安徽柴油机车自排放法规出台以来，柴油机的排放一直备受关注。从最初的黑烟到清洁柴油机，柴油机的技术水平越来越高。如何清洁环保，减少污染？

上次我们谈到柴油发动机在欧洲的困难，许多主要城市给柴油发动机汽车下了最后通牒，因为柴油发动机的污染物排放不符合欧洲6标准，最重要的污染物是碳烟和氮氧化物。

碳烟颗粒主要在柴油机高温缺氧条件下形成，氮氧化物在高温富氧条件下产生较多。采用内部处理方法，必然会厚此薄彼，同时减少一种污染物，加剧另一种污染物的产生。为了解决这个问题，工程师们根据两种不同的想法设计了两个不同的柴油机有害排放净化系统。由于碳烟和NOx的排放不能同时解决，所以选择先单独处理一个，然后在后处理过程中再处理另一个。因此，国外柴油机大多采用高压共轨和SCR技术处理废气污染物，长期热衷于EGR和DPF的结合。

什么是高压共轨和SCR？

高压共轨搭配SCR旨在减少机器中的碳烟，并从氮氧化物的后处理开始。高压共轨是一项发展多年的成熟技术。采用ECU电子控制，将喷射压力提高到传统机械喷射系统的3倍以上，更有利于粘性柴油的雾化效果，尽可能与空气混合，减少燃烧过程中局部氧气不足的问题，充分减少碳烟的产生。

在解决了碳烟的问题后，我们应该重点关注如何在后处理中去除氮氧化物。根据NOx的相关化学反应，出现了酒精选择还原法、尿素选择还原法等催化还原装置。我们所说的SCR是以尿素（氨）为还原剂，通过一系列反应，将有毒的NOx还原成氮和水系统。

但这种方法有一个缺陷，即恢复反应需要在350-450℃的环境中进行，过低的温度会导致催化失效，过高的温度会损坏催化剂，因此在设计过程中需要特别注意恢复装置的温度控制。目前，使用这种方法的柴油车可以满足欧洲6标准的要求。

EGR和DPF是什么？

EGR和DPF的结合是首先减少NOx排量，然后在后处理中解决碳烟问题。EGR废气再循环是将部分废气重新引入气缸并再次燃烧的技术。它能有效降低NOx的排量。汽油机和柴油机都有相关的研究，但柴油机的效果更为明显。柴油机EGR分为内外两种。外部EGR效果好，但对经济有一定影响；内部EGR结构简单，但由于温度高，抑制NOx的效果略有降低。

EGR处理后的废气导入DPF颗粒捕捉器进行过滤，过滤掉废气中的碳烟颗粒，使其符合排放规定。

这种柴油机尾气处理方法需要调整EGR的数量。过多的EGR不仅会导致动力和经济性下降，还会导致更多的炭烟。DPF还需要解决再生问题。滤网捕获大量颗粒后，如果不及时处理炭烟颗粒，沉积的PM会阻碍排气。

可以看出，柴油机工程师多年来一直在努力使自己生产的柴油机达到越来越严格的排放标准，总体上相当困难。与此同时，汽油机和新能源的压力极大地压缩了柴油机的生存空间。斯图加特领导的欧洲城市对柴油机的最后通牒使柴油机更糟。是继续提高柴油机质量，优化废气处理系统，还是选择转向新能源，我相信不同的制造商会有不同的选择。