德國(guó)研制超低尾氣排放柴油發(fā)動(dòng)機(jī)

　　今年9月份歐洲新產(chǎn)汽車開(kāi)始實(shí)行“歐5”尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，而德國(guó)研究人員目前已研制出一種幾乎能完全達(dá)到更嚴(yán)格的“歐6”排放標(biāo)準(zhǔn)的卡車內(nèi)燃柴油發(fā)動(dòng)機(jī)樣機(jī)，其尾氣污染物排放已降到幾乎測(cè)不出的水平。

　　德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)日前發(fā)表公報(bào)說(shuō)，該校研究人員還在不斷改進(jìn)這種所謂“最低排放卡車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)”，最終目標(biāo)是不用尾氣凈化器就能達(dá)到“歐6”標(biāo)準(zhǔn)。“歐6”標(biāo)準(zhǔn)的要求包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車行駛每公里碳煙排放應(yīng)低于5毫克，一氧化氮排放低于80毫克。這兩項(xiàng)指標(biāo)分別僅是8月份才過(guò)期的“歐4”標(biāo)準(zhǔn)的五分之一和四分之一。

　　公報(bào)說(shuō)，進(jìn)一步降低尾氣污染排放的一大障礙是碳煙顆粒和一氧化氮排放很難分別降低。一氧化氮是柴油在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中與空氣混合燃燒后產(chǎn)生的?？諝庵械难鯕鈱⒉裼椭饕紵啥趸己退?。這一化學(xué)反應(yīng)瞬間完成，在燃燒室中產(chǎn)生很高的溫度。高溫作用下氧氣會(huì)與空氣中的氮?dú)獍l(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮?，F(xiàn)代的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)將經(jīng)冷卻的部分尾氣與空氣一道重新導(dǎo)入燃燒室。這種混合氣體中的二氧化碳和水會(huì)使柴油燃燒減緩，從而使燃燒室內(nèi)溫度不會(huì)很快上升，其結(jié)果是產(chǎn)生了較少的一氧化氮，但同時(shí)也產(chǎn)生了更多的碳煙顆粒，因?yàn)榛旌蠚怏w中氧氣含量少了。

　　慕尼黑工業(yè)大學(xué)的研究人員想出了一個(gè)解決方法：他們?yōu)椴裼桶l(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)了特殊的結(jié)構(gòu)，使其渦輪增壓機(jī)將上述尾氣——空氣混合氣體以10倍大氣壓的壓力壓入燃燒室(目前量產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)只能承受不到一半的壓力)。經(jīng)高壓的混合氣體又有足夠含量的氧氣與柴油充分燃燒。

　　研究人員想出的第二個(gè)竅門是改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)柴油噴嘴，使其能夠以極高的壓力將柴油以非常微小的霧狀油滴形式噴入燃燒室，與氧氣充分混合燃燒，從而只產(chǎn)生極少的碳煙顆粒。

　　但是，微小油滴充分燃燒的后果是燃燒室內(nèi)溫度又會(huì)迅速上升，導(dǎo)致一氧化氮排放有所增加。目前研究人員正在想辦法在尾氣回送、混合氣體壓力和柴油噴嘴設(shè)計(jì)三者間找到適當(dāng)?shù)钠胶?，以進(jìn)一步降低發(fā)動(dòng)機(jī)污染物排放。