1、第六章發(fā)動機有害排放物控制系統(tǒng)1概述2汽車排放法規(guī)3汽油機的排放控制裝4柴油機排氣后處置安裝 概述1. 排放污染物的成分2. 污染物的構(gòu)成與危害3. 污染物的來源4. 污染物的凈化方式1一氧化碳CO：不完全熄滅產(chǎn)物。2碳氫化合物HC：未燃和未完全熄滅的燃油、光滑油及其裂解產(chǎn)物和部分氧化產(chǎn)物。3氮氧化合物NOx：在熄滅過程中和排入大氣后呵斥的氮的各種氧化物NO、NO2為主的總稱。4顆粒排放物(PM：主要是碳煙、未燃燃油和光滑油液態(tài)顆粒，以及其他碳氫化合物、硫化物、含金屬的灰分等。5二氧化碳CO2：熄滅的必然產(chǎn)物。機動車污染物排放分擔率概述1. 排放污染物的成分2. 污染物的構(gòu)成與危害3. 污染物

2、的來源4. 污染物的凈化方式一氧化碳CO1構(gòu)成緣由汽油機主要是由可燃混合氣過濃呵斥的。柴油機主要是由熄滅室內(nèi)部缺氧或溫度過低呵斥的。2危害是一種無色、無味的有毒氣體，吸入人體后，能以比氧強210倍的親和力同血液中的血紅蛋白結(jié)合，構(gòu)成碳氧血紅蛋白，妨礙血液向心臟、腦等器官保送氧氣，從而引起各種中毒病癥，直至使人窒息死亡。概述1. 排放污染物的成分2. 污染物的構(gòu)成與危害3. 污染物的來源4. 污染物的凈化方式碳氫化合物HC1構(gòu)成緣由汽油機主要是由于低溫缸壁的冷激作用，使火焰消逝；電火花太弱，不能點燃混合氣；進排氣門重疊期間，新穎混合氣走漏；曲軸箱竄氣，汽油箱或化油器浮子室內(nèi)汽油蒸發(fā)等。柴油機主要

3、是混合氣構(gòu)成不良或溫度過低而構(gòu)成。2危害HC吸入人體后會破壞造血機能，呵斥貧血、神經(jīng)衰弱等，同時也會致癌。概述1. 排放污染物的成分2. 污染物的構(gòu)成與危害3. 污染物的來源4. 污染物的凈化方式氮氧化物NOx1構(gòu)成緣由NO是在熄滅過程的高溫條件下生成的，其生成量取決于氧的濃度、溫度及反響時間。廢氣排入大氣后構(gòu)成NO2。2危害NO吸入人體后會呵斥中樞神經(jīng)系統(tǒng)妨礙。NO2會呵斥血液中血紅蛋白變性，使血液輸氣才干下降，輕那么引起呼吸異常、胸痛、惡心、咳嗽，重那么導致肺氣腫，直至死亡。此外，它還易于HC在陽光紫外線的作用下，產(chǎn)生素性很大的光化學煙霧。概述1. 排放污染物的成分2. 污染物的構(gòu)成與危害

4、3. 污染物的來源4. 污染物的凈化方式顆粒PM1構(gòu)成緣由碳煙是由烴類燃料在高溫缺氧條件下裂解生成的。2危害0.1m以下的微粒對人體的危害最大，吸入肺葉后會吸附在肺細胞上，其中可溶性有機物、多環(huán)芳香烴等是致癌物質(zhì)。概述1. 排放污染物的成分2. 污染物的構(gòu)成與危害3. 污染物的來源4. 污染物的凈化方式二氧化碳CO21構(gòu)成緣由完全熄滅的產(chǎn)物。2危害引起大氣層的溫室效應(yīng)，呵斥對生態(tài)環(huán)境的影響。概述1. 排放污染物的成分2. 污染物的構(gòu)成與危害3. 污染物的來源4. 污染物的凈化方式1汽油機油箱、化油器浮子室、汽油泵、汽油管接頭等處蒸發(fā)出來的汽油蒸汽，其有害成分以HC為主；2曲軸箱通氣管排出的“竄

5、氣，其有害成分以HC為主；3排氣管排出的廢氣，其有害成分是CO、HC、NOx和顆粒。汽油車排放的來源概述1. 排放污染物的成分2. 污染物的構(gòu)成與危害3. 污染物的來源4. 污染物的凈化方式1機內(nèi)凈化經(jīng)過改善可燃混合氣的質(zhì)量和熄滅情況，抑制污染物的產(chǎn)生。2機外凈化利用設(shè)置在發(fā)動機外部的附加安裝，對排放污染物進展凈化處置后，再排入大氣。3改良燃油經(jīng)過對燃油的脫硫、重整以及參與添加劑等，可以改善熄滅，延緩催化劑的老化。減少排放的概念柴油機汽車排放法規(guī)簡介1. 排放測試方法2. 工況法測試系統(tǒng)3. 測試循環(huán)4. 排放法規(guī)及限值1怠速法在汽車不行駛、發(fā)動機怠速的情況下，將探頭插入排氣尾管，普通僅丈量C

6、O和HC的排放。適宜環(huán)保部門或汽修廠進展監(jiān)測。優(yōu)點：簡便易行，測試安裝價錢廉價和便于攜帶，檢測時間短缺陷：丈量結(jié)果缺乏全面代表性，丈量精度較低2工況法將汽車發(fā)動機在一個測試循環(huán)中排出的廢氣經(jīng)稀釋后搜集起來，用廢氣分析儀丈量出廢氣濃度并推算出每次測試或每公里平均的有害物排放量。普通用于新車的認證和出廠檢測。優(yōu)點：檢測結(jié)果較全面地反映汽車排放程度，可丈量多種廢氣排放成分缺陷：測試系統(tǒng)復雜，實驗設(shè)備昂貴。汽車排放法規(guī)簡介1. 排放測試方法2. 工況法測試系統(tǒng)3. 測試循環(huán)4. 排放法規(guī)及限值組成：1轉(zhuǎn)鼓實驗臺2廢氣稀釋和采樣系統(tǒng)3廢氣分析儀工況法排放測試系統(tǒng)汽車排放法規(guī)簡介1. 排放測試方法2. 工

7、況法測試系統(tǒng)3. 測試循環(huán)4. 排放法規(guī)及限值世界上三大汽車排放循環(huán)：1歐洲聯(lián)盟測試循環(huán)2美國聯(lián)邦測試循環(huán)3日本測試循環(huán)采用ECE+EUDC循環(huán)的主要國家和地域：中國、新加坡、馬來西亞、泰國、沙特、土耳其、匈牙利、波蘭、俄羅斯等。采用美國FTP-75循環(huán)的主要國家和地域：加拿大、阿根廷、巴西、智利、墨西哥、新西蘭、韓國、臺灣等。歐洲聯(lián)盟測試循環(huán)美國聯(lián)邦測試循環(huán)日本測試循環(huán)汽車排放法規(guī)簡介1. 排放測試方法2. 工況法測試系統(tǒng)3. 測試循環(huán)4. 排放法規(guī)及限值1歐洲聯(lián)盟排放指令2美國排放法規(guī)3日本排放法規(guī)歐洲和美國排放法規(guī)演化過程美國控制汽車排放的效果日本控制汽車排放的效果汽油機排放控制系統(tǒng)1.

8、 燃油蒸發(fā)控制安裝2. 曲軸箱強迫通風安裝3. 廢氣再循環(huán)安裝4. 三元催化轉(zhuǎn)化器功用：將燃油箱和化油器浮子室中的汽油蒸汽搜集和儲存在炭罐內(nèi)，在發(fā)動機任務(wù)時再將其送入氣缸燒掉。汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)發(fā)動機停機后，燃油箱1中的汽油蒸氣經(jīng)氣-液分別器3和汽油蒸氣管4進入炭罐5。浮子室12中的汽油蒸氣那么經(jīng)汽油蒸氣管15進入炭罐。汽油蒸氣進入炭罐后，被其中的活性炭吸附。發(fā)動機起動之后，進氣管真空度經(jīng)真空軟管10傳送到限流閥8，將限流孔開啟。新穎空氣自炭罐底部經(jīng)濾網(wǎng)7向上流過炭罐，并攜帶吸附在活性炭外表的汽油蒸氣，經(jīng)限流孔和汽油蒸氣管9進入進氣支管。典型的汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)汽油機排放控制系統(tǒng)1. 燃油蒸發(fā)控制

9、安裝2. 曲軸箱強迫通風安裝3. 廢氣再循環(huán)安裝4. 三效催化轉(zhuǎn)化器功用：采用PCVPositive Crankcase Ventilation閥，將熄滅室竄入曲軸箱的油氣混合氣、已燃氣體和曲軸箱內(nèi)的光滑油蒸汽一同被吸入氣缸燒掉。 燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的組成 活性炭罐 燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的組成曲軸箱強迫通風安裝強迫式曲軸箱通風系統(tǒng)在發(fā)動機任務(wù)時，會有部分可燃混合氣和熄滅產(chǎn)物經(jīng)活塞環(huán)由氣缸竄入曲軸箱內(nèi)，還能夠有液態(tài)燃油漏入曲軸箱。這些氣體將加速光滑油蛻變并使機件遭到腐蝕或銹蝕。又由于竄入曲軸箱內(nèi)的氣體中含有HC及其他污染物，所以采用的強迫式曲軸箱通風系統(tǒng)，防止這種氣體排放到大氣中。發(fā)動機任務(wù)時、進氣管

10、真空度作用到PCV閥6，此真空度還吸引新穎空氣經(jīng)空氣濾清器1、濾網(wǎng)2、空氣軟管3進入氣缸蓋罩4內(nèi)，再出氣缸蓋和機體上的孔道進入曲軸箱。在曲軸箱內(nèi)，新穎空氣與曲軸箱氣體混合并經(jīng)氣-液分別器5、PCV閥6和曲軸箱氣體軟管7進入進氣管8，最后經(jīng)進氣門進入熄滅室撓掉。PCV閥的任務(wù)過程各工況下PCV閥的開度1、發(fā)動機不任務(wù)時，PCV閥中的彈簧2將其中的錐形閥3壓在閥座4上，封鎖了曲軸箱與進氣管的通路。2、在怠速或減速時，進氣管真空度很大，真空度抑制彈簧壓力把錐形閥高高吸起，這時錐形閥3與PCV閥體1之間只需很小的間隙。由于發(fā)動機在怠速或減速任務(wù)時，竄入曲軸箱的氣體很少，所以PCV閥開度雖小，但足以便曲

11、軸箱氣體流出曲軸箱。3、節(jié)氣門部分開度時的，進氣管真空度減小，在彈簧的作用下錐形閥與閥體間的縫隙增大。由于在部分節(jié)氣門開度下發(fā)動機的負荷比怠速時大，竄入曲軸箱的氣體較多，所以較大的PCV閥開度可以使一切曲軸箱氣體被吸入進氣管。各工況下PCV閥的開度4、發(fā)動機在大負荷任務(wù)時，進氣管真空度較小，彈簧將錐形閥進一步向下壓，使PCV閥的開度到達最大。由于大負荷時將產(chǎn)生更多的曲軸箱氣體，所以只需PCV閥開度很大才干使曲軸箱氣體全部流進進氣管。5、進氣管回火，進氣管壓力增高，錐形閥落在閥座上。好像發(fā)動機不任務(wù)時一樣，以防止回火進入曲軸箱而引起發(fā)動機爆炸。汽油機排放控制系統(tǒng)1. 燃油蒸發(fā)控制安裝2. 曲軸箱

12、強迫通風安裝3. 廢氣再循環(huán)安裝EGR4. 三效催化轉(zhuǎn)化器功用：把發(fā)動機排出的部分廢氣回送到進氣管，并與新穎混合氣一同再次進入氣缸。由于廢氣中含有大量的CO2，而CO2不能熄滅卻吸收大量的熱，使氣缸中混合氣的熄滅溫度降低，從而減少了NOx的生成量。電控廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)真空機械式廢氣再循環(huán)安裝排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)為堅持發(fā)動機的動力性，必需根據(jù)發(fā)動機運轉(zhuǎn)的工況對再循環(huán)的廢氣量加以控制。再循環(huán)的廢氣量由廢氣再循環(huán)閥自動控制。由真空支配的EGR閥有傳統(tǒng)式及排氣背壓傳送式兩種。傳統(tǒng)式EGR閥進氣管真空度經(jīng)真空傳送管1傳入膜片室2。當真空度較小或沒有真空度時，在膜片彈簧3的作用下，錐閥6將廢氣再循環(huán)

13、通道封鎖；當真空度較大時，膜片4、膜片推桿5和錐閥6一同向上提起，將廢氣再循環(huán)通道翻開。廢氣再循環(huán)通道開啟的程度決議于進氣管真空度的大小，因此當節(jié)氣門開度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化時，再循環(huán)的廢氣量將會自動地得到調(diào)理。正背壓EGR閥在膜片10的上方設(shè)有排氣背壓傳送閥，在膜片上加工有通氣孔6，當通氣閥開啟時，膜片室2與大氣連通。通氣閥堅持常開。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低或節(jié)氣門開度很小時，排氣壓力不大，缺乏以使通氣閥封鎖。這時，由于膜片室與大氣連通，錐閥8堅持封鎖。當排氣壓力增大時，膜片被推進向上并將通氣閥封鎖，使膜片室與大氣的通路隔斷。這時進氣管真空度傳到膜片室，使排氣再循環(huán)通道開啟。第3節(jié) 汽油機排放控制系統(tǒng)1

14、. 燃油蒸發(fā)控制安裝2. 曲軸箱強迫通風安裝3. 廢氣再循環(huán)安裝4. 三效催化轉(zhuǎn)化器功用：把發(fā)動機排出的CO、HC和NOx，在鉑鈀和銠等催化劑的作用下，氧化復原生成無害的CO2、N2和H2O。要求：空燃比控制在實際空燃比附近。廢氣轉(zhuǎn)化效率與空燃比的關(guān)系催化轉(zhuǎn)化器排氣系統(tǒng)三效催化轉(zhuǎn)化器的作用三效催化轉(zhuǎn)化器控制系統(tǒng)催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器是利用催化劑的作用將排氣中的CO 、 HC和NOx轉(zhuǎn)換為對人體無害的氣體的一種排氣凈化安裝。催化劑：金屬鉑、鈀和銠；稀土資料。氧化催化轉(zhuǎn)換器：只將排氣中的CO和HC氧化為CO2和H2O三效催化轉(zhuǎn)換器：把NOx復原為氮(N2)和氧(O 2)，而CO和HC在復原反響中被氧

15、化為CO2和H2O。排氣經(jīng)過三效催化轉(zhuǎn)換器之后，部分未被氧化的CO和HC繼續(xù)在氧化催化轉(zhuǎn)換器中與供入的二次空氣進展氧化反響。催化轉(zhuǎn)化器構(gòu)造表示圖 催化轉(zhuǎn)換器的運用條件1、裝用催化轉(zhuǎn)換器的發(fā)動機只能運用無鉛汽油。假設(shè)運用加鉛汽油，鉛覆蓋在催化劑外表特使催化劑失效。2、僅當溫度超越350時，催化轉(zhuǎn)換器才起催化反響。溫度較低時，轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率急劇下降。3、必需向裝有三效催化轉(zhuǎn)換器的發(fā)動機供應(yīng)實際混合比的混合氣，才干保證三效催化轉(zhuǎn)換器有較好的轉(zhuǎn)換效果。 三元催化轉(zhuǎn)換器解剖圖降低低溫HC排放安裝 1直接催化 將催化轉(zhuǎn)化安裝直接安裝在排氣管之后，加快催化劑的升溫速度。對降低冷態(tài)下的HC很有效。 存在的問

16、題:由于催化轉(zhuǎn)化安裝安裝在離發(fā)動機排氣管盡能夠接近的位置，所以受高溫的影響，促進催化劑的熱劣化，因此，需求提高催化安裝的耐熱性。2利用電加熱催化轉(zhuǎn)化安裝 經(jīng)過外部電力提早加熱催化，電加熱催化轉(zhuǎn)化安裝的主要缺陷是耗電量大，耐久可靠性較差。3二次熄滅安裝 這是一種將燃料的一部分或過濃混合氣送到催化轉(zhuǎn)化安裝之前，由熄滅器點火熄滅促進催化的安裝。這種方式的主要缺陷是構(gòu)造復雜。 4采用HC捕捉器稀薄NOx催化轉(zhuǎn)化安裝 稀薄熄滅技術(shù)的空燃比大于實際空燃比，所以三元催化轉(zhuǎn)化安裝不再適用。因此，專門開發(fā)出了稀薄混合氣熄滅時的NOx催化轉(zhuǎn)化安裝。這種催化轉(zhuǎn)化安裝主要有 NOx直接分解型：是一種在稀薄混合氣下以H

17、C為復原劑直接凈化NOx的方式。 NOx吸附復原型 ：是一種在稀薄熄滅時吸附NOx，在濃或者實際空燃比時將吸附的NOx進展復原凈化的系統(tǒng)。 第4節(jié) 柴油機排氣后處置安裝柴油機排放特點EGR系統(tǒng)3. 氧化催化轉(zhuǎn)化器4. NOx復原催化轉(zhuǎn)化器5. 顆粒捕捉器DPF)特點：1無燃油蒸發(fā)排放問題；2與汽油機相比，HC和CO排放量少得多，而NOx排放處于同一量級；3有顆粒物PM排放問題。難點：1廢氣總是處于氧化氣氛過量空氣系數(shù)大于1中，NOx難以復原；2排氣溫度明顯低于汽油機的排氣溫度，碳煙難以氧化；3排氣中含有大量的SOx和微粒，容易導致催化劑中毒。柴油機與汽油機排氣成分對比第4節(jié) 柴油機排氣后處置安

18、裝柴油機排放特點EGR系統(tǒng)3. 氧化催化轉(zhuǎn)化器4. NOx復原催化轉(zhuǎn)化器5. 顆粒捕捉器DPF)特點：1經(jīng)過EGR降低NOx的機理與汽油機不同2汽油機引入EGR后的空燃比不變；3柴油機引入EGR后減少了進缸空氣量，空燃比減小原理：預(yù)混合氣體中O2的濃度減小，抑制了熄滅速度，熄滅氣體溫度降低；問題：1增壓發(fā)動機；2EGR率的準確控制。柴油機EGR的類型車用增壓柴油機的EGR系統(tǒng)分為外部EGR方式和內(nèi)部EGR方式兩種。外部EGR方式又根據(jù)進、排氣管的聯(lián)接方式不同分為 低壓回路方式 高壓回路方式低壓回路方式直接聯(lián)接壓氣機7入口端和廢氣渦輪5出口端來實現(xiàn)EGR的方法(圖6-13a)。由于壓氣機7的入口

19、處為負壓，而廢氣渦輪5出口壓力為正，所以經(jīng)過聯(lián)接適當?shù)腅GR回流管6，就可以很容易地實現(xiàn)EGR。但由于這種方式的廢氣直接流過壓氣機7和中冷器8，所以易呵斥壓氣機的腐蝕和中冷器的污染等。 高壓回路方式直接聯(lián)接壓氣機后的中冷器 8出口端和廢氣渦輪5入口端來實現(xiàn)EGR。由于這種EGR方式的廢氣不流過壓氣機和中冷器，所以不存在對壓氣機和中冷器的腐蝕和污染問題；但可實現(xiàn)的EGR率取決于排氣壓力和進氣壓力之差。特別是在中、大負荷時，由于增壓進氣壓力提高，所以很難實現(xiàn)EGR。內(nèi)部EGR方式 利用進、排氣管中的氣體脈動進展EGR的方式。對發(fā)動機各任務(wù)循環(huán)，在進氣管和排氣管中氣流的壓力脈動都很大。在這種壓力脈動的作用下，使某一缸在進氣過程中，其排氣門處出現(xiàn)正壓波。此時，假設(shè)能再次開啟排氣門，就可實現(xiàn)EGR。 在排氣凸輪中除控制排氣所需凸輪1(主凸輪)以外，又增設(shè)內(nèi)部EGR公用凸輪2(EGR用凸輪)。經(jīng)過這種機構(gòu)，在進氣過程中的適當時辰再次開啟排氣門3，使排出的廢氣回流到氣缸內(nèi)部，以實現(xiàn)EGR。 內(nèi)部EGR系統(tǒng)不需求排氣節(jié)流，所以不影響泵氣損失，因此對經(jīng)濟性無影響， 同時不需求EGR閥以及EG