發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染及控制主講人

龔金科等2023年9月27日9.1汽油車排放污染物一般凈化方案9.2柴油車排放污染物一般凈化方案9.3新能源汽車技術(shù)9.4其他新能源汽車技術(shù)第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)第9章汽車排放污染物凈化方案及

新能源汽車技術(shù)概述：主要內(nèi)容討論了汽油車和柴油車分別達(dá)到歐II、歐III、歐IV、歐V和歐VI排放標(biāo)準(zhǔn)的一般凈化方案。介紹了現(xiàn)今新能源汽車的發(fā)展?fàn)顩r。第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)汽油車排放污染物一般凈化方案采用閉環(huán)電控燃油系統(tǒng)加三效催化轉(zhuǎn)化器可達(dá)到歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)。第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)二氣門或多氣門汽油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓或非增壓閉環(huán)電控燃油噴射系統(tǒng)三效催化轉(zhuǎn)化器達(dá)到歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)的汽油車凈化方案示意圖歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)要求催化劑的起燃溫度盡可能低、使用強(qiáng)制加熱方式使轉(zhuǎn)化器內(nèi)的溫度在起動(dòng)時(shí)就超過起燃溫度。二氣門非增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)電控燃油噴射系統(tǒng)緊湊耦合型三效催化轉(zhuǎn)化器或或前置雙催化轉(zhuǎn)化器三效催化轉(zhuǎn)化器輔助強(qiáng)制加熱達(dá)到歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)的汽油車凈化方案（二氣門非增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）汽油車排放污染物一般凈化方案第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)多氣門非增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)電控燃油噴射系統(tǒng)或或低起燃溫度的三效催化轉(zhuǎn)化器緊湊耦合型三效催化轉(zhuǎn)化器汽油車排放污染物一般凈化方案第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)達(dá)到歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)的汽油車凈化方案（多氣門增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）三效催化轉(zhuǎn)化器汽油車排放污染物一般凈化方案要滿足歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)，也可采用缸內(nèi)直噴稀薄燃燒汽油機(jī)—GDI發(fā)動(dòng)機(jī)。采用GDI技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)達(dá)到歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的汽油車凈化方案示意圖發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)汽油車排放污染物一般凈化方案第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)綜合控制的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)或廢氣再循環(huán)三效催化轉(zhuǎn)化器輔助強(qiáng)制加熱前置雙催化轉(zhuǎn)化器多氣門增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)緊湊耦合型三效催化轉(zhuǎn)化器或+汽油車排放污染物一般凈化方案對于歐V排放標(biāo)準(zhǔn)，在歐Ⅳ基礎(chǔ)之上采用VVT以及對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行標(biāo)定等。發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定：1、起動(dòng)后的稀燃控制；2、快速暖機(jī)控制。第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)綜合控制的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)可變氣門正時(shí)技術(shù)（VVT）或廢氣再循環(huán)三效催化轉(zhuǎn)化器輔助強(qiáng)制加熱前置雙催化轉(zhuǎn)化器+多氣門增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)緊湊耦合型三效催化轉(zhuǎn)化器或+達(dá)到歐Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)的汽油車凈化方案示意圖汽油車排放污染物一般凈化方案第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)直噴柴油機(jī)渦輪增壓中冷高壓噴射達(dá)到歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油車凈化方案示意圖對于歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)，可以采用渦輪增壓中冷和高壓噴射減少微粒，采用廢氣再循環(huán)降低NOX。滿足歐II排放標(biāo)準(zhǔn)的CA4DS2系列柴油機(jī)柴油車排放污染物一般凈化方案第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)直噴柴油機(jī)（可變噴嘴）渦輪增壓中冷高壓共軌或泵噴嘴噴射系統(tǒng)電子控制技術(shù)或微粒捕集技術(shù)和氮氧化物凈化技術(shù)++對于歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)，需采用電子控制，每循環(huán)多次高壓噴射。在此基礎(chǔ)上采用微粒捕集器，進(jìn)一步降低微粒；達(dá)到歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油車凈化方案柴油車排放污染物一般凈化方案第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)柴油車排放污染物一般凈化方案滿足歐III標(biāo)準(zhǔn)的柴油車可以考慮采用的部分關(guān)鍵技術(shù)第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)柴油車排放污染物一般凈化方案滿足歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的柴油車可以考慮采用的部分關(guān)鍵技術(shù)第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)直噴柴油機(jī)可變噴嘴渦輪增壓中冷+++高壓共軌或泵噴嘴系統(tǒng)微粒捕集器先進(jìn)的電子控制技術(shù)多級(jí)中冷廢氣再循環(huán)選擇性催化還原達(dá)到歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油車凈化方案對于歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)，可結(jié)合先進(jìn)的電控技術(shù)，采用多級(jí)中冷廢氣再循環(huán)進(jìn)一步降低NOX。柴油車排放污染物一般凈化方案第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)或或柴油車排放污染物一般凈化方案對于歐V排放標(biāo)準(zhǔn)，主要利用SCR（SelectiveCatalystReduction）技術(shù)，目前尿素-SCR選擇性催化還原法是最具現(xiàn)實(shí)意義的方法，它能把發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的NOx減少50%以上。SCR(選擇性催化還原)技術(shù)第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)直噴柴油機(jī)++可變噴嘴渦輪增壓中冷+++高壓共軌或泵噴嘴系統(tǒng)微粒捕集器先進(jìn)的電子控制技術(shù)多級(jí)中冷廢氣再循環(huán)選擇性催化還原氧化催化轉(zhuǎn)化器達(dá)到歐Ⅴ放標(biāo)準(zhǔn)的柴油車凈化方案柴油車排放污染物一般凈化方案第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)+柴油車排放污染物一般凈化方案歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)要求使用含硫量500ppm(0.05%)的柴油；歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)要求使用含硫量200ppm(0.02%)的柴油；歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)要求使用含硫量55ppm

(0.0055%)的柴油；歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)要求使用含硫量10ppm

(0.0010%)的柴油；歐Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)要求使用含硫量5ppm

(0.0005%)的柴油。我國第一臺(tái)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的歐VI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)YC6L-60第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)國務(wù)院通知第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)技術(shù)路線主要目標(biāo)主要任務(wù)國務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）的通知技術(shù)路線第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)混合動(dòng)力汽車純電動(dòng)車以純電驅(qū)動(dòng)為新能源汽車發(fā)展和汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向，當(dāng)前重點(diǎn)推進(jìn)純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化，推廣普及非插電式混合動(dòng)力汽車、節(jié)能內(nèi)燃機(jī)汽車，提升我國汽車產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平。主要目標(biāo)第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)1、產(chǎn)業(yè)化取得重大進(jìn)展。2、燃料經(jīng)濟(jì)性顯著改善。到2015年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量力爭達(dá)到50萬輛；到2020年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車生產(chǎn)能力達(dá)200萬輛、累計(jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛。到2015年，當(dāng)年生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量降低至6.9升/百公里，節(jié)能型乘用車燃料消耗量降低至5.9升/百公里以下。到2020年，當(dāng)年生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量降低至5.0升/百公里，節(jié)能型乘用車燃料消耗量降低至4.5升/百公里以下。主要目標(biāo)第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)3、技術(shù)水平大幅提高。5、管理制度較為完善。4、配套能力明顯增強(qiáng)。新能源汽車、動(dòng)力電池及關(guān)鍵零部件技術(shù)整體上達(dá)到國際先進(jìn)。主要任務(wù)第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)主要任務(wù)1、實(shí)施節(jié)能與新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新工程2、科學(xué)規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局3、加快推廣應(yīng)用和試點(diǎn)示范4、積極推進(jìn)充電實(shí)施建設(shè)5、加強(qiáng)動(dòng)力電池梯級(jí)利用和回收管理主要任務(wù)第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)1、實(shí)施節(jié)能與新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新工程。（1）加強(qiáng)新能源汽車關(guān)鍵核心技術(shù)研究。到2015年，純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力乘用車最高車速不低于100公里/小時(shí)，純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式下綜合工況續(xù)駛里程分別不低于150公里和50公里；純電池模塊比能量達(dá)到150瓦時(shí)/公斤以上，成本降低至2元/瓦時(shí)以下，循環(huán)使用壽命穩(wěn)定達(dá)到2000次或10年以上；電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率密度達(dá)到2.5千瓦/公斤以上，成本降至200元/千瓦以下。到2000年，動(dòng)力電池模塊比能量達(dá)到300瓦/公斤以上，成本降至1.5元/瓦時(shí)以下。主要任務(wù)第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)（2）加大節(jié)能汽車技術(shù)研發(fā)力度。（3）加快建立節(jié)能與新能源汽車研發(fā)體系。重點(diǎn)開展混合動(dòng)力技術(shù)研究，開發(fā)混合動(dòng)力專用發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)電耦合裝置，支持開展柴油機(jī)高壓共軌、汽油機(jī)缸內(nèi)直噴、均質(zhì)燃燒以及渦輪增壓等高效內(nèi)燃技術(shù)和先進(jìn)電子控制技術(shù)的研發(fā)；開展高效控制氮氧化物排放技術(shù)研究。主要任務(wù)第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)2、科學(xué)規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局。3、加快推廣應(yīng)用和試點(diǎn)示范。（1）統(tǒng)籌發(fā)展新能源汽車整車生產(chǎn)能力。（2）重點(diǎn)建設(shè)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)域。（3）增強(qiáng)關(guān)鍵零部件研發(fā)生產(chǎn)能力。（1）扎實(shí)推進(jìn)新能源汽車試點(diǎn)示范。（2）大力推廣普及節(jié)能汽車。（3）因地制宜發(fā)展替代燃料汽車。主要任務(wù)第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)4、積極推進(jìn)充電設(shè)施建設(shè)。5、加強(qiáng)動(dòng)力電池梯級(jí)利用和回收管理。（1）制定總體發(fā)展規(guī)劃。（2）開展充電設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)研究。（3）探索商業(yè)運(yùn)營模式。9.3.1混合動(dòng)力汽車混合動(dòng)力汽車(HEV)，是將能量轉(zhuǎn)換技術(shù)和能量存儲(chǔ)技術(shù)集合于一體的汽車。豐田混合動(dòng)力車PRIUSHEV既發(fā)揮了發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)工作時(shí)間長，動(dòng)力性好的優(yōu)點(diǎn)，又利用了電動(dòng)機(jī)無污染、低噪聲的長處，提高了汽車的熱效率，改善了廢氣排放。第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)混合動(dòng)力汽車發(fā)展概況

圖9-7國產(chǎn)混合動(dòng)力車混合動(dòng)力汽車在發(fā)達(dá)國家已日益成熟，有些國家已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段。1997年10月，全球首輛商業(yè)性混合動(dòng)力型汽車“PRIUS”由日本豐田公司研制成功。隨著排放法規(guī)日趨嚴(yán)格，混合動(dòng)力汽車性能日益提高以及成本的不斷降低，混合動(dòng)力汽車的市場份額將逐漸增大，成為本世紀(jì)頭20年重點(diǎn)發(fā)展的新型汽車。第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)混合動(dòng)力汽車控制策略先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)：電力驅(qū)動(dòng)和輔助動(dòng)力單元合用到一輛汽車上。一方面：發(fā)動(dòng)機(jī)始終在最佳工作點(diǎn)上驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)或直接驅(qū)動(dòng)汽車，排放少、效率高；另一方面：蓄電池又得到發(fā)電機(jī)的不斷充電，加大了續(xù)駛里程，延長了蓄電池的使用壽命。長沙市投入運(yùn)營的混合動(dòng)力公交車第9章汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術(shù)混合動(dòng)力汽車類型串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車根據(jù)動(dòng)力系統(tǒng)的連接方式，目前開發(fā)研制的混合動(dòng)力汽