發(fā)動機排放技術應用分析目錄TOC\o"1-2"\h\u22597發(fā)動機排放技術應用分析 128946前言 12612關鍵詞：汽車尾氣；發(fā)動機；排放技術 2200671緒論 2257341.1研究背景 214711.2研究目的與意義 251482相關概念界定 2317702.1發(fā)動機排放技術 239192.2工作原理 399442.3性能特點 352973發(fā)動機排放技術應用分析 4302013.1降低技術的應用分析 4146163.2發(fā)動機排放控制技術應用分析 5175443.3柴油發(fā)動機尾氣凈化技術 7181144排放系統(tǒng)設計及催化劑發(fā)展的趨勢 8106564.1重視催化機理的基礎研究 8324664.2加強排放系統(tǒng)的空氣動力學研究 957684.3單獨進行排放系統(tǒng)所需空燃比的調(diào)節(jié) 960054.4研究適合稀燃需要的催化劑 9211674.5研究開發(fā)適合清潔燃料發(fā)動機的排放系統(tǒng) 10257125結(jié)論與展望 1011411參考文獻 11前言汽車發(fā)動機是一種提供驅(qū)動力機構(gòu)，其是設計者在參與設計開發(fā)過程中，歷經(jīng)長時間的探究及深入總結(jié)而獲取的成果。它的研發(fā)成功和應用，顯著優(yōu)化了勞動狀況，降低了勞動的沉重負荷。新型交通設備調(diào)整并優(yōu)化了人們出行模式，拉近了社會中交往和聯(lián)系的距離，也加快了社會進步的速度。然而對于現(xiàn)實社會而言，汽車發(fā)動機本身也暴露出嚴重的社會問題，即汽車車尾氣排放問題。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，我國的汽車保有量急劇增加，汽車廢氣對空氣的污染已成為嚴重的社會公害。在汽車密集的城市，汽車排放污染，不僅是一個環(huán)境保護問題，而且本身也造成能源浪費。汽車排氣中的CO、HC對大氣產(chǎn)生很大的污染。汽車排放污染對人們的生活環(huán)境造成了極大的影響，嚴重地威脅到人們的身體健康，同時也危害著一些動、植物的生存和生長，破壞了自然界的生態(tài)平衡。因此，解決汽車的排氣污染成為亟待認真研究的重要課題。為了保護我們的生存環(huán)境，關愛生命健康，必須嚴格限制汽車尾氣排放。嚴格汽車排放，關愛生命健康關鍵詞：汽車尾氣；發(fā)動機；排放技術1緒論1.1研究背景近年來，由于汽車制造業(yè)的不斷進步以及經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平越來越高，汽車的使用量也在不斷攀升，這對于人們來說是一個不小的進步。但隨著汽車使用量的增加，隨之引發(fā)了一系列的問題其中最突出的問題便是汽車尾氣對環(huán)境造成的污染問題。由此一來，研究汽車發(fā)動機的維修技術的重要性日漸顯現(xiàn)。1.2研究目的與意義世界各國逐漸認識到保護環(huán)境的重要性，并頒布了一系列法律法規(guī)來保護環(huán)境，汽車發(fā)動機排放法規(guī)便是其中之一。當前，很多國家都在積極開發(fā)新型發(fā)動機排放技術，以期能夠使發(fā)動機排放的尾氣對環(huán)境的污染降低到最少。眾所周知，汽車的尾氣排放與排放技術和燃料密不可分，而且這一過程中會排出以一氧化碳和二氧化碳為主的有害物質(zhì)，長期吸入這些氣體會給人體帶來不同程度的影響，而且對環(huán)境也會帶來相當大的危害。鑒于此，為了人們的身體健康和生活環(huán)境的美好，研究新型汽車發(fā)動機排放技術將具有重要意義2相關概念界定2.1發(fā)動機排放技術發(fā)動機排放技術的核心組成成分是三元催化器，這是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中扮演重要角色的機外凈化裝置。汽車尾氣中的HC，CO和NOx都可以通過這個凈化裝置進行氧化，然后還原成沒有污染的水，氮氣和二氧化碳。當具有較高溫度的汽車尾氣經(jīng)過凈化裝置處理時，其三元催化劑可以進一步增強HC，CO和NOx這三種氣體的活性，從而進一步促進氧化和還原的化學反應。其中，CO在比較高的溫度下可以被氧化成無毒無色的二氧化碳。而NOx可以被還原成氧氣和氮氣，同時HC化合物在高溫條件下可以被進一步氧化成二氧化碳和氧化水。這樣，通過汽車尾氣處理的凈化裝置，三種有害的氣體變成無害氣體，從而使得汽車尾氣在一定程度上達到安全排放的標準。2.2工作原理當具有較高溫度的汽車尾氣經(jīng)過凈化裝置處理時，其三元催化劑可以進一步增強HC，CO和NOx這三種氣體的活性，從而進一步促進氧化和還原的化學反應。其中，CO被氧化成無毒無色的二氧化碳，NOx還原成氧氣和氮氣，同時HC化合物被進一步氧化成二氧化碳和氧化水。這樣，汽車尾氣處理的凈化裝置將這三種有害的氣體變成無害氣體。2.3性能特點三元催化器具有相對比較穩(wěn)定的性能和質(zhì)量，同時使用壽命長，產(chǎn)品可以廣泛應用到奧德賽，奧迪，本田，現(xiàn)代，奧拓，捷達，帕薩特和別克等車型上。三元催化器的載體部件主要由多孔的陶瓷材料構(gòu)成，其安裝在汽車排氣后處理裝置的排氣管當中。這個載體本身是不參與到催化反應中的，而是在載體上面覆蓋一層貴重金屬如銠、鈀等貴重金屬。研究證明三元催化器是可以減少汽車尾氣排放物的最佳方法。通過一定的氧化反應和還原反應，可以有效的將汽車尾氣中的大部分有毒氣體變成無害汽車。而且三元催化劑在359攝氏度下就可以起反應，穩(wěn)定高達800攝氏度時反應效能仍然良好，因此非常適應于汽車排放氣體的凈化。3發(fā)動機排放技術應用分析3.1降低技術的應用分析所謂發(fā)動機排放技術中的降低技術，指的是當發(fā)動機運行時，采用一定的技術手段來減少汽車尾氣中的有毒物質(zhì)總量。眾所周知，車的設計構(gòu)造，因為它直接關系到汽車要想減少汽車尾氣中有毒氣體的總量，首先應該關注汽對燃料的需求。從當前來看，人們選擇汽車時往往會關注汽車的舒適度，事實上汽車制造商也會將安全舒適的設計理念貫穿于汽車生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)，而且汽車制造商為了更大限度地滿足汽車消費者的多種需求，不得已增加了汽車的重量，當汽車的重量加大時，發(fā)動機尾氣排放量也會相應增加。所以汽車制造商在設計制造汽車時，不但要將汽車的安全性和舒適性納入考慮范圍，還要考慮汽車的自重因素。另外，汽車發(fā)動機燃料也會影響到汽車尾氣的成分。發(fā)動機排放超標，很大部分原因是燃料質(zhì)量不高，要想控制好發(fā)動機排放的標準，提升汽車燃料質(zhì)量是一種可行的辦法。高質(zhì)量的燃料不僅可以使汽車排放所產(chǎn)生有害物質(zhì)減少，還能夠為汽車提供更強勁的動力，提升汽車的性能，也有利于車況的保持。根據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，質(zhì)量偏低的燃料排放出來的尾氣是質(zhì)量較高燃料所排放的2倍還多，這種低質(zhì)量的燃料不但不能給汽車帶來強勁的動力，還會給汽車的發(fā)動機帶來一定損耗，而且排放出來的有害物質(zhì)往往也是遠超國家規(guī)定的排放量，久而久之對環(huán)境所造成的傷害將是難以估量的。因此，提升燃料質(zhì)量是降低尾氣排放，提升車輛性能的有效方法，也是實現(xiàn)發(fā)動機排放技術革新的途徑之一。3.2發(fā)動機排放控制技術應用分析發(fā)動機排放的控制技術是指當發(fā)動機運行時，利用一定的技術手段來控制汽車尾氣有毒物質(zhì)的含量。汽車發(fā)動機排放控制一般指的是控制尾氣排放量。主要以兩種方式為主，一是對排放物的產(chǎn)生進行控制；二是對排放的排放量進行控制。由于科學技術的日新月異，電子技術逐漸被運用到排放技術上來，它以汽車的點火和燃料使用為控制點來實現(xiàn)對排放產(chǎn)生物的控制。所以，真正意義上實現(xiàn)控制排放物產(chǎn)生實際就是采用循環(huán)利用的方式。換句話說，就是對汽車尾氣的排放進行再次利用，將尾氣中還沒完全燃燒的且可以利用的廢氣進行再利用，這就是行內(nèi)俗稱的廢氣再利用系統(tǒng)。廢氣再利用系統(tǒng)主要連接汽車進氣管和進氣控制閥門，使部分可以再次利用的廢氣進行再利用，將循環(huán)利用的廢氣與氣管中的全新氣體進行結(jié)合，以此減少尾氣的排放。汽車行業(yè)內(nèi)有一個專業(yè)術語EGR，就是專門來形容發(fā)動機排放控制技術。這個技術的推廣，可以使汽車的廢氣排放量降到最低，從而保持汽車的最佳狀態(tài)。3.2.1采用電控燃油式噴射在目前道路狀況、交通環(huán)境及技術水平狀態(tài)下，汽車在本身的整個運行階段中一般是處于隨時變化的控制狀態(tài)，頻繁型停車、制動或啟車，有時上坡或拐彎下行，其行進速度亦在持續(xù)的發(fā)生著升降的變化過程。然而汽車發(fā)動機在各類運行態(tài)勢之下，對其混合氣中的各個成分的具體含量和點火的狀態(tài)下均存在著顯著的差別性要求，比如：保持高負載形態(tài)時，其必須傳導出很大的扭矩，而且還要有很大比重的混合氣組成，且適時的延遲點火時間；在低負載情況時，輸入較小比例的混合氣濃度就行，且適時提前點火，基于此，即需按現(xiàn)實運行狀況為基礎，隨時調(diào)整所輸入混合氣的具體比重及點火時間節(jié)點；電控型燃油噴射裝備能夠依照馬達的具體轉(zhuǎn)速及傳送氣體量，在很短時間內(nèi)及測定出此發(fā)動機在現(xiàn)實狀態(tài)下基本的點火超前角及所供入的噴油量，爾后，依照各類傳感器傳送來的相關訊息，轉(zhuǎn)入電子式調(diào)控階段，展開運算、處置、調(diào)整，選取最恰當?shù)膰娪兔芏燃白罴褑⒒鸪敖?，以實現(xiàn)減少有害氣體的排放量的目標。3.2.2選取多氣門和氣門調(diào)控工藝在過去的汽車發(fā)動機當中，其內(nèi)部各段缸的進、排氣門都是1個，此種雙氣門的功能結(jié)構(gòu)并不繁雜，所消耗的制作成本也不大，對于那些在功率額度上要求不高的常規(guī)馬達來說，即可獲取極佳的使用功效和足夠的扭矩。但是，對于具有較高功率和尾氣排放量的汽車發(fā)送機，其結(jié)構(gòu)設計時即應設置多個氣門，一般情況下，廠家會采取3個氣門，以保證發(fā)動機燃燒室能夠更通暢的進行氣體交換，保證室內(nèi)外的氣體能夠穩(wěn)定進出；同時，亦可在較大程度上保證發(fā)動機燃燒室燃燒過程的速度與效率，既降低了單位水平內(nèi)的燃油量，又增強了汽車性能。若我國汽車發(fā)動機能夠科學的應用多氣門技術，則能夠減少近1/3的尾氣排放量，也可顯著減少燃油使用量?，F(xiàn)階段，每缸包含兩個進氣門和兩個排氣門的四氣門發(fā)動機是我國汽車發(fā)動機研發(fā)與應用的重要方向，僅包含兩個進氣門和一個排氣門的三氣門發(fā)動機已逐步淘汰，而五氣門卻可在較大程度上增加機械設計的復雜性和投資成本，因此，僅少量的應用于高端汽車配置中。生產(chǎn)責任方在設計發(fā)動機結(jié)構(gòu)時處于增高發(fā)動機標定功率的考慮，需將打開進氣門的時間提前，同時將關閉時間延后。另一方面，出于發(fā)動機啟動性能和增強怠速的平穩(wěn)效能的考慮，則應將進氣門打開的時間適當延后，降低進氣門打開的幅度。如此一來即可在發(fā)動機轉(zhuǎn)速和外在荷載量高時，有效增強發(fā)動機進氣門的運行速度與穩(wěn)定性。3.3柴油發(fā)動機尾氣凈化技術發(fā)動機主要分兩種：汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機。大多數(shù)柴油發(fā)動機的排放尾氣以氮氧化物和微粒為主，其中排出的碳氫化合物和一氧化碳僅僅只達到了汽油發(fā)動機的十分之一或者更低。當前實用的尾氣后期處理技術主要有以下幾種：氮氧化物催化器、碳氫化合物催化器以及微粒捕捉器。其中，氮氧化物催化器可以將微粒中的大部分碳氫化合物進行有效溶解，并進一步降低一氧化碳和碳氫化合物，再利用微粒捕捉器進行微粒過濾處理，降低氮氧化物的排放。這也就是汽車發(fā)動機最理想的“四效”催化劑技術，它能最大限度地將柴油發(fā)動機的尾氣進行凈化。為了尾氣得到更好的凈化排放，這種技術應該被更好的完善和推廣。4排放系統(tǒng)設計及催化劑發(fā)展的趨勢根據(jù)我國未來汽車排放相關法律的規(guī)定，目前汽車排氣后處理的相關系統(tǒng)，技術和催化劑主要向以下幾個方面發(fā)展：4.1重視催化機理的基礎研究在過去的很長一段時間里，要提高催化劑的效率，主要是依靠配對，選擇和通過不同質(zhì)量比例的化學成分進行試驗以及篩選。在今后的發(fā)展中，將會有更多的人參與到催化劑效率提高的研究和實驗分析中。對現(xiàn)代排放系統(tǒng)的研究和相關的設計人員在正進一步研究如果使得催化劑即使在不同溫度等條件下其反應效率提高，從而有效的提高催化劑的活性。4.2加強排放系統(tǒng)的空氣動力學研究過去對發(fā)動機缸內(nèi)氣體流動研究得較多?，F(xiàn)代及未來將致力于排放系統(tǒng)氣體動力學的研究，該研究包括以下三方面內(nèi)容：一是催化反應器中排氣流動的研究，二是排氣動能及可變技術的研究，三是降低排氣阻力及噪聲的研究。這三個方面的研究要達到多種目的，會有一些干擾的矛盾產(chǎn)生，必要時如何采取折中方案，妥善解決這些矛盾，以便使綜合效果最佳，這也是研發(fā)工作者的主要任務之一。4.3單獨進行排放系統(tǒng)所需空燃比的調(diào)節(jié)提高發(fā)動機性能，降低油耗所需要的空燃比與提高催化效率所需要的空燃比是不一樣的，存在一些矛盾。未來發(fā)展的趨勢是采取一些措施，調(diào)節(jié)排放催化系統(tǒng)中的"空燃比"，或者說調(diào)節(jié)其含氧量，這樣使發(fā)動機本身及排放系統(tǒng)空燃比的調(diào)節(jié)分開，使兩者都能得到最大的效益。4.4研究適合稀燃需要的催化劑現(xiàn)在越來越多的人開始重視汽車發(fā)動機采用稀混合氣體速燃技術。許多汽車生產(chǎn)商采用燃油直噴技術來降低汽車耗油和提高汽車發(fā)動機功率。但是要適應這種新的技術，需要研究和開發(fā)適合稀燃需要的催化劑，從而使得跟多有害氣體得以氧化還原。4.5研究開發(fā)適合清潔燃料發(fā)動機的排放系統(tǒng)汽車使用氣體燃料，醇燃料和靈活燃料后，其排放的尾氣的成分和與使用柴油，汽油的汽車尾氣相比，成分是大不相同的。使用柴油和汽油的汽車尾氣其含有甲烷、乙醛和甲醛等。這些排放氣體會極大的影響和污染大氣環(huán)境，破壞生態(tài)平衡和人體健康。通過現(xiàn)有催化劑技術，可以很好的降低或者消除這些排放物。因此，除了了柴油和汽油等傳統(tǒng)燃料，未來研究工作者們將會進一步研究和開發(fā)適合新型燃料的催化劑來提高汽車發(fā)動機排放系統(tǒng)的功能5結(jié)論與展望隨著人們對全球氣候變暖和空氣污染的重視程度的提高，世界各大汽車企業(yè)和研究機構(gòu)都投入了大量的經(jīng)費來研究汽車發(fā)動機的燃燒及后處理技術，提出了許多新的思路和方法，從不同的角度來解決汽車的燃料經(jīng)濟性和有害氣體的排放問題，并且都取得了一定的成效，對我國汽車制造企業(yè)來說，了解并掌握汽車發(fā)動機污染控制的最新技術并加以應用，不但可以增強其產(chǎn)品的技術含量，而且可以提高其產(chǎn)品的市場競爭力和企業(yè)的生命力，因此現(xiàn)代汽車采用排放控制技術對汽車尾氣排放的控制起著重要作用。綜上所述，排放技術的選擇對于汽車是很關鍵的一步，而且由于環(huán)境保護越來越受到人們和社會的關注，不僅需要車輛開發(fā)商繼續(xù)對發(fā)動機內(nèi)部進行優(yōu)化和改造，還需要對汽車尾氣排放系統(tǒng)進行完善改進，并且在這一