汽油機機內(nèi)凈化精選

1、車用汽油機機內(nèi)凈化概述所謂機內(nèi)凈化就是從有害排放物的生成機理及影響因素出發(fā)，以改進發(fā)動機燃燒過程 為核心，達到減少和抑制污染物生成的各種技術(shù)。簡單說就是降低污染物生成量的技術(shù)， 如改進發(fā)動機的燃燒室結(jié)構(gòu)、改進點火系統(tǒng)、改進進氣系統(tǒng)、采用電控汽油噴射、采用廢 氣再循環(huán)技術(shù)等。機內(nèi)凈化被公認為是治理車用汽油機排氣污染的治本措施。圖4-1 汽油機的燃燒過程-著火延遲期 -明顯燃燒期 - 補燃期1-火花塞跳火； 2-形成火焰中心； 3-最高壓力點/(1 汽油機的燃燒過程 按燃燒過程的物理 化學狀態(tài)，將 燃燒過程分為三個階段：著火延遲期、 明顯燃燒期和補燃期。汽油機燃燒過程 的展開示功圖如圖 4-1 所

2、示。汽油和空 氣按一定的比例組成的混合氣，進入氣 缸后被壓縮受熱?；鸹ㄈ鸱烹姇r， 兩極電壓在 15000V 以上，電火花能量 40 80mJ，局部溫度達 2000，致使電 極周圍的預(yù)混合氣熱反應(yīng)加速，當反應(yīng) 生成的熱積累使反應(yīng)區(qū)溫度急劇升高而 使火花塞電極附近的混合氣著火時，即 形成火焰中心。從電火花跳火到形成火 焰中心階段稱為著火延遲期，如圖 4-1 中的 1 2點。這是燃燒的第 I 階段。燃燒第階段是指火焰由火焰中心 傳播至整個燃燒室，約 90%的燃料被燒掉。如圖 4-1 中的 23 點，被稱為明顯燃燒期。在均質(zhì)預(yù)混合氣中，火焰核心形成后，即 以此為中心，由極薄的火焰層 （即火焰前鋒）

3、 開始向四周未燃混合氣傳播，直到火焰前鋒掃 過整個燃燒室。這一期間的燃燒是急劇的，燃燒室的溫度和壓力急劇上升，通常將缸內(nèi)壓 力達到最大值時作為急燃期的終點。在此階段中壓力升高率和最高燃燒壓力到達時刻是兩 個重要指標，會對發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和排放產(chǎn)生重大影響。從到達最高燃燒壓力點 3 至燃料基本完全燒完為止稱為補燃期，即燃燒的第階段。此時混合氣燃燒速度已開始降低，加上活塞向下止點運動，缸內(nèi)壓力開始下降。由于 90% 左右的燃燒放熱已完成，因而繼續(xù)燃燒的是火焰前鋒面掃過后未完全燃燒的燃料以及壁面 及其附近的未燃混合氣。2 汽油機的主要排放物汽油發(fā)動機的理想燃燒是指混合氣完全燃燒，汽車的排放物應(yīng)為

4、二氧化碳（CO2）、氮（N2）和水（ H2O）。但汽油發(fā)動機在實際工作過程中，混合氣燃燒往往是不完全的，燃燒 生成物除了以上三種之外，還有炭氫化合物（HC ）、一氧化碳（ CO）、氮氧化合物（ NOX ）、鉛化物以及二氧化硫等，這幾種排放物會對大氣環(huán)境造成污染、對人體造成危害。3 汽油機機內(nèi)凈化的主要措施（ 1）大力推廣汽油噴射電控系統(tǒng)。 電控汽油噴射是取代傳統(tǒng)化油器供油方式的新技術(shù)。 我國目前生產(chǎn)的轎車用汽油機都采用汽油噴射電控系統(tǒng)。 它利用各種傳感器檢測發(fā)動機的信 息反饋，經(jīng)微機的判斷、 計算， 使發(fā)動機在不同工況下均能獲得合適空然比的混合氣，從而 有效地改善燃油經(jīng)濟性和排氣凈化性能。（

5、2）改善點火系統(tǒng)。采用新的電控點火系統(tǒng)和無觸點點火系統(tǒng)，提高點火能量和點火 可靠性，對點火正時實行最佳調(diào)節(jié)，以改善燃燒過程，降低有害排放物的含量。（3）積極開發(fā)分層充氣及均質(zhì)稀燃的新型燃燒系統(tǒng)。目前，美、日、德等國已開發(fā)出 了不少新型燃燒系統(tǒng)，其凈化性能及中、小負荷時的經(jīng)濟性均較好。（4）選用結(jié)構(gòu)緊湊和面容比較小的燃燒室，縮短燃燒室狹縫長度，適當提高燃燒室壁 溫，以削弱縫隙和壁面對火焰?zhèn)鞑サ淖钃跖c淬熄作用， 可以降低 HC 、CO 的排放量。 采用 4 氣門或 5 氣門結(jié)構(gòu)， 組織進氣渦流、 滾流或擠流， 并兼用電控配氣定時、可變進氣流通截面 等可變技術(shù)，可以有效地改善發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和

6、排氣凈化性能。（ 5）采用廢氣再循環(huán)控制。 廢氣再循環(huán)是目前控制車用發(fā)動機 NOX 排放的常用和有效 措施。內(nèi)燃機的使用工況與排放性能密切相關(guān)。 作為車用發(fā)動機， 應(yīng)選擇有害排放物較低， 而 動力、 經(jīng)濟性又較好的工況為常用工況。 因此，在汽車中就需要使用電子控制系統(tǒng)，它可根 據(jù)駕駛員對車速的要求及路面狀況的變化，對發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷進行優(yōu)化控制。汽油噴射電控系統(tǒng)一、汽油噴射系統(tǒng)的發(fā)展20世紀 30年代用于軍用飛機上， 1954年德國奔馳公司在奔馳 300SL上裝了機械式汽油 噴射系統(tǒng)（ K 型）。20 世紀 60 年代在 K型的基礎(chǔ)上發(fā)展了機電組合式汽油噴射系統(tǒng)（KE型）。20 世紀 60 年

7、代后期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，德國BOSCH公司研制出電控燃油噴射系統(tǒng)（EFI ）。電控燃油噴射技術(shù)經(jīng)歷了晶體管、集成電路、和微機處理三大發(fā)展進程。二噴油控制噴油控制是發(fā)動機 ECU 的主要控制功能，它包括噴油時刻控制和噴油量控制。1. 噴油時刻的控制對于多點噴射發(fā)動機， ECU 以曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的信號為依據(jù)進行噴油時刻的控制， 使各缸噴油器能在設(shè)定的時刻噴油。 噴油時刻控制方式有三種， 即同時噴射、 分組噴射和順 序噴射。同時噴射將各氣缸的噴油器并聯(lián)， 所有噴油器由電腦的同一個指令控制， 同時噴油， 同時斷油。分組噴射將各氣缸的噴油器分成幾組，同一組噴油器同時噴油或斷油。順序噴射各噴油器由電腦

8、分別控制，按發(fā)動機各氣缸的工作順序噴油。a）同時噴射b）分組噴射c）順序噴射2.噴油量控制 目的：使發(fā)動機在各種運行工況下，都能獲得最佳的噴油量，以提高發(fā)動機的經(jīng)濟性 和降低排放污染。當噴油器的結(jié)構(gòu)和噴油壓差一定時，噴油量的多少取決于噴油時間。1起動時的同步噴油量控制 在發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于規(guī)定值或點火開關(guān)接通位于STA（起動）檔時，噴油時間的確定見圖， ECU根據(jù)冷卻液傳感器信號 （THW信號）和冷卻液溫度噴油時間確定基本噴油時間， 根據(jù)進氣溫度傳感器（ THA信號）對噴油時間作修正（延長或縮短）。然后在根據(jù)蓄電池電 壓適當延長噴油時間，以實現(xiàn)噴油量的進一步的修正，即電壓修正。起動時的基本噴油時間

9、 噴油時間的確定2起動后的同步噴油量控制噴油持續(xù)時間 = 基本噴油持續(xù)時間噴油修正系數(shù) + 電壓修正值D型根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和進氣管絕對壓力信號確定基本噴油時間。L 型根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和空氣流量計信號確定基本噴油時間。 噴油修正系數(shù)有：（ 1）起動后加濃修正 根據(jù)冷卻液溫度確定噴油時間的初始修正值；（ 2）暖機加濃修正 在達到正常溫度之前，根據(jù)冷卻液溫度信號進行噴油時間修正； （3）進氣溫度修正 根據(jù)進氣溫度傳感器提供的進氣溫度信號（THA 信號），對噴油時間進行修正；低于 20是空氣密度大， ECU適當?shù)脑黾訃娪蜁r間，高于 20的適當?shù)臏p 少噴油時間。（4）大負荷工況噴油量修正根據(jù) PIM

10、 信號和 Vs 信號以及節(jié)氣門位置傳感器輸送的全負荷信號（ PSW信號）或 VTA信號判斷發(fā)動機負荷狀況，大負荷時適當增加噴油時間。（5）過渡工況噴油量修正主要根據(jù) PIM信號或 Vs信號、 Ne信號、 SPD信號、 VTA信號、 NSW信號判斷過渡工況，對噴油時間進行修正。（6）怠速穩(wěn)定性修正 ECU 根據(jù) PIM 信號和 Ne信號對噴油量進行修正，隨著進氣管絕 對壓力增大或怠速降低，適當增加噴油時間；反之，減少噴油時間。微機控制點火系的組成與控制策略1）組成 微機控制點火系主要由下列元件組成：監(jiān)測發(fā)動機運行狀況的傳感器，處理信號、發(fā) 出執(zhí)行指令的微處理機（ ECU ），響應(yīng)微機發(fā)出指令的點

11、火器、點火線圈等組成，如圖4-6所示。圖 4-6 微機控制點火系的組成簡圖 微機控制點火系由于廢除了真空、離心點火提前裝置，點火提前角由微機控制，從而 使發(fā)動機在各種工況下都能調(diào)整至最佳點火時刻，使發(fā)動機在動力性、經(jīng)濟性、加速性和 排放等方面達到最優(yōu)。通過爆震傳感器，可以將點火提前角調(diào)整到發(fā)動機剛好不至于產(chǎn)生 爆震的范圍。2）控制策略（ 1）起動時點火提前角的控制，在起動期間或發(fā)動機轉(zhuǎn)速在規(guī)定轉(zhuǎn)速（通常為 500r/min左右）以下時，由于進氣歧管壓力或進氣流量信號不穩(wěn)定，因此點火提前角設(shè)為固定值，通 常將此值定為初始點火提前角。（ 2）怠速時點火提前角的控制，此時，微機根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、冷卻水

12、溫來控制點火提 前角的大小。為了保證怠速穩(wěn)定性，防止由于空燃比閉環(huán)控制造成轉(zhuǎn)速波動，可在減速時 增加點火提前角。（3）正常行駛時點火提前角的控制，當微機接收到節(jié)氣門位置傳感器的怠速觸點打開 的信號時，即進入正常行駛時點火提前角的控制模式。其值是微機根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷 信號（歧管絕對壓力信號和空氣流量計的進氣流量信號） 在存儲器中查到這一工況下運行時 基本點火提前角。部分負荷時，要根據(jù)冷卻液溫、進氣溫度和節(jié)氣門位置等信號進行修 正；滿負荷時，要特別小心控制點火提前角，以免產(chǎn)生爆震。點火系統(tǒng)對排放的影響點火系統(tǒng)通過火花質(zhì)量和點火正時（點火提前角）對排放產(chǎn)生影響。1）火花質(zhì)量決定點燃混合氣的能力。

13、當點燃稀薄混合氣時，火花的持續(xù)時間對有害排 放物的影響是非常大的?；鸹ㄔ饺?，出現(xiàn)失火的機會就越多，而失火將會生成大量的未燃 HC?；鸹ㄙ|(zhì)量主要取決于點火能量，此外還要求火花塞工作可靠。現(xiàn)代發(fā)動機上普遍采用高能點火系統(tǒng)，其二次電壓已高達30 40kV ，火花塞間隙已 達 1 1.5mm ，能保證可靠點火，增大火花強度，延長火花持續(xù)時間，從而改善了混合氣燃 燒過程，降低了 HC 的排放。2）點火正時會影響發(fā)動機輸出功率、燃油消耗量、汽車驅(qū)動性能和燃燒生成的有害排 放物。因此點火正時需對多種因素進行優(yōu)化。圖 4-7 表示點火提前角對燃油消耗率和有害 排放物的影響。圖 4-7 點火提前角對燃油消耗率和

14、有害排放物影響圖 4-8 NOX 與點火提前角的關(guān)系推遲點火即減小點火提前角，一方面降低了燃燒氣體的最高燃燒溫度和缸內(nèi)最高燃燒 壓力，另一方面縮短了焰后燃燒產(chǎn)物的反應(yīng)時間。NOX 是高溫下的產(chǎn)物，因而可使 NOX 排放物降低。此外，推遲點火還使未燃 HC 排放下降，這是因在作功行程后期，燃氣溫度升 高，未燃的 HC 會繼續(xù)燃燒所致。另外，推遲點火提高排溫也是加速催化劑起燃的有效手 段，尤其在冷起動和暖機階段。但推遲點火對汽油機的動力性和經(jīng)濟性會產(chǎn)生不利影響， 因此必須采取折衷的辦法，兼顧熱效率和排氣凈化兩方面的要求。如圖 4-8 所示，點火提前角對 NOX 的影響還和混合氣空燃比有關(guān)，在化學計

15、量比附 近，點火提前角的影響最大。因為NOX 是在富氧高溫條件下產(chǎn)生的，當混合氣過濃時，由于缺氧， NOX不易生成；當混合氣過稀時，燃燒速度慢，燃燒最高溫度低，NOX 也不易生成。只有當混合氣空燃比略大于化學計量比時，NOX 生成量最大。因此當采用電控汽油噴射加三效催化轉(zhuǎn)化器進行閉環(huán)控制時，為了滿足更嚴格的排放法規(guī)的要求，可通過推遲點 火來降低 NOX 排放物。當負荷一定時， CO 排放物只與空燃比有關(guān)，點火提前角對其影響不大。但是，過分 推遲點火時刻會使 CO 排放因沒有充分時間氧化而顯著增加。怠速轉(zhuǎn)速控制所謂怠速，通常是指發(fā)動機在無負荷（對外無動力輸出）情況下的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。發(fā) 動機怠速運

16、轉(zhuǎn)要有滿意的燃油經(jīng)濟性、良好的驅(qū)動舒適性和排放性能。為使怠速省油，傳 統(tǒng)上把怠速轉(zhuǎn)速調(diào)到盡可能低。但考慮到減少有害物的排放，怠速轉(zhuǎn)速又不能過低。另 外，還應(yīng)考慮所有怠速使用條件，如冷車運轉(zhuǎn)與電器負荷、空調(diào)裝置、動力轉(zhuǎn)向伺服機構(gòu) 的接入等情況，它們都會引起怠速轉(zhuǎn)速的變化，使發(fā)動機運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定甚至出現(xiàn)熄火現(xiàn)象。 因此，車用發(fā)動機對怠速控制系統(tǒng)提出了很高的要求。1. 怠速自動控制系統(tǒng) 怠速轉(zhuǎn)速控制的實質(zhì)是對怠速時充氣量的控制。怠速時噴油量的控制，一般仍按前面 介紹過的與充氣量相匹配的原則進行增減，以達到適宜的空燃比混合氣。發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，節(jié)氣門全閉，節(jié)氣門位置傳感器內(nèi)的怠速開關(guān)觸點閉合， ECU 根

17、 據(jù)這一信號，開始進行怠速自動控制，如圖 4-9 所示為怠速自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。怠 速時的進氣是通過兩條繞過節(jié)氣門的旁通氣道進入發(fā)動機的。一條旁通氣道的流通截面由 怠速調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整，在使用中保持不變；另一條旁通氣道的流通截面由怠速控制閥控制。圖 4-9 怠速自動控制系統(tǒng)1-節(jié)氣門； 2-旁通氣道； 3-旁通閥； 4-怠速控制閥； 5-ECU ；6-轉(zhuǎn)速傳感器； 7-節(jié)氣門位置傳感器； 8-水溫傳感器 由于這一部分旁通空氣已經(jīng)過空氣流量計的計量，因此噴油量也會隨旁通空氣量的大 小作出相應(yīng)的變化。這樣，通過調(diào)整旁通空氣量就可使怠速轉(zhuǎn)速得到調(diào)整。2. 怠速排放控制 發(fā)動機的怠速運轉(zhuǎn)是排放很嚴重的

18、工況。汽油機在怠速工況運行時，特別是在化油器 式發(fā)動機中，化油器供給的是較濃的混合氣，由于部分燃料因缺氧而不能完全燃燒，造成 大量燃燒中間產(chǎn)物排出機外。所以怠速工況是汽油機HC 、CO 排放濃度很高的工況。不過，由于燃燒溫度很低，怠速時 NOX 的排放很少。汽油機怠速工況下 HC 和 CO 排放較高的根本原因在于燃燒組織不良，所以燃燒完全程 度是影響 HC 和 CO 生成的最直接因素。因此，降低怠速排放的根本措施在于改善其燃燒過 程，下面敘述汽油機在怠速工況下降低 HC 和 CO 排放的方法。1）提高怠速轉(zhuǎn)速 怠速轉(zhuǎn)速對怠速排放有很大的影響。怠速轉(zhuǎn)速越低，就要求節(jié)氣門開度越小，使得殘 余廢氣的

19、稀釋度嚴重，就需要更濃的混合氣，這就增加了怠速時CO與HC 的排放，如圖 4-11所示。怠速轉(zhuǎn)速與怠速所需的空燃比有直接關(guān)系，因為轉(zhuǎn)速提高要對應(yīng)較大的節(jié)氣門開度 和較小的殘余廢氣系數(shù)，就可用較大的空燃比。提高怠速轉(zhuǎn)速可使混合氣形成和燃燒均獲 得改善，這不僅是由于可燃混合氣在進氣管中的移動速度增加所致，而且是由于提高充氣 效率和減少殘余廢氣的稀釋度的結(jié)果。近年來對汽車驅(qū)動舒適性要求越來越高，既要求發(fā)動機怠速穩(wěn)定、不熄火，又要求有 良好的瞬態(tài)響應(yīng)，即一旦節(jié)氣門開啟，發(fā)動機就能迅速平穩(wěn)地過渡到所需要的任何工況， 如節(jié)氣門部分開加速和節(jié)氣門全開加速等工況。一般來說，較高的怠速轉(zhuǎn)速有利于瞬態(tài)響 應(yīng)。此外

20、，汽車空調(diào)和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等，也要求發(fā)動機以較高的轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)。 因此，怠速轉(zhuǎn)速的提高不僅對改善怠速排放有利，還對從怠速平滑地向正常行駛工況過渡 和燃油加速時縮短滯后時間也是有利的。圖4-11 汽油機怠速 CO、HC排放隨怠速轉(zhuǎn)速 n的變化圖4-12 高能點火對 HC排放的影響 圖4-13氣門間隙對 HC 和 CO 排放的影響綜上所述，對于怠速轉(zhuǎn)速，傳統(tǒng)的觀點是把怠速轉(zhuǎn)速調(diào)到盡可能低，因為怠速時的燃 料消耗量隨怠速轉(zhuǎn)速提高而增大。因此，怠速轉(zhuǎn)速多在400 500r/min 范圍內(nèi)。但在這樣低的怠速轉(zhuǎn)速下，降低怠速排放是很困難的?，F(xiàn)代高速車用汽油機的怠速轉(zhuǎn)速多在800 1000r/min ，使怠速排放

21、大大下降。較高的怠速，正如前面已提到的，對驅(qū)動舒適性和附件 驅(qū)動也很有利。2）高能點火 高能點火對 HC 排放的作用有兩方面：一是增大了初始火核半徑，有助于提高燃燒速 率和減小循環(huán)變動；二是降低了混合氣較稀時的失火概率，使發(fā)動機可燃用稍稀的混合 氣，從而減小了 HC 的排放。圖 4-12所示為高能點火和普通點火時 HC 排放量隨空燃比的變 化。可見，在怠速工況時，高能點火使 HC最低排放量的空燃比增大到了 13左右， HC排放 也有了明顯的下降。3）增大氣門間隙，減小氣門重疊角 在進排氣門同時開啟時，怠速狀態(tài)進氣管內(nèi)存在較大的真空度，排氣管內(nèi)一部分廢氣 便被吸入氣缸與新鮮混合氣混合，由于這部分

22、廢氣幾乎不能參與燃燒，重新進入氣缸后使 燃燒溫度降低，易造成失火現(xiàn)象，故使怠速時 HC 排放惡化。氣門重疊角越大，進入氣缸 的廢氣量就越多， HC 排放就越多。發(fā)動機進排氣門間隙影響氣門重疊角，從而影響氣缸內(nèi)殘余廢氣的比率。圖 4-13 給出 了氣門間隙對 HC、CO 排放的影響規(guī)律?？梢姡瑲忾T間隙越大，HC、CO 排放濃度越低。此外，對進氣進行預(yù)熱，對發(fā)動機進行定期維護，及時清除燃燒室內(nèi)積炭，對減少怠 速排放污染物也有重要作用。對于化油器式發(fā)動機，要進一步改進化油器怠速系統(tǒng)設(shè)計，提高其制造精度，改善怠 速調(diào)整的一致性和耐久性，以降低怠速排放。對于電控汽油噴射式發(fā)動機，怠速排放要比化油器式發(fā)動

23、機少。這是因為：這時霧化、 汽化的質(zhì)量大大改善； 各缸的空燃比均勻性好； 空燃比的控制程度高且穩(wěn)定； 點火時刻的精 確控制與點火能量的提高。 所有這些因素使進氣道多點噴射的汽油機， 已經(jīng)可以在熱怠速時 使用過量空氣系數(shù) a 接近 1（空燃比閉環(huán)控制）的混合氣，而化油器式發(fā)動機，一般怠速時a =0.7 0.8。缸內(nèi)直接噴射缸內(nèi)直接噴射汽油機與一般汽油發(fā)動機的主要區(qū)別在于汽油噴射的位置， 它將噴油嘴安 裝在燃燒室內(nèi)，將汽油直接噴射在燃燒室內(nèi)。1. 缸內(nèi)直接噴射汽油機存在的問題1）中小負荷工況未燃碳氫的排放較多 其可能的原因是燃油噴霧碰到活塞頂和缸壁的機會較多，采用分層混合氣時引起火焰 由濃區(qū)向稀區(qū)

24、的熄滅，或缸內(nèi)溫度偏低，不利于未燃碳氫后燃等。2） NOX 排放較多 因為分層燃燒時將不可避免地在火花塞附近出現(xiàn)混合氣局部過濃或濃混合氣區(qū)域過大 的狀況，這些區(qū)域恰恰是高溫區(qū)域，使NOX 生成增加，較高的壓縮比和放熱率也將導致大負荷工況 NOX 增多。另外，稀燃時由于排氣中始終處于氧化氛圍， 使 NOX 的還原比較困難。3）微粒排放較高 直噴式汽油機的微粒排放在小負荷、過渡工況和冷起動的情況下比傳統(tǒng)的進氣道噴射 汽油機有較多的增加，但仍比柴油機要低一個到幾個數(shù)量級，其形成的主要原因可能是局 部區(qū)域混合氣過濃或有類似于柴油機的液態(tài)油滴擴散燃燒，并且缸內(nèi)溫度低也造成了微粒 氧化不完全。2. 缸內(nèi)直

25、接噴射式汽油機的排放對策如圖 4-15 所示，在進氣沖程開始時第一次噴油，在缸內(nèi)生成很稀的均質(zhì)混合氣，第二 次噴射在壓縮上止點前， 在氣缸滾流和活塞頂形狀的幫助下產(chǎn)生分層混合氣， 然后點火燃燒。 這種混合氣生成法的好處是： 一、抑制敲缸的發(fā)生， 原因是第一次噴射均質(zhì)混合氣很稀不可 能產(chǎn)生敲缸； 第二次噴射燃油在缸內(nèi)停留的時間短， 來不及完成著火前的低溫氧化反應(yīng)。 二、 促進炭煙燒盡， 分層燃燒產(chǎn)生炭煙， 但第一次噴射的稀混合氣中產(chǎn)生的過氧化物將支持燃燒， 此時的高溫炭煙將成為穩(wěn)定的點火源，將自己燃盡。至于NO X的排放仍依靠稀 NOX 催化系統(tǒng)，且要經(jīng)常應(yīng)用短期濃混合氣，來還原被捕捉的NOX。

26、圖 4-15 二階段混合示意圖圖 4-16 所示為二階段燃燒的示意圖。 其目的是改善冷起動和小負荷運行時的 HC 和 CO 的排放， CO 的氧化溫度比 HC 的低，因此輔助噴射燃燒首先使催化劑加熱，然后使 CO 燃 燒產(chǎn)生較高溫度，再使 HC 燃燒。 但是二階段燃燒會導致燃油消耗率增加， 所以應(yīng)盡量減少 二階段燃燒方式的應(yīng)用。圖 4-16 二階段燃燒示意圖廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán)是指把發(fā)動機排出的部分廢氣回送到進氣歧管， 并與新鮮混合氣一起再次進 入氣缸。由于廢氣中含有大量的 CO2，而 CO2 不能燃燒卻吸收大量的熱，使氣缸中混合氣 的燃燒溫度降低，從而減少了 NOx 的生成量。廢氣再循環(huán)（

27、EGR ）系統(tǒng)的開啟狀態(tài)：EGR 閥（廢氣再循環(huán)閥）通常在下列條件下開啟：1.發(fā)動機暖機運轉(zhuǎn)。 2.轉(zhuǎn)速超過怠速。 ECM 根據(jù)發(fā)動機冷卻水溫傳感器、 節(jié)氣門位 置傳感器和空氣流量傳感器來控制 EGR 系統(tǒng)。汽油發(fā)動機在 重負下 時起作用，柴油發(fā)動機在發(fā)動機暖機狀態(tài)時不起作用。 廢氣再循環(huán)系統(tǒng)工作原理：廢氣再循環(huán) （EGR） 控制方式 , 發(fā)動機控制電腦即 ECU 根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、負荷 （節(jié) 氣門開度 ）、溫度、進氣流量、排氣溫度控制電磁閥適時地打開，進氣管真空度經(jīng)電磁閥進 入 EGR 閥真空膜室，膜片拉桿將 EGR 閥門打開，排氣中的少部分廢氣經(jīng) EGR 閥進入進氣 系統(tǒng)， 與混合氣混合后

28、進入氣缸參與燃燒。 少部分廢氣進入氣缸參與混合氣的燃燒， 降低了 燃燒時氣缸中的溫度，因 NOX 是在高溫富氧的條件下生成的，故抑制了 NOX 的生成，從 而降低了廢氣中的 NOX 的含量。但是，過度的廢氣參與再循環(huán)，將會影響混合氣的著火、 性能，從而影響發(fā)動機的動力性，特別是在發(fā)動機怠速、 低速、小負荷及冷機時，再循環(huán) 的廢氣會明顯地影響發(fā)動機性能。所以，當發(fā)動機在怠速、低速、小負荷 及冷機時， ECU 控制廢氣不參與再循環(huán)， 避免發(fā)動機性能受到影響； 當發(fā)動機超過一定的轉(zhuǎn)速、 負荷及達到 一定的溫度時， ECU 控制少部分廢氣參與再循環(huán)，而且，參與再循環(huán)的廢氣量根據(jù)發(fā)動機 轉(zhuǎn)速、負荷、溫度

29、及廢氣溫度的不同而不同，以達到廢氣中的 NOX 最低。其它機內(nèi)凈化措施渦輪增壓技術(shù)機械增壓系統(tǒng)： 這個裝置安裝在發(fā)動機上并由皮帶與發(fā)動機曲軸相連接， 從發(fā)動機輸出 軸獲得動力來驅(qū)動增壓器的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)， 從而將空氣增壓吹到進氣岐道里。 其優(yōu)點是渦輪轉(zhuǎn)速 和發(fā)動機相同，因此沒有滯后現(xiàn)象，動力輸出非常流暢。但是由于裝在發(fā)動機轉(zhuǎn)動軸里面， 因此還是消耗了部分動力，增壓出來的效果并不高。氣波增壓系統(tǒng)： 利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮。 這種系統(tǒng)增壓性能好、 加速性 好但是整個裝置比較笨重，不太適合安裝在體積較小的轎車里面。廢氣渦輪增壓系統(tǒng)： 這就是我們平時最常見的渦輪增壓裝置了， 增壓器與發(fā)動機無任何 機械聯(lián)系， 實際上是一種空氣壓縮機， 通過壓縮空氣來增加進氣量。 它是利用發(fā)動機排出的 廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪， 渦輪又帶動同軸的葉輪， 葉輪壓送由空氣濾清器管道 送來的空氣， 使之增壓進入氣缸。 當發(fā)動機轉(zhuǎn)速增快， 廢氣排出速度與禍輪轉(zhuǎn)速也同步增快， 葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸， 空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料， 相應(yīng)增加燃 料量就可以增加發(fā)動機的輸出功率。 一般而言， 加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動機功率及扭矩 要增大 20%30%。但是廢氣渦輪增壓器技術(shù)也有其必須注意的地方，那就是泵