自排放法規頒布以來，柴油機的排放問題一直備受關注。從剛開始廢氣冒黑煙，到現在柴油機清潔，柴油機車的技術水平越來越高。如何做到清潔、環保、減少污染？

上次我們說柴油機在歐洲處境艱難，很多大城市都給柴油機下了最后通牒。原因是目前柴油機排放的污染物達不到歐6標準，最主要的污染物是煙塵和氮氧化物。

柴油機的碳煙顆粒主要是在高溫缺氧工況下形成的，而氮氧化物在高溫富氧工況下產生較多。采用內處理的方法，必然會“厚此薄彼”，在減少一種污染物的同時，也會加劇另一種污染物的形成。為了解決這個問題，工程師們根據兩種不同的思路，設計了兩種不同的柴油機有害排放物凈化系統。由于內處理無法同時解決煙塵和NOx的排放，我們選擇先將其中一種單獨處理，再在后處理過程中處理另一種。因此，國外柴油機大多采用高壓共軌結合SCR的技術來處理排氣污染物，而我國則長期熱衷于EGR和DPF的聯合使用。

什么是高壓共軌和可控硅？

高壓共軌和可控硅的結合旨在減少機器中的煙灰，后處理針對氮氧化物。高壓共軌是一項已經發展多年的成熟技術。它利用電子控制單元控制噴射壓力，使噴射壓力提高到傳統機械噴射系統的三倍以上。更有利于粘性柴油的霧化效果，可以盡可能與空氣混合，減少燃燒過程中局部缺氧的問題，充分減少煙灰的產生。

       解決煙灰問題后，重要的是考慮如何在后處理中去除氮氧化物。根據氮氧化物的相關化學反應，醇選擇性還原法、尿素選擇性還原法等催化還原裝置相繼出現。我們所說的SCR是以尿素(氨)為還原劑，經過一系列反應，將有毒的NOx還原為無 毒的氮氣和水的系統。

但是這種方法有一個缺陷，就是還原反應需要在350-450℃進行，溫度過低會造成催化失效，溫度過高會造成催化劑損壞，所以在設計過程中要特別注意還原裝置的溫度控制。目前，使用該方法的柴油車能夠滿足歐6標準的要求。

什么是EGR和DPF？

EGR和DPF的結合是先降低NOx排放，再解決后處理中的煙塵問題。EGR廢氣再循環是將一部分廢氣重新引入氣缸并再次燃燒的技術。它能有效降低氮氧化物排放，汽油發動機和柴油發動機都研究過，但柴油發動機的效果更明顯。柴油機的EGR分為內部和外部，外部的EGR效果好，但對經濟有一定的影響；內EGR結構簡單，但由于溫度較高，抑制NOx的效果略有降低。

EGR處理后的廢氣引入DPF微粒捕集器進行過濾處理，將廢氣中存在的煙塵微粒過濾掉，使其符合排放法規。

這種柴油機尾氣處理方法需要調整EGR量。過量的EGR不僅會降低電力和經濟，還會造成更多的煙塵。DPF也需要解決再生問題。如果大量的煙塵顆粒被濾網捕獲，如果這些煙塵顆粒沒有及時處理掉，沉積的PM會阻礙排氣。

可以看出，這些年來，柴油機車工程師們一直在努力使自己的柴油機達到越來越嚴格的排放標準，總的來說是相當困難的。與此同時，汽油發動機和新能源的擠壓，大大縮減了柴油發動機的生存空間。以斯圖加特為首的歐洲城市對柴油發動機的最后通牒，對柴油發動機更是雪上加霜。相信不同廠商對于繼續提升柴油機品質、優化尾氣處理系統，還是轉向新能源懷抱，會有不同的選擇。