柴油機(jī)具有高熱效率、大功率等特點(diǎn)，有著良好的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，在工程機(jī)械領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如壓路機(jī)、裝載機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)等都是以柴油機(jī)作為動(dòng)力。雖然柴油機(jī)具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是其所排放的尾氣中有害成分較多，主要有HC、CO、SO、NO和PM（微粒）。尤其是在施工現(xiàn)場，由于工程機(jī)械和運(yùn)輸車輛來往比較頻繁，加之通風(fēng)條件的限制，這些工程機(jī)械排放的有害氣體嚴(yán)重超標(biāo)且會(huì)彌漫于整個(gè)上作面，極大地危害了施工人員的身體健康和施工的正常進(jìn)行，因此，對柴油機(jī)排放的尾氣進(jìn)行控制和凈化具有十分重要的意義。

　　1 燃料方面的控制措施

　　1.1代用燃料

　　采用代用燃料將是控制柴油機(jī)和汽油機(jī)排放的重要方法之一，并且由于化石燃料有限，尋找代用燃料更成為當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)研究的熱門話題。目前，代用燃料主要有天然氣、壓縮天然氣（CNG）、液化天然氣（LNG）、液化石油氣（LPG）、氫氣、甲醇、乙醇、二甲醚（DEM），碳酸二甲酯（DMC）及生物柴油等，其中甲醇、天然氣、液化石油氣被認(rèn)為是最有前途的清潔能源的代用燃料。其中CNG，LPG，甲醇一汽油汽車在我國得到了政府的大力支持并得到迅速發(fā)展。

　　甲醇可從天然氣、煤及生物質(zhì)等原料中提?。灰掖贾饕呛呛偷矸鄣霓r(nóng)作物發(fā)酵后制得。利用醇類燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性可接近或超過柴油機(jī)和汽油機(jī)，排氣的有害成分少，是一種很有發(fā)展前景的燃料。但是，甲醇和乙醇燃燒時(shí)會(huì)放出甲醛和乙醛等有害成分，因而在使用上受到限制。

　　二甲醚（DEM）是近年來倍受關(guān)注的柴油機(jī)代用燃料，它可從煤、天然氣和生物物質(zhì)廢料中制得。DEM的自燃性很好，可作為單燃料直接代替柴油；能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高效、柔和壓縮燃燒，具有與柴油機(jī)相同或略高的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性能；最突出的優(yōu)點(diǎn)是DEM能夠徹底消除排煙和實(shí)現(xiàn)超低排放，NOx排放比柴油機(jī)低30%以上，若同時(shí)采用廢氣再循環(huán)時(shí)，可將NO排放進(jìn)一步降低到一般柴油機(jī)的50%達(dá)到PM和NO的同時(shí)降低。

　　碳酸二甲酯（DMC）中含有53.3%的氧，燃燒所產(chǎn)生的碳煙和顆粒比純柴油低；據(jù)報(bào)道，保加利亞生物燃料和再生能源協(xié)會(huì)通過加工使用過的食用油，來生產(chǎn)生物柴油，年產(chǎn)量可達(dá)300噸。它實(shí)際上是甲基酯菜籽油或甲基酯植物油，生產(chǎn)原料為向日葵、大豆等等。市場售價(jià)每升為0.5美元的這種生物柴油，可以替代柴油，也可與柴油混合使用。而且，它完全由可再生原料提煉而成，在燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化碳量大大低于普通柴油，對環(huán)境的污染比普通柴油小得多。目前，已有美國、德國、巴西、阿根廷等投入生產(chǎn)。

　　另外也有一種生物柴油，是以廢餐飲油等為原料制成的液體燃料。其基本制作過程為：垃圾油加入反應(yīng)罐后，通過一種微酸性催化劑技術(shù)，使得其醇解和酯化可同時(shí)進(jìn)行，反應(yīng)速度也明顯加快。另外，通過一種金屬鹽處理劑，解決了利用廢舊動(dòng)植物油脂生產(chǎn)柴油殘留酸值高的關(guān)鍵問題。這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都降低了生物柴油的生產(chǎn)成本，使得生物柴油從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)了生產(chǎn)車間。

　　1.2 燃油的改性

　　1.2.1提高十六烷值。柴油的十六烷值越高，著火延遲期越短，點(diǎn)火質(zhì)量越好；各種污染物的排放一般隨柴油十六烷的增加而下降，十六烷值不足，著火延遲期縮短，點(diǎn)火質(zhì)量差，預(yù)混合燃燒量過多，運(yùn)轉(zhuǎn)粗暴，噪聲加大，黑煙和NO排放增加。增加柴油的十六烷值，能有效地降低發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣顆粒PM、CO和NO的排放。

　　1.2.2降低芳香烴在燃油中的含量。芳香烴的密度比較大，著火性比較差，燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生更多的碳黑，使尾氣中的CO，HC，NO以及PM都有所增加。因此，降低芳香烴的含量可以有效地控制有害污染物的排放。

　　1.2.3降低燃油中的含S量。在燃燒過程中柴油中的S有1%~3%轉(zhuǎn)化為硫酸鹽排出；其余的主要轉(zhuǎn)化為SO，Van Beckhoven研究發(fā)現(xiàn)：在直噴柴油機(jī)中，燃油中S份從0.30降低0.05wt%，微粒排放量將降低10%~30%。Bartlett報(bào)道說在所有輕型柴油機(jī)中，燃油中硫份從0.30降低0.05wt%，微粒排放量將降低大約7%。

　　1.2.4降低密度。柴油密度、粘度是柴油重要的理化指標(biāo)，它們將影響柴油的噴霧質(zhì)量，進(jìn)而影響柴油機(jī)的排放情況。降低柴油的密度，可使HC和排放中的顆粒物減少。燃料密度從840kg/m3減少到800kg/m3，微粒排放物將減少13%。

　　1.2.5利用燃油添加劑。經(jīng)常使用的有十六烷值改進(jìn)添加劑、消除積炭添加劑和消煙劑等，但是這些添加劑使用后的作用并不理想，有的還有負(fù)面影響。比如應(yīng)用較多的消煙添加劑，將金屬鋇、鎂、鋅等可溶性堿化鹽或中性鹽作為消煙添加劑，加入少量后可顯著降低柴油機(jī)的排氣煙度，但微粒的排放量反而增加，且這些金屬對人體有害，現(xiàn)在已不推薦使用。

　　通過以上分析可以看出，柴油機(jī)燃料方面的控制措施主要有以下幾種：采用代用燃料；提高燃料的十六烷值；選擇適當(dāng)?shù)牟裼驼扯龋档筒裼偷谋砻鎻埩?；降低密度；減少柴油中的含硫量和芳香烴含量。這些技術(shù)措施都有助丁降低柴油機(jī)尾氣有害排放物。

　　2 柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)

　　柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)主要是改善油氣混合氣，