现阶段，世界面临的重要环境问题是大气污染，是二十一世纪全球性现象，受到更多人的关注和重视，热机中热效率最高的就是柴油机，并且相对比较少的排放CO2，但是在发展过程中，不可以忽视船用柴油设备排放的有害物质，经过调查报告可以发现，每年柴油机作为船舶动力设备的船只每年排放在850万吨SOx和1000万吨NOx左右，严重影响大气污染，因此，不少国家已经开始采取一些解决措施降低对环境的影响。从2010年1月1日起，船舶在欧盟所属港口作业（锚泊、系泊、卸货）2小时以上，必须使用含硫量不大于0.1%的燃油。在2016年1月1日及以后航行于北美排放控制区的船舶更需要满足MARPOL公约附则VI中TIER III对NOx的排放要求。而近期我国交通运输部为了控制船舶SOx、NOx和PM2.5的排放，提出珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域船舶排放控制区实施方案，改善我国沿海和沿河区域特别是港口城市的环境空气质量。

　　船用柴油机排放气体中包括有害成分和无害成分两种，排气基本成分就是无害成分，是空气和汽油完全燃烧的产物，主要包括水蒸气、空气中氮气、CO2、过剩氧气，导致温室效应的是CO2，会促使全球气候变暖现象的发生，也应该控制CO2排放量；不完全燃烧的反应产物是有害成分，主要有HC化合物、SOx、NOx、CO以及油、未燃烧燃油、硫酸盐、碳烟等微粒，占据很小的比例，一般不会多于1～5%，但是会极大程度危害环境。SOx、NOx会导致出现酸雨，严重破坏庄稼和森林，其中非常活跃的就是NO2，可以提升到同温层，参与多种大气反应，导致产生影响环境的化学反应，属于温室气体。危害人们健康，轻则麻痹嗅觉、刺激眼睛，严重的会通过肺和呼吸道进入到血液汇总，然后结合血红蛋白形成高铁血红，降低血液输氧能力，此外，还有可能出现不协调呼吸系统现象，诱发肺水肿疾病。 SOx严重影响呼吸道，甚至导致出现心脏疾病。碳氢化物是混合复杂物质，其中苯并芘和醛类慢入导致中毒或者诱发癌症，尤其是大气中NOx受到太阳照射以后，形成浅蓝色光化学烟雾，严重刺激人类呼吸器官和眼睛。CO是有毒气体，会降低血液输氧能力，微粒输氧碳高分子化合物，存在很多致癌物质，因此，危害性最大的就是NOx、SOx和PM2.5，是控制排放的重点。

　　乳化油的应用是一种有效降低NOx的措施，大多数条件下，都可以降低耗油率和烟度，但是需要有效解决腐蚀喷射系统问题，经过数据和研究表明，不少制造商在研究制造船舶的时候都分析过上述问题，例如，MAN-B&W公司的7L90GSCA柴油机中安装各一台20000kW波多黎发电设备，主要应用的就是乳化油技术。自从运行以后已经得到良好的应用效果。在1998年的时候，日本海上训练所和船舶研究所共同建立了使用乳化油技术的“NipponMaru”号训练船的发电设备，经过试验证明，在低于50%负荷端的时候，不会明显降低排放NOx效率，在高于50%负荷的基础上，随着负荷的不断提高，会明显降低NOx的排放，掺有40%水乳化油在75%负荷下燃烧可以比原来降低NOx36%的排放 。

　　船舶运行的时候合理采用代用燃料来适当去掉船用燃料或者混合燃料油和燃料的方式，如液化天然气、乙醇、甲醇等，可以达到降低船用柴油机排放有害物质的目的。但是因为降低设备热效率，需要及时改装船用发动机，不利于能源的合理应用。

　　未来尽管很难对缸内处理技术进行规范排放标准，降低排放NOx的基础就是损害经济性，可以对船用柴油机的工作特性进行优化，目前也是科研人员和船用柴油机厂商重点研究的问题。现阶段，主要都是致力于研究增压技术、改进燃烧过程等方面技术。

　　合理应用电子控制喷射技术。在对船用柴油机进行改进的时候，未来发展和研究重点方面就是应用电子控制喷射技术，喷油提前角和喷油压力是影响柴油机喷射系统的基本参数，会直接影响形成混合气质量和燃油雾化的质量，最终产生严重影响燃烧燃油的排放性能以及经济性，合理应用电子控制喷射技术系统，可以在存在高负荷的基础上降低NOx的排放量，处于低负荷的情况下，可以达到降低黑烟，提高热效率的目的，从而达到改变排放性能和燃烧经济性的目标。在船用柴油机中已经开始应用智能化新一代电子控制喷射系统，可以起到优化燃烧的目的，能够降低排放有害物质的含量。

　　改进增压技术，提高空气中冷却器冷却度以及高废气涡轮增压器增压度，不但能够提高经济性和动力性，还可以对生成NOx起到抑制作用，高的冷却度和增压度，能够增加空气进入的密度，提高空气系数，降低燃气温度，从而起到降低NOx排放和抑制排放的作用。在处于高负荷柴油机的基础上，能够降低NOx，如果处于低负荷，会提高颗粒的排放，所以，低负荷的时候为了降低颗粒排放需要增加空气温度，船舶上已经开始应用电子控制增压系统，可以明显提高柴油机排放性能。

　　为了可以更加规范严格的制定排放标准，最重要的技术就是SCR，经过大量实践表明，合理应用SCR技术可以降低85%的柴油机NOx排放，现阶段，船用柴油机中都开始应用NewSulzer6RTA38、MANB&W6S50MC等设备。

　　排气补燃系统MACT可以降低NOx排放，在蒸汽锅炉中导入废气，调节附加油来达到充分燃烧废气的目的，符合排放NOx的标准，蒸汽能够为船舶提供动力。

　　总之，船舶柴油机排放标准会极大程度影响航运产业的发展和进步，未来发展过程中研究降低排放技术的重点是后处理技术，具备应用前景。

　　[1]庞海龙，邓成林，姚广涛等.船用柴油机有害物排放控制技术[J].船舶工程，2011，33（1）：21-24，32.

　　[2]吉恒松，张程程，张州榕等.船用柴油机实现低NOx燃烧的数值模拟[J].江苏大学学报（自然科学版），2013，34（4）：384-389.

　　[3]吕林，许建华，徐万毅等.柴油品质对船用柴油机颗粒与烟度排放的影响[J].内燃机工程，2010，31（4）：44-48.

　　[4]闫萍，冯明志，平涛等.喷孔参数对高压共轨船用柴油机燃烧与排放影响的仿真研究[J].内燃机工程，2011，32（3）：43-47.

　　[5]高占斌，王银燕，何清林等.采用相继增压改善船用柴油机排放的数值模拟[J].江苏大学学报（自然科学版），2013，34（6）：631-636.[6]张文春，段树林，张宇等.船用柴油机在台架试验中振动分析与减振优化[J].噪声与振动控制，2015（1）：18-22.

　　7座以下乘用车（M1）如果装置柴油动力，在诸多方面要接近汽油机，要小型化、轻量化，所以必须提高升功率、降低比质量。现有轻型车、轿车用柴油机一般升功率为28～38kWL-1，增压型达到40kWL-1，最新研制的为50kWL-1，甚至可达到55kWL-1。低噪声、低振动并能与车体具有良好的匹配和减振降噪效果。减振降噪措施往往与柴油机的轻量化、降低油耗及排放等相矛盾。研究工作的重点放在设计初期就考虑减振降噪［14］，通过有限元分析和计算机辅助技术的应用，找出降低或阻隔燃烧、机械等噪声和振动的方法。低排放和高经济性，能满足国V以上的排放法规要求，考虑柴油机排放、噪声对环境的影响，与过去相比要求在提高，即在满足对排气污染物、颗粒排放及噪声的限制要求时，不再牺牲经济性、动力性和比质量等，而是在达到上述目标的同时，使产品在油耗方面具有可竞争的商业优势。

　　2.1排放法规随着2014年4月23日，工信部公告，明确柴油车国Ⅳ排放标准实施时间为2015年1月1日。所以2015年我国才全面执行的是国Ⅳ标准，北京、上海、广东市于2014年4月30日起汽油车实施国Ⅴ标准，柴油车仍执行国Ⅳ标准。也就是说，柴油车距执行国Ⅴ标准还有一定距离。汽、柴油车国Ⅴ标准相当于欧盟的欧Ⅴ标准，欧盟已从2009年起执行，其对氮氧化物、碳氢化合物等机动车排放物的限制更为严苛。实际上，从国Ⅰ提升至国Ⅳ，每提高一次标准，单车污染减少30%~50%。使用新标准的汽、柴油车将减排多项污染物，削减PM2.5的排放。从国Ⅳ到国Ⅴ，油品的环保等指标进一步加严，其中硫含量从50×10-6降到10×10-6，油品质量也进一步提高。车用汽、柴油品质升级对减排的贡献很大，第Ⅴ阶段替代第Ⅳ阶段车用汽油和柴油将至少实现10%和7%的氮氧化物减排。碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、颗粒物排放均会得到有效控制。

　　2.2柴油品质要开发制造优质的柴油机，油品是根本。“车、油、路”同步升级，是缓解机动车污染的重要措施，“车油一体、油品先行”也是欧美等国在机动车污染减排方面的典型经验。我国在排放法规的制定和执行方面往往要经过政、企一番博弈，以国Ⅳ标准的推行为例，国家环保部原本计划从2011年1月1日起推广柴油汽车国Ⅳ标准。不过在2011年2月，由于国Ⅳ车用燃油标准尚未出台，还无法确保在全国范围内供应相应车用燃油，给全面实施带来一定困难。环保部门表示将3.5t以上的柴油国Ⅳ标准执行时间推迟一年，即到2012年1月1日实施。但由于柴油产品质量等原因导致了国Ⅳ标准再度推迟，又计划到2013年7月1日正式实施。但就在实施前夕，又由于技术原因，环保部就国Ⅳ实施时间又与工信部和汽车行业协会达成妥协，原定于2013年7月1日正式实施的重型柴油车国Ⅳ排放标准再次推迟至2015年1月1日起执行。油品升级的关键在于脱硫，从设计为生产满足国Ⅱ、Ⅲ三阶段（对应国Ⅱ、国Ⅲ标准）排放标准的车用柴油的升级到生产满足第Ⅳ、Ⅴ阶段要求的车用柴油，需要加氢脱硫或其他脱硫工艺。一方面会产生设备投资，例如加氢装置、S-zorb装置；另一方面，脱硫工艺在生产过程中的物料和能量消耗增加，这两方面均会造成成本增加。除此以外，炼厂工艺调整带来产品结构调整、对原油硫含量要求提高等其他因素，也会造成成本的变化。国内油企都已经掌握相关技术，但在改造成本无法通过油价转嫁的情况下，企业认为这样的投资是一种负担。目标的最终实现要靠市场力量和行政力量的有机结合，像当初汽油推行无铅化一样。主导汽油无铅化的并非环保部门，1998年国务院发出129号令，限期停止生产销售使用含铅汽油。截至2000年7月1日，我国仅用了2年的时间就完成了汽油无铅化。因此，目前国内市场能全面供应满足国Ⅳ排放标准柴油。

　　2.3国内市场状况早在2002年，一汽－大众将柴油版捷达推向市场，这是国内市场最早的柴油版轿车。该车获得了良好的市场反应。截至目前，每年约有1万辆柴油版捷达投入市场中，具体市场大多限于北方用户以及出租车用户。另外，一汽奥迪2.5L的家用轿车于2004年开始投入中国，上海大众一款1.9TDI的柴油机轿车于2006年底开始批量投放上海出租车市场，2010年华泰汽车推出了首款B级柴油机轿车——华泰元田B11，搭载欧意德发动机。欧意德发动机有限公司成立于2006年，是一家以清洁型乘用车柴油机为主要产品的企业，其发动机系列产品包括1.5L、2.0L、2.5L、2.8L和3.0L。福特2.2LDuratorqTDCi高性能柴油发动机由福特汽车和标致雪铁龙集团联合开发制造，装备福特蒙迪欧、福特S-MAX和福特Galaxy等车型。相对外资与合资品牌，自主品牌也开发出多款轻型柴油机并装备相应车型。长城推出的2.0T绿静柴油机装备城市智能SUV哈弗H6，江淮汽车的4DB1柴油机配套于江淮瑞鹰SUV。奇瑞汽车的ACTECO三代产品——RF4D15柴油机搭载在奇瑞A3车型。绵阳新晨动力的ZD25TCR2.5L柴油机为郑州日产奥丁SUV配。