新柴油机排出清洁气体

新柴油机排出清洁气体该设计减少了污染——但是否有用呢?德国设计出了一种新型发动机，使柴油机废气排放中的污染物质减少到几乎无法测量的水平。为了使燃料燃烧更充分，该发动机依赖于极高的燃油喷射和燃烧压力——大大减少了煤烟和氮氧化物气体的排放。柴油机比汽油机能更有效地利用燃料，并且产生更少的二氧化碳，但代价是柴油机通常会造成更多的污染。燃烧柴油需要更高的燃烧温度，这导致氮氧化物排放量的增加。因为柴油比汽油重且不易挥发，在燃烧时并没有使所有的燃料完全燃烧，所以形成了烟尘粒子。其中最严重的是公共汽车和重型卡车。慕尼黑理工大学的工程师在一个为期三年的被称为(NEMo)——翻译成“低排放柴油货车发动机”——的项目中设计了这台新发动机。慕尼黑理工大学机械工程系内燃机专业的主任乔格·沃曲梅斯特(GeorgWachtmeister)主持了这个项目。通过使用一个单缸讨论用发动机，沃曲梅斯特小组在废气再循环、涡轮增压和燃料喷射嘴形状三者之间找到了平衡点，使煤烟和氮氧化物的排放达到最小。现代柴油机通过冷却部分废气并使其再循环进入燃烧室(和新奇空气一起用于燃料燃烧)以减少氮氧化物的形成。在这种混合气体中，来自于废气的二氧化碳和水限制了燃烧的进程，使温度受控。因此，虽然氮氧化物减少了，但由于氧气在空气和废气混合气中的比例下降了，使得燃料的燃烧不够充分，从而产生了更多的煤烟。慕尼黑理工大学(TechnicalUniversity-MuniCh)的讨论人员设计了其测试发动机，在将空气一废气混合气体引入燃烧室之前，用涡轮增压器将其压缩到 10 巴(1 巴=105 帕斯卡)——相当于海平面大气压强的 10 倍。相比之下，量产的发动机最大可以将混合气体压缩到 3.5 巴。一旦这样压缩，新发动机中的空气一废气混合气体就包含足够多的氧气，使柴油燃料燃烧得更充分。燃烧室中的最大空气压强是 300 巴，是大多数量产发动机的 2 倍。为抵消因改变废气循环率而多产生的煤烟，NEMo 小组修改了燃料喷嘴，清洁发动机：德国慕尼黑理工大学的讨论人员使用这台测试发动机演示了在没有催化转化器的情况下同时降低氮氧化物和煤烟。使其在超过3000 巴的压力下雾化柴油，产生微小颗粒的油雾，以迅速燃烧且几乎无煤烟产生。如今生产出来的最先进的发动机使用的喷嘴压力达 1800 巴。通过改善废气再循环、增加压力和改变喷嘴形状，慕尼黑理工大学研发的发动机几乎达到了将在 2024 年才能生效的欧洲排放标准。该标准规定一台重型卡车的柴...