最新柴油機(jī)節(jié)能技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

1、柴油機(jī)節(jié)能技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)摘要：隨著能源緊缺和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外法規(guī)對(duì)柴油機(jī)節(jié)能與排放的要求越來(lái)越高，柴油機(jī)節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展面臨著新的挑戰(zhàn)。文章主要從柴油機(jī)節(jié)能減排技術(shù)的幾個(gè)方面介紹了柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了當(dāng)前柴油機(jī)在節(jié)約能源以及降低污染物排放方面的研究進(jìn)展，討論了二十一世紀(jì)柴油機(jī)環(huán)保與節(jié)能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：柴油機(jī)、節(jié)能技術(shù)、電控噴射、渦輪增壓1.引言1882年德國(guó)人狄賽爾提出了柴油機(jī)工作原理，1896年制成了第一臺(tái)四沖程柴油機(jī)。一百多年來(lái)，柴油機(jī)技術(shù)得以全面的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域起來(lái)越廣泛。大量研究成果表明，柴油機(jī)是目前被產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的各種動(dòng)力機(jī)械中熱效率最高、能量利用率最

2、好、最節(jié)能的機(jī)型。由于它的高效、節(jié)能等性能在汽車(chē)動(dòng)力中受到高度重視,特別在近現(xiàn)代,柴油機(jī)的應(yīng)用趨勢(shì)在逐漸擴(kuò)大,由于柴油機(jī)對(duì)能源消耗較大,對(duì)環(huán)境污染特別嚴(yán)重,所以對(duì)該項(xiàng)污染問(wèn)題不能忽視,全世界的能源枯竭和發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣對(duì)世界的污染日益嚴(yán)重,全世界在對(duì)節(jié)約能源和汽車(chē)尾氣排放上有了更高的規(guī)定。柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放關(guān)系未來(lái)柴油機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。在美國(guó)、日本以及歐洲100%的重型汽車(chē)使用柴油機(jī)為動(dòng)力。在歐洲，90%的商用車(chē)及33%的轎車(chē)為柴油車(chē)。在美國(guó)，90%的商用車(chē)為柴油車(chē)。在日本，38%的商用車(chē)為柴油車(chē)， 9.2%的轎車(chē)為柴油車(chē)。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，在今后20年，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)柴油機(jī)將成為世界車(chē)用動(dòng)力的主流

3、。世界汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家政府對(duì)柴油機(jī)發(fā)展也給予了高度重視，從稅收、燃料供應(yīng)等方面采取措施促進(jìn)柴油機(jī)的普及與發(fā)展。 隨著先進(jìn)柴油技術(shù)的發(fā)展，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)冒黑煙，噪音高，振動(dòng)大等問(wèn)題得到解決，柴油機(jī)較同排量汽油機(jī)可節(jié)油25%以上的優(yōu)勢(shì)得以顯現(xiàn)。近年來(lái)，柴油轎車(chē)在國(guó)際上，特別是歐洲，取得了很大發(fā)展。到2007年，西歐柴油轎車(chē)銷(xiāo)售已占轎車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)份額的54%，在部分國(guó)家（如法國(guó)）已占70%以上。我國(guó)柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)自20世紀(jì)80年代以來(lái)有了較快的發(fā)展，但就其技術(shù)來(lái)源而言，引進(jìn)系列和自主開(kāi)發(fā)系列基本上是平分秋色。在全球節(jié)能排減趨勢(shì)的推動(dòng)下，柴油機(jī)動(dòng)力技術(shù)經(jīng)歷了如下主要的發(fā)展演變過(guò)程:供油方式從機(jī)械式直列分配泵經(jīng)歷

4、了單體泵、泵噴嘴到第一代、第二代、第三代、第四代電控高壓共軌系統(tǒng)演變;噴油壓力、噴孔數(shù)目、噴油時(shí)刻與循環(huán)噴油量的計(jì)量控制均發(fā)生了演變。進(jìn)氣系統(tǒng)從傳統(tǒng)的自然吸氣式到放氣閥式渦輪增壓中冷、可變結(jié)構(gòu)渦輪增壓中冷到串聯(lián)式二級(jí)增壓二級(jí)中冷增壓系統(tǒng)演變。燃燒過(guò)程組織從渦流式燃燒系統(tǒng)到缸內(nèi)直噴+冷卻EGR演變，并伴有從傳統(tǒng)的預(yù)混一擴(kuò)散燃燒方式衍變的預(yù)混壓燃點(diǎn)火燃燒系統(tǒng)的演變。2.柴油機(jī)節(jié)能技術(shù)現(xiàn)代的調(diào)整高性能柴油機(jī)由于熱效率比汽油機(jī)高、污染物排放比汽油機(jī)少，作為汽車(chē)動(dòng)力應(yīng)用日益廣泛。西歐國(guó)家不但載貨汽車(chē)和客車(chē)使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)， 而且轎車(chē)采用柴油機(jī)的比例也相當(dāng)大。美國(guó)聯(lián)邦政府能源部和以美國(guó)三大汽車(chē)公司為代表的美

5、國(guó)汽車(chē)研究所理事會(huì)也開(kāi)發(fā)新一代經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)同樣將柴油機(jī)作為動(dòng)力配置。經(jīng)過(guò)多年的研究、大量新技術(shù)的應(yīng)用，柴油機(jī)最大的問(wèn)題煙度和噪聲取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平。在未來(lái)的20年內(nèi),內(nèi)燃機(jī)仍是各種通用機(jī)械的主要?jiǎng)恿?隨著汽油和柴油的質(zhì)量越來(lái)越高以及內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,能量利用效率得到了明顯的提高,同時(shí)代用燃料也會(huì)得到迅速運(yùn)用,小型的廢氣渦輪增壓內(nèi)燃機(jī)的研制,必將對(duì)我國(guó)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的發(fā)展及節(jié)約能源方面起到重要的作用。因此,如何結(jié)合我國(guó)國(guó)情來(lái)發(fā)展內(nèi)燃機(jī)行業(yè)及中國(guó)的燃料,開(kāi)發(fā)研究新的節(jié)能技術(shù),制定科學(xué)的、符合發(fā)展的戰(zhàn)略,是我國(guó)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)科研單位乃至國(guó)家政府必須重視的問(wèn)題。2.1共軌技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展完善

6、，柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)已由第一代的位移控制到第二代的時(shí)間控制一直發(fā)展到了現(xiàn)在的壓力時(shí)間控制，也就是大家所熟知的共軌噴射技術(shù)。共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過(guò)程彼此完全分開(kāi)的一種供油方式，由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過(guò)對(duì)公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，使高壓油管壓力大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，因此也就減少了傳統(tǒng)柴油機(jī)的缺陷。ECU控制噴油器的噴油量，噴油量大小取決于燃油軌（公共供油管）壓力和電磁閥開(kāi)啟時(shí)間的長(zhǎng)短。 在汽車(chē)柴油機(jī)中，高速運(yùn)轉(zhuǎn)使柴油噴射過(guò)程的時(shí)間只有千分之幾秒，實(shí)驗(yàn)證明，在噴射過(guò)程

7、中高壓油管各處的壓力是隨時(shí)間和位置的不同而變化的。由于柴油的可壓縮性和高壓油管中柴油的壓力波動(dòng)，使實(shí)際的噴油狀態(tài)與噴油泵所規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異。油管內(nèi)的壓力波動(dòng)有時(shí)還會(huì)在主噴射之后，使高壓油管內(nèi)的壓力再次上升，達(dá)到令噴油器的針閥開(kāi)啟的壓力，將已經(jīng)關(guān)閉的針閥又重新打開(kāi)產(chǎn)生二次噴油現(xiàn)象，由于二次噴油不可能完全燃燒，于是增加了煙度和碳?xì)浠衔铮℉C）的排放量，油耗增加。此外，每次噴射循環(huán)后高壓油管內(nèi)的殘壓都會(huì)發(fā)生變化，隨之引起不穩(wěn)定的噴射，尤其在低轉(zhuǎn)速區(qū)域容易產(chǎn)生上述現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)不僅噴油不均勻，而且會(huì)發(fā)生間歇性不噴射現(xiàn)象。為了解決柴油機(jī)這個(gè)燃油壓力變化的缺陷，現(xiàn)代柴油機(jī)采用了一種稱(chēng)為“高壓

8、共軌”的技術(shù)。2.2高壓噴射和電控噴射技術(shù) 在電控噴射方面柴油機(jī)與汽油機(jī)的主要差別是，汽油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比（汽油與空氣的比例），而柴油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)則是通過(guò)控制噴油時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷的大小。 柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)由傳感器、ECU（控制單元）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其任務(wù)是對(duì)噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量以及噴油定時(shí)隨運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)控制。采用轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等傳感器，將實(shí)時(shí)檢測(cè)的參數(shù)同步輸入計(jì)算機(jī)，與ECU儲(chǔ)存的參數(shù)值進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)處理計(jì)算按照最佳值對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)噴油系統(tǒng)，使柴油機(jī)運(yùn)作狀態(tài)達(dá)到最佳。高壓噴射和電控噴射技術(shù)是目前國(guó)外降低柴油機(jī)排放的重要措施之一， 高壓噴射和電

9、控噴射技術(shù)的有效采用，可使燃油充分霧化，各缸的燃油和空氣混合達(dá)到最佳， 從而降低排放，提高整機(jī)性能。目前公認(rèn)的最有前途的電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)可以降低汽車(chē)碳煙和顆粒排放,提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性,改善起動(dòng)性能和降低燃燒噪聲,它的高度柔性的燃油噴射系統(tǒng),在柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化上了廣闊的自由空間,但系統(tǒng)中大量的基本參數(shù)的可變對(duì)于廢氣排放、噪聲水平、經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性折衷?xún)?yōu)化配帶來(lái)了困難。在機(jī)械方面,對(duì)于電控高壓共軌式噴射系統(tǒng),國(guó)外開(kāi)發(fā)商正在著眼于提高燃油噴射壓力和精確性,以使燃油更充分燃燒,其中最高壓力可達(dá)260Mpa。在高壓油泵、油路,噴嘴的材料和加工過(guò)程上進(jìn)行改進(jìn)方法有:（1）對(duì)泵軸及

10、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)以增強(qiáng)其剛度和硬度。（2）減小噴油孔直徑,該直徑小于0.2mm,最小可達(dá)0.12mm 和增加油孔數(shù)目。（3）減小噴油提前角,增大燃燒室直徑和提高壓縮比。（4）進(jìn)一步減少零部件,因?yàn)檩^少的零部件意味著較少的管路、接頭和振動(dòng)。在電氣方面,重點(diǎn)在于執(zhí)行器和 ECU 的設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)對(duì)柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的研究起步較晚,在20 世紀(jì)90 年代才開(kāi)始有幾家單位研究,但呈后起直追之勢(shì),在控制理論、系統(tǒng)組成、關(guān)鍵零部件研究等方面取得了一些進(jìn)展。高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)在現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃油噴射系的要求達(dá)到了所需目標(biāo),只要對(duì)現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)作較小改動(dòng)的就可滿足歐IV排放標(biāo)準(zhǔn),它被內(nèi)燃機(jī)行公認(rèn)為是20 世紀(jì)

11、二大突破技術(shù)之一,被汽車(chē)工業(yè)界認(rèn)為柴油機(jī)動(dòng)力車(chē)領(lǐng)域最具發(fā)展前途的燃油噴射技術(shù)。2.3渦輪增壓技術(shù) （1）兩級(jí)渦輪增壓技術(shù) 以往的柴油機(jī)采用的是一級(jí)渦輪增壓技術(shù)，其產(chǎn)生的壓力相對(duì)較低，使壓縮進(jìn)汽缸的空氣量有限，汽缸中的燃料不能充分燃燒。這不僅浪費(fèi)了大量的燃料，也使柴油機(jī)的廢氣排放量偏高。瓦錫蘭集團(tuán)和MAN柴油機(jī)公司都成功開(kāi)發(fā)出新型的渦輪增壓技術(shù)，通過(guò)使用兩級(jí)渦輪增壓器來(lái)增大壓力，增加汽缸中的空氣量，解決一級(jí)渦輪增壓器壓力不足的問(wèn)題。 兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)是由兩個(gè)大小不同的渦輪增壓器串聯(lián)組成。其工作原理是：利用發(fā)動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生的廢氣的能量，驅(qū)動(dòng)體積較小、增壓度較高的渦輪增壓器，然后再驅(qū)動(dòng)體積較大的、增壓

12、度較低的渦輪增壓器。低壓比渦輪增壓器的壓縮機(jī)將周?chē)目諝鈮嚎s，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)直接相連的冷卻器，將壓縮后的空氣傳送到高壓比渦輪增壓器的壓縮機(jī)中；在此之前被壓縮過(guò)的空氣再次被壓縮，再經(jīng)過(guò)一個(gè)空氣冷卻器，傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。經(jīng)過(guò)兩次壓縮，可以大大增加進(jìn)入汽缸的空氣量，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料燃燒更充分，大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和功率密度，并大幅減少有害氣體的排放量。該技術(shù)能大幅提高柴油機(jī)的效率，輸出功率和功率密度能夠提升近10個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)降低燃油消耗和二氧化碳排放量。 （2） VTA(Variable Turbine Area）渦輪增壓技術(shù) 渦輪增壓柴油機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是它可實(shí)現(xiàn)小排量、高功率、大扭矩，尤其是

13、其扭矩輸出增加明顯。但由于渦輪介入程度取決于轉(zhuǎn)速高低，在柴油機(jī)低負(fù)荷和低速運(yùn)行下，渦輪增壓器不能以最大的效率工作，因而壓縮至汽缸內(nèi)的空氣量有限，不能使燃料充分燃燒。這是傳統(tǒng)渦輪增壓技術(shù)的嚴(yán)重缺陷。MAN柴油機(jī)公司開(kāi)發(fā)了VTA渦輪增壓技術(shù)，有效地解決了這一問(wèn)題。VTA技術(shù)使得柴油機(jī)處在任何負(fù)荷和速度運(yùn)行時(shí)，都能根據(jù)燃油的噴入量自動(dòng)、持續(xù)、精確地匹配壓縮空氣的進(jìn)入量，解決了傳統(tǒng)渦輪增壓器只能在事先設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷點(diǎn)實(shí)現(xiàn)最大效率的問(wèn)題。這大大提高了燃料燃燒的效率，節(jié)約了燃油，大幅削減了碳?xì)浠衔?、二氧化碳、煤煙的排放量。MAN柴油機(jī)公司已經(jīng)成功地將VTA技術(shù)應(yīng)用到大型渦輪增壓器上，該渦輪增壓器將安裝

14、在燃燒重質(zhì)燃油的大型柴油機(jī)上。大連船用柴油機(jī)有限公司生產(chǎn)的6S50ME-B型柴油機(jī)和上海中船三井造船柴油機(jī)有限公司生產(chǎn)的SK80ME-C型柴油機(jī)，都將安裝采用VTA技術(shù)的高效廢氣渦輪增壓器。2.4渦輪增壓中冷技術(shù) 柴油機(jī)的渦輪增壓中冷技術(shù)就是當(dāng)渦輪增壓器將新鮮空氣壓縮經(jīng)中段冷卻器冷卻，然后經(jīng)進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣門(mén)流至汽缸燃燒室。采用渦輪增壓增加柴油機(jī)的空氣量，提高燃燒的過(guò)量空氣因數(shù)是降低大負(fù)荷工況排氣煙度、 PM 排放量以及燃油消耗的有效措施。有效的空-空中冷系統(tǒng)，可使增壓空氣溫度下降到50以下， 工作循環(huán)溫度的下降有助于NOX的低排放和PM的下降，故目前重型車(chē)用柴油機(jī)都普遍是增壓中冷型， 不僅有助

15、于低排放而且燃油經(jīng)濟(jì)性良好。此外，渦輪前排氣旁通閥的應(yīng)用，不僅能降低PM和CO排放， 還可以改善渦輪增壓柴油機(jī)的瞬態(tài)性能和低速扭矩。 2.5排氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)的應(yīng)用 EGR 是目前先進(jìn)內(nèi)燃機(jī)中普遍采用的技術(shù)，其工作原理是將少量廢氣引入氣缸內(nèi)， 這種不可再燃燒的 CO2 及水蒸汽廢氣的熱容量較大，能使燃燒過(guò)程的著火延遲期增加，燃燒速率變慢， 缸內(nèi)最高燃燒溫度下降，破壞 NOX 的生成條件。中冷EGR 技術(shù)是取得降低柴油機(jī)NOx 排與改善燃油經(jīng)濟(jì)性折衷效果的一種有效措施。自2000 年起,中冷EGR 的應(yīng)越來(lái)越多, 以取得最佳的NOx 和燃油消耗率的衡關(guān)系。對(duì)于小型柴油機(jī)來(lái)說(shuō),中冷EGR 增

16、加了發(fā)動(dòng)機(jī)管路的復(fù)雜性, 并產(chǎn)生布置問(wèn)題。ECOTEC 發(fā)動(dòng)機(jī)采用了利用氣缸蓋內(nèi)部冷卻通道來(lái)輸送EGR的方法以解決此問(wèn)題。在一個(gè)典型的高速直噴式柴油機(jī)中, EGR 取自渦輪增壓器渦輪前的排氣, 并被輸送到渦輪增壓器壓氣機(jī)和中冷器的下游以避免在壓氣機(jī)和中冷器中堆積積碳。由于渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)的不同特性,在排氣和進(jìn)氣之間可能會(huì)發(fā)生因壓力差不足而不能提供足夠的EGR 氣流量的情況。這個(gè)問(wèn)題的解決方法是使用一個(gè)進(jìn)氣節(jié)流閥,這樣會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)增加一些節(jié)流損失, 或者使用可變截面渦輪增壓器。EGR技術(shù)可使機(jī)動(dòng)車(chē)NOX排放明顯降低， 但對(duì)重型車(chē)用柴油機(jī)而言，目前傾向于使用中冷EGR技術(shù)，因?yàn)槠洳粌H能明顯降低NO

17、X， 還能保持其他污染物的低水平。 2.6排放后處理技術(shù) 柴油機(jī)后處理的目標(biāo)是進(jìn)一步改善PM和NOX的排放。雖然目前先進(jìn)的柴油機(jī)技術(shù)已完全可以使柴油機(jī)的排放滿足歐IV排放標(biāo)準(zhǔn),但為了滿足更加嚴(yán)格的歐V以上的排放標(biāo)準(zhǔn), 人們一直沒(méi)有放棄對(duì)柴油機(jī)排氣后處理技術(shù)的研究。相對(duì)于NOx催化轉(zhuǎn)化技術(shù)和連續(xù)再生式微粒捕捉技術(shù),氧化催化器技術(shù)和熱再生微粒捕捉技術(shù)已經(jīng)日益成熟。2.7柴油品質(zhì)柴油的生產(chǎn)和貯存條件，是保證柴油發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)延長(zhǎng)使用壽命和保持低排放的重要保證。隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，改善燃油品質(zhì)的重要性逐漸被人們所認(rèn)識(shí), 低硫油,無(wú)鉛汽油等都已經(jīng)提上了日程。歐洲目前正在進(jìn)行改性柴油對(duì)柴油機(jī)排放影響的

18、研究。歐洲已進(jìn)行的研究工作表明,燃油密度、多環(huán)芳香烴、 十六烷值和T96餾出點(diǎn)溫度4 個(gè)參數(shù)對(duì)柴油機(jī)排放影響很大,如果將燃油密度由855kg/ m3降到826kg/m3,多環(huán)芳香烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由 8%降到 1%, 十六烷值由50 提高到58,T96餾出點(diǎn)溫度由370°降到325°,則柴油機(jī)HC 排放降低 34%, CO 排放降低 42%, NOx排放增加3%, 微粒排放降低24%。 例如瑞典的一級(jí)柴油使用中可減少CO排放達(dá)54%，HC 和 NOX 排放達(dá)10%，PM 排放減少14%47%。 2.8乳化柴油的應(yīng)用 柴油加水摻合乳化劑，使其形成較為穩(wěn)定的含水乳化柴油， 這類(lèi)改進(jìn)型

19、燃料的使用可明顯降低柴油機(jī)（車(chē)）的排放，尤其是NOX和PM。目前美國(guó)報(bào)道這方面進(jìn)展較多， 我國(guó)也在這方面進(jìn)行研究，且已取得可喜進(jìn)展。加水20%乳化柴油（70天不分層）， 在大型柴油機(jī)上100%負(fù)載工況下，功率不減，節(jié)油明顯，動(dòng)力輸出比柴油上升4.3%， 且煙度和NOX排放下降明顯。然而，盡管這項(xiàng)技術(shù)對(duì)低排放有好處，但其潛在的問(wèn)題如水結(jié)冰、 水對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕等問(wèn)題尚待解決。 2.9降低機(jī)油消耗 柴油機(jī)排放的顆粒物中，有相當(dāng)一部分來(lái)自餾分較重的機(jī)油的燃燒。 為了滿足日益嚴(yán)格的柴油機(jī)（車(chē)）排放限值標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須把來(lái)自機(jī)油的燃燒降至最低限度， 即在保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，最大限度地減少機(jī)油的消耗

20、。為了降低柴油機(jī)的機(jī)油消耗， 活塞環(huán)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造及缸套間的科學(xué)配置非常重要。 2.10燃燒室與四氣門(mén)技術(shù) 燃燒室的形狀控制空氣的運(yùn)動(dòng)和燃燒過(guò)程中空氣與燃油的混合。在燃燒室中的空氣運(yùn)動(dòng)和噴束與燃燒室尺寸的優(yōu)化匹配對(duì)柴油機(jī)燃燒和排放具有重要的影響。與渦流式燃燒室和預(yù)燃式燃燒室相比,直噴式燃燒室具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性,燃油消耗率降低 15% 20% , CO2 排放減少 20%。隨著現(xiàn)代電控技術(shù)和直噴燃燒技術(shù)的迅猛發(fā)展,直噴式柴油機(jī)的NOx 排放和噪聲也得到了妥善解決。采用直噴式燃燒室已經(jīng)成為現(xiàn)代柴油機(jī)的重要標(biāo)志,也是柴油機(jī)達(dá)到歐IV、歐V排放標(biāo)準(zhǔn)的必備手段。國(guó)外柴油機(jī)目前一般采用共軌新技術(shù)、四氣

21、門(mén)技術(shù)和渦輪增壓中冷技術(shù)相結(jié)合， 使發(fā)動(dòng)機(jī)在性能和排放限值方面取得較好的成效，能滿足歐3排放限值法規(guī)的要求。 四氣門(mén)結(jié)構(gòu)的目的是增加進(jìn)排氣門(mén)的截面積, 在高速時(shí)增加進(jìn)氣量和降低泵氣損失，不僅可以提高充氣效率，更由于噴油嘴可以居中布置，使多孔油束均勻分布，可為燃油和空氣的良好混合創(chuàng)造條件；同時(shí)，可以在四氣門(mén)缸蓋上將進(jìn)氣道設(shè)計(jì)成兩個(gè)獨(dú)立的具有為同形狀的結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)可變渦流。 這些因素的協(xié)調(diào)配合，可大大提高混合氣的形成質(zhì)量，有效降低碳煙顆粒、HC 和 NOX 排放并提高熱效率。 2.11采用HCCI均質(zhì)燃燒方式HCCI被認(rèn)為是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)的一個(gè)重大進(jìn)步。與傳統(tǒng)的火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)相比，HCCI方式采用

22、均勻的空氣與燃料混合氣，但用壓燃代替火花塞點(diǎn)火：與傳統(tǒng)的柴油機(jī)相比，HCCI方式采用壓燃著火，但混合氣充量是均質(zhì)的。試驗(yàn)證明這種燃燒方式具有較高熱效率、低NOx和PM排放等優(yōu)點(diǎn)。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，含有HCCI燃燒概念的燃燒系統(tǒng)有AR(ATAC、RI)燃燒系統(tǒng)、可控自著火(CAI)燃燒系統(tǒng)、調(diào)諧動(dòng)力 (MK)燃燒系統(tǒng)、均勻松散燃燒系統(tǒng)(UNIBUS)、稀薄預(yù)混合燃燒(PREDIC)系統(tǒng)、均質(zhì)合理的多次噴射燃燒系統(tǒng)(HiMICS)和美國(guó)西南研究院的均質(zhì)進(jìn)氣壓縮點(diǎn)火(HCCI)燃燒系統(tǒng)等。其它燃燒系統(tǒng)有柴油機(jī)多階段燃燒(MUDLIC)技術(shù)、柴油機(jī)均質(zhì)充量燃燒(HCDC)技術(shù)、預(yù)混壓縮著火 (P

23、CI)技術(shù)等。這些燃燒系統(tǒng)基本都采用了EGR系統(tǒng)?？梢?jiàn)，EGR是實(shí)現(xiàn)HCCI燃燒很重要的一項(xiàng)措施。我國(guó)從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始研究含有HCCI燃燒概念的燃燒系統(tǒng)，如上海交通大學(xué)的可控活性化預(yù)混合燃燒系統(tǒng)、EGRWS，天津大學(xué)對(duì)HCCI燃燒也進(jìn)行了研究。目前，實(shí)現(xiàn) “均質(zhì)壓燃、低溫燃燒”的主要的技術(shù)途徑有噴油策略控制( 混合氣濃度分布) 、EGR 控制( 混合氣組分、溫度、著火時(shí)刻) 、高噴油壓力( 混合率促進(jìn)) 等。在此基礎(chǔ)上，衍生出許多燃燒模式，諸如預(yù)混控制壓燃( PCCI) 、MK燃燒、柴油機(jī)濃混合氣無(wú)煙燃燒以及預(yù)混合分層壓燃( PSCCI) 等。2.12米勒循環(huán)技術(shù)米勒循環(huán)技術(shù)是提高柴油

24、機(jī)效率的重要技術(shù)，但是該技術(shù)自身存在缺陷，在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)排煙量較大。Mak公司將Miller循環(huán)技術(shù)和高增壓技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出LEE(Low Emission Engine，低排放發(fā)動(dòng)機(jī)）技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)在M32C Mak發(fā)動(dòng)機(jī)系列使用。使用LEE技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在不降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率的前提下，能將氮氧化物的排放水平降低30%，超過(guò)了Tier II的排放要求。為了減少發(fā)動(dòng)機(jī)在低工況條件下可見(jiàn)煤煙的排放量，LEE技術(shù)還使用了FCT(Flexible Camshaft Technology，柔性凸輪軸技術(shù))技術(shù)。FCT技術(shù)能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)在低工況運(yùn)行時(shí)燃料系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)的適時(shí)變化，通過(guò)提前噴油啟動(dòng)和增加噴

25、射壓力來(lái)改善燃燒過(guò)程，同時(shí)也將煤煙排放量降低了50%。改變氣閥正時(shí)功能關(guān)閉米勒循環(huán)，可將煤煙排放再減少25%。因此，MaK公司的FCT技術(shù)可將柴油機(jī)低工況運(yùn)行時(shí)的煤煙排放量減少75%，同時(shí)在過(guò)渡工況中提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。 羅爾斯-羅伊斯公司也將米勒循環(huán)技術(shù)與提高壓縮比率技術(shù)相結(jié)合，避免了米勒循環(huán)技術(shù)自身存在的缺陷，成功開(kāi)發(fā)出清潔發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)能夠滿足國(guó)際清潔設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，能將氮氧化物的排放量降低20%。此外，使用該技術(shù)能夠在不增加燃料消耗的情況下提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率提高到330千瓦缸，使該公司最大型的發(fā)動(dòng)機(jī)9缸發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率可達(dá)到2970千瓦。 2.13代用燃料技術(shù)所謂代用燃料, 是指

26、能夠取代或部分取代目前內(nèi)燃機(jī)傳統(tǒng)燃油 (汽油、 柴油、 煤油)的燃料。已開(kāi)發(fā)的代用燃料有氣態(tài)烴 (壓縮天然氣( CNG )、液化天然氣( LNG )、液化石油氣 ( LPG ) )、醇燃料、二甲醚、生物柴油 、氫、燃料電池等。下面介紹一下幾種代用燃料的發(fā)展?fàn)顩r。（1）天然氣：天然氣是一種無(wú)色、無(wú)味的氣體，9 0 以上成分為甲烷( C H 4 )。由于天然氣擁有資源豐富、污染很小、經(jīng)濟(jì)和安全上的優(yōu)勢(shì)，從而得到了大力地推廣，它是一種很好的清潔燃料。天然氣具有如下比較突出的優(yōu)點(diǎn)：( 1 )著火極限寬。( 2 )抗爆燃性能好。( 3 )排放污染小 。( 4 )發(fā)動(dòng)機(jī)壽命延長(zhǎng) ( 5 )燃料經(jīng)濟(jì)性好，使

27、用費(fèi)較低。( 6 )安全性高。正是由于天然氣汽車(chē)具有上述優(yōu)點(diǎn)，在世界 日益重視環(huán)境保護(hù)、車(chē)輛安全性能和經(jīng)濟(jì)性能的 背景下，天然氣汽車(chē)的發(fā)展前景越來(lái)越廣闊。作為車(chē)用燃料的替代品，天然氣根據(jù)其存在形式不同，分為壓縮天然氣液化天然氣。壓縮天然氣是將天然氣經(jīng)過(guò)脫水、脫硫凈化處理后，經(jīng)多級(jí)壓縮至20Mpa左右存貯在氣瓶中，使用時(shí)經(jīng)減壓器減壓后供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒即可 ?，F(xiàn)在天然氣汽車(chē)中運(yùn)用最為廣泛的就是CNG，它的技術(shù)要求較LNG要低，但也存在一些問(wèn)題，如續(xù)駛里程小等缺點(diǎn)。液化天然氣是將天然氣經(jīng)過(guò)一定工藝，使其在162左右變?yōu)橐簯B(tài)，存貯在高壓氣瓶中。由于液化天然氣對(duì)貯存技術(shù)要求較高，使得貯存容器的成本高，這從

28、一定程度上限制了液化天然氣汽車(chē)的發(fā)展。但由于液化天然氣在貯存能量密度、汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程、貯存容器壓力等方面均優(yōu)于壓縮天然氣，能解決壓縮天然氣汽車(chē)存在的一些問(wèn)題，所以液化天然氣作為天然氣的使用方式之一，是今后的重點(diǎn)發(fā)展方向。而為了解決動(dòng)力性不足的缺點(diǎn)，現(xiàn)在天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用提高充量系數(shù)、稀薄燃燒和增壓中冷、提高壓縮比以及采取優(yōu)化燃燒室結(jié)構(gòu)和噴油提前角等技術(shù)，相信天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)能成為即汽油機(jī)和柴油機(jī)之后的又一主流。（2）醇類(lèi)燃料：甲醇燃料甲醇的理化特性同汽油較為接近,并且由于甲醇與汽油的相容性好, 所以容易實(shí)現(xiàn)各種比例的摻燒。一般以低比例5% 30%摻燒為多 (M5 M30),高比例摻燒可達(dá)85%(M

29、85)。使用甲醇汽油可使尾氣中的CO 和HC的排放量明顯降低，因此, 目前世界各大汽車(chē)廠都在積極研究開(kāi)發(fā)不同方案的甲醇燃料汽車(chē), 低比例甲醇汽油已在美國(guó)、法國(guó)、意大利等國(guó)家商品化。由于甲醇與柴油的理化性質(zhì)差別較大,與柴油的相容性也較差,因此柴油機(jī)摻燒甲醇的研究主要集中在摻燒方式上。目前概括來(lái)說(shuō)有熏蒸法、雙燃料系統(tǒng)法和乳化液法3種摻燒方法。采用熏蒸法和雙燃料系統(tǒng)法時(shí),汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)變化較大,所以不易在現(xiàn)使用的柴油車(chē)上推廣。采用乳化液法時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)可以不做變動(dòng)而摻燒甲醇燃料, 比較易于推廣應(yīng)用,但目前尚未研究出性能好、價(jià)格廉的助溶劑。甲醇毒性問(wèn)題一直很受人們的關(guān)注,在七五期間, 我國(guó)對(duì)甲醇對(duì)

30、人體健康的影響等課題作了研究。結(jié)論是,對(duì)接觸甲醇燃料人群, 只要遵守操作規(guī)程, 沒(méi)有發(fā)現(xiàn)人體健康有異常。目前,關(guān)于甲醇毒性問(wèn)題仍存在較多爭(zhēng)論,因此對(duì)甲醇的毒性問(wèn)題仍有必要進(jìn)行深入研究。乙醇燃料車(chē)用乙醇汽油是將燃料乙醇與普通汽油按一定比例調(diào)配而成的新型汽車(chē)燃料。乙醇的辛烷值比汽油高,并且著火燃燒濃度極限范圍比汽油寬得多。乙醇分子中含氧,汽油中添加一定比例的乙醇后, 不僅能部分替代汽油,還可以改善燃燒,降低有害排放。例如,在汽油中加入 10%的變性燃料乙醇,可使辛烷值提高 3 %,氧含量增加 3-5 %,能大大改善汽油的使用性能,使燃燒更徹底,并且不污染環(huán)境。近年來(lái),我國(guó)乙醇燃料的研究及應(yīng)用工作有

31、所加強(qiáng),在2001年制定了車(chē)用乙醇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并且確立了三個(gè)生產(chǎn)燃料乙醇的建設(shè)項(xiàng)目, 開(kāi)始推廣含10%乙醇的車(chē)用乙醇汽油混合燃料。與甲醇燃料在柴油機(jī)上的應(yīng)用相似,柴油機(jī)摻燒乙醇燃料的研究也主要集中在摻燒方式上。現(xiàn)階段研究的熱點(diǎn)是乳化液法,各國(guó)正在研究性能較好的助溶劑使乙醇與柴油形成穩(wěn)定的混合燃料。目前存在的問(wèn)題是乙醇制取能耗較大、成本較高,約為汽油的兩倍,需要在生產(chǎn)技術(shù)上尋求突破,降低能耗和成本,這樣乙醇燃料會(huì)有非常廣泛的應(yīng)用前景。二甲醚：二甲醚是最簡(jiǎn)單的醚類(lèi)化合物,分子式為CH3-O-CH3, 簡(jiǎn)稱(chēng)DME,含有34.8%的氧(重量比) ,其自燃溫度為235,低于柴油,而十六烷值高達(dá)55-60,

32、高于柴油, 所以DME 具有良好的著火性能。二甲醚分子式中只有CO 和CH 鍵,沒(méi)有CC鍵,此外它是高含氧燃料,有利于減少燃燒生成的煙度和微粒。同時(shí),它可以使用更大的排氣再循環(huán)率( EGR) ,降低NOx 的排放。二甲醚的低熱值只是柴油的64. 7%, 為了達(dá)到柴油機(jī)的動(dòng)力性,必須增大二甲醚的循環(huán)供油量。 二甲醚的十六烷值比較高, 遠(yuǎn)高于其他代用燃料,因此在柴油機(jī)上燃用二甲醚時(shí)不需要采取助燃措施。二甲醚在常溫常壓下的飽和蒸汽壓力0. 5Mpa,隨著溫度的升高, 其飽和蒸汽壓增大,為防止汽阻現(xiàn)象的發(fā)生,燃料供給系統(tǒng)的壓力遠(yuǎn)高于柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)。二甲醚的毒性低于甲醇, 但與液化石油氣( LPG)

33、相當(dāng)。它基本無(wú)味, 對(duì)環(huán)境無(wú)污染, 對(duì)人體無(wú)致癌作用,對(duì)金屬無(wú)腐蝕, 性能穩(wěn)定,即使長(zhǎng)期暴露與空氣中也不會(huì)像二乙基醚那樣生成過(guò)氧化物。DME 的使用安全性要好于丙烷和丁烷。二甲醚是一種溶劑,對(duì)燃油系統(tǒng)中橡膠密封件等有破壞作用。因此,使用DME 時(shí)應(yīng)保證整個(gè)燃油系統(tǒng)密封性良好,以防止DME 向大氣中泄露。通常而言, 針對(duì)液化石油氣采用的安全防范措施同樣也適于DME。DME 具有較高的十六烷值, 可用作發(fā)動(dòng)機(jī)燃料,其燃燒效果比甲醇燃料好,除具有甲醇燃料所具有的優(yōu)點(diǎn)之外, 還克服了其低溫啟動(dòng)性和加速性能差的缺點(diǎn)。DME 燃料具有高效率和低污染的優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)無(wú)煙燃燒,并可降低噪音。另外,研究表明, D

34、ME 的成本雖然高于柴油,但成本和污染都低于液態(tài)丙烷和壓縮天然氣等低污染替代燃料。因此, DME 作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料有很好的發(fā)展前景。（3）生物柴油：生物柴油是植物柴油和動(dòng)物柴油的總稱(chēng),它是一種由從植物油或動(dòng)物脂的脂肪酸烷基單酯組成的一種可替代柴油燃料,一般由大豆或其它油類(lèi)植物、動(dòng)物油脂等通過(guò)酯化過(guò)程合成。有機(jī)油類(lèi)和醇類(lèi)(甲醇或乙醇)在催化劑存在的情況下,發(fā)生酯化反應(yīng),形成硬脂 (甲酯或乙酯) ,就是通常所指的生物柴油。其有如下的特點(diǎn):a發(fā)動(dòng)機(jī)有害氣體排放減少。使用生物柴油與純柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)排放對(duì)比, 可見(jiàn)使用生物柴油除NO稍有增加外, CO排放降低了 15.64%, HC排放降低了 17.65%,

35、微粒排放降低 38.1 %。此外,由于生物柴油中硫含量低, 使得二氧化硫和硫化物的排放減少約 30% (有催化劑時(shí)為 70% ) ,生物柴油中不含對(duì)環(huán)境造成污染的芳香族烷烴,因而廢氣對(duì)人體損害低于柴油。b具有較好的低溫使用性能, 無(wú)添加劑時(shí)的冷濾點(diǎn)達(dá)-20°。c具有較好的潤(rùn)滑性能,可減輕發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)的噴油泵、噴油器等部件的磨損。d使用安全性好。由于其閃點(diǎn)高于礦物柴油且不屬于危險(xiǎn)品,因此,在運(yùn)輸、 儲(chǔ)存、使用方面的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。e利于自然環(huán)境保護(hù)。首先, 生物柴油燃燒所排放的二氧化碳遠(yuǎn)低于植物生長(zhǎng)過(guò)程中所吸收的二氧化碳。所以,會(huì)降低因二氧化碳的排放而導(dǎo)致的全球變暖這一有害人類(lèi)的重

36、大環(huán)境問(wèn)題; 其次,生物柴油的生物分解率高(3周后分解率: 生物柴油98%, 礦物柴油 70%),當(dāng)拋灑到自然界中后會(huì)快速自然分解,有利于環(huán)境保護(hù)。f可再生特性好。與礦物油不同, 它可通過(guò)農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)家的努力,充分利用自然資源進(jìn)行再生產(chǎn),可供應(yīng)量不會(huì)枯竭。（4）氫氣：氫燃料的性能優(yōu)于碳?xì)淙剂?。同礦物燃料相比,氫具有發(fā)熱量大、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?、著火界限寬、點(diǎn)火能量小等優(yōu)點(diǎn); 氫造成的污染小。氫在空氣中燃燒產(chǎn)生水和極微量的一氧化氮。鑒于以上優(yōu)點(diǎn), 氫被認(rèn)為是最具前景的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料。氫內(nèi)燃機(jī)的理論空燃比為34.3:1, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于汽油機(jī)。因氫氣為氣體燃料, 比液體燃料占據(jù)了更多的燃燒室空間,導(dǎo)致

37、空氣所占空間比例減小。由于氫氣有較低的點(diǎn)火能量限制, 易于點(diǎn)燃, 可采用汽油機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)。燃燒稀混合氣火焰速度會(huì)減小, 宜采用雙火花塞。兩個(gè)火花塞同時(shí)著火, 燃燒室內(nèi)形成強(qiáng)烈的渦流, 火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤? 同時(shí)火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x縮短1 /2, 燃燒時(shí)間縮短, 提高了燃料熱量利用率, 另外還可以防止點(diǎn)火失敗, 保證發(fā)動(dòng)機(jī)可靠運(yùn)行。氫氣的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 比熱比大, 理論上氫內(nèi)燃機(jī)的熱效率要高于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)采用的壓縮比決定于燃料的抗爆震能力, 氫的辛烷值大于130, 遠(yuǎn)大于汽油,故氫內(nèi)燃機(jī)可采用比傳統(tǒng)汽油機(jī)大的壓縮比。壓縮比大, 熱效率提高, 但相應(yīng)的摩擦損失和傳熱損失也大。面對(duì)目前世界范圍內(nèi)油價(jià)上漲

38、和越來(lái)越嚴(yán)格的排放法規(guī), 各大汽車(chē)公司和研究機(jī)構(gòu)都致力于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率、燃油經(jīng)濟(jì)性、降低排放和開(kāi)發(fā)代用燃料汽車(chē)的研究。氫以其優(yōu)異的物理化學(xué)性能成為發(fā)動(dòng)機(jī)的理想燃料。氫燃料汽車(chē)的最終出路是燃料電池, 但燃料電池的產(chǎn)業(yè)化是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程, 在此之前, 將傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)改裝成燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)或雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)。因此, 研究氫內(nèi)燃機(jī)有著光明的前景。（5）燃料電池：燃料電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被奇妙地生產(chǎn)出來(lái)。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。燃料電池十分復(fù)

39、雜，涉及化學(xué)熱力學(xué)、電化學(xué)、電催化、材料科學(xué)、電力系統(tǒng)及自動(dòng)控制等學(xué)科的有關(guān)理論，具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)?？偟膩?lái)說(shuō)，燃料電池具有以下特點(diǎn)：（1）能量轉(zhuǎn)化效率高，他直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，中間不經(jīng)過(guò)燃燒過(guò)程，因而不受卡諾循環(huán)的限制。目前燃料電池系統(tǒng)的燃料電能轉(zhuǎn)換效率在45%60%，而火力發(fā)電和核電的效率大約在30%40%。（2）有害氣體SOx、NOx及噪音排放都很低，CO2排放因能量轉(zhuǎn)換效率高而大幅度降低，無(wú)機(jī)械振動(dòng)。（3）燃料適用范圍廣。（4）積木化強(qiáng)，規(guī)模及安裝地點(diǎn)靈活，燃料電池電站占地面積小，建設(shè)周期短，電站功率可根據(jù)需要由電池堆組裝，十分方便。燃料電池?zé)o論作為集中電站還是

40、分布式電，或是作為小區(qū)、工廠、大型建筑的獨(dú)立電站都非常合適。（5）負(fù)荷響應(yīng)快，運(yùn)行質(zhì)量高燃料電池在數(shù)秒鐘內(nèi)就可以從最低功率變換到額定功率，而且電廠離負(fù)荷可以很近，從而改善了地區(qū)頻率偏移和電壓波動(dòng)，降低了現(xiàn)有變電設(shè)備和電流載波容量，減少了輸變線路投資和線路損失。燃料電池其原理是一種電化學(xué)裝置，其組成與一般電池相同。其單體電池是由正負(fù)兩個(gè)電極(負(fù)極即燃料電極和正極即氧化劑電極)以及電解質(zhì)組成。不同的是一般電池的活性物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部，因此，限制了電池容量。而燃料電池的正、負(fù)極本身不包含活性物質(zhì)，只是個(gè)催化轉(zhuǎn)換元件。因此燃料電池是名符其實(shí)的把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。電池工作時(shí)，燃料和氧化劑由

41、外部供給，進(jìn)行反應(yīng)。原則上只要反應(yīng)物不斷輸入，反應(yīng)產(chǎn)物不斷排除，燃料電池就能連續(xù)地發(fā)電。2.14 提高內(nèi)燃機(jī)熱效率采用高效率的內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)。如米勒(Miller)循環(huán)，高增壓、中冷循環(huán)，內(nèi)燃機(jī)與渦輪復(fù)合循環(huán)等。改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)，減小進(jìn)氣阻力，采用低渦流的進(jìn)氣道。進(jìn)氣系與內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行良好的動(dòng)態(tài)匹配，充分利用進(jìn)氣的脈動(dòng)或共振能量，使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性可在寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)有較大的提高(可提高10)，進(jìn)氣管、進(jìn)氣采用CAD、CAM、CAT技術(shù)。采用多氣門(mén)內(nèi)燃機(jī)。小轎車(chē)內(nèi)燃機(jī)從傳統(tǒng)的二氣門(mén)增加到3個(gè)、4個(gè)甚至5個(gè)氣門(mén)，以彌補(bǔ)高速時(shí)氣門(mén)時(shí)面值大幅下降(低1040)的需要，氣門(mén)正時(shí)也可隨工況而自動(dòng)調(diào)節(jié)。改進(jìn)燃燒室

42、及燃燒進(jìn)程。改進(jìn)燃燒室形狀及結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高壓縮比。在燃燒過(guò)程的研究手段上，采用可視化模擬實(shí)驗(yàn)，利用先進(jìn)的激光技術(shù)和高速攝影。出現(xiàn)了三維流動(dòng)與燃燒模型對(duì)燃燒過(guò)程進(jìn)行仿真計(jì)算的各種大型軟件。改進(jìn)燃燒供給系。電控汽油機(jī)有將汽油噴在氣道內(nèi)發(fā)展到直接噴在燃燒室內(nèi)(像柴油機(jī)那樣)的傾向。 柴油機(jī)則采用高噴射壓力(配低空氣渦流)的噴油系統(tǒng)，如共軌式、蓄壓式、單體泵等。其最高噴射壓力從目前的近100MPa提高到120MPa150MPa。在提高噴射壓力的同時(shí)，燃油的噴油正時(shí)和噴油速率也可實(shí)現(xiàn)控制與調(diào)節(jié)。有噴孔數(shù)進(jìn)一步增加、噴孔直徑進(jìn)一步減小已達(dá)0.11mm0.12mm的趨勢(shì)。對(duì)噴孔的形狀也在進(jìn)行研究，從單一的圓

43、形到其它形狀，如長(zhǎng)方形或夾氣噴孔。另一方面，可改變噴射規(guī)律，如采用先少?lài)姾蠖鄧姷男途€凸輪，多次間隙噴射等方式。采用稀薄燃燒，高能點(diǎn)火?？杖急仍?0以上，點(diǎn)火能量在100 MJ以上。采用能量再生系統(tǒng)。如串接在內(nèi)燃機(jī)和變速器之間的電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)和電容器等裝置的能量再生系統(tǒng)。當(dāng)汽車(chē)加速時(shí)，電流回流到電動(dòng)機(jī)內(nèi)幫助內(nèi)燃機(jī)對(duì)汽車(chē)加速；汽車(chē)停止時(shí)，系統(tǒng)將內(nèi)燃機(jī)關(guān)閉：汽車(chē)準(zhǔn)備行駛時(shí)內(nèi)燃機(jī)重新平衡地起動(dòng)，由于內(nèi)燃機(jī)不處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車(chē)具有最佳的經(jīng)濟(jì)性。降低運(yùn)動(dòng)機(jī)件的摩擦損失。降低內(nèi)燃機(jī)與汽車(chē)質(zhì)量。每降低汽車(chē)(包括內(nèi)燃機(jī))質(zhì)量100Kg，汽車(chē)百公里油耗可減小O.6 L0.7 L。2.15內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力混合

44、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合使用兩種動(dòng)力裝置，一種是傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，另一種是電動(dòng)機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力分配裝置、發(fā)電機(jī)、蓄電池和電流逆變器等部分構(gòu)成。目前，混合動(dòng)力汽車(chē)所需要解決的問(wèn)題包括以下幾個(gè)方面：其一，進(jìn)行動(dòng)力分配裝置和能量管理系統(tǒng)的研究。其二，開(kāi)發(fā)具備高比能量和高比功率經(jīng)濟(jì)實(shí)用的電池。其三，混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修比較困難，售價(jià)相對(duì)較高。其四，建立更先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型(包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析。具體來(lái)講要進(jìn)行下面幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的研究：首先混合動(dòng)力單元技術(shù)在混合動(dòng)力汽車(chē)上，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)又被稱(chēng)為混合動(dòng)力單元。為提高燃料經(jīng)濟(jì)性，對(duì)混合動(dòng)力單元必然提出更多的要求，

45、例如要求混合動(dòng)力單元能夠快速起動(dòng)和關(guān)閉等。目前對(duì)混合動(dòng)力單元的研究主要集中于：一是燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化；二是尾氣處理技術(shù)，主要研究高效的尾氣催化系統(tǒng)；三是代用燃料的研究。其次控制策略技術(shù)HEV產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是根據(jù)不同的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)制定和優(yōu)化其控制策略，國(guó)外通過(guò)系統(tǒng)建模仿真對(duì)此進(jìn)行了大量的匹配理論研究?？刂葡到y(tǒng)的開(kāi)發(fā)首先是根據(jù)采集到的速度和負(fù)荷等數(shù)據(jù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的要求輸出功率：計(jì)算出以最高效率為基點(diǎn)的分配到內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)上的功率值，即實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)的最優(yōu)功率分配比；然后，根據(jù)功率分配比，求出驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率值和其它有關(guān)數(shù)據(jù)，給出內(nèi)燃機(jī)的控制參數(shù)和電動(dòng)機(jī)的控制參數(shù)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器完成這

46、兩個(gè)層次的工作控制。在執(zhí)行器設(shè)計(jì)中，功率分配裝置的設(shè)計(jì)及其與變速器的一體化設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的部件設(shè)計(jì)工作。因?yàn)樗鶕?jù)控制器的指令，正確地進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)功率向驅(qū)動(dòng)車(chē)輛功率和驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)功率的分解。再次能量存儲(chǔ)技術(shù)在電動(dòng)汽車(chē)上，蓄電池的開(kāi)發(fā)和充放電特性的研究是關(guān)鍵?，F(xiàn)在，鎳氫電池和鋰離子電池己可達(dá)到混合動(dòng)力汽車(chē)的使用要求，但仍有價(jià)格高或壽命不長(zhǎng)等缺陷。從發(fā)展看，能量?jī)?chǔ)存裝置的研究應(yīng)該包括以下幾個(gè)方面：一是研究電池內(nèi)部的連接、檢測(cè)、監(jiān)控。二是電池設(shè)計(jì)和制造方面的改進(jìn)，降低制造成本，改善電池的性能和提高壽命。適用于混合動(dòng)力汽車(chē)的電池需要有較高的比功率，要達(dá)到的目標(biāo)是，功率與能量比值大于20Wwh；使用壽命達(dá)到1

47、0年；至少循環(huán)使用12萬(wàn)次。三是電池的熱能管理及剩余電量管理。此外，電池的剩余電量直接影響混合動(dòng)力汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性和排放，因此需要有效的測(cè)試方法和控制裝置。從目前的發(fā)展來(lái)看，以計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，各種智能控將制系統(tǒng)包括自適應(yīng)控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)(Fuzzy)、專(zhuān)家控制系統(tǒng)(Expert System)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Neural Networks)等在混合動(dòng)力汽車(chē)上的逐漸應(yīng)用，將進(jìn)一步促進(jìn)混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展。與傳統(tǒng)型汽車(chē)相比，混合動(dòng)力汽車(chē)充分吸取了電力助力系統(tǒng)中最大的優(yōu)勢(shì)，在節(jié)能和排放上勝出一籌；與純電動(dòng)汽車(chē)相比，HEV的電壓和功率等級(jí)與電動(dòng)車(chē)類(lèi)似，但蓄電池容量大大減小，因而其造價(jià)成本

48、低于電動(dòng)汽車(chē)。當(dāng)前HEV所面臨的主要技術(shù)問(wèn)題還很多。盡管從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看只是。一種過(guò)渡車(chē)型，但HEV在近2030年內(nèi)會(huì)很有發(fā)展前景，這一點(diǎn)是毫無(wú)疑問(wèn)的。汽車(chē)行業(yè)專(zhuān)家預(yù)言，不久的將來(lái)，新生產(chǎn)的汽車(chē)中HEV占40以上。我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)應(yīng)順應(yīng)科技發(fā)展趨勢(shì)，抓住HEV這塊市場(chǎng)，在國(guó)外產(chǎn)品涌入之前，集中科研力量攻關(guān)，迅速開(kāi)發(fā)出自己的產(chǎn)品。2.16制動(dòng)能量回收系統(tǒng)汽車(chē)的制動(dòng)能量至今還是一個(gè)未被開(kāi)發(fā)利用的能量，特別是對(duì)于需要頻繁起動(dòng)和制動(dòng)的市區(qū)行駛的汽車(chē)制動(dòng)能量再生，是指汽車(chē)減速或制動(dòng)時(shí)，將其中一部分機(jī)械能(動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，并加以再利用的技術(shù)制動(dòng)能量再生方法的基本原理：先將汽車(chē)制動(dòng)或減速時(shí)的一部分機(jī)械能

49、(動(dòng)能)經(jīng)再生系統(tǒng)轉(zhuǎn)換(或轉(zhuǎn)移)為其他形式的能量(旋轉(zhuǎn)動(dòng)能、液壓能、化學(xué)能等)，并儲(chǔ)存于儲(chǔ)能器中，同時(shí)產(chǎn)生一定的負(fù)荷阻為使汽車(chē)減速制動(dòng)；當(dāng)汽車(chē)再次起動(dòng)或加速時(shí)，再生系統(tǒng)又將儲(chǔ)存在儲(chǔ)能器中的能量再轉(zhuǎn)換為汽車(chē)行駛所需的動(dòng)能(驅(qū)動(dòng)力)汽車(chē)上采用制動(dòng)能量再生技術(shù)，有助于提高汽車(chē)能源利用率，減少燃料消耗，減輕制動(dòng)器的熱負(fù)荷，減少磨損，提高汽車(chē)行駛安全性和使用經(jīng)濟(jì)性理論上汽車(chē)制動(dòng)能量再生方法根據(jù)不同的儲(chǔ)能機(jī)理有空氣儲(chǔ)能、液壓儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能和電儲(chǔ)能儲(chǔ)能裝置通過(guò)行星排或錐齒輪副與原機(jī)械傳動(dòng)構(gòu)成雙流傳動(dòng)，設(shè)法回收汽車(chē)制動(dòng)能量，然后在汽車(chē)起步或加速時(shí)釋放，從而達(dá)到汽車(chē)節(jié)能的目的3.柴油機(jī)節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)由于全球環(huán)

50、境面臨的問(wèn)題，排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，柴油機(jī)技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜。未來(lái)柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展必須加強(qiáng)燃燒前、燃燒過(guò)程、排后處理和清潔燃油等技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，并對(duì)各優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行集成，綜合調(diào)控，使柴油機(jī)能在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及環(huán)保 3 個(gè)方面達(dá)到最優(yōu)化。許多國(guó)家正從事開(kāi)發(fā)節(jié)油和低排放的柴油機(jī)。歐洲百公里油耗3 升的轎車(chē)和美國(guó)80mile/gal的PNGV 項(xiàng)目均旨在降低轎車(chē)的燃油消耗量。目前,對(duì)包括從轎車(chē)到載重汽車(chē)廣大范圍使用的柴油機(jī)研究的焦點(diǎn)大都集中在進(jìn)一步提高其熱效率,降低油耗和CO2 排放, 并進(jìn)一步降低以NOx 和微粒物為主的污染物排放。下面我們就來(lái)討論未來(lái)柴油機(jī)節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展方向。3.1優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)構(gòu)

51、設(shè)計(jì)，減少摩擦與附件功率損失，提高機(jī)械效率。柴油機(jī)的有效效率等于指示效率與機(jī)械效率的乘積，因此，柴油機(jī)的燃油消耗率也直接受到機(jī)械效率的影響，國(guó)外在致力于完善缸內(nèi)工作過(guò)程的同時(shí)，也十分重視減少摩擦損失和提高機(jī)械效率的研究。此外，以德國(guó)MTU公司為代表的可變排量技術(shù)也是一種有效手段。3.2電控高壓共軌式噴射系統(tǒng)更加完善電控高壓共軌式噴射系統(tǒng)被認(rèn)為是未來(lái)最有前景的控制系統(tǒng), 對(duì)于燃油噴射控制的原理,各種共軌噴射系統(tǒng)近期變化較小?？梢哉f(shuō)將來(lái)的柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)將會(huì)是高噴射壓力、噴油量及噴油定時(shí)可靈活控制、最佳噴油速率控制的這樣的一個(gè)趨勢(shì),全電子控制的燃油噴射系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)燃油噴射過(guò)程柔性控制的必然趨勢(shì)。綜

52、合分析柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的研究歷史和現(xiàn)狀,柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)應(yīng)將以下幾點(diǎn)作為發(fā)展動(dòng)向:（1）使高壓技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。最根本的解決尾氣排放達(dá)標(biāo)問(wèn)題辦法是提高共軌壓力。電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是噴射壓力達(dá)180200MPa,甚至出現(xiàn)了“超高壓噴射”的概念。但相關(guān)研究也指出,在綜合考慮油束貫穿距離足夠大、壓力提高值對(duì)燃燒改善效果較明顯的前提下,最高噴射壓力取180 MPa。（2） 噴孔直徑向更小化發(fā)展、響應(yīng)時(shí)間更短化和功率消耗更低化從而提高關(guān)鍵部件的可靠性和壽命。由于噴射壓力的提高,在電磁閥、噴油器的要求上相應(yīng)提高,要求其響應(yīng)速度快,高壓穩(wěn)定性好,同時(shí)可靠性好,使用時(shí)間長(zhǎng),這將都取決于零

53、部件制造技術(shù)的發(fā)展。關(guān)鍵技術(shù)采用壓電晶體噴油器而取代以前的電磁閥。（3）共軌系統(tǒng)具有更好的經(jīng)濟(jì)性。柴油機(jī)電控高壓共軌噴射系統(tǒng)的研究前景和趨勢(shì):大力研制新型智能型傳感器,如研究更高精度和響應(yīng)速度的傳感器;新型噴油器的研究,控制精度和速度的提高,噴油器的加工難度的降低,噴油器壽命的加長(zhǎng);共軌燃油壓力波動(dòng)的控制和計(jì)算的研究,如持續(xù)恒壓反饋控制的進(jìn)一步深入研究和完善;最佳控制策略的研究,入反復(fù)多次噴射的控制技術(shù)以及通過(guò)控制壓力調(diào)節(jié)噴油規(guī)律等;安全保護(hù)與提高故障診斷及緊急運(yùn)行能力的研究;研究整個(gè)噴射系統(tǒng)優(yōu)化匹配;提高整個(gè)噴油系統(tǒng)的可靠性,降低制造成本;研究應(yīng)用新材料和新的表面處理技術(shù);提高噴油系統(tǒng)的耐久

54、性等等。3.3新概念燃燒將有所突破通過(guò)精確地控制柴油機(jī)缸內(nèi)燃油與空氣的混合以及缸內(nèi)溫度來(lái)控制柴油機(jī)的燃燒過(guò)程,可以達(dá)到同時(shí)降低柴油機(jī)燃油耗和排放的目的。柴油機(jī)的主要燃燒過(guò)程是擴(kuò)散燃燒, 火焰前峰溫度極高,因此柴油機(jī)使用非均質(zhì)混合氣時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生高的NOx 排放。美國(guó)西南研究院研究的HCCI( 均勻充量壓縮燃燒)、 日本ACE 研究所的PREDIC( 預(yù)混合稀薄燃燒過(guò)程)、 本田的UNIBUS、 日產(chǎn)的MK 燃燒方式等,其基本原理都是使用稀薄的均質(zhì)混合氣。已有的研究結(jié)果表明, 采用新概念燃燒方式,可以把NOx 排放降低到原柴油機(jī)的 2% , 微粒排放也很少。但這種新概念燃燒方式目前尚處于研究階段,

55、還存在許多問(wèn)題。3.4發(fā)展代用燃料發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)主要依賴(lài)于油基燃料，而油基燃料的獲得是有限的，容易出現(xiàn)短缺，許多科學(xué)家已經(jīng)考慮到原油的儲(chǔ)存量、燃油的生產(chǎn)和原油的消耗等。未來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)不能僅考慮以石油為基本燃料，還要考慮使用其他新能源來(lái)取代石油。對(duì)內(nèi)燃機(jī)來(lái)說(shuō)，有大量基油替代燃料可提供：（1）天然氣、 天然氣衍生燃料、 甲醇、 液化氣 （GTL）及二甲醚（DME）等；（2）氣態(tài)或液態(tài)的煤基代油燃料、 液化煤、 水煤漿；（3）生物燃料，如：甲酯（RME）、大豆、菜籽油、動(dòng)物脂肪及液化生物（BTL）；（4）H2。通常這些代用燃料多含氧，不含硫和芳香烴，往往被人們稱(chēng)為“清潔燃料”。天然氣目前被廣泛使用，尤

56、其是液化氣。生物燃料是道路機(jī)動(dòng)車(chē)最具前景的替代能源，然而它的實(shí)際應(yīng)用在歐盟國(guó)家只是占全部能源消耗的 11% 12%。其他的能源，如：太陽(yáng)能、潮汐能、風(fēng)能及地?zé)崮芎茈y直接代替油基燃料應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車(chē)。3.5采用聯(lián)合動(dòng)力聯(lián)合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)是將發(fā)動(dòng)機(jī)和其它的能源產(chǎn)生的動(dòng)力混合使用。它可以是汽油與電混合，也可以是柴油與電混合，還可以是燃料電池與電機(jī)混合，或者還有其它方式的混合。 目前各國(guó)主要在開(kāi)發(fā)油電發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是柴（汽）油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)混合使用的發(fā)動(dòng)機(jī)。傳統(tǒng)的柴油機(jī)需要在各種情況下提供動(dòng)力，很多情況下柴油轉(zhuǎn)化成機(jī)械動(dòng)力的效率過(guò)低。如果發(fā)動(dòng)機(jī)只在能源轉(zhuǎn)換效率接近最高的范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，就能節(jié)省大約一半的能源。當(dāng)

57、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)不能最有效地運(yùn)轉(zhuǎn)或不能提供足夠的動(dòng)力時(shí)，電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)就使用其儲(chǔ)存的能源供使用。電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)還能在機(jī)車(chē)減速時(shí)將動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能儲(chǔ)存起來(lái)。3.6柴油消煙節(jié)能添加劑消煙節(jié)能添加劑是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的一種最切實(shí)可行的途徑，一直是國(guó)內(nèi)外研究的重要方向。消煙節(jié)能添加劑的研究始于上世紀(jì)50年代，最早的消煙節(jié)能添加劑以金屬無(wú)機(jī)鹽為主，主要應(yīng)用于民用和工業(yè)用鍋爐。到了70年代，隨著環(huán)境污染問(wèn)題的出現(xiàn)，消煙節(jié)能添加劑得到了迅速的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外在這方面開(kāi)展了大量研究，如US4891049，US 5087267，CN 85109511，CN 1113087等所報(bào)道的專(zhuān)利技術(shù)。80年代后，由于擔(dān)心金屬鹽助燃劑燃燒造成二次污染以及某些產(chǎn)品廣告過(guò)度吹噓帶來(lái)的負(fù)面影響，消煙節(jié)能添加劑研究走向了低潮。進(jìn)入21世紀(jì)，全球石油價(jià)格不斷攀升，消煙節(jié)能添加劑再次引起人們的關(guān)注。目前所研究的消煙節(jié)能添加劑，由于種類(lèi)、成分不同，功能和效果也不盡相同，一般將其分為兩類(lèi)，一類(lèi)是含金屬或非金屬氧化物的有灰型助燃劑，一類(lèi)是含純有機(jī)物的