文献综述
（一）课题背景
随着我国汽车行业近几年的快速发展，柴油机数量也在不断增长。柴油发动机早期只是应用在农业机械、拖拉机等，现代柴油机一般采用电控喷射、共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟度等方面取得重大突破，达到了汽油机的水平，能够满足相关法律、法规及国际标准在排放和噪音方面日益严格的要求，在汽车领域也得到了广泛的应用。柴油机按气缸数目主要分为四类，即单缸柴油机、小缸径多缸柴油机、中缸径多缸柴油机和中低速柴油机，后两类通常称为中、重型柴油发动机，为目前柴油机发展的主要方向。目前，柴油发动机应用领域相当广泛，中重型柴油发动机主要应用在中重型卡车、专用车辆、客车、工程机械、发电机组、船舶动力、矿山机械、大型农机设备、油田钻井设备等；轻型柴油发动机主要应用在拖拉机、中小型农机、轻型卡车等。
柴油发动机具有燃油经济性高、可靠性强、动力大、寿命长等优势，被广泛用于汽车、轮船、海上石油平台柴油发电机等大型设备上。预计到2020 年，中国柴油轿车市场占有率将达到 30%，轮船动力系统、海洋石油平台动力系统也广泛使用柴油发电机。柴油机的使用给生产生活带来了极大的便利，但是，柴油机尾气污染也给人类生存环境造成了极大的威胁。柴油机尾气主要包括水蒸气、O2、N2、CO 和CO2、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOX）、硫化物及颗粒污染物（PM 主要包括碳烟粒子、高可溶性碳氢、铅化物等），其中氮氧化合物（NOX）和颗粒污染物（PM）是造成柴油机尾气污染的主要成分。PM 在环境中易形成气溶胶，吸附病毒和污染物，对环境和人体健康构成极大的威胁。其中又以可吸入颗粒物PM10和细颗粒物PM2.5对人体健康伤害最大。随着国家生态文明建设深入，环保部、国务院相继出台了《重点区域大气污染防治“十二五”规划》、《大气污染防治行动计划》等针对大气污染相关政策计划。柴油机污染防治是大气污染防治的重要组成部分，已经获得研究人员的广泛关注。对于柴油机颗粒物污染的有效防治，柴油机颗粒物的取样分析是必不可少的一部分，所以设计出合理的柴油机排气颗粒物取样管路是至关重要的。
（二） 发展趋势
目前，治理柴油机废气的主要方法包括前处理（如改善燃油品质等）、机内净化（如改善柴油机燃料喷射系统）和机外后处理（如选用有效的废气净化装置）。前处理与机内净化是治理柴油机废气的辅助措施，机外后处理是控制有害气体排放、净化柴油机废气的关键步骤。柴油发电机尾气便于收集后集中处理，因此采用合理的机外处理方法能够有效治理该废气。目前，机外后处理方法主要是针对氮氧化物和颗粒物的去除技术，主要有氮氧化物（NOx）治理技术和颗粒物治理技术。
随着日益严格的环保法的出台，柴油发电机废气治理势在必行。柴油发电机尾气便于收集后集中处理，因此采用合理的机外处理方法能够有效治理该废气。氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）是柴油机废气中的主要污染物。目前，针对柴油机废气中 NOx 去除的技术主要有 NOx 选择性催化还原技术 （SCR）、NOx 储存-还原技术（NSR）和低温等离子体技术等；针对 PM的去除技术主要有柴油机微粒捕捉器（DPF）和柴油机氧化催化剂法（DOC）等。在实际应用当中，通过将这些技术进行组合以达到 NOx 和 PM 同时去除的目的。为了使尾气净化效果达到最佳，
（三）意义和价值
柴油机尾气中含有上百种不同的化合物，这种气体排放物不仅气味怪异，而且令人头昏、恶心，影响人的身体健康。世界卫生组织专家认定柴油发动机尾气与石棉、砒霜等物质一样，具有高度致癌性。尤其是颗粒物质在大气中存留时间久，在大气动力作用下能够吹送到很远的地方。所以颗粒物的污染往往波及很大区域，甚至成为全球性的问题。粒径在0.1～1微米的颗粒物，与可见光的波长相近，对可见光有很强的散射作用。这是造成大气能见度降低的主要原因。由二氧化硫和氮氧化物化学转化生成的硫酸和硝酸微粒是造成酸雨的主要原因。大量的颗粒物落在植物叶子上影响植物生长，落在建筑物和衣服上能起沾污和腐蚀作用。粒径在 3.5微米以下的颗粒物，能被吸入人的支气管和肺泡中并沉积下来，引起或加重呼吸系统的疾病。大气中大量的颗粒物，干扰太阳和地面的辐射，从而对地区性甚至全球性的气候发生影响。因此本课题中对排气颗粒物取样管路设计对于柴油机尾气治理有着重要的意义。对设计出更完善尾气处理装置提供更多的参考数据。
资料编号：[680815]
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