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黑龙江旅游职业技术学院毕业论文（设计）题目：汽车柴油机排放检测所在院系： 机电工程系 专业班级：汽车检测与维修技术学 号： 1402090119 学生姓名： 李洋 指导教师： 赵学斌 2011年 11月 5 日附：毕业论文（设计）任务书立题的意义和目的汽车尾气污染已经对环境造成很大的危害，汽车尾气中有很多对人体的环境有害的有毒气体，它危害人体健康、破坏大气层等，所以对汽车排放的检测和治理尤为重要。主要内容1 柴油机工作原理2 柴油机分类3 柴油机燃烧室特点4 柴油机尾气的成份和危害5 消除或减小柴油发动机尾气对小环境的影响6 研制可替代能源的环保型汽车进度安排（1） 学习毕业论文任务书的填写2011年10月28日（2） 论文电子初稿完成2011年11月5日（3） 论文完成2011年11月9日（4） 论文答辩2011年11月12日目录引言 41 柴油机工作原理411二冲程柴油机的工作原理 41、1四冲程柴油机的工作原理51.1.1. 进气冲程 51.1.2. 压缩冲程 51.1.3. 燃烧膨胀冲程 6 1.1.4. 排气冲程 62 柴油机分类6 21普通自然吸气发动机722涡轮增压发动机723涡轮增压加电控单体泵发动机724高压共轨发动机73 柴油机燃烧室特点74 柴油机尾气的成份和危害95 消除或减小柴油发动机尾气对小环境的影响96 柴油发动机最新尾气排放标准127 研制可替代能源的环保型汽车13结论13致谢 13参考文献13汽车柴油机排放技术摘 要： 在汽车产业高速发展、汽车产量和保有数量不断增加的同时，汽车排放给大气层带来的污染也是很大的，即汽车污染。随着经济水平的提高、生活节奏的加快、生活质量的提高汽车这种代步、运输的工具日益的增加，使汽车尾气排放对环境的危害日益加剧。治理汽车排放污染以刻不容缓。汽车发动机按照所用燃油可分为汽油发动机和柴油发动机。从燃油排放的角度说，柴油车要比汽油车排放的污染要相对小一些，动力性要好一些，燃油经济性要比汽油车好一些，所以柴油车的发张空间会更大一些。关 键 词：汽车 柴油机 排放污染 排放治理引 言在街头巷尾，都会靠到一辆辆汽车汽车经过后带起的灰尘和汽车排放的尾气久久不散，这种灰尘和汽车尾气不仅气味怪异，而且令人头昏、恶心，严重影响人的身体健康。随着车辆的增多，汽车对大气污染越来越严重。各国对汽车尾气的检测和排放标准日益提高，相关的法律日益健全，达不到排放标准的车严禁上道，所以检测和治理汽车污染刻不容缓。1 柴油机的工作原理11二冲程柴油机的工作原理 通过活塞的两个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机，油机完成一个工作循环曲轴只转一圈，与四冲程柴油机相比，它提高了作功 能力，在具体结构及工作原理方面也存在较大差异。 二冲程柴油机与四冲程柴油机基本结构相同，主要差异在配气机构方面。二冲 程柴油机没有进气阀，有的连排气阀也没有，而是在气缸下部开设扫气口及排气口； 或设扫气口与排气阀机构。并专门设置一个由运动件带动的扫气泵及贮存压力空气 的扫气箱，利用活塞与气口的配合完成配气，从而简化了柴油机结构。 扫气泵附设在柴油机的一侧，它的 转子由柴油机带动。空气从泵的吸入吸入，经压缩后排出，储存在具有较大容积的 扫气箱中，并在其中保持一定的压力。 燃烧膨胀及排气冲程： 燃油在燃烧室内着火燃烧，生成高温高压燃气。活塞在燃气的推动下，由上止点 向下运动，对外作功。活塞下行直至排气口打开（此时曲柄在点位置，此时燃气 膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身高压自由排气，从排气口排人到排气管。 当气缸内压力降至接近扫气压力时置，扫气空气进入气缸， 同时把气缸内的废气经排气口赶出气缸。活塞运行到下止点，本冲程结束，但扫气 过程一直持续到下一个冲程排气口关闭扫气及压缩冲程： 活塞由下止点向上移动，活塞在遮住扫气口之前，由扫气泵供给储存在扫气箱 内的空气，通过扫气口进入气缸，气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口 扫出气缸。活塞继续上行，逐渐遮住扫气口，当扫气口完全关闭后（此时曲柄在点 位置，空气停止充人，排气还在进行，这阶段称为“过后排气阶段”。排气口关闭时 （此时曲柄在点位置，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时， 喷油器将燃油喷人气缸，与高温高压的空气相混合，随即在上止点附近发火，自行着 火燃烧。本冲程结束，并与前一冲程形成一个完整的工作循环二冲程柴油机示功图见图，其中，为喷油始点，为活塞上止点，为 燃烧终点。 二冲程柴油机与四冲程柴油机相比具有一些明显优点，当然也存在本身固有的 缺点。 1.2 四冲程柴油机的工作原理 柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。现对照上面的动画了说明它的工作理原。 1.2.1 进气冲程 第一冲程进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。 当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。 随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。 进气过程中气缸内气体压力随着气缸的容积变化的情况如动画所示。图中纵坐标表示气体压力P，横坐标表示气缸容积Vh(或活塞的冲S)，这个图形称为示功图。图中的压力曲线表示柴油机工作时，气缸内气体压力的变化规律。从土中我们可以看出进气开始，由于存在残余废气，所以稍高于大气压力P0。在进气过程中由于空气通过进气管和进气阀时产生流动阻力，所以进气冲程的气体压力低于大气压力，其值为0.0850.095MPa，在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。 当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。 1.2.2 压缩冲程 第二冲程压缩。压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，一般压缩终点的压力和温度为：Pc48MPa,Tc750950K。 柴油的自燃温度约为543563K，压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多，足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。 喷入气缸的柴油，并不是立即发火的，而且经过物理化学变化之后才发火，这段时间大约有0.0010.005秒，称为发火延迟期。因此，要在曲柄转至上止点前1035曲柄转角时开始将雾化的燃料喷入气缸，并使曲柄在上止点后510时，在燃烧室内达到最高燃烧压力，迫使活塞向下运动。 1.2.3 燃烧膨胀冲程 第三冲程燃烧膨胀。在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。燃烧时放出大量的热量，因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。所以这一冲程又叫作功或工作冲程。 随着活塞的下行，气缸的容积增大，气体的压力下降，工作冲程在活塞行至下止点，排气阀打开时结束。 在动画中，工作冲程的压力变化这条线上升部分表示燃料在气缸内燃烧时压力的急剧升高，最高点表示最高燃烧压力Pz，此点的压力和温度为： Pz615MPa， Tz18002200K 最高燃烧压力与压缩终点压力之比(PzPc)，称为燃烧时的压力升高比， 用表示。根据柴油机类型的不同，在最大功牢时值的范围如下：PzPc1.22.5。 1.2.4排气冲程第四冲程排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲程开始时，气缸内的气体压力加比大气压力高0.0250.035MPa，其温度Tb10001200K。为了减少排气时活塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净，排气阀在上止点以后才关闭。 由于进、排气阀都是早开晚关的；所以在排气冲程之末和进气冲程之初，活塞处于上止点附近时，有一段时间进、排气阀同时开起，这段时间用曲轴转角来表示，称为气阀重迭角。 排气冲程结束之后，又开始了进气冲程，于是整个工作循环就依照上述过程重复进行。由于这种柴油机的工作循环由四个活塞冲程即曲轴旋转两转完成的，故称四冲程柴油机。 在四冲程柴油机的四个冲程中，只有第三冲程即工作冲强才产生动力对外作功，而其余三个冲程都是消耗功的准备过程。为此在单缸柴油机上必须安装飞轮，利用飞轮的转动惯性，使曲轴在四个冲程中连续而均匀地运转。2 柴油机的分类 现在的车用柴油机 分为以下几种 1普通自然吸气发动机 2涡轮增压发动机 3涡轮增压加电控单体泵发动机 4电控高压共轨发动机 21普通自然吸气发动机普通自然吸气发动机：就是最普通的柴油机 现在低端拖拉机还在用。 22涡轮增压发动机涡轮增压发动机：现在路上跑的大多数都是这种发动机。性能技术都补角可靠 23涡轮增压加电控单体泵发动机涡轮增压加电控单体泵发动机：新产品介于第2和第4种之间的产品 2.4高压共轨发动机高压共轨(Common Rail)电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管(Rail)，通过公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力(Pressure)大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度3 柴油机燃烧室的特点柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机，它又常以主要发明者狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。 柴油在工作时，吸入柴油机气缸内的空气，因活塞的运动而受到较高程度的压缩，达到500700的高温。然后燃油以雾状喷入高温空气中，与空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。 法国出生的德裔工程师狄塞尔，在1897年研制成功可供实用的四冲程柴油机。由于它明显地提高了热效率而引起人们的重视。起初，柴油机用空气喷射燃料，附属装置庞大笨重，只用于固定作业。二十世纪初，开始用于船舶，1905年制成第一台船用二冲程柴油机。1922年，德国的博施发明机械喷射装置，逐渐替代了空气喷射。二十世纪20年代后期出现了高速柴油机，并开始用于汽车。到了50年代，一些结构性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油机发展起来，从此柴油机进入了专业化量生产阶段。特别是在采用了废气涡轮增压技术以后，柴油机已成为现代动力机械中最重要的部分。 柴油机可按不同特征分类：按转速分为高速、中速和低速柴油机；按燃烧室的型式分为直接喷射式、涡流室式和预燃室式柴油机等；按气缸进气方式分为增压和非增压柴油机；按气体压力作用方式分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等；按用途分为船用柴油机、机车柴油机等。 柴油机燃料主要是柴油，通常高速柴油机用轻柴油；中、低速柴油机用轻柴油或重柴油。柴油机用喷油泵和喷油器将燃油以高压喷入气缸，喷入的燃油呈雾状，与空气混合燃烧。因此柴油机可用挥发性较差的重质燃料或劣质燃料，如原油和渣油等。在燃用原油和渣油时，除须滤除杂质和水分外，还要对供油系统进行预热保温，降低粘度，以便输送和喷射。柴油机如采用某种合适的燃烧室也可燃用乙醇、汽油和甲醇等轻质燃料。为了改善轻质燃料的着火性，可加入添加剂提高十六烷值，或与柴油混合使用。一些气体燃料，如天然气、液化石油气、沼气和发生炉煤气等也可作为柴油机的燃料，但这时通常以气体燃料为主，以少量柴油引燃，这种发动机称为双燃料内燃机。柴油发动机的燃烧过程一般分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。着火延迟期是指从燃料开始喷射到着火，其间经过喷散、加热蒸发、扩散、混合和初期氧化等一系列物理的和化学的准备过程。它是燃烧过程的一个重要参数，对燃烧放热过程的特性有直接影响。在着火延迟期内喷入燃烧室的燃料，在速燃期内几乎是同时燃烧的，所以放热速度很高，压力升高也特别快。缓燃期阶段中燃料的燃烧取决于混合的速度。因此，加强燃烧室内的空气扰动和加速空气与燃料的混合，对保证燃料在上止点附近迅速而完全地燃烧有重要作用。柴油机的混合和燃烧时间很短，以致有些燃料不能在上止点附近及时烧完，而拖到膨胀行程的后期放出的热量不能得到充分利用，因此应尽量避免燃料在后燃期燃烧。燃烧室的优劣对柴油机的性能有决定性的作用，因此是柴油机设计的关键。燃烧室按组织燃烧过程的特点和结构不同分为开式、半开式、预燃室式和涡流室式四类。前两类属于直接喷射式燃烧室；后两类属于分隔式燃烧室。低速柴油机和部分中、高速柴油机主要用无涡流的开式燃烧室。燃烧室由气缸盖底面和活塞顶面形成，具有一定形状的整体空间。多孔喷油器(610孔)能使燃油雾化良好，并均匀分布在燃烧室空间。因此，开式燃烧室中的燃烧属于典型的空间式燃烧过程，要求燃烧室与油束形状和分布相配合。它的优点是燃料消耗率低，起动容易；缺点是燃料雾化要求高，难于适应变转速工作。小型高速柴油机大多采用有涡流的半开式燃烧室。这种燃烧室又分为多种类型，主要有油膜式燃烧室和复合式燃烧室等。油膜式燃烧室是1956年由德国的莫勒所发明。燃烧室位于活塞顶内，呈球形。燃料喷向燃烧室壁面，大部分燃油在强涡流作用下喷涂在燃烧室壁面上，形成很薄的油膜，小部分燃油雾化分布在燃烧室空间并首先着火，随后即引燃从壁面上蒸发的燃料。这种燃烧室可使工作过程柔和，燃烧完全，声轻无烟，并可使用轻质燃料；缺点是低温时起动较困难。复合式燃烧室是1964年由中国的史绍熙等发明，燃烧室在活塞顶内呈深盆形，口部略有收缩，用特殊形状的进气道形成进气涡流，采用单孔轴针式喷油器。喷油器轴线与燃烧室壁面基本平行，燃料喷向燃烧室的周边空间。在涡流作用下，粗大的油粒散落在燃烧室壁面上形成油膜，细小的油粒在空间与空气混合。当转速较高时，燃烧室涡流速度高，壁面上的油膜燃料增多，具有油膜燃烧的特点；而在低转速和起动时，涡流速度低，空间混合的燃料量增多，具有空间式燃烧的特点，能改善冷起动性能。复合式燃烧室把油膜蒸发混合燃烧与空间混合燃烧合理地结合起来，兼有两者的优点，故又称为复合式燃烧系统，其工作过程柔和，可燃用多种燃料，对喷油系统要求低，而且起动容易。缺点是低负荷排气中未燃的碳氢化物含量较高。预燃式燃烧室由预燃室和主燃烧室两部分组成。预燃室在气缸盖内，占压缩容积的2540，有一个或数个通孔与主燃烧室连通。燃料喷入预燃室中，着火后部分燃料燃烧，将未燃的混合物高速喷入主燃烧室，与空气进一步混合燃烧。这种燃烧室适用于中小功率柴油机。涡流室式柴油机的转速可达4000转/分以上，工作过程柔和，排气中有害成分较少。但散热损失和气体流动损失大，而且后燃较严重，故燃料消耗率较高；冷车起动困难，往往需要加装预热塞。柴油机具有热效率高的显著优点，其应用范围越来越广。随着强化程度的提高，柴油机单位功率的重量也显著降低。为了节能，各国都在注重改善燃烧过程，研究燃用低质燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦损失、广泛采用废气涡轮增压并提高增压度、进一步轻量化、高速化、低油耗、低噪声和低污染，都是柴油机的重要发展方向。4 柴油机尾气的成份和危害尾气中的颗粒物会使人患上鼻炎、气管炎、支气管炎甚至是肺癌等严重的呼吸道疾病。 当尾气中的微粒物的直径在510微米时，微粒物将滞留在人体呼吸系统的鼻腔等位置；当尾气中的微粒物的直径在35微米时，微粒物将滞留在人体呼吸系统的气管等位置；当尾气中的微粒物的直径在23微米时，微粒物将滞留在人体呼吸系统的支气管等位置；当尾气中的微粒物的直径在12微米时，微粒物将滞留在人体呼吸系统的支气管末梢等位置；当尾气中的微粒物的直径在0.11微米时，微粒物将滞留在人体呼吸系统的肺泡位置；5 消除或减小柴油发动机尾气对小环境的影响柴油机废气涡轮增压技术自问世以来已有90余年历史。早期废气涡轮增压的主要目的是改善发动机的动力性。至今，废气涡轮增压仍是提高柴油机功率、减轻单位功率质量、减小外形尺寸、降低燃油消耗和强化现有非增压柴油机的最有效的措施之一。 经过不断的改进和提高，先进的涡轮增压器以其优良的性能和较低的价格愈来愈被广泛应用。涡轮增压器已广泛用于轿车；轻、中、重型汽车；工程机械；农业机械；工业和航空等领域。近二十年来，随着人们环境保护意识的增强，对汽车尾气排放的限制越来越严。为满足不断加严的排放法规的要求，许多新的发动机技术被采用。然而，废气涡轮增压技术在降低柴油机排放方面又发挥了十分重要的作用。涡轮增压中冷技术既是减少柴油机排放的有效措施，又可消除某些排放控制技术对动力性和经济性产生的负面影响。废气涡轮增压是汽车柴油机的一项重要技术，它促进了柴油技术的发展，并将为汽车柴油机的发展开拓更加广阔的前景。 2.汽车柴油机涡轮增压技术的发展 由于柴油机优良的动力性和经济性，目前，国内外重型汽车全部采用柴油机作为动力，并且绝大多数采用了涡轮增压技术或涡轮增压中冷技术；原来以汽油机动力为主的轻型汽车和轿车也有明显的柴油化趋势。在欧洲，柴油轿车市场的发展迅速。据预测，到2000年，欧洲柴油轿车销售量占整个轿车销售量的30%；采用涡轮增压的柴油轿车将超过300万辆，约占柴油轿车的83%。 促进重型汽车柴油机发展的主要因素有功率密度、燃油经济性和环境保护。涡轮增压进气中冷技术能显著提高功率密度、降低排放和改善燃油消耗率。与1980年以前的机型相比，现今的重型汽车柴油机的功率密度提高了100%，燃油消耗率改善了16%，NOX和微粒物的排放分别降低了80%和90%。 轿车柴油机技术发展已趋成熟，其功率密度和转矩已与轿车汽油机相当；柴油机的动力性和环境性(排放和噪声)与汽油机的性能也不差上下。例如，最近大众汽车公司推出的3升路波TDI轿车柴油机，采用了涡轮增压、进气中冷、直接喷射、泵喷嘴、可变喷嘴涡轮等先进技术，燃油经济性可以达到100km燃油消耗2.99L；该车还采用了初级催化、主催化和废气再循环等技术，其排放指标可以达到欧洲标准；该机是目前世界上唯一能达到这两项指标的轿车发动机。 3.涡轮增压与排放控制技术 具有代表性的国际三大排放体系(欧洲、美国、日本)分别制定了分阶段的汽车柴油机的排放限值。虽然三个排放法规体系采用了各自的测试方法和阶段限值，但不断加严的趋势是一致的。 为满足越来越严的排放法规要求，必须提高燃料质量和采用先进的发动机技术。要达到各阶段排放限值需有相应的发动机技术作保证。分别为满足欧洲轿车、重型汽车不同阶段排放限值的技术措施的实例。各型柴油车，既要稳定达到高于欧洲的排放标准，又要保证汽车柴油机优良的动力和燃油经济性，必须采用废气涡轮增压及中冷技术。对应于不同的排放限值阶段，除了采用其他先进技术，诸如高压喷射、多气门技术、泵喷嘴、EGR、预喷射、电控喷射、De-NOX催化器等技术外，各阶段都对应一定的增压技术的改进和提高。 4.涡轮增压及中冷技术对排放的影响 柴油机增压时，空气被压缩，温度与压力同时提高，如果不采用中冷，进入气缸的空气密度为： 式中：ad,k-压气机绝热效率； =Pk/P1-增压压比。 增压加中冷时，空气的密度为： 由以上两式可见，未采用中冷时，进气密度受压气机绝热效率的限制；当柴油机高增压时，增压压比大，应同时采用中冷技术，以提高进气密度。 汽车柴油机的排放污染物主要有CO、HC、NOX和微粒物，此外，由于温室效应引起全球变暖的问题，CO2的排放量也受到限制。 a)一氧化碳(CO)。柴油机中CO是燃料不完全燃烧的产物，主要是在局部缺氧或低温下形成的。由于柴油机在过量空气系数1下燃烧的特点，汽车柴油机的CO排放较低。采用涡轮增压后，可供燃烧的空气增多，并且增压发动机大多数工况负荷较大，发动机的缸内温度能保证燃料更充分燃烧，CO排放可进一步降低。 b)碳氢化合物(HC)。柴油机排气中的HC是由原始燃料分子、分解的燃料分子以及再化合的中间化合物所组成；小部分HC是由润滑油生成的。增压时，由于进气密度增加，可以改善油束的形成、提高燃油雾化质量，减少沉积于燃烧室壁面上的燃油，HC减少；增压 还使柴油机燃烧整个循环的平均介质温度升高，氧化反应速率大，未燃HC排放降低。 c)氮氧化物(NOX)。柴油机中氮氧化物的主要成分NO的生成取决于氧的浓度、温度及反应时间等。降低NO的措施是以降低火焰温度、氧浓度及高温下停留时间为目标。 对于现有的自然吸气柴油机，如果只简单采用增压措施，可能会因为过量空气系数增大和燃烧温度的升高而导致NOX增加。实际应用中，柴油机增压时采用减小压缩比、推迟喷油定时等措施来减小热负荷、降低最高燃烧温度。压缩比的减小可以降低压缩终了的介质温度从而降低燃烧火焰温度；推迟喷油定时，可以缩短滞燃期，减少油束稀薄火焰区的燃料蒸发和混合，降低最高燃烧温度。为减少喷油定时导致的后燃期过长的问题，须增大供油速率，缩短喷油时间，以加快燃烧速率，缩短燃烧时间。 废气再循环EGR是降低NOX排放的一种有效措施。引入热容量较高的废气成分与新气混合，可以降低最高燃烧温度；同时，废气对新鲜混合气的稀释作用，减小了氧的浓度，达到降低NOX的目的。根据柴油机燃烧理论，降低NOX的生成浓度的措施将会影响燃烧效率、增加燃油消耗、降低动力性能。增压柴油机在燃油经济性和动力性能上的改善，可以使汽车柴油机在降低NO2的同时，保持良好的燃油经济性和动力性。 采用进气中冷技术降低进气温度，可降低增压柴油机NOX排放；特别采用先进的空-空中冷后，可进一步降低进气充量的温度。进气充量温度降低，燃烧温度可以得到有效控制，有利于NOX的减少。如图5所示，随着中冷后的进气温度的降低，NOX和燃油消耗率都有所改善。 试验数据表明，增压中冷柴油机中NOX排放物可以降低60%。 d)微粒物(PM)。影响柴油机微粒物生成的原因较复杂，其主要因素是过量空气系数、燃油雾化质量、喷油速率、燃烧过程和燃油质量等。此外，柴油机机内净化降低NOX的措施通常会带来PM增加。增压柴油机，特别是采用高增压压比和空-空中冷技术后，可显著增大进气密度，增加缸内可用的空气量。如同时采用高压燃油喷射、共轨电控喷射、低排放燃烧室和中心喷嘴四气阀技术，并提高燃油雾化质量，改善燃烧过程，则可有效地控制PM排放。试验数据表明，采用增压中冷技术的柴油机可降低PM排放约45%。在大负荷区，与微粒物排放密切相关的可见污染物排放，也随着柴油机增压压力比的增大而显著下降， e)燃油经济性及二氧化碳(CO2)。增压柴油机的燃油经济性改善得利于废气能量的利用和燃烧效率的提高；另外，增压柴油机的平均有效压力增加，发动机的摩擦损失增加相对较小，且没有任何进气损失，因而机械效率提高；增压柴油机的质量密度大，同样功率的柴油机可以做得更小、更轻，整车质量可以减小，也有利于燃油经济性的改善。柴油机的燃油经济性与进气密度有一定关系，因此，高增压柴油机采用进气中冷技术降低进气温度、提高进气密度能改善燃油经济性， 欧洲轿车柴油化的重要原因之一是柴油轿车的运行费低，增压直喷柴油机的优势更为突出，直喷式柴油机的运行费仅为轿车汽油机的47%，直喷汽油机的56%。 CO2是导致全球环境温度上升的主要温室效应气体之一，发达国家已达成共识降低CO2的排放量。欧洲国家在2005年要削减25%的CO2排放量。欧洲把汽车柴油化作为减少CO2排放的重要途径之一。德国大众3升路波车100km CO2排放量为81g，低于德国政府规定的100km CO2排放90g的目标值。试验数据表明，采用涡轮增压和中冷技术可降低CO215%-20%。 f)少的燃油消耗意味着更多的清洁空气。采用涡轮增压柴油机作动力的汽车具有良好的燃油经济性。汽车柴油化可以减少汽车燃料消耗总量。较小的燃油消耗量可消耗的新鲜空气量少，汽车有害污染物排放的总量也下降。 5.涡轮增压技术的发展趋势 促进涡轮增压技术发展的主要因素是增大发动机输出功率、提高发动机低速转矩、加快瞬态响应速度、降低排放有害物和改善燃油经济性。增压器的技术关键是改善涡轮和压气机的效率，拓宽工作范围、提高增压压比、降低轴承系统的损失和提高稳定性及耐久性。 汽车柴油机增压器的新技术包括：可变喷嘴涡轮VNT、铁铝合金、滚动轴承、可擦涂层、混流式涡轮、电子控制执行器总成、电控涡轮复合式发动机等。 进一步改善增压器效率必须提高峰值效率，并考虑非设计工况效率的提高对发动机性能的影响。采用改进轴承和先进的可擦涂层技术是有效的技术措施。试验表明，涡轮增压器压气机室涂复聚酯可擦涂层，涡轮壳室涂复一种镍铝石墨材料可擦涂层的小型增压器的效率可以提高7%-8%；采用滚动轴承可以提高涡轮低转速的效率约10%。 采用可调喷嘴增压器VNT可以提高发动机低速进气压力而不增加动机背压。VNT可进一步改善涡轮的响应特性，提高涡轮效率、拓宽流量范围。与旁通式增压器相比，采用先进的可调喷嘴增压器性能可以得到进一步提高，功率密度增大，具有更好的燃油经济性和更低的排放水平；油耗可降低2%-5%，低速烟度可降低，发动机转矩显著增加。 采用轻质的铁铝合金，可以减小涡轮转动惯量，改善响应特性。与陶瓷材料相比，铁铝合金材料便宜60%，而且比陶资涡轮具有较高的抗击碎强度。 此外，混流式涡轮可进一步提高涡轮的效率；控制执行器总