柴油机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源，随着环境保护问题重要性的日趋增加，降低柴油机有害排放物这一目标成为当今世界上柴油机发展的一个重要方向。

　　为了减少柴油排放对大气的污染，开展柴油机有害排放物控制方法的研究，是从事柴油机设计者的首要任务，本文在这里简述几种降低有害排放物的控制技术。

　　1.柴油机有害排放物及其危害

　　柴油机排气中包含各种成分，其基本成分是二氧化碳（CO2），水蒸气（H2O），过剩的氧气（O2）以及存留下来的氮气（N2）等。他们是燃料和空气完全燃烧后的产物，从毒物学的观点看，排气中的这些成分是无害的，除上述基本成分外，柴油机排气中还含有不完全燃烧的产物和燃烧反应的中间产物，包括一氧化碳（CO），碳氢化合物（HC），氮氧化合物（NOX），微粒（PT）及醛类生平。这些成分的质量总和在柴油机排气中所占的比例虽然还不到1%，但它们大部分是有害的，或有强烈刺激的臭味，有的还有致癌作用，因此被列为有害排放物。

　　2.控制方法之一——高压共轨喷射系统

　　柴油机降低排放的对策主要是改善燃烧，而喷射系统性能是影响柴油机燃烧过程的关键因素，要改进传统的由柱塞泵分缸脉动喷射系统难度较大，高压共轨喷射系统正是顺应上述需求而诞生，且正得到了很大发展。

　　它被世界内燃机行业公认为二十世纪三大突破之一（另外两项是汽油直喷技术和DME代用燃料）。高压共轨喷射系统是建立在直喷技术、预喷射技术和电控技术基础之上的一种全新概念的喷射系统。

　　它主要有高压泵，带调压阀的共轨管，带电磁阀的喷油器，ECV（电子控制单元）和各种传感器组成高压共轨系统不再用柱塞泵分缸脉动供油原理，而是用一个设置在喷油泵和喷油器之间的具有较大容积的共轨管把高压油泵输出的燃油蓄积起来并平抑压力波，再通过各高压油管输送到喷油器上，由喷油器上的电磁阀的动作控制喷油的开始和终止。

　　电磁阀作用的时刻决定喷油定时，起作用的持续时间和共轨压力共同决定喷油量。由于这种系统采用压力时间式燃油计量原理，因此又可称为压力时间控制式控喷射系统。高压共轨喷射系统的特点是；喷油压力的建立与喷油过程无关；喷油压力，喷油过程和喷油持续期不受负荷和转速的影响；喷油定时与喷油计量完全分开，可以自由调整每缸的喷油量和喷油始点；能实现预喷射，快速停喷和多段喷射。

　　因此高压共轨喷射系统通过对喷油要素的优化控制柴油机燃烧更充分，从而减少燃烧中有害物的形成，使柴油机的有害排放，噪声排放和冷起动性能都得到很大改善。

　　3.控制方法之二——废气再循环系统

　　废气再循环系统是将柴油机产生的废气的一小部分再送回气缸。由于柴油机中富余的氧气较多，当送回汽缸的废气与新鲜空气混合后，该过程导致气缸内氧气浓度降低，使燃烧速度减慢，燃烧温度下降，从而减少有害成分氮氧化物（NOX）的形成。

　　目前采用和研究废气再循环系统有多种类型，日野汽车公司开发的脉冲式废气再循环系统在柴油机进气过程中，排气门稍有提升，使部分高压废气回流到汽缸内。排气门的这个作用是通过修改排气门凸轮的形状和将废气再循环系统微升来实现的。

　　在脉冲式废气再循环系统中，废气被重新送回气缸内，因此废气的压力应高到足以使气流反向。要达到这样高的压力只有通过优化气门微升和定时，从而利用废气的压力波才能实现，在该废气再循环系统中，废气压力“脉冲”被有效利用。

　　增压中冷柴油机实现废气再循环还有另外两种方式，一种是将涡轮前的排气引入中冷器之后，称为高压废气反向。采用可变截面涡轮增压器，可以扩大废气再循环有效工作范围，降低氮氧化物（NOX）和微粒（PT），燃油耗也不升高，这可能是将高压废气再循环系统用于增压中冷柴油机的最好方法。

　　另一种是将涡轮后的排气引入压气机之前，称为低压废气再循环系统，它可有效降低氮氧化物（NOX），而废气循环工作范围较大，与柴油机匹配能有效地发挥其功能。

　　4.控制方法之三——增压中冷技术

　　所谓增压，就是增加进入柴油机汽缸内的空气密度。中冷则是将压缩后的空气的温度降低。

　　因此，柴油机采用增压中冷系统后，滞燃期缩短，在稀烯火焰熄灭区内积压的燃油量较少，从而减少排气中有害成分碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOX）的生成。目前，增压方法主要有机械增压三种方式。其中废气涡轮增压器主要是由涡轮和压气机组成，它与柴油机没有机械传动联系，柴油机排出的废气经排气管进入涡轮，对涡轮作功，涡轮叶轮与压气机叶轮同轴，从而带动压气机吸入外界空气并压缩后送至柴油机进气管。

　　增压中冷柴油机在压气机出口和柴油机进气管入口之间增设中间冷却器（简称中冷器），使压缩后的空气的温度下降，密度增大。增压中冷可以在柴油机的热负荷不增加甚至降低，以及机械负荷加不多的前提下，大幅度地提高柴油机的功率，降低有害物的排放。

　　由于废气涡轮增压方式与机械增压和气波增压方式比较，结构简单，工作可靠，在柴油机上得到普遍采用，其他两种增压方式基本不使用。