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  小型小型挖掘机用柴油机的排放性能改进研究

  柴油机具有燃油消耗率低、效率高的特点,有着良好的经济性和动力性。但是由于柴油机的燃烧特点,NOx和PM的排放较高,其中以NOx污染最为严重。目前对于满足欧IⅡ排放法规的柴油机,通常利用废气再循环来降低NOx排放。废气再循环(Exhaust Gas Recirculation),简称EGR,是降低内燃机NOx排放的有效措施之一。内部EGR是利用进排气门配气相位的变化,使发动机气缸内的残余废气量增加,达到降低最高燃烧温度和减小NOx排放的目的。内部EGR在结构上无外部连接管和EGR阀等附件,结构简单,成本低。
小型小型挖掘机用柴油机的排放性能改进研究
  针对小型小型挖掘机的国产柴油机品种少、技术水平偏低问题以及主要依靠进口柴油机的现状,重点攻克柴油机结构优化、性能改善、耐久可靠性提i葛和排放提升的关键技术,开发出直喷、水冷、四冲程的柴油机,并应用于面广量大的小型液压小型挖掘机上,不但对于改善我国非道路用柴油机的燃油经济性、降低排放、提i苗出口竞争能力具有重要的现实意义,而且作为一种典型的工程机械,液压挖掘机用柴油机的节能减排研究将为同类型的其它工程机械用发动机相关问题的解决提供借鉴。

  柴油机具有效率高、燃油消耗率低的特点,有着良好的动力性和经济性,但NOx和PM排放较高,其中以NOx污染最为严重。汽车排放问题已经成为全世界关注的环境问题。从上世纪70年代开始,国外开始研究柴油机废气再循环(EGR)技术,各发动机生产厂家越来越多地采用废气再循环技术来降低NOx的排放。废气再循环技术可以大大低生产成本,对售后要求也较低,适合国内的需求。柴油机的排放控制已成为研究焦点。与同等功率的汽油机相比,柴油机NOx和PM的排放更加难以控制。在国内,对柴油机开展机内净化研究来降低NOx的排放,并开发相应的能够投入实际生产硬件系统,对内燃机的发展以及环境保护是十分有意义的工作。在柴油机采用机内净化措施来降低NOx的方法中,内部废气再循环是首选的技术方案。本研究以一台直列四缸柴油机为研究对象,通过改变排气凸轮型线实现内部EGR,在试验的基础上结合数值模拟研究了内部EGR对柴油机排放性能的影响规律。
小型小型挖掘机用柴油机的排放性能改进研究
  柴油机的动力性和经济性在相当长的时间里一直作为行业内的发展重点。面对越来越高的环保要求和日趋严格的机动车排放法规,柴油机的发展th心开始向低排放、低噪声转移。

  目前,国内对柴油机实现欧I到欧II的转变主要从这几个方面进行改造:增加喷油器的喷孔数,采用增压中冷技术,提高喷油速率和喷油压力等。仅仅依靠这些措施难以满足欧IⅡ排放法规要求,必须寻找更有效的降低排放的方法。实现欧II到欧IⅡ排放法规的转变,国外相关厂家通常采取的措施是机内净化。对某些参数进行电控技术的优化改进,比如可变截面涡轮增压、改变喷油提前角等,改进燃油喷射系统,如使用更高喷射压力的单体泵以及高压共轨系统等,提高燃油喷射压力进而降低碳烟排放,通过优化燃烧室结构来实现更好的燃烧来降低排放。另外,已经通过实验证明了冷却式EGR可以明显降低NOx的排放。这些方面的工作国外已经很成熟了。
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  另一方面,在欧洲除了降低刚出厂的新车排放污染物外,重点也要求降低在用车的相关排放,以便于降低整个机动车行业的总排放量。除了在技术卜下功夫以外,各国也开始采取一些强硬的政策,如对车主实行消费税、燃油使用费等,敦促消费者自觉地提l亩环保意识,并从实际行动上减少车辆排放污染。到目前为止,欧洲各国实施机动车辆欧Ⅳ排放标准已经有6年了,一些国家甚至在执行更为严格的欧V排放标准。从国外的做法来看,他们不仅采用了共轨式高压喷射系统,而且采取了相关的后处理措施来降低尾气的污染程度。
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