载货汽车（柴油机）国IV技术路线介绍
一、概况
发达国家车用柴油机为达到欧IV排放标准，主要采用以下两种技术路线：1.依靠发动机缸内措施减少NO X的生成（主要是废气再循环EGR），再采用过滤
及氧化催化型后处理装置降低排气中的PM（例如氧化催化转化器DOC、微粒氧化转化器POC、微粒过滤器或捕集器DPF，以及由此衍生的连续再生微粒捕集器CRT（DPF+CR）、催化碳烟过滤器CSF等，这些装置还可以纵使使用，如DOC+DPF、DOC+CRT、DOC+CSF等。）
2.依靠发动机缸内措施减少PM的生成，再采用还原催化型后处理装置降低排气
中的NO X（例如选择还原催化转化器SCR、NO X吸附LNT、NO X存储催化转化器NSC等）。
国外不同国家或地区根据其不同的国情和要求，针对不同车型有不同的选择。就重型车而言，美国、日本主要采用第一种技术路线，而欧洲则以第二种路线为主。在轻型车领域，则普遍倾向第一种技术路线。我国也需要根据我国的国情和要求，进行具体的分析和选择。
考虑到我国石油资源紧缺，节油至关重要、代含硫量燃油的普及进展较慢、发动机配车功率裕度相对较小，平均排温较高、Pt、Rh等贵金属紧缺、尿素与柴油价格相差较大等因素，还考虑使用SCR技术可使燃气中残余NO2份额较小，因而对重型车而言经二种技术路线较为合理。而轻型车则受到负荷相对较轻，平均排温相对较代、且车上布置空间较紧，对价格和使用成本更为敏感等因素的制约，以采用第一种技术路线为宜。目前在国IV柴油机的研发进程中，我国排量较大的重型和中型柴油机生产企业实际采用的均是第二种技术路线，而排量较小的轻型车用柴油机则主要考虑第一种技术路线。至于下一步要
达到国V以至欧VI排放标准，则除了要对缸内措施和后处理进行进一步的和完善外，可能还需要多种处理装置的组合使用。
二、选择还原催化系统（SC R）介绍
（一）现状及技术特点
1、80%的欧洲卡车在欧IV阶段采用的是SCR技术策略，而欧V和欧VI
也是延续更完善的SCR技术策略。SCR后处理器采用尿素为特征的还原
剂，不仅去除NO X的转换效率最高，同时排气中残留的NO X的NO2份额
较少。
2、与DPF技术方案相比，SCR有5%～6%的燃油经济性好处，全国每年可以
节约车用柴油燃料500～600万吨，环保效益和社会效益显著。虽然新增
了尿素的消耗，但耗量中粉燃油消耗量的3%～5%，且价格低于燃油，目
前进口的Adblue(-11℃)的价格约为15元/公斤，自制的尿素还原剂成品
(-11℃)的价格约为1.5～2.0元/公斤。
3、SCR对燃油中的硫不敏感，可以使用500ppm硫含量的柴油，长期运行
而转化效率不降低，对目前我国车用柴油的实际质量状况（例如硫含量、芳烃指标）具有更好的适应性。
4、采用SCR技术，不需要对内燃机本身进行很大的结构性改进，可以使欧
III、IV、V采用同一个发动机平台。
5、SCR不需要对发动机冷却系统做重大改变，而DPF的技术方案，需要
EGR和EGR冷却器，到欧V阶段，仅EGR冷却器就需要50到120KW
的消耗功率，对整车热管理系统影响巨大。
6、但SCR系统体积巨大，在轻型车辆上布置困难。
7、SCR系统成本较高，300马力以上的重型发动机SCR系统，目前样品价
格为7万元人民币左右，将来批量供货的目标价为2万元人民币。
8、SCR在我国目前正处于研制阶段，尚无成熟的定型产品可用于整车。还
原剂也无专用的SCR尿素，且国家对尿素的生产、运输、储存、销售、添加等环节都无明确的政策。
（二）关键技术
1、SCR金属载体的开发——需要开发耐高温和耐腐蚀的金属材料；适用于
我国使用条件的大尺寸（5～20L）整装金属载体的生产工艺开发和在SCR
上的产业化应用。
2、高效SCR催化剂开发——提高催化剂材料（TiO2-V2O5-WO3）在金属
载体上涂敷粘结强度的工艺技术；改进催化剂低温起燃性能（宽范围温
度窗口）；提高催化剂的耐硫性。
3、SCR封装设计及工艺研究——外型壳体材料的耐氧化、耐腐蚀以及经济
性分析；利用CFD软软选择合适的结构参数和外型尺寸，减少背压损失
并使温度场分布合理；SCR后处理系统消声特性研究。
4、SCR尿素还原剂的供给装置及其控制系统ECU和喷射剂量系统DCU的
开发，包括实现与发动机电控燃油喷射系统ECU以及车载诊断系统OBD
的通讯。
5、SCR 模拟性能试验研究和批量制造。
6、SCR整机匹配和发动机台架试验评价及抗老化性能（耐久性）。
7、SCR还原剂的组成配方——消化DIN和ISO技术标准，完成相关标准使
用技术规范的制订，进行产业化。
三、柴油机用颗粒过滤器（DPFF）的介绍
（一）现状及技术特点
1、颗粒过滤器是布置在发动机排气系统上，利用蜂窝陶瓷载体或高密度金
属丝烧结毡，不断改变气流方向，从而将排气中的颗粒物截流下来。
2、颗粒过滤器捕捉到一定量的颗粒后，会堵塞排气通道，造成排气背压上
升，影响到发动机性能，需要将捕捉到的颗粒物消除掉，使排气恢复通
畅，这是就是所谓的再生。
3、再生方式之一是被动再生，上传感器测量排气背压，当背压上升到一定
数值后，ECU控制专用喷嘴，往排气管里喷柴油，在排气管内形成燃
烧火焰，使DPF内部温度上升到600～620度，将捕捉到的颗粒燃烧成
CO2排出去。
4、再生方式二也是被动再生，由ECU控制发动机喷油器，在气缸燃烧后期
喷油，从而使排气温度升高，也使DPF内部温度上升到600～620度，
将捕捉到的颗粒燃烧成CO2排出去。
5、再生方式三还是被动再生，在颗粒捕捉器采用电加热方法形成高温，将
捕捉到的颗粒燃烧成CO2排出去。
6、再生方式四是主动再生，采用在燃油里加添加剂，降低颗粒燃烧的温度，
使捕捉到的颗粒在发动机正常工作温度下即可燃烧成CO2排出去。
7、DPF的再生，是需要消耗燃料或电力的，所以使用的DPF柴油机，经
济性较差。燃油中加添加剂的方法目前不成熟，需要用户在柴油里加添
加剂，实际操作中也有困难。
8、DPF对燃油中的硫非常敏感，要求使用15ppm的柴油。这是因为燃油
中的硫会在高温下形成硫酸盐，本身就是一种颗粒，造成颗粒排放升高；
其次硫酸盐附着在载体涂层表面，破坏了涂层，产生有毒有害物质，阻
碍气态催化反应使再生失效，从而引起颗粒物排放超标。
9、国际上中、重型柴油车所用大尺寸蜂窝陶瓷载体（包括堇青石和碳化
硅）绝大多数市场份额为美国Corning日本NGK公司，主要结构的专
利也为他们所垄断，不仅在产品的大尺寸规格上，而且在开孔率、壁厚、
TSP（冷热激变冲击试验）性能等方面具有独到之处，例如高开孔率
（500～600目）的壁流式DPF颗粒过滤器，其产品生产技术也占有明
显的优势。过滤效率也可以达到98%。
（二）关键技术
1、陶瓷结构和金属结构DPF高性能过滤材料——要求高过滤效率、大比表
面积、高热稳定性（1300℃以上）和可靠性，包括中、重型车用的5～
10L大尺寸和轻型车用的小尺寸规格。
2、DPF的结构设计。
3、DPF的消声特性。
4、再生技术研究——在陶瓷和金属结构的DPF上，选用低温活性高、能较
好抑制硫酸盐形成的氧化催化剂及微粒助燃催化剂。
5、DPF与柴油机及整车匹配集成技术，包括控制及诊断系统的开发。
6、DPF整机匹配和发动机台架试验评价及抗老化性能（耐久性）。
7、DPF的抗硫性。
四、国IV、国V发动机技术路线介绍
从国III升级以国IV、国V，尾气后处理系统是必须的。
1、轿车及轻型车
（1）柴油机在国III电控的基础上，优化EGR系统，提高喷油压力和爆发力，增加DPF生处理装置，可以升级到国IV、国V；国VI则还需要
增加DPF+SCR。
（2）汽油机在国III电控机基础上，增加紧耦合前级三元催化器，优化燃烧过程，可以升级到国IV、国V。
2、重型车
在电控国III柴油机基础上，增加SCR后处理装置，优化燃烧系统，无须其它改变，即可达到国V；国VI则还需要增加DPF+SCR。
五、燃料质量对柴油车内燃机排放策略的影响
行业现状：我国车用柴油的质量状况制约了柴油车内燃机技术的进步和发展，例如柴油馏分中加氢精制的比例很小，其中催化裂化组分约占40%～50%～；
十六烷值低（40～50）；安定性较差；胶质高；芳烃含量高；柴油中的硫含量达1000～2000ppm，现尚限于在少数大城市供应的国III车柴油含硫量也仅为350 ppm，芳烃在10%以上。而车用柴油的高含硫量使得一些有效的排放控制技术，如高压电喷加DOC/DPF等技术无法在我国顺利地投入应用，限制了符合国III、国IV甚至国V要求的高性能内燃机的推广。
六、车用后处理器报废后回收处理
后处理器在使用中失效和报废后需要进行回收处理，以免污染环境，其中特别是贵金属的回收，存在较大利益，国外已经有相应的技术规范。我国尚无此类规定。
汽车观察·特写‖在线充驶向春天？《汽车观察》 2014年，武汉市公交集团投入200台“ 在线充”公交车，扬子江纯电动在线充城市客车的运营，标志着公交电动化运营模式的新发展。 价格、电池容量以及充电便利性等问题成为制约我国纯电动汽车发展的瓶颈。王秉刚表示，纯电动在线充城市客车可以改变这种境遇，是我国较佳的电动汽车产品路径。 今年两会，对于汽车圈来说，新能源汽车无疑是焦点中的焦点。国家政策的扶持，市场的日渐成熟，促使我国车企纷纷加大了新能源汽车的投入。预计，近几年，我国新能源汽车依然会保持强劲发展趋势。而电池成本高、续驶里程不够长、充电不方便的问题，阻碍了我国新能源汽车的大发展。 如何突破发展瓶颈？纯电动在线充城市客车为什么是我国电动汽车的最佳产品路径？纯电动在线充城市客车实际运营情况如何？ 日前，在武汉举办的《纯电动在线充公交车推广经验交流会暨2015第三届全国公交驾驶员节能技术大赛第一次工作会议》上，与会专家与公交车代表就中国纯电动公交车推广应用经验与技术进行了热烈的讨论。国家863节能与新能源汽车重大项目监理咨询专家组组长、原中国汽车技术研究中心主任王秉刚，国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬，北京理工大学博士周辉均对我国纯电动在线充城市客车的综合表现给予了充分肯定。 发展前景如何？ 国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬指出，我国新能源汽 “2014-2020年是我国新能源汽车发展的历史机遇期。车推广工作将迎来新阶段。 近期，财政部、科技部、工业和信息化部、发展改革委启动了2013-2016年新能源汽车推广工作。申报的城市与地区近40个，包括的城市约70个。期望推广新能源汽车数量约30万。已确认38个城市或区域为新能源汽车推广应用城市。” 2014年4月23日，在中国汽车论坛上工信部部长苗圩曾进一步明确，中国将坚持发展新能源汽车战略不变，以纯电驱动为发展战略取向不变，政府扶持政策趋向不变，中国政府将进一步加大支持力度，健全法规标准，完善财税政策，推进节能与新能源汽车的发展。
柴油机的排放与控制 第一节柴油机的废气排放及生成机理的认知 柴油发电机组中，柴油机的废气排放是造成环境污染的重要来源，其中成份中除99.7%（75.5%的N2、10%的CO2、8%的水蒸汽和6%的O2）对人类无害外，其余的0.3%（0.2%的NO、0.01%的NO2、0.03%的HC和0.05%的CO、0.01%的SO2和小于0.01%的PM）都是有害物质，它是形成酸雨和破坏臭氧层的罪魁祸首。柴油机对环境的污染主要有下列三个方面：一是柴油机的废气排放物对大气的污染；二是噪声对环境的污染；三是废油、废水对土壤或地表水的污染。其中，尤以废气排放对人类健康的危害最大。柴油机排放的废气中包含有气态、液态及固态的污染物。气态污染物中含CO2、CO、H2、NO X、SO2、HC、氧化物、有机氮化物及含硫混合物等。 柴油是在533K～625K的温度范围内从石油中提炼出来的碳氢化合物。其中各成分质量分数分别是碳87%,氢12.6%,氧0.4%。碳氢化合物燃料完全燃烧时,将只产生CO2H2O,没有其它成分。和汽油机相比,柴油机的CO和HC排放均比较小,这是因为柴油机总体来说在稀混合气下运转,平均过量空气系数一般在1.5～3之间,CO生成后可以得到进一步的氧化;作为汽油机HC排放的主要来源——狭缝效应在柴油机中大为弱化,原因是柴油机中进入狭缝的是空气而不是可燃混合气,因此HC排放得到大幅度降低。NO x的排放与汽油机在同一个数量级,微粒排放则要大几十倍甚至更多,所以NO x和微粒是柴油机最主要的排放物。
近年来随着科技水平的发展和对柴油机研究的深入,通过机内机外净化措施已经大大改善了柴油机的排放水平。为防止高压喷射带来的氮氧化物排放增加,必须延迟喷油,这样又导致热效率下降。要想从根本上解决排放问题,需要对NO x和微粒这两种主要排放物的生成机理有深刻的认识。 一、NO x的生成机理 氮氧化物包括NO、NO2、N2O3 、N2O、N2O5、N2O4、NO3等,在化石燃料的燃烧过程中生成的氮氧化物主要是NO和N2O,其中以NO 为主。以煤的燃烧为例,NO占90%以上, N2O占5～10%。燃烧过程中NO x来源于燃料中的氮化合物和空气中的氮气的氧化过程,过去已经有大量的研究人员从事NO x的生成机理方面的研究。按其生成的基础理论,NO x可分为热力型NO x和燃料型NO x两大类,其中热力型NO x 又分为捷里德维奇(Zeldovich)NO x和快速型NO x。燃料中含氮量的不同以及氮元素在燃料中的存在形态的不同和燃烧方式的不同,使这两种氮氧化物的比例有很大区别。 1.热力型NO x。热力型NO x源于燃烧过程中空气中的氮气被氧化成NO,它主要产生于温度高于1800 K的高温区,其反应机理可以捷里德维奇(Zeldovich)模型描述,而且从扩大的模型的常用反应常数看,生成速度比较缓慢: N2 02 →NO NN 02 →NO 0N 0H →N0 H 热力型NO x的主要影响因素是温度和氧浓度。随温度和氧浓度的增加,热力型NO x的浓度增加。因此,降低热力型NO x的基本原理就是降
柴油机共轨系统 [来源：本网讯 2006/12/26] （日）伊藤泶次古田克则 【摘要】虽然柴油机热效率高，但排放法规的强度也在逐年增加。为此，近年来，具有高度柔性控制的、能进行超高压喷射的共轨系统已逐渐成为主流。介绍了共轨系统的结构、运行、特性及其主要部件??供油泵和喷油器的技术和未来发展趋势。 1 前言 与汽油机相比，柴油机热效率高，也就是说在燃油耗方面占有优势，因此在热衷环保的欧洲，柴油车占据汽车总产量的40%。另一方面，从防止大气污染的观点出发，颗粒（PM）和NOx的排放法规日趋严格，为了应对严格的排放法规，就必须实现燃油的高压喷射化和高度的喷油控制。 本文介绍在近年来可实现超高压喷射且控制自由度高的共轨喷油系统中供油泵和喷油器的 相关技术及其今后的发展动向。 2 共轨系统的构成、运行及特征 图1以日本DENSO公司第二代共轨系统为例示出了系统构成图，图2为系统构成部件的照片。其主要部件为：供油泵（生成高压燃油）、共轨（蓄积高压燃料）、喷油器（喷射燃油）以及控制这些部件的ECU和检测发动机运行状态的各种传感器。共轨系统是把在供油泵中生成的高压燃油蓄积在共轨中，然后通过喷油器中的执行器决定喷油开始和结束的电控燃油喷射系统。 图1 共轨系统构成 图2 系统构成部件 共轨系统的第一个特征是可以实现高压喷射而与发动机的转速无关，燃油喷雾可实现微粒化，从而促进燃油和空气的混合。因此可以实现更完全的燃烧，降低排气中的PM。为了实现这样的超高压喷射，产生高压的供油泵和蓄压的共轨必不可少。 第二个特征是实现了以往喷油系统不能实现的一个燃烧循环中的多次喷油，也提高了燃烧控制自由度。 第三个特征是由于可以修正喷油量，所以喷油精度高。因为考虑到燃油耗和降低排放，所以提高喷油器的喷油控制精度很重要。最近的研究表明，预喷射的喷油量越小，PM和NOx之间的折衷就越弱，为了实现高精度的多次喷射，装有高速执行器的喷油器不可或缺。 3 共轨系统构成部件 以下详细介绍构成上述共轨系统的基本部件：供油泵和喷油器。 3.1 供油泵 如图3的产品发展历史所示，第一代供油泵为卡车用的、以直列式喷油泵为基础的HP0泵，以及乘用车用的、以分配型喷油泵为基础的HP2泵。乘用车用的HP2泵利用电磁阀实现进油量调整，并采用了在分配型喷油泵上卓有成效的内凸轮。HP2泵最大压力为145 MPa，而比这更高的压力对传统的内凸轮方式而言已达到极限。为此，如图4所示，第二代供油泵把柱塞的驱动结构由滚子机构改为平面滑动机构，降低了驱动部分的面压，以实现180 MPa的超高压喷射。进而，作为对应180 MPa 超高压喷射的另一项技术，在采用上述压力供给机构的同时，在柱塞的滑动面上涂覆陶瓷涂层，进行
浅谈柴油机排放控制技术 摘要：本文针对车用柴油机PM的组成及对人类生活的危害所面临的若干问题，通过对柴油机污染物的生成机理、影响因素等方面的知识，进一步地阐述对柴油机污染物的净化措施等较高问题的本质，优化排放质量，以便使车用柴油机符合环保要求，更进一步的保护我们懒以生存的家园。 关键词：车用柴油机；有害排放物；净化措施 1 车用柴油机的排放物 1.1 柴油机的排放物及危害 柴油机排放的废气中，氮气（N）占75.2%，二氧化碳（CO2）占7.1%，氧气及其他成分占16.88%，有害排放占0.82%。其中有害排放的主要成分包括：氮氧化合物占35.4%，一氧化碳占35.4%，硫化物及微粒主要是炭烟，还包括油雾、金属颗粒等占20.66%。与汽油机相比，柴油机排放的CO和HC要少得多，NOx与汽油机在同一数量级，而微粒及炭烟的排放要比汽油机多十几倍甚至更多。因此柴油机的排放控制，重点是NOx和微粒及炭烟，其次是HC。柴油机的燃烧过程比较复杂，影响因素较多，由于诸多原因的影响使柴油与空气难以达到完全燃烧的程度，可能会造成局部或整个燃烧空间出现不完全燃烧，所以产生出不完全燃烧产物和燃烧中间产物，这些燃烧产物大部分是有毒的，或者具有强烈的刺激性和致癌作用，造成了对大气环境的污染和对人体的危害，必须加以控制。 （1）一氧化碳，一氧化碳是柴油在空气不足的情况下燃烧的中间产物，在柴油机排气中一般含量较低，当柴油机燃烧局部缺氧时容易产生。一氧化碳生成量的多少取决于空燃比，由于柴油机空燃比较大，因此一氧化碳排放量不大。一氧化碳浓度达到一定程度就能引起人体慢性中毒，导致人体组织缺氧，危害中枢神经，引起头痛、头晕、四肢无力等中毒症状，严重时会导致生命危险。 （2）氮氧化物，氮氧化物是在柴油机燃烧高温条件下产生的，其生成取决于燃烧过程中的温度和反应时间的长短。在直接喷射柴油机中，由于空燃比较大，氧气较为丰富，燃烧温度也高，使氮氧化物的生成量较大。在间接喷射柴油机中，燃烧首先在极缺氧的涡流室中进行，燃烧温度相对较低，当火焰喷入主燃烧室时，使燃烧在有充足空气中且燃烧温度较低的情况下进行，可避免氮氧化物的生成时机，所以氮氧化物排放量相对较低。氮氧化物中NO、NOx都具有毒性对人体和环境破坏较大。人吸入氮氧化物后出现眩晕、无力等，严重时出现窒息。另外，还会与碳氢化合物一起引起光化学反应，造成更严重的危害。 （3）碳氢化合物，在柴油机排气中碳氢化合物的生成的主要途径为燃料不完全燃烧、
柴油机排放的环境保护 赖可坚邹颂宇田少民 工程机械对环境的影响主要有三：一是柴油机的废气排放物对大气的污染；二是噪声对人居环境的污染；三是废油、废水对土壤或地表水的污染。其中，尤以废气排放对人类健康的危害最大。 1、废气中的污染物及其危害 柴油机排放的废气中包含有气态、液态及固态的污染物。气态污染物中含有CO2、CO、H2、NOx、SO2、HC、氧化物，有机氮化物及含硫混合物等；液态污染物中含有H2SO4、HC、氧化物等；固态污染物有碳、金属、无机氧化物、硫酸盐，以及多环芳烃(PAH)和醛等碳氢化合物。 上述污染物中，最主要的是CO、HC、NOx以及固体微粒(PM)。CO 是柴油不完全燃烧产生的无色无味气体；HC也是柴油不完全燃烧和气缸壁淬冷的产物；NOx是NO2与NO的总称，它们都是在燃烧时空气过量、温度过高而生成的氮气燃烧产物，NO在空气中即被氧化成NO2，NO2呈红褐色并有强烈气味；PM是所排气体中可见污染物，它是由柴油燃烧中裂解的碳(干烟灰)、未燃碳氢化合物、机油与柴油在燃烧时生成的硫酸盐等组成的微粒，也就是我们常见的由排气管冒出的黑
烟。相对汽油机而言，柴油机的CO和HC排放量较少，主要排放的污染物是NOx和PM。 CO通过呼吸道进入人体后，会同血红蛋白结合，破坏血液中的氧交换机制，使人缺氧而损害中枢神经，引起头痛、呕吐、昏迷和痴呆等后果，严重时会造成CO中毒。 HC中含有许多致癌物质，长期接触会诱发肺癌、胃癌和皮肤癌。 NO2刺激人眼黏膜，引起结膜炎、角膜炎，吸入肺脏还会引起肺炎和肺水肿。 HC和NOx在阳光强烈时的紫外线照射下，会产生光化学烟雾，使人呼吸困难、植物枯黄落叶、加速橡胶制品与建筑物的老化。 PM被吸入人体后会引起气喘、支气管炎及肺气肿等慢性病；在碳烟微粒上吸附的PAH等有机物，更是极有害的致癌物。 2、柴油机的排放标准 为了控制废弃污染，许多国家都制订了相应的环保法规和排放污染物防治的技术政策，以及控制排放污染物限制的技术监督标准。欧盟柴油机稳态试验(试验程序ESC)时的排放标准如附表所示。 我国已于2000年实施了“压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测试方法(GB17691-1999)”、“压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆可见污染物限制及测试方法 (GB3847-1999)”等排放标准。这些强制性的国家标准等效采用了联合国欧洲经济委员会(ECE)有关汽车排放控制的全部技术内容，这意味着我国对新车的排放要求已达到欧洲90年代初期水平，比旧有的
共轨系统概述BOSCH高压共轨技术 柴油共轨系统特性 传统柴油喷射系统其压力的产生与喷油量跟凸轮与柱塞联系在一起，喷油的压力随着发动机转速与喷油量的增加而增加。这种柴油系统已经无法满足日益严格的排放法规和降低油耗的愿望。 共轨系统（Common Rail Systems，简称CRS）将燃油在高压下贮存在蓄压器（高压油轨）中，从本质上克服了传统柴油机喷射系统的缺陷，其特性有： 喷油压力的产生不依赖于发动机转速与系统喷油量，可根据发动机不同的工况灵活控制喷射压力和油量，从而实现低转速高喷射压力，达到低速高扭矩，低排放及优化燃油经济性的目的。 通过电子控制单元算出理想的喷油量和喷油时间，再由喷油器精确地喷射，甚至多次喷射。更高的系统压力，更好的排放能力，更低的燃油消耗 柴油共轨系统组成 柴油共轨喷射系统由液力系统和电子控制系统构成。其中液力系统又分低压液力系统和高压液力系统。 液力系统 低压液力系统 —油箱 —输油泵 —燃油滤清器 —低压油管 高压液力系统 —高压泵 —高压油轨 —喷油器 —高压油管 电子控制系统（Electronic Diesel Control，简称EDC）
—传感器 —电控单元（Electronic Control Unit，简称ECU） —执行器，包括带电磁阀的喷油器、压力控制阀、预热塞控制单元、 增压压力调节器、废气循环调节器、节流阀等 —线束 其中，喷油器、高压泵、高压油轨、电控单元为柴油共轨系统四大核心的部件。 轨系统示意图 喷油器 喷油器是将燃油雾化并分布在发动机燃烧室的部件。共轨喷油器的喷油时刻和持续时间均经电控单元精确计算后给出信号，再由电磁阀控制。 高压泵 高压泵的作用是将燃油由低压状态通过柱塞将其压缩成高压状态，以满足系统和发动机对燃油喷射压力和喷油量的要求。 高压油轨 高压油轨的作用是存贮燃油，同时抑制由于高压泵供油和喷油器喷油产生的压力波动，确保系统压力稳定。高压油轨为各缸共同所有，其为共轨系统的标志。 电控单元 电控单元就像发动机的大脑，它收集发动机的运行工况参数，结合已存储的特性图谱进行计算处理，并把信号传递给执行器，实现发动机的运行控制、故障诊断等功能。
2012年汽车排放与环境保护复习提纲 1.柴油机冷启动阶段容易产生（白烟）。 2．汽油机怠速和小负荷工况时，转速低、汽油雾化差，燃烧速度慢，需要供给(浓混合气 )。 3. 在微机控制的点火系统中，基本点火提前角是由（）和（）两个参数数据所确定的。 4.汽油机主要排气污染物是（） 5.汽油机采用二次空气喷射的目的是为了减少（）排放。 6.汽油机采用热反应器的目的是为了减少（）排放。 7. 从汽车排气净化出发，汽油机的怠速转速有（提高）的趋向。 8.电喷汽油机在起动、暖机工况时汽油机在工况时，一般需要供给( )混合气。 9. 多点电控汽油喷射系统中，进气量间接测量方式有哪些？ 10. 废气涡轮增压后进气温度上升对NO排放浓度的影响是使NO排放（增加）。 11.推迟柴油机喷油定时，NO排放浓度（减少）。 12. 柴油机喷油延迟将引起柴油机烟度（增加）。 13. 柴油机燃用十六烷值低的柴油，NO排放（增加）。 14. 柴油机燃料的十六烷值较高时，碳烟排放会（增加）。 15. 柴油机提高喷油压力，碳烟排放会（降低） 16. 随汽油机暖机过程进行， NOx排放量逐渐（增加） 17. 汽油机采用EGR的目的是为了减少（）排放。
18. 汽油机一氧化碳排放的主要影响因素是（空燃比） 19. 从降低汽油机NO排放的角度出发，点火提前角应( 减 小 )。 20. 汽油机采用曲轴箱强制通风目的是降低（ HC ）排放 21. 汽油机小负荷、低速运转时（如怠速），PCV阀流通截面是（减小） 22. 柴油机喷油延迟将引起柴油机NOx排放（）。 23. 世界各国的排放法规规定，HC用（）测量。 24. 世界各国的排放法规规定，排气中的氧常用（）测量。 25. 当需要从总碳氢THC中分出无甲烷碳氢化合物NMHC时，一般采用（）测量甲烷。 26. 汽油机的冷启动性与汽油基本特性中的（ 10%馏出温度）有关。 27. OBDII主要监测功能中的点火系统失火诊断采用监测（）方法监测。 28. 柴油机喷油延迟将引起柴油机碳烟排放（增加）。 29. 汽车排放造成大气污染的物质大致可以分为和两类。二氧化碳的 也相应地持续增强，必然对全球性的气候造成不良影响。 30.柴油机电子控制系统的计算机根据和信号决定基本的喷油量及喷油时刻。
柴油机各零部件介绍 柴油机各零部件介绍 1、飞轮 飞轮的主要功用是储存作功冲程的能量，克服辅助冲程的阻力以保持曲轴旋转的均匀性，使内燃机工作平稳。为此，它要能储存一定的能量，并在需要时放出。 2、飞轮壳 飞轮壳安装于发动机与变速箱之间，外接曲轴箱、起动机、油底壳，内置飞轮总成，起到连接机体、防护和载体的作用。 3、飞轮齿圈 飞轮外缘上压有一个齿圈，可与起动机的驱动齿轮啮合，把起动机的动力传递到曲轴的连接件，主要作用是实现起动机与曲轴之间动力传递，为发动机提供惯性。 4、飞轮螺栓 飞轮螺栓的作用就是装配时产生足够的预紧力,使发动机在工作时飞轮与曲轴结合面间产生的摩擦力矩能够传递扭矩。 5、起动机 内燃机借助于外力由静止状态过渡到能独立运转的过程，称为内燃机起动过程，简称为内燃机起动。完成起动过程所需的装置，称为起动装置。发动机的起动装置主要有：电力起动机、电磁啮合式起动机、减速起动机和永磁起动机、空气起动机等 6、机油泵总成 机油泵是润滑系中机油压力和流量的动力源。它保证发动机润滑所需要的机油压力和流量。机油泵的结构形式有齿轮式、转子式、叶片式和柱塞式。常用的有齿轮式和转子式。 7、机油滤清器 是用来滤清机油中的金属磨屑、机械杂质及机油本身氧化的产物，如各种有机酸、沥青质以及碳化物等，防止它们进入零件的摩擦表面而将零件拉毛、刮伤，使磨损加剧，以及防止润滑系通道堵塞而烧坏轴瓦等严重事故。机油滤清器性能的好坏直接影响到内燃机的大修期限和使用寿命。 8、发电机 功用：向用电设备供电，并向蓄电池充电，为了满足蓄电池充电的需求，车用发电机的输出电压必须是直流电。内燃机上装有的发电机通常有并激直流发电机、硅整流发电机和永磁式交流发电机。目前国内、外汽车上使用的发电机几乎都是硅整流交流发电机。硅整流交流发电机是由转子、定子、整流器、端盖、风扇叶轮组成。发电机产生的二相交流电通过整流器进行三相桥式全波整流后，转为直流电。输出电压一般为28V。 9、水泵总成 水泵的功用是对冷却水加压，保证其在冷却系中循环流动。在强制循环冷却系中，用离心式水泵来增加冷却水的压力，使水在冷却系内加速循环。由于离心式水泵具有结构简单、尺寸小、工作可靠、制造容易等优点，因而得到广泛应用。由曲轴驱动的水泵叶轮逆时针转动时，带动水泵中的水一起转动，在离心力作用下，
高压共轨(Common Rail)电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管(Rail)，通过公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力(Pressure)大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度. 结构及原理 高压共轨系统利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积 起来，并消除燃油中的压力波动，然后再输送给每个喷油器，通过控 制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。 其主要特点可以概括如下： 共轨腔内的高压直接用于喷射，可以省去喷油器内的增压机构； 而且共轨腔内是持续高压，高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得 多。 通过高压油泵上的压力调节电磁阀，可以根据发动机负荷状况 以及经济性和排放性的要求对共轨腔内的油压进行灵活调节，尤其优 化了发动机的低速性能。 通过喷油器上的电磁阀控制喷射定时，喷射油量以及喷射速率，还可以灵活调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔。 高压共轨系统由五个部分组成，即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。供油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口，由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内，再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。 预喷射在主喷射之前，将小部分燃油喷入气缸，在缸内发生预混合或者部分燃烧，缩短主喷射的着火延迟期。这样缸内压力升高率和峰值压力都会下降，发动机工作比较缓和，同时缸内温度降低使得NOx排放减小。预喷射还可以降低失火的可能性，改善高压共轨系统的冷起动性能。 主喷射初期降低喷射速率，也可以减少着火延迟期内喷入气缸内的油量。提高主喷射中期的喷射速率，可以缩短喷射时间从而缩短缓燃期。 主要生产商 目前世界上主要有三大公司在研发和生产柴油机高压共轨系统，日本电装、德国博世和美国德尔福。共轨系统将燃油压力产生和燃油喷射分离开来，如果把单体泵柴油喷射技术比做柴油技术的革命的话，那共轨就可以称作反叛了，因为它背离了传统的柴油系统而近似于顺序汽油喷射系统。共轨系统开辟了降低柴油发动机排放和噪音的新途径。 由于其强大的技术潜力，今天各制造商已经把目光定在了共轨系统第3代——压电式(piezo)共轨系统，压电执行器代替了电磁阀，于是得到了更加精确的喷射控制。没有了回油管，在结构上更简单。压力从200～2000帕弹性调节。最小喷射量可控制在0.5mm3，减小了烟度和NOX的排放。 应用背景 日趋严重的能源危机，成为全世界内燃机行业关注的焦点，也使柴油机越来越受到用户青睐。与汽油机相比柴油机有很多优势：能减少20%~25%的CO2废气排放，车速较低时的加速性能更有优势，平均燃油消耗低25%~30%，能提供更多的驾驶乐趣。因此，有人大胆对全球汽车产量中柴油机的发展趋势进行了预测，并按区域划分世界汽车产量中的柴油机比例。但是，与汽油机相比，柴油机的排放控制又是一个难点。为满足排放标准，柴油机先进的燃油喷射系统———高压共轨技术成为业内人士关注的焦点。前些年，高压共轨技术是外资一统天下，现在这种局面被打破了。 排放标准的提升必然推动发动机技术的发展 发展前景
柴油机高压共轨喷油系统的现状及发展 陈然 摘要：随着排放法规的日益严格和柴油机电控技术的不断进步，高压共轨喷油系统作为一种高度柔性控制的燃油喷射系统，以其显著的优越性，已经成为现代柴油机技术的主要发展方向之一。本文介绍了电控高压共轨喷油系统的组成、工作原理和特点，概括了国内外的研究状况，最后提出了未来的研究目标和发展趋势。 关键词：柴油机；喷射系统；高压共轨；发展趋势 能源危机和环境污染问题以及世界各国日益严格的排放法规促使人们进一步改善柴油机的燃烧过程，而影响燃烧过程的关键是燃油喷射系统的性能。电控高压共轨喷油系统通过各种传感器检测出发动机的实际运行状况，由计算机计算和处理，可以精确、柔性地控制柴油机喷油量、喷油定时和喷射压力，与传统的喷射技术相比，进一步降低了燃油消耗和排放，增强了动力性能，实现了柴油机综合性能的又一次飞跃。柴油机高压共轨系统在整个内燃机行业被公认为20世纪三大突破之一[1]，是21世纪柴油喷射系统的主流。 1电控高压喷油系统的原理和结构 与前两代喷油系统相比,电控共轨燃油喷射系统克服了燃油压力受柴油机转速的影响,不再采用传统的柱塞泵脉动供油原理,而采用了公共控制油道——共轨管,高压油泵只是向公共油道供油以保持所需的共轨压力,通过连续调节共轨压力来控制喷射压力,使其达到与工况相适应的最优数值,而且还使得喷油压力和喷油速率的控制成为
可能,且系统的控制自由度及精度得到了大幅度提高。 高压共轨喷油系统的结构见图1,为典型的电控高压共轨喷射系统,主要由高压泵、带调压阀的共轨管、带电磁阀的喷油器、各种传感器和电控单元(ECU)组成。 图1 高压共轨喷射系统结构 2 国外主要的高压共轨喷射系统 目前,国外在柴油机电控共轨喷射系统方面的研究进展很快,并有多种共轨喷射系统设计并投产。德国Bosch公司、意大利菲亚特集团、英国LUCAS、日本电装公司、美国德尔福公司等世界著名油泵油嘴制造商相继开发了高压共轨系统。 2.1 德国Bosch公司的高压共轨系统 目前为止,Bosch公司总共规划和设计了3代高压共轨系统。如图2所示为Bosch公司的高压共轨喷射系统。第一代已经上世纪批量投放市场,主要应用于轿车,喷射压力达135MPa。第二代于2000年开始批量生产,开始使用具有油量调节功能的高压泵和经改进的电磁阀喷油器,喷射循环由预喷射、主喷射和多级喷射等多次喷射组成,最大
对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进办法 摘要: 经济发展的进程中，柴油机以其自身的优势广泛的应用于农业机械、建筑工程机械、航船机械以及汽车动力系统等多种领域。柴油机要想保持充足的动力，就必须使得自身的喷油系统在整个运作环节保持通畅。而喷油系统自身聚集着精密的构件，加之原油质量参差不齐，所以在柴油机运作的过程中，燃烧柴油排放在大气中N2,C02，CO,Nox以及微粒碳烟等物质都会给大气环境和人类的健康构成威胁。为了打造更加环保节能的生存环境，改进柴油机喷油系统排放控制技术就显得尤为重要。 关键词：柴油机喷油系统排放控制改进办法 一、柴油机喷油系统有害排放物的形成机理及危害 柴油机本身就是一种集多种功能、组成部分等因素为一体的动力系统。柴油机原油在油缸内燃烧过程中，一部分有害物质会随着燃烧废气排放到外界。而有害气体的排放究其根本是是受喷油系统、气流传输系统以及缸内的燃烧机理等主要因素的制约。在探究柴油机喷油系统有害物排放的形成机理及其危害就要着眼于这些角度。 柴油燃烧排放在大气中的CO,HC,Nox等物质是对人类安全造成威胁的主要物质。这些物质释放到空气中对于人的视力、体制都早成了极大的威胁，长期的置身于这样的环境当中，也有可能引发致癌物质，危及生命安全。 喷油系统中的柴油在燃烧的过程中，排放产物由于燃烧的温度不高，燃烧的不彻底，在中间环节喷油的速度过于缓慢等因素，在整个
的氧化还原的环节，就没有能够与O2很好的反应，致使柴油机负荷率过高，CO随之产生。 喷油系统在经过喷油器压燃的环节对柴油实施动力释放，因此这个环节进行的过程中在喷油燃烧室停留的时间很短促，油体燃烧的沉积物由于受到这种时间限制，加之空间局限性，最终致使气体燃烧化合后与空气的浓度比不能达到万群燃烧的要求，就使得未燃烧的烃等物质随之产生。 Nox是喷油系统完成喷油燃烧之后，氧原子和氮气在较高温度和压强之下化合的产物。其浓度随着燃烧过程的承载能力而变化。在其分子结构当中，我们可以很清晰的看出，Nox的主要构成成分主要是对人体健康极易造成威胁的NO。在对柴油机的喷油系统的主要类型进行分析之后，我们知道直喷柴油机和羽然柴油机是其主要的使用类型。不管是哪一种类型，在对柴油进行燃烧的过程中，Nox的释放量都与柴油机的承载能力和喷油的运转速度直接相关。 二、影响柴油机有害物排放的主要因素 影响柴油机有害物质的排放的因素众多，要想采取行之有效的措施，切实的控制有害气体烦人排放量，就需要我们对其影响因素进行相应的掌控，以期对症下药。 柴油机要想正常的运作，燃料是其原动力。而燃料中所蕴涵的芳香烃、烷烃或者S的含量直接影响着柴油燃烧与氧气接触之后的形成物质的成分。将含有钡族金属类可溶性的物质添加到原有之中，就能够制约碳烟的排放。
博世共轨系统简介 为满足国三排放标准，国内多数卡车及柴油机企业将技术路线定为高压共轨，目前高压共轨技术主要被博世、德尔福、电装等公司掌握，其中博世的高压共轨系统占有绝大部分市场份额。 技术升级随之而来的是车辆使用等方面的变化，为了更好地普及国三电控共轨系统的知识，让大家更好的用好车，我们在博世共轨系统的官网上找到了一些共轨系统的基础知识，现在整理出来，与大家一起分享。 ●柴油共轨系统组成 柴油共轨喷射系统由液力系统和电子控制系统构成。其中液力系统又分低压液力系统和高压液力系统。 共轨系统示意图 液力系统
低压液力系统： —油箱 —输油泵 —燃油滤清器 —低压油管 高压液力系统： —高压泵 —高压油轨 —喷油器 —高压油管 电子控制系统（Electronic Diesel Control，简称EDC） —传感器 —电控单元（Electronic Control Unit，简称ECU） —执行器，包括带电磁阀的喷油器、压力控制阀、预热塞控制单元、增压压力调节器、废气循环调节器、节流阀等 —线束 ●共轨系统的四大核心部件 其中，喷油器、高压泵、高压油轨、电控单元为柴油共轨系统四大核心的部件。
喷油器是将燃油雾化并分布在发动机燃烧室的部件。共轨喷油器的喷油时刻和持续时间均经电控单元精确计算后给出信号，再由电磁阀控制。 2.高压泵 高压泵的作用是将燃油由低压状态通过柱塞将其压缩成高压状态，以满足系统和发动机对燃油喷射压力和喷油量的要求。
高压油轨的作用是存贮燃油，同时抑制由于高压泵供油和喷油器喷油产生的压力波动，确保系统压力稳定。高压油轨为各缸共同所有，其为共轨系统的标志。 4.电控单元 电控单元就像发动机的大脑，它收集发动机的运行工况参数，结合已存储的特性图谱进行计算处理，并把信号传递给执行器，实现发动机的运行控制、故障诊断等功能。
柴油机NOx排放控制技术 ( 本站提供 应用行业： 阅读次数：4 )【字体：大中小】 柴油机自1892年问世以来，凭借其良好的动力性、经济性和耐久性等优点在各种动力装置、船舶和车辆上得到日益广泛的应用。欧洲和日本在70年代就基本实现了载货汽车和大型客车的柴油机化。从80年代后期开始，轿车上也越来越多的应用柴油机，例如目前德国生产的1.4L-2.0L排量的小轿车中，柴油机轿车占61%，而法国轿车柴油机的比例高达88%。从世界范围来看，汽车柴油化已经成为一种不可逆转的趋势。柴油机与同等功率的汽油机相比，微粒和NOX是排放中两种最主要的污染物。目前，世界各国都在致力于减少柴油机颗粒排放的技术研究，并且已经取得了实质性的进展。由于柴油机排气微粒与NOX的生成机理不同，因此减少微粒的同时又增加了NOX的排放，同时微粒的减少又使得催化剂中毒得以有效的扼制，从而使采用机外催化技术净化NOX成为可能。今后研究的重点应转向使柴油机排放的微粒与NOX同时减少。 2 柴油机NOX排放的危害和生成机理 2.1 柴油机NOX排放的危害 柴油机排出的NOX中，NO约占90%，NO2只是其中很少的一部分。NO无色无味、毒性不大，但高浓度时能导致神经中枢的瘫痪和痉挛，而且NO排入大气后会逐渐被氧化为NO 2。NO2是一种有刺激性气味、毒性很强(毒性大约是NO的5倍)的红棕色气体，可对人的呼吸道及肺造成损害，严重时能引起肺气肿。当浓度高达100×10-6体积浓度以上时，会随时导致生命危险。 NOX和HC在太阳光作用下会生成光化学烟雾，NOX还会增加周围臭氧的浓度，而臭氧则会破坏植物的生长。此外，NOX还对各种纤维、橡胶、塑料、电子材料等具有不良影响。 基于上述原因，柴油机排放物中的NOX对环境的严重污染引起了世界范围的普遍关注，因此各国限制其排放的法规亦越来越严格，表1是美国、日本、欧洲对重型柴油载货车NOX排放的有关规定。 表1 柴油机NOX排放的限值 单位：g/kW.h 试验循环工况 过渡工况 日本十三工况 欧洲十三工况 采用年份 美国 日本 欧洲 1997 6.67 7.75(直喷)6.76(非直喷) 7.96 1998 5.33 - - 1999 - 4.48(建议) 4.97(建议) 2004 2.67 - -
中汽中心科研课题研究报告 不同技术路线柴油机运行WHTC循环排放特性 Emission Characteristic of Diesel Engines with Different Technical Routes Running WHTC Cycle 课题编号：13142309 承担部门：试验所 课题负责人：尹超 完成日期：2013年5月
目录 第一章研究背景和试验方案 (4) 1.1 欧洲重型柴油车辆排放测试循环的发展 (4) 1.2 北京市地方标准采用WHTC循环的背景 (6) 1.3试验方案 (8) 1.3.1 试验发动机和测试系统 (9) 1.3.2 WHTC试验流程 (10) 第二章SCR柴油机运行WHTC循环的排放特性 (12) 2.1 试验发动机和研究内容 (12) 2.2 WHTC与ETC排放对比 (12) 2.2.1 潍柴WP5.200E40发动机WHTC与ETC排放对比 (12) 2.2.2 福田戴姆勒OM457LA.IV/4发动机WHTC与ETC排放对比 (14) 2.3 冷启动WHTC循环与热启动WHTC循环对比 (15) 2.3.1 冷启动和热启动循环发动机运行状态差异 (15) 2.3.2 冷启动和热启动循环发动机排放差异 (19) 2.4 本章小结 (21) 第三章DOC+POC柴油机运行WHTC循环的排放特性 (22) 3.1 试验发动机和研究内容 (22) 3.2 WHTC与ETC排放对比 (22) 3.2.1雷沃IE4D160-e4EP发动机WHTC与ETC排放对比 (22) 3.2.2扬柴YE4DB1-40发动机WHTC与ETC排放对比 (23) 3.3冷启动和热启动循环发动机排放差异 (24) 3.4 本章小结 (26) 第四章DPF柴油机运行WHTC循环的排放特性 (27) 4.1试验发动机和研究内容 (27) 4.2 WHTC与ETC排放对比 (27) 4.2.1福建奔驰651955发动机WHTC与ETC排放对比 (27) 4.2.2卡特彼勒C18IVH发动机WHTC与ETC排放对比 (28) 4.3冷启动和热启动循环发动机排放差异 (29) 4.4 本章小结 (31) 第五章总结与展望 (32) 参考文献 (34) 附件 (35)
第一节柴油机排放的特点 一、柴油机排气污染物的种类及特点 柴油机排气的有害成分主要有CO'HCNO-、硫化物以及颗粒物、臭味气体等。由于沾油机使用的混合气的平均空燃比较理论空燃比大，故其C0及HC排放明显低于汽油机;但柴油机NO,的排放、颗粒物及臭味气体却十分突出11]9 柴油机颗粒物的排量远髙于汽油机，这已被大量的试验证明。图6-1为柴油车与汽油车的微粒排放数量比较[2:,图中D和G分别表示柴油车和汽油车，D和G后面的字母a、b、c 等表示车辆编号，试验车辆均满足日本2000年的排放标准。柴油车和汽油车的微粒排放平均浓度分别为2.13 xlO8个/cm3和5.48 xlO5个八.m3,柴油车和汽油车的平均微粒排放数量分别为5.23 x 1014个/km和6. 36 x 10"个/km。可见，柴油车排放的微粒数量远高于汽油车。另外，试验时环境大气中的微粒物平均浓度为2. 92 x如个/cm3,可见,汽油车的微粒排放浓度远大于环境大气。表6-1为装备柴油机的2t载重车与其他发动机的汽车排气中的污染物NO,和PM比较。柴油车排放的也远高于汽油车：如第二章听述,颗粒物的危害性很大,有致癌和致突变的嫌疑，因此柴油车排气的危害远高于其他汽车。 225
225 由于柴油中挥发性差的大分子碳氢化合物含量高于汽油，因此，柴油机排放的HC 与 汽油机有所不同：在柴油机燃烧过程中，喷雾中氧气不足使大量的燃油分子髙温分解，并 引起烃分子之间的化学反应，导致HC 成分复杂、含有高沸点（多为高相对分子质量)的碳 氢化合物成分多。图6 - 2为柴油机NM0G 排放中不同C 原子数的HC 排放量比较,与使 用普通柴油的发动机HC 排放相比，安装了DPF 并使用低硫柴油的发动机和使用低芳烃 及低硫柴油的普通柴油机可降低绝大多数成分的碳氢化合物排放量。 二、柴油机排气污染物控制的困难 柴油车的排放特点是，危害很大的PM 和N0，的排放远高于其他车辆，HC 和C0的 排放不多,问题不突出。因此柴油车的NO,和PM 的降低一直是柴油机排放控制的重点， 各个国家或地区的法规对这两类污染物的限制越来越严格（图6-3和图6-4)。从1994 年以来，欧盟各成员国及美国和日本的柴油轿车N0X 和PM 的限值分别沿着Eurol — Euro2—>Euro3—?Euro4—+Euro5、TieiO —Tierl ~*Tier2( Bin9) —>Tier2 ( Bin5 )和短期一》■长期 新短期—新长期—新长期后的路线不断加严EUR 06标准也已制定,这使柴油车的污 染物控制面临空前的挑战。欧盟各成员国和日本的柴油载重车NO,和PM 限值的路线与 柴油轿车基本相同，美国的则与柴油轿车有较大差别。
& 船舶柴油机（轮机） --模块二柴油机的结构和主要零部件-- 黄步松主讲 福建交通职业技术学院船政学院
模块二柴油机的结构和主要零部件 重点：柴油机各主要部件的作用、工作条件、工作原理及结构特点，各部件的常见故障及原因，管理注意事项。难点：燃烧室部件承受的机械负荷、热负荷及分析，缸套、活塞、连杆、十字头、曲轴、活塞杆填料涵及活塞冷却机构的结构，曲柄排列与发火顺序。 缸盖 燃烧室部件缸套 活塞组件 主要零部件连杆 曲柄连杆机构曲轴 主轴承 主要固定件：机架、机座、贯穿螺栓 单元一燃烧室部件 一、燃烧室部件承受的负荷 1．机械负荷 机械负荷指受力部件承受气体力、安装预紧力、惯性力等的强烈程度。主要以气体力和惯性力为主。柴油机的机械负荷有两个特点：一是周期交变；二是具有冲击性。 1）安装应力： 安装应力与预紧力成正比。因此，安装气缸盖时不应过分紧固，否则会使气缸套、气缸盖发生损伤。另外，将缸套凸肩加高，可使缸套安装应力大大减小。 2）气体力： 气体力是周期变化的，其最大值为最高爆炸压力，变化频率与转速有关，因而由气体力产生的机械应力也称高频应力。由气体力产生的机械应力具有以下特点： 气缸盖、活塞：触火面为压应力，冷却面为拉应力。 缸套：径向：触火面为压应力最大，冷却面为零。 切向：触火面为拉应力最大，冷却面为拉应力最小。 机械应力与部件壁厚成反比，即壁厚δ愈大，机械应力愈小。 3）惯性力： 活塞组件在缸内作往复变速运动，产生往复惯性力；曲轴作回转运动产生离心惯性力。其大小与部件质量和曲轴转速的平方成正比。由惯性力产生机械应力也是一种高频应力。 2．热负荷 1）热负荷是指柴油机的燃烧室部件承受温度、热流量及热应力的强烈程度。 2）热负荷的表示方法 （1）热流密度（2）温度场（3）热应力 3）热负荷过高对柴油机的危害： （1）使材料的机械性能降低，承载能力下降； （2）使受热部件膨胀、变形，改变了原来正常工作间隙； （3）使润滑表面的滑油迅速变质、结焦、蒸发乃至被烧掉； （4）使受热部件（如活塞顶）受热面被烧蚀； （5）使受热部件承受的热应力过大，产生疲劳破坏等。 船舶上，轮机管理人员通常用排气温度来判断热负荷的高低。 4）热应力： 是指受热部件在内外表面温度不同并且有一定约束的条件下在金属内产生的一种内力。 气缸盖、活塞：触火面为热压应力，冷却面为热拉应力。 缸套：径向：为零。 切向：触火面为压热应力，冷却面为拉热应力。 热应力与部件壁厚成正比，即壁厚δ愈大，热应力愈大。
第二节柴油机电控共轨技术 一、柴油机电控共轨系统简介 图8-44是博世公司生产的第一代高压电控共轨燃油系统。 图8-4 BOSCH 第一代高压电控共轨燃油系统 该系统的主要特点： 共轨压力为135 MPa；2、可实现预喷射；3、可实现闭环控制； 4、可用于3-8缸轿车柴油机； 5、排放可达欧3排放标准。 图8-45是日本电装公司开发的适用于轿车柴油机的高压电控共轨系统。 第一代电控共轨系统基本上是采用高速电磁阀作为执行器，承受的最高油压及系统的效率受到了限制，为了解决这一难题，许多公司正在开发采用压电晶体的电控共轨燃油系统。 图8-46是ECD-U2共轨系统在汽车上的实际布置图
电控共轨系统的特点可以概括如下： (1)自由调节喷油压力（共轨压力）：利用共轨压力传感器测量共轨内的燃油压力，从而调整供油泵的供油量。 (2)自由调节喷油量：以发动机的转速及油门开度信息等为基础，由计算机计算出最佳喷油量，通过控制喷油器电磁阀的通电、断电时刻及通电时间长短，直接控制喷油参数。 (3)自由调节喷油率形状：根据发动机用途的需要，设置并控制喷油率形状：预喷射、后喷射、多段喷射等。 (4)自由调节喷油时间：根据发动机的转速和负荷等参数，计算出最佳喷油时间，并控制电控喷油器在适当的时刻开启，在适当的时刻关闭等，从而准确控制喷油时间。 在电控共轨系统中，由各种传感器——发动机转速传感器、油门开度传感器、温度传感器等，实时检测出发动机的实际运行状态，由ECU根据预先设计的计算程序进行计算后，定出适合于该运行状态的喷油量、喷油时间、喷油率等参数，使发动机始终都能在最佳状态下工作。 德国博世公司和日本电装公司的研究结果均表明：在直喷式柴油机中，采用电控共轨式燃油系统与采用普通凸轮驱动的泵管嘴系统相比，电控共轨系统与发动机匹配时更加方便灵活。其突出优点可以归纳如下： （1）广阔的应用领域（用于轿车和轻型载货车，每缸功率可达30kW，用于重型载货车以及机车和船舶用柴油机，每缸功率约可达200kW左右）。 (2)更高的喷油压力，目前可达140 MPa，不久的将来计划达到180Mpa。 (3)喷油始点、喷油终点可以方便地改变。 (4)可以实现预喷射、主喷射和后喷射，可以根据排放等要求实现多段喷射。
[Table_Title] 四川美丰(002408) 公司研究/调研报告 车用尿素最大受益者 民生精品---调研报告/化工行业2013年01月28日 [Table_Summary] 一、事件概述 我们近期调研了四川美丰，与公司高管交流了公司经营现状及未来发展。 一、二、分析与判断 公司化肥产能 （1）本部60万吨，4套装置有一套10万吨气头装置经常闲置，6000吨三聚氰 胺。（2）绵阳分公司30万吨（2套装置，气头，100%权益）。（3）甘肃刘化（70 万吨，45%权益）。（4）复合肥分厂：30万吨复合肥（100%权益）。（5）新疆10 万吨尿素，26%权益，刚投产；二期要做精细化工，要投资20个亿，二期会用煤 头，公司有煤矿注入预期。 绵阳分公司搬迁 老厂区绵阳30万吨尿素搬迁，新地方，以后会建成15万吨尿素，3万吨三聚氰 胺，18万吨稀硝酸，3万吨浓硝酸，27万吨硝基复合肥年底投产。 车用尿素单吨盈利比普通尿素高几百 公司技术储备2-3年时间，于2012年4月建成装置，产能50-60万吨，目前国内 市场较小，未来国四标准出台将对公司构成利好。截至2011年12月31日，中 国石化拥有自营加油站30106座，特许经营加油站15座，合计30121座，公司 会依托中石化的加油站进行车用尿素的销售。国四标准出台后每辆柴油车消耗车 用尿素1-2万吨，1吨尿素可以产3吨多车用尿素，车用尿素的成本与普通尿素 差别不大，但售价却高几百，盈利较好。 可转债转股价7.08，转股后摊薄股本16% 公司目前有转股动力，可转债有近6亿现金没转，转股价7.08。股价超过9.24元 20天以上会强制赎回。假设可转债全部转股，股本将会摊薄16%。 二、三、盈利预测与投资建议 我们暂且不考虑车用尿素对公司业绩的贡献，预测公司2012-2014年EPS分别为 0.58、0.50和0.61元，对应目前股价PE为15、17和14倍，国四标准实施将极 大提升公司业绩，强烈推荐。 [Table_Finance] 盈利预测与财务指标 项目/年度2011A 2012E 2013E 2014E 营业收入（百万元）5,247 6,611 7,404 8,070 增长率（%）55.89% 26.00% 12.00% 9.00% 归属母公司股东净利润（百万元）284 290 250 307 增长率（%）182.44% 1.99% -13.88% 23.10% 每股收益（元）0.57 0.58 0.50 0.61 PE 15 15 17 14 PB 2.1 1.8 1.7 1.5 资料来源：民生证券研究院 [Table_Invest] 强烈推荐首次 交易数据2013/01/25 收盘价（元）8.69 近12个月最高/最低（元）8.82/5.81 总股本（百万股）502.33 流通股本（百万股）502.19 流通股比例（%）99.97 总市值（亿元）43.65 流通市值（亿元) 43.64 该股与沪深300走势比较 [Table_Author] 分析师 分析师：刘威 执业证书编号：S0100511090003 电话：(86755)22662075 Email：liuwei@https://www.doczj.com/doc/6d14913640.html, 地址：深圳市福田区深南大道7888号东海国际中心A座；518040 研究助理：袁善宸 电话：(86755)22662087 Email：yuanshanchen@https://www.doczj.com/doc/6d14913640.html, 地址：深圳市福田区深南大道7888号东海国际中心A座；518040 相关研究 -20% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 12/0112/07 四川美丰沪深300