清洁无污染、噪声低、动力源多样化、能量转换效率高、结构简单、使用维修方便等优点，在环保和节能方面具有不可替代的优势。发展燃气汽车、电动汽车及其他清洁能源汽车不仅可减轻全球气候变化的压力，同时也可减少对石油进口的依赖，实现能源供应多样化，减少空气污染对人体健康的影响。二. 柴油机故障诊断方法：灵活运用十大故障诊断方法，对柴油机的常见故障和疑难故障进行诊断。柴油机的工作原理决定有些故障比较明显，也比较容易判断，例如可用看柴油机排烟烟色，听柴油机声音，手摸某处的温度和感知振动等方法来判断。1.柴油机排气烟色观察柴油机排气烟色，判断柴油机的工作是否出现故障，是一种简单易行和有效的方法。发动机在正常工作温度下，其排气烟色应该是无色或淡灰色，所谓无色不是完全无色，不能像汽油机那样无色，而是在无色中伴有淡淡的灰色，这是正常排气烟色；发动机在怠速时排气烟色可能重一些，在高速高负荷时也可能重一些，要注意观察正常排气烟色，才能对非正常的排气烟色有清楚的了解。(1)排气冒黑烟。柴油机排气冒黑烟主要是燃料过浓，可燃混合气形成不良或燃烧不完善等原因造成的。在柴油机正常温度运转时，大负荷工况或加速工况下常常伴有冒黑烟的现象，一般是因为喷油量过多造成的。如果柴油机无故障，又调整得当，且冒烟限制器工作正常，柴油机在大负荷下冒黑烟现象就能减轻，排烟为灰色就比较正常。排烟能调为淡灰色那是最好的。在寒冷季节，柴油机冷起动时有的要冒出大量的黑烟，有的甚至较炊烟浓重得多，看上去就像汽车失事冒浓烟一样，没见过怪吓人的。这主要是由于天气寒冷，空气温度低，进气温度低，6110型柴油机虽有进气预热装置，但可能有时不起作用或作用低下；柴油机机体冷，特别是在夜间冷冻一宿，已完全变冷，进入的空气虽经预热又被冷却，引起燃烧室中空气温度低，相应的润滑油温度低，机油盘润滑油温度低，各油道和各润滑表面润滑油膜温度低，发动机运转阻力大，相应转速较低；冷却液温度低，柴油机升温慢；燃油温度低，喷油器喷射雾化不良，可燃混合气形成不佳，使得燃烧不完善；再加上燃油品质不佳，黑烟就更浓。而德国道依茨BF6M1013EC型柴油机，在燃烧室中加装有笔式冷起动预热器，能给燃烧室加温，这就使冷机起动和冷起动后的预热过程的柴油机冒黑烟现象得以缓和且可较快消失掉。对于柴油机冷起动时和延续一段时间的冒黑烟故障，很难以调整的方法加以解决，只能等待约半小时，发动机温度正常了，冒黑烟故障也就随之减轻和消失了。(2)蓝色烟。排气蓝色烟，一般是发动机使用日久，慢慢开始烧机油引起的，随着蓝色烟雾的加重，烧机油越来越多，就应考虑维修柴油机了。有时燃油中混有水分，或有水分漏入燃烧室中，引起燃烧的改变，柴油机会冒浅蓝色烟。(3)白色烟。白色烟是指排气烟色为白色，与无色不同，白色是水蒸气的白色。白色表示排烟中含有水分或含未燃烧的燃油成分。柴油机在寒冷天气运行时，发动机温度低，排气管温度也低，有水蒸气排气凝结成水汽形成白色排烟，是正常现象。当发动机温度正常，排气管温度也正常时，仍然排出白色烟雾，说明发动机工作不正常，故障原因可能有：燃油中含有过多的水分；喷油泵压力过低；喷油器故障等使燃油在燃烧室中雾化不良、可燃混合气形成不良等引起的。(4)灰色烟。淡灰色烟，柴油机工作还算正常，但烟雾颜色加重呈灰色或接近于黑色就不正常了，除了上述排烟黑色的原因外，还可能有进气不畅即空气供给不好的原因。当取下进气空气滤清器后，排气烟色由深变浅甚至变为无色时，就是空气滤清器堵塞了，应检查引起进气不畅的原因。2.柴油机声音柴油机的工作原理决定其声音较汽油机大，当其发生故障时又会以更大的异响表现出来，只要认真监听，故障比较容易判断。监听柴油机异响的方法较多，如直接用耳朵监听，这是用得最多的，许多异响都可以直接听出来；借助于听棒、螺丝刀、胶管和听诊器等工具监听某部细微声音，也不失为好的监听方法，收到直接用耳朵听听不到的声音。(1)柴油机工作粗暴噪声。当调速器调整有误，喷油量过多，喷油过早时，可能会出现工作粗暴噪声，明显高于正常柴油机声音。特别是当柴油机加速和高负荷时表现更为明显，应适当进行调整。2)柴油机敲缸噪声。当调速器调整使喷油过于提前时，燃烧室中燃烧压力发生在活塞上止点附近，燃烧室中燃烧压力上升率偏高，引起柴油机敲缸。敲缸多发生在加速和高负荷况，如敲缸经常发生，就应适当调整，否则长期敲缸会损坏柴油机。(3)柴油机排气噪声。柴油机排气噪声比较高，要求从发动机排气管口直到排气消声器排气出口的管路不能有损坏和漏气之处，如管路连接处漏气将使噪声大大增加，对使用十分不利，必须换件修好。(4)气门落座噪声。正确的气门落座噪声可用耳朵直接听到，用听棒或长起子监听听的更清楚，如听到气门噪声过大，可能是气门间隙过大，应重调气门间隙；如听不到气门落座噪声，还伴有柴油机工作不良等故障，可能是气门间隙过小，应重调气门间隙到适当间隙，恢复柴油机正常工作。(5)喷油系统噪声。喷油泵和喷油器正常工作时，用听棒能够监听到有节奏的喷油泵出油阀出油声响和喷油器喷油后针阀落座的声响。如监听不到某路喷油泵和喷油器的声音时，又伴有柴油机工作不良等故障时，可能是某缸不喷油，不工作。(6)柴油机声音不正常。柴油机正常工作时，发出有节奏的噪声，柴油机加速时声音正常变化转速正常提升。为发动机加速时，声音变得清脆、咯、咯作响时，可能是喷油过早所致；声音变得沉闷、呼、呼作响且伴有加速无力时，可能是喷油过迟所致。3.柴油机振动和温度柴油机和柴油车正常工作时，有一个常规的感觉得到的正常振动，低速低负荷时振动较小，高速高负荷时振动加大，加速过程中有一个逐渐过渡的振动过程。在使用中这一振动明显改变和明显加大时，说明柴油机发生故障。柴油机支承损坏，柴油机支承是柴油机与车架的连接装置，损坏后使柴油机振动明显改变；柴油机某缸不工作或工作不良，使发动机振动加大，当排除前者原因后要检查发动机本身。柴油机供油高压油管的波动，可用手摸法直接感知出来，摸到的振动就像中医给人摸脉波一样，高压管的波动与转速成正比，节律准确，波幅一致。当用手摸到某缸高压油管的脉动变得特别重时，可能是本缸喷油器针阀卡住在喷油关闭位置所致，应进一步检查本缸工作情况；当某缸高压油管的脉动变得特别轻滑时，可能是本缸出油针阀处密封不良，也应继续检查。柴油机起动后开始工作时，检查柴油机工作情况，可用手摸各缸排气管温度上升情况。如某缸温度上升明显低于其他各缸，表示本缸不工作或有失火情况；柴油机在怠速时转速不稳，也可用上述摸各缸排气歧管的方法检查温度是否一致，如发现本缸温度仍然明显偏低，就应对本缸工作进行进一步检查。但是当发动机升温后，发动机各部温度趋于一致，摸温度就不灵了。4.仪表指示汽车的仪表板上装有许多仪表和指示信号，例如有电压表、发动机转速表、水温表、油压表、气压表、油量表、车速里程表和警告灯等。这些仪表不仅供使用者掌握发动机和汽车的工作情况，还能用做发动机的故障诊断，那是再方便不过的了。当起动发动机时，如感到起动困难，使用者就应首先注意到起动机转速过低的声音，观察到电压表指示电压是否低落和低电压指示灯是否已经点亮，可以判断蓄电池是否有电还是其他什么故障。当汽车停车和发动机怠速运转时，如注意到气压表指示气压回落和气压警报灯点亮时，甚至注意听到了储气管路有漏气的声音时，就应仔细观察气压管路接头是否密封不严或者管路折断现象等。5.查曲轴箱通风曲轴箱中的烟雾与燃烧室相关，主要是由活塞和活塞环隔开的，查看曲轴箱通风的烟色和烟量，可以较容易的检查活塞和活塞环的密封情况。检查时拔下曲轴箱通风管接空气滤清器的接头，在发动机运转中看通风管向外排烟的情况，还可略提高发动机的转速观察排烟的烟色和烟量的变化情况。对于较新的和工作正常的发动机，不应有烟气向外排出；对于使用时间较长但无故障的发动机，可以有少量的烟雾排出，烟色应为无色或微白色；如果通风管排烟量较重，排烟量较多颜色较黑，说明活塞环磨损漏气严重；如果排烟颜色是蓝色，说明发动机烧机油，结合发动机的机油耗量的多少，可以说明发动机磨损到什么程度；如果排烟颜色变为黑色和大量的排烟，就应考虑到活塞环是否卡住或已经断裂，应进一步检查以确认其损坏情况；在某些特殊情况，可能排烟变为黄色烟雾，说明发动机轴瓦可能烧毁，应进一步检查或停机修理。当以上故障判断不够明显时，还可将曲轴箱通风的另一根接发动机进气管的排气管接头也拔下来并将其堵住，切断了曲轴箱的排气，燃烧室的气体直接经活塞和活塞环排人曲轴箱并从曲轴箱通风管排出而无旁路，排烟量会明显增加，观察更为直观。6.闻气味柴油机的异味与汽油机不同，柴油机总是有异味，这个异味主要来自发动机的排气管，总是有未完全燃烧的柴油味，甚至驾驶员的身上永远都粘有柴油味，人们一嗅到有柴油味的人，再看一下外表，就能判断这个人是柴油车驾驶员。可见排气中带有柴油味并不奇怪，但应注意嗅到排气中的柴油味加大加重，这是柴油机燃烧很不充分所致，应检查柴油机或调整柴油机的调速器。如果比较留心，还可以准确判断柴油机烧机油味等，再仔细观察和排除。7.拆喷油泵喷油泵是柴油机供油系中的重要部件，可用局部拆开喷油泵的方法，来判断柴油机的故障是方便的和有效的。当柴油机排气冒黑烟并怀疑柴油机的某一缸喷油过浓时，可以拆下这个缸的高压油管，从而停止了这个缸的供油，在柴油机转速和声音均发生变化的同时，柴油机排气冒黑烟消失了，立即可以判断是这个缸的喷油过浓所致。当柴油机有活塞或活塞销的敲击声时，并怀疑这种声音来自某一个气缸，同样可以拆下这个缸的高压油管，如果敲击声消失，故障就在这个缸；如果判断不对，还可对邻近缸或其他各缸进行检查，一般可以找到故障所在。检查柴油机的限速器和扭矩校正器是否按照要求起作用时，可以拆开喷油泵的侧盖，慢慢提升发动机的转速，一边听发动机的声音，一边观察喷油泵齿条的移动情况，如果发动机上升到额定转速时齿条向回移动，发动机转速不再继续上升，就是限速器和扭矩限制器起作用。否则应进一步检查和调整。柴油机工作不良而怀疑供油管路有漏气故障时，可在高压泵的低压油管接头处拆开进油管，观察进油管中是否有气泡出现等。8.试供油功能柴油机的正常工作主要靠正常供油来实现。当拆开供油低压管路后，可以改为用手动油泵来泵油，寻找供油系低压供油部分的故障。当推拉手油泵都感到阻力小时，可能是手油泵膜片坏了，漏气，致使发动机工作不良。当拉动手油泵行程感到阻力大而推动手油泵阻力小时，甚至在回行程只要一放手，手柄就会自然落下时，可能是供油管路前段油管堵塞所致，重点检查前段供油管路。当推动手油泵行程感到阻力大而拉动手油泵阻力小时，可能是供油管路后段油管堵塞。在柴油机停机状态下，可逐缸拆下高压油管接头，打手油泵强制对高压泵供油，观察高压管接头出油情况，正常情况下应无柴油溢出；如果有柴油溢出，说明这个缸的出油阀密封不良，应拆检修理。当怀疑某缸喷油器喷油不良时，可将这缸喷油器拆下来，在发动机运转中检查喷油器的喷油情况；也可在停机状态下，用撬动本缸喷油泵柱塞弹簧座的方法使喷油器喷油，观察喷油情况，判断喷油器好坏。三柴油机微粒排放的净化技术一.柴油机微粒排放柴油机排放物中的有害成分主要有c0、IlC、NO:、微粒等，而微粒的成分主要包括碳烟颗粒(占30%)、可溶碳氢有机物(占35%)、硫及水(占35%).由于排放的微粒比表面积大、吸附力强(吸附有多环芳香烃、苯并花等)且微粒直径小(只有0.01一0.05林m)、重量轻，故能长时间悬浮在大气中，易被人体吸人并沉积在肺胞中，对人类的健康有极大的危害.为此，世界各国对柴油机微粒排放的限制越来越严格。由于喷人燃烧室的嫩料与空气混合不完全，高温燃料及嫩气历经高温聚合及分解反应，产生了高分子量的HC，经过进一步的凝聚作用，产生了碳烟颗粒，虽大部分在随后的富氧区烧掉，但终究因混合不完全仍有约1%的碳烟颗粒没被烧掉，重的颗粒随即排出.可溶碳氢有机物来源于未燃的燃油和机油.碳氢有机物在冷凝过程中吸附在碳烟颗粒的表面，成为柴油机微粒排放的一部分.为了达到日益严格的排放法规的要求，目前世界各国都在积极开发减少柴油机微粒排放的技术措施.二柴油机微粒排放的主要净化措施1.机内净化措施机内净化着眼于降低燃烧室内碳粒初始粒子的形成、通过改进发动机结构或增加附加装置达到微粒净化的目的.1.a燃烧系统的优化燃烧过程对微粒产生的影响最大，也是研究的热点，主要有以下几个研究方向a.燃油喷射系统的优化与喷油有关的参数主要有喷油量、喷油嘴端压力、喷油嘴结构和喷油提前角.喷油系统的性能直接影响嫩油的雾化和混合气的质量，最终影响微粒排放特性.例如，增加喷油嘴孔数、采用电控技术和提高喷射压力可以使燃油在燃烧室内更均匀地分布，减少燃油碰壁，将有利于减少微粒排放，但会引起N0，的增加;b.嫩烧方式的改进为了减少微粒排放，日本、美国都在研究预混合燃烧方式的柴油机，这样，可使燃油与空气充分混合，尽量避免在高温缺氧情况下燃油裂解成碳粒的可能性;c.进气旋流的优化在高压喷射的情况下采用低涡流比有利于减少微粒排放.这是由于涡流比大，提高了进气速度，而降低充气效率.但在发动机实际运行时，低转速时要求较高的进气旋流;而高速时要求有较低的进气旋流.采用可变涡流进气道技术可使运行中的涡流比在0.2一2.5之间变化，使发动机性能及微粒排放特性在整个范围内得到优化; d.四气门技术采用四气门结构，使活塞上的嫩烧凹坑和缸盖上的喷油嘴布置在燃烧室中央，改善了进气涡流和油雾分布，使燃烧状况明显优化，同时也改善了活塞和喷嘴的冷却条件，从而减少微粒排放:e.采用陶瓷材料用陶瓷材料制成的燃烧室、活塞顶和缸套可以提高嫩烧室的绝热效果.用陶瓷材料制成气门摇臂等运动部件，可减少摩擦阻力、降低机油耗量，从而减少微粒排放.1.b进气增压与空气冷却技术进气增压与中冷可以增加进气量，这样姗料在最大扭矩时可以得到充分的氧，而避免达到临界空燃比。使用变截面增压器(vCT)并配合先进的控制系统，可有效地降低微粒排放量.1.c降低机油消耗量在柴油机排放的微粒中，未燃机油占很大比重，所以必须降低机油消耗量.为此，须对活塞、活塞环、缸套等零部件进行优化设计并进行配合间隙的优化研究，特别是热变形条件下的研究，以达到降低机油消耗的目的.1.d燃料的改进措施a.降低含硫量在燃烧过程中，柴油中的硫约有98%转化为S0。，其余的2%成为硫酸盐颗粒. 部分s0:被进一步氧化并与嫩烧过程中生成的HZO结合，形成HZSO.和硫酸盐(如C50等)，增加了微粒的排放量.当嫩料中的S从0.12%下降到0.05 %时，微粒排放量将减少8%10%，但进一步减少S对微粒的排放量不再有影响.美国1993年10月规定高速公路上行驶的汽车所用的柴油，其硫含量不得高于0.05%，1996年已全部供应低硫柴油.日本也于1997年全部供应低硫柴油; b.降低燃油比重燃油比重直接影响非直喷式柴油机的微粒排放，即微粒排放量随燃油比重的增加而增加: c.燃油的乳化采用油包水型乳化燃油，这样由于油中水的急剧汽化使油滴变得更加细小，有利于扩散然烧，可有效降低微粒排放.2.机外净化措施机外净化即排气后处理，将柴油机排气引人专门的后处理装置中，消除其中的部分微粒后再排人大气.主要的机外净化措施示于图1. 机外净化措施中应用最广泛的是微粒的过薄技术，即用耐高温的过滤材料制成特定结构的过滤体，将排气中的微粒截留在过滤体内，从而达到净化的目的.过滤体的材料和结构应满足以下要求: a.通过特性好，排气阻力尽可能小; b.抗热冲击性好，有较好的机械性能c.热稳定性好，能承受很高的热负荷; d.过滤效率高;e.适应再生的要求. 目前国内外应用最广泛的过滤材料有壁流式蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷、陶瓷纤维等. 随着过滤体内微粒的不断积累，柴油机排气阻力增加、背压升高.当背压升高到一定程度时，将导致柴油机功率和过滤效率下降.所以必须及时清除过滤体内积存的微粒. 众所周知，当柴油机在最大负荷、转速的工况下，气缸排气口的温度可达到500一600，此时柴油机排气微粒开始迅速氧化、升温直至着火燃烧，以此减少微粒，从而达到过滤体的排气阻力和过滤效率恢复到原来的水平，即过滤体的“再生”. 目前过滤体的再生方法主要是:“热再生”，即利用全负荷再生、喷油助燃再生、电加热再生、电自加热再生、节流再生等，此外，也开发了如逆向喷气再生、振动再生等非加热再生方法，也就是利用外部热源使积存在过滤体内的微粒升温、自燃，以减少过滤体内的微粒.2.1柴油机排放后处理系统柴油机微粒后处理系统是利用泡沫陶瓷过滤微粒，并利用微波对滤体进行再生. 2.1.1泡沫陶瓷过滤体将陶瓷原料配制成泥浆，并在聚醋或聚醚泡沫塑料内浸演成型，最后经烧制而成.泡沫陶瓷内部由许多小孔(称为“气室”)组成，每个气室通过窗口与多个邻室相连，由于微粒直径远小于气室直径，所以微粒的捕集发生在整个气室里.其优点是多孔结构使火焰易于传播。2.1.2微波再生 柴油机微粒排放后处理系统在国内率先采用了微波再生这一新技术.与其它再生方法相比具有以下特点.a.选择加热陶瓷材料对微波的吸收能力很差，但微粒对微波的吸收能力却是陶瓷的100倍以上，因此，在微波再生过程中，微粒是主要的被加热对象，这种选择加热特性对于提高能量利用率、延长过滤体寿命、提高再生效率都是十分有利的;b.空间加热当微波进人被加热物质时，引起被加热物质分子偶极子高速振动的摩擦，从而产生热量.微波能在过滤体中是空间分布的.因此，微波再生具有加热迅速、均匀的特性，使再生过程能量利用率高，且减少了因加热不均匀引起过滤体热损坏的可能性. 柴油机微粒排放后处理系统主要由过滤器、微波源、车用电源和自动控制系统四部分组成柴油机工作时，排气通过过滤体，其中的部分微粒被过滤体捕集，净化后的排气排人大气.当过滤体中的微粒积累到一定程度时则开始再生.微波由微波源发出，在过滤器与微波源之间由于微波源功率有限，再生过程中如有高速气流流经过滤体，那么再生就很难实现.为了保证再生能顺利进行，再生时旁通阀关闭排气管至过滤器的通路，同时打开旁通通路，使废气直接排入大气，以免气体对过滤体的冲击。再生时，旁通阀、车用电源、微波源均由控制系统自动控制. 经台架试验和整车台架试验，其过滤效率超过钧%.微波再生效率超过80%，整个系统工作稳定可靠，具有很高的实用价值.2.1.3其它过滤材料2.1.3.a壁流式蜂窝陶瓷 壁流式蜂窝陶瓷开有许多蜂窝孔，相邻的蜂窝孔道两端交替堵孔.发动机排气从人口通道进人后，须经过过滤体内部的多孔薄壁才能排出.由于薄壁的气孔率高达400目/25.4mm，所以过滤效率高，可达60%一80%;结构强度高，抗热冲击和机械振动的能力强.但蜂窝陶瓷各向异性，其径向膨胀系数是轴向膨胀系数的两倍，且微粒都沉积在进气孔道内，因此再生过程中受热不均匀，易发生热冲击损坏.2.1.3.b编织陶瓷纤维编织陶瓷纤维具有高度表面积化和良好的抗高温能力，不受固定尺寸的限制，给过滤体内孔形状和孔的分布提供了广泛的选择余地，通过改变各种设计参数使应用达到优化.由于过滤体内纤维表面积，所全是有效过滤面以过滤效率高达95%.但是，陶瓷纤维是一种脆性材料，虽能适应催化剂因素，却有生产工艺较复杂且易损坏的缺点. 设计一参数使应用达到优化由于过滤体内纤维表面全是有效过滤面积，所以过滤效率高达95%.但是，陶瓷纤维是一种脆性材料，虽能适应催化剂因素，却有生产工艺较复杂且易损坏的缺点.2.1.4非过滤技术静电式微粒收集器柴油机排气微粒中有70%一80%呈带电状态、每个带电微粒约带1一5个基本正电荷或负电荷，整体呈电中性，国内外已尝试利用附加强电场对呈带电特性的碳烟微粒进行静电吸附，并取得了一定的试验成果.但由于附加设备体积大结构复杂以及高压电源的供给等给实用化带来一定的困难。2.1.5非过滤技术电压捕集技术 在柴油机排气管的上下游分别装金属网，网间加约50V直流电压.一般上游的金属网网格较大且加负电压，下游的金属网网格较密且加正电压.当微粒经过上游金属网时带上负电，经过下游带正电的金属网时被吸附，从而达到微粒净化的目的.这种方法装置简单且过滤效率高.2.1.6微粒后处理的催化技术 常用的催化剂有贵金属(铂、把等)、贱金属(锰、钻、钒、铬的氧化物)和稀土，催化剂可以添加到嫩料中，也可浸在过滤体上，其目的是: 促进过滤体内碳粒的氧化，有效地降低碳粒的着火温度，使过滤体“再生”更容易;b有效地降低排气中的HC和C0含量.但由于催化剂的氧化作用，排气中的硫易形成硫化物，不仅会引起催化剂中毒”，而且会因硫化物沉积在过滤体内而降低过滤效率和使排气阻力增加.同样，金属添加剂的燃烧产物流经过滤体时也会有一部分沉积物，也会影响过滤效率和增加排气阻力. 贵金属催化剂不会导致两次污染，且催化效率高，但价格昂贵，贱金属和稀土催化剂价格低，但催化效率不如贵金属催化剂。我国是世界上稀土蕴藏量最大的国家，故稀土催化剂在我国大有前途.四柴油机高压共轨多次喷射技术的改进提升燃油的利用率，让每一滴油都充分释放它们蕴藏的能量，是汽柴油发动机技术工程师苦心追求的境界。十几年前，清洁型柴油机率先创造出高压共轨燃油喷射技术，大大提升了燃油燃烧水平，如今在高压共轨技术基础上，又发展出燃油多次喷射技术，将柴油机的燃烧过程控制提升到一个新高度。 纵观整个柴油机技术的进步史，对喷射精度的控制一直是柴油机技术改进的主要方向。柴油燃油喷射系统从机械控制式发展到电子控制式系统后，电子喷射系统又经历了三次变革，即位置式燃油喷射系统、时间式燃油喷射系统和时间压力式燃油喷射系统，也就是通称的高压共轨系统。据亚洲最大的柴油动力总成制造商欧意德动力集团的技术人员介绍，电控高压共轨燃油喷射技术可以将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开，这就确保了发动机在任何工况下都能获得较高的燃油喷射压力，一般这个压力能达到1600bar以上；同时高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过控制高压油泵电磁阀开启持续时间从而对公共供油管（共轨）内的燃油压力实现精确控制，避免了传统柴油发动机各缸分别喷油产生的喷油量和喷射压力不一致现象，使发动机运转更为平顺；通过ECU精确控制喷油器电磁阀开启时刻、持续时间从而控制喷射提前角、燃油喷射量，确保了以最小的燃油消耗获得最理想的动力输出。在第一代高压共轨技术基础上，工程师们又发展出具有革命性的多次喷射技术。它可以将单循环内的喷油过程分成预喷、主喷和后喷三个过程。通过预喷可以优化燃烧环境，事先将缸内温度进行预热，减少了因温度剧烈波动带来的震动，同时通过提前消耗部分氧气，破坏了氮氧化物生成的“高压富氧”环境。而通过后喷射，则可降低碳烟和颗粒物的生成，提升排放水平。据了解，我国率先达到欧排放标准的欧意德绿色柴油发动机，正是应用了这项技术，单循环内可实现多达4次的喷射，喷射间隙仅为1/100000秒。有数据显示，采用新一代高压共轨技术的欧意德绿色柴油发动机可比当前最先进的缸内直喷汽油机节油30%，排放降低25%，同时动力输出高出50%，而且在振动和排放的控制也达到了汽油机的水平，更符合轿车舒适性的要求，为清洁型柴油机在轿车领域的推广创造了条件。 随着我国的能源需求将持续增长，新一代柴油机技术凭借先进的节油性能成为人类进取低碳道路的首选，而欧意德等技术先行者，已经在这条道路上取得了领先优势。五.柴油机排气后处理技术的研究及发展进程一，PM净化系统一、催化氧化法柴油机PM后处理技术包括催化氧化和过滤，利用催化氧化技术减少载重车和城市公交车柴油机尾气PM排放始于20世纪90年代。催化剂为蜂窝整体直通式，能部分氧化去除排气PM的可溶性有机组分以及气态污染物HC和CO，发动机负荷低时，PM可溶性有机组分含量高，催化氧化降低PM排放效果明显；而发动机负荷高时，PM中可溶性有机组分含量低，催化氧化降低PM排放效果较弱。典型的PM排放降低值为20%50%，而且随着排气温度提高，降低率增大，但排气温度提高也会导致SO3和硫酸盐排放增加。二、过滤法过滤是降低PM排放最直接的方法，但将柴油机排气微粒收集起来后，决定微粒捕集器可行性的就是再生的问题了，微粒捕集器的再生一般都采用燃烧法，即利用外界能量提高微粒捕集器内的温度，使微粒着火燃烧，或通过使用某些催化剂降低微粒的着火温度，使之能在正常的柴油机排气温度下着火燃烧分解。目前，催化再生的燃油添加剂再生和连续再生已成为研究的热点。燃油添加剂再生可能会造成新的二次污染，但这类燃油添加剂通常为含钙或铁钡铜锰的金属化合物，成本相对低，降低微粒着火温度显著，在国内该方法应该具有较为广泛的应用前景；而连续再生是将催化剂与微粒表面充分接触，降低微粒排放量的效果也较为明显。连续再生式DPF装置目前要解决的问题是:在发动机的各种运转条件下不发生碳粒堵塞现象，以确保碳粒净化率的长期稳定性，提高其使用寿命三、低温等离子体技术目前，低温等离子体技术在柴油机尾气控制中较多的是将其用于排气微粒的捕集，其主要依据在于柴油机排气微粒中有70%80%（以质量计）是带电的。利用低温等离子技术捕集柴油机微粒的技术现在还处于实验室阶段，而且已获得较满意的数据。等离子体静电捕集微粒装置的流动阻力小，对发动机的性能影响较小，这是传统微粒捕集器所没有的，而且具有较高的捕集效率，能解决微小微粒难于收集的困难等优点。但是这种技术实用化的最大困难在于设备庞大，结构复杂及成本较高，在车用上则有高压电电源的供给问题。因此，该项技术的商品化还需要进一步的研究四、Nox净化系统由于柴油机机内NOx控制与PM控制存在所谓的trade-off效应，而机外的NOx控制又因排气中含有大量O2而变得非常困难。目前，柴油机排气NOx净化研究主要从选择性催化还原和吸附催化还原两条技术路线入手。1选择性催化还原选择性催化还原有一个很明显的优点就是:催化剂不会因为燃料或润滑油中所含的硫而引起硫中毒。以尿素作为还原剂的选择性催化还原系统，可以降低柴油机排气中绝大部分的NOx，也能降低部分HC。因此，以尿素为还原剂的SCR被认为是最具有应用前景的。但尿素SCR技术的难点在于处理城市基本建设与植被尿素水的矛盾，所以使将来车用尿素的SCR的实用性受到影响。1990年，Iwamoto和Held分别报道在Cu/ZSM-5催化剂上，HC能选择性催化还原NOx。随后，作为净化柴油机和吸燃汽油机排NOx的潜在技术，HC选择性催化还原NOx受到重视。对小型客车来说，HC选择性催化还原系统的发展旨在改进催化剂材料和增大NOx净化效率的控制方法上，同时也尽量减少燃料经济性的恶化2吸附催化还原吸附催化还原对NOx的净化率高达80%左右，其还原NOx的机理是:基于发动机周期性进行稀燃和富燃工作的一种NOx净化技术，在稀燃阶段将NOx吸附储存起来，而在短暂的富燃阶段，NOx释放并被排气中的HC还原。对于超低S燃料，现有吸附催化还原技术可将NOx降低90%，但燃油经济性会因此降低。适用于高含量S燃料的吸附催化剂目前尚在开发之中五、同时净化系统1同时催化法在氧化环境下，用催化方法同时去除NOx和PM的理念是由Yoshida首次提出的，他对“Soot-O2-NO”3组份之间反应的可能性进行了实验研究和探讨。Cooper等人通过实验研究发现，NO在Pt催化剂作用下被氧化成NO2，而NO2能进一步氧化柴油机的碳烟，从而揭示了NO（NO2）在降低柴油机碳烟中的作用2.四效催化剂最近，被称作柴油机PMNOx还原系统（DPNR）的一种四效催化系统得到了发展，它具有同时净化4种有害物质PM，NOx，CO和HC的潜力。DPNR是一种DPF，只是表面有一层吸附催化还原催化剂的涂层。在DPNR系统中，PM由活性氧氧化，而活性氧产生于NOx储存与还原的过程中，还有一部分来自稀燃状态下过剩的氧气。六.努力发展研制可替代能源的环保型汽车一、使用可替代能源从总的形势看，石油资源必将逐步减少，最终将枯竭。为此，世界各国从长远战略考虑，为保证车用能源供应的安全和节省大量外汇支出，有必要减少对进口原油的过分依赖，积极寻找替代能源，采用多种能源，以确保社会经济的发展。实践证明：燃料乙醇作为石油的替代品和可再生能源，不仅对于解决粮食深加工转化，稳定粮价和农民收入，减少环境污染、保