6發(fā)動機(jī)有害排放物的控制系統(tǒng)

1、實現(xiàn)年限標(biāo)準(zhǔn)COHCNOX1995年底前歐4.5%1.1%8%1995-2000年歐4%1.1%7%2000-2005年歐2.1%0.66%5%2005年底起歐1.5%0.46 %3.5%實現(xiàn)年限標(biāo)準(zhǔn)COHC+NOXPM1995年底前歐2.72%1.36% 0.196%1995-2000年歐1.0%0.9%0.1%2000-2005年歐0.64%0.56%0.05%2005年底起歐0.5%0.3%0.025%歐洲汽油車廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)(參考)歐洲柴油車廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)（參考）第六章 發(fā)動機(jī)有害排放物的控制系統(tǒng) 61 概述一、汽油機(jī)主要尾氣排氣物一、汽油機(jī)主要尾氣排氣物 1、一氧化碳（、一氧化碳（CO）

2、 CO是烴燃料燃燒的中間產(chǎn)物 2222HmnCOOnHCmn62 汽油機(jī)有害排放物及控制裝置原因： 混合氣過濃，氧氣不足；燃燒溫度過低，燃燒時間不充分。措施： 促進(jìn)混合物形成，有效控制燃燒溫度。排氣管5565%；曲軸箱通風(fēng)2025%；化油器、油箱蒸發(fā)1520%。2、碳?xì)浠衔铮?、碳?xì)浠衔铮℉C） 原因： 燃料不完全燃燒，混合氣過濃過稀，殘余氣體稀釋，使火焰?zhèn)鞑ゲ煌耆踔翑嗷?。措施?采用電控技術(shù)，保證混合氣濃度及燃燒室溫度。3 3、NONOx x（NONO占占9595、NONO2 2） O2 2O （1） O+N2 NO+N （2） N+O2 NO+O （3）原因： 高溫富氧環(huán)境中產(chǎn)生。措

3、施： 采用電控技術(shù)，保證混合氣濃度及燃燒室溫度。二、使用因素對排氣二、使用因素對排氣中有害氣體濃度的影響中有害氣體濃度的影響負(fù)荷的影響負(fù)荷的影響負(fù)荷空燃比影響有害氣體1）怠速全閉，=0.600.88 HC CO 2）小負(fù)荷025%開度， = 0.80.9 HC CO 3）中負(fù)荷2580%開度， = 0.91.1 HC CO NOx4）接近滿負(fù)荷80100%， = 0.80.9 CO HCNOx三、排放控制裝置 1、恒溫進(jìn)氣空氣濾清器、恒溫進(jìn)氣空氣濾清器 也稱進(jìn)氣溫度自動調(diào)節(jié)式空氣濾清器（增加一套空氣加熱和也稱進(jìn)氣溫度自動調(diào)節(jié)式空氣濾清器（增加一套空氣加熱和控制裝置）。多用于化油器式或節(jié)氣門體汽

4、油噴射式發(fā)動機(jī)上。控制裝置）。多用于化油器式或節(jié)氣門體汽油噴射式發(fā)動機(jī)上。 當(dāng)發(fā)動機(jī)冷起動后，在怠速或小節(jié)氣門開度下工作時，化油當(dāng)發(fā)動機(jī)冷起動后，在怠速或小節(jié)氣門開度下工作時，化油器供給濃混合氣，燃燒不完全，發(fā)動機(jī)排氣中器供給濃混合氣，燃燒不完全，發(fā)動機(jī)排氣中CO和和HC較多。恒較多。恒溫進(jìn)氣空氣濾清器的作用就是當(dāng)發(fā)動機(jī)冷起動后，向發(fā)動機(jī)供給溫進(jìn)氣空氣濾清器的作用就是當(dāng)發(fā)動機(jī)冷起動后，向發(fā)動機(jī)供給熱空氣，這樣，化油器即使供給稀混合氣，熱空氣也能保證燃油熱空氣，這樣，化油器即使供給稀混合氣，熱空氣也能保證燃油充分汽化和燃燒，從而既減少了充分汽化和燃燒，從而既減少了CO和和HC排放，又能使發(fā)動機(jī)在

5、排放，又能使發(fā)動機(jī)在低溫下穩(wěn)定工作。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作溫度升高后，恒溫進(jìn)氣空氣濾清低溫下穩(wěn)定工作。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作溫度升高后，恒溫進(jìn)氣空氣濾清器向發(fā)動機(jī)供給環(huán)境溫度的空氣。器向發(fā)動機(jī)供給環(huán)境溫度的空氣。 恒溫進(jìn)氣恒溫進(jìn)氣空氣濾清器的空氣濾清器的結(jié)構(gòu)見圖結(jié)構(gòu)見圖6-1、圖圖6-2所示。所示。（進(jìn)氣管真空（進(jìn)氣管真空度作用在真空度作用在真空控制膜盒控制膜盒7上，上，控制控制閥控制控制閥8開大或關(guān)?。╅_大或關(guān)?。?進(jìn)氣管真空度是如何作用到真空控制膜盒上的呢？見圖進(jìn)氣管真空度是如何作用到真空控制膜盒上的呢？見圖6-3所所示的恒溫進(jìn)氣空氣濾清器的工作原理示意圖。示的恒溫進(jìn)氣空氣濾清器的工作原理示意圖。 雙金屬進(jìn)氣

6、溫度傳感器雙金屬進(jìn)氣溫度傳感器4在環(huán)境溫度低于在環(huán)境溫度低于30 C開啟，進(jìn)氣管真開啟，進(jìn)氣管真空度經(jīng)真空軟管空度經(jīng)真空軟管6作用到真空控制膜盒作用到真空控制膜盒1，并吸引膜片，并吸引膜片2克服彈簧克服彈簧3彈力向上，通過連桿帶動控制閥彈力向上，通過連桿帶動控制閥9將進(jìn)氣導(dǎo)流管將進(jìn)氣導(dǎo)流管10關(guān)閉。此時，熱關(guān)閉。此時，熱空氣管空氣管7打開，被排氣支管打開，被排氣支管8加熱的熱空氣進(jìn)入空氣濾清器（圖加熱的熱空氣進(jìn)入空氣濾清器（圖6-3a）。）。 當(dāng)汽車前罩下的環(huán)境溫度在當(dāng)汽車前罩下的環(huán)境溫度在3053 C之間時，進(jìn)氣溫度傳感器之間時，進(jìn)氣溫度傳感器部分地開啟通氣閥，使進(jìn)氣管真空度只有一部分傳送到

7、控制膜盒。部分地開啟通氣閥，使進(jìn)氣管真空度只有一部分傳送到控制膜盒?？刂崎y部分地開啟進(jìn)氣導(dǎo)流管，熱空氣管也部分地開啟。因此，控制閥部分地開啟進(jìn)氣導(dǎo)流管，熱空氣管也部分地開啟。因此，部分冷空氣和熱空氣供入發(fā)動機(jī)，使進(jìn)氣溫度基本恒定。見圖部分冷空氣和熱空氣供入發(fā)動機(jī)，使進(jìn)氣溫度基本恒定。見圖6-3（b）所示。）所示。 當(dāng)環(huán)境溫度超過當(dāng)環(huán)境溫度超過53 C后，雙金屬進(jìn)氣溫度傳感器將通氣閥關(guān)后，雙金屬進(jìn)氣溫度傳感器將通氣閥關(guān)閉，真空軟管與膜盒隔斷，膜片彈簧力使控制閥關(guān)閉熱空氣管，閉，真空軟管與膜盒隔斷，膜片彈簧力使控制閥關(guān)閉熱空氣管，將進(jìn)氣導(dǎo)流管完全打開，供入發(fā)動機(jī)的全部是環(huán)境空氣。見圖將進(jìn)氣導(dǎo)流管完

8、全打開，供入發(fā)動機(jī)的全部是環(huán)境空氣。見圖6-3（c）所示。）所示。2、二次空氣噴射系統(tǒng)、二次空氣噴射系統(tǒng) 二次空氣噴射系統(tǒng)的主要功用是在冷起動時由二次空氣噴射系統(tǒng)的主要功用是在冷起動時由ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)根據(jù)發(fā)動機(jī)溫度，控制來自空氣泵的新鮮空氣噴入排氣歧管或三元催化轉(zhuǎn)換器溫度，控制來自空氣泵的新鮮空氣噴入排氣歧管或三元催化轉(zhuǎn)換器中，使排氣中的中，使排氣中的CO和和HC進(jìn)一步氧化或燃燒成為二氧化碳（進(jìn)一步氧化或燃燒成為二氧化碳（CO2）和水（和水（H2O），以控制尾氣中），以控制尾氣中CO和和HC 成分，同時，加快三元催化成分，同時，加快三元催化轉(zhuǎn)換器的升溫過程。轉(zhuǎn)換器的升溫過程。 二次空氣噴射系

9、統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)主要由空氣泵、內(nèi)部主要由空氣泵、內(nèi)部開關(guān)閥和單向閥等組開關(guān)閥和單向閥等組成。空氣泵通常由發(fā)成?？諝獗猛ǔＳ砂l(fā)動機(jī)帶驅(qū)動，單向閥動機(jī)帶驅(qū)動，單向閥的功用是防止廢氣返的功用是防止廢氣返回空氣泵。回空氣泵。3、催化轉(zhuǎn)換器、催化轉(zhuǎn)換器 催化轉(zhuǎn)換器安裝在排氣歧管之后、排氣消聲器之前的排氣管催化轉(zhuǎn)換器安裝在排氣歧管之后、排氣消聲器之前的排氣管中。其作用是利用催化劑（通常是金屬鉑、鈀或銠）的作用將排中。其作用是利用催化劑（通常是金屬鉑、鈀或銠）的作用將排氣中的氣中的CO、HC和和NOx轉(zhuǎn)換為對人體無害的正常氣體。轉(zhuǎn)換為對人體無害的正常氣體。 催化轉(zhuǎn)換器有氧化催化轉(zhuǎn)換器和三元催化轉(zhuǎn)換器。氧化

10、轉(zhuǎn)換催化轉(zhuǎn)換器有氧化催化轉(zhuǎn)換器和三元催化轉(zhuǎn)換器。氧化轉(zhuǎn)換器只將排氣中的器只將排氣中的CO、HC氧化成氧化成CO2和和H2O，又稱為二元催化轉(zhuǎn)，又稱為二元催化轉(zhuǎn)換器，必須提供二次空氣作為氧化劑。三元催化轉(zhuǎn)換器可以同時換器，必須提供二次空氣作為氧化劑。三元催化轉(zhuǎn)換器可以同時降低降低CO、HC和和NOx的排放。它可以以排氣中的的排放。它可以以排氣中的CO和和HC作為還作為還原劑，將原劑，將Nox還原成氮氣（還原成氮氣（N2）和氧氣（）和氧氣（O2），而），而CO和和HC則被則被氧化為氧化為CO2和和H2O。當(dāng)空燃比在理論空燃比（。當(dāng)空燃比在理論空燃比（14.7）附近時，氧化）附近時，氧化-還原反應(yīng)達(dá)

11、到平衡，還原反應(yīng)達(dá)到平衡， CO、HC和和NOx的排放同時達(dá)到最低。的排放同時達(dá)到最低。 如果在三元催化轉(zhuǎn)換器之后再連接一個氧化催化轉(zhuǎn)換器，排如果在三元催化轉(zhuǎn)換器之后再連接一個氧化催化轉(zhuǎn)換器，排氣管中未被氧化的氣管中未被氧化的CO和和HC繼續(xù)與供入的二次空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，繼續(xù)與供入的二次空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，進(jìn)一步降低進(jìn)一步降低CO和和HC排放。排放。4、廢氣再循環(huán)（、廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)）系統(tǒng) 廢氣再循環(huán)是指把發(fā)動機(jī)排出的部分廢氣回送到進(jìn)氣管，并廢氣再循環(huán)是指把發(fā)動機(jī)排出的部分廢氣回送到進(jìn)氣管，并與新鮮混合氣一起進(jìn)入氣缸。由于廢氣中含有大量的與新鮮混合氣一起進(jìn)入氣缸。由于廢氣中含有大量的CO

12、2，在不在不參與燃燒，卻吸收了大量的熱，因此，降低了最高燃燒溫度，又參與燃燒，卻吸收了大量的熱，因此，降低了最高燃燒溫度，又使混合氣中氧的成份降低，因此減少了使混合氣中氧的成份降低，因此減少了NOx排放。排放。 廢氣再循環(huán)使發(fā)動機(jī)動力性能和經(jīng)濟(jì)性能下降，尤其是廢氣再循環(huán)使發(fā)動機(jī)動力性能和經(jīng)濟(jì)性能下降，尤其是 廢氣廢氣再循環(huán)過多，會影響發(fā)動機(jī)怠速、低轉(zhuǎn)速小負(fù)荷、暖機(jī)工況的運再循環(huán)過多，會影響發(fā)動機(jī)怠速、低轉(zhuǎn)速小負(fù)荷、暖機(jī)工況的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，因此，必須根據(jù)發(fā)動機(jī)工況的變化控制廢氣再循環(huán)率轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，因此，必須根據(jù)發(fā)動機(jī)工況的變化控制廢氣再循環(huán)率（參與廢氣再循環(huán)的廢氣比例）。（參與廢氣再循環(huán)的廢氣比例）

13、。 現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)排氣再循環(huán)（現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)排氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)由電腦控制，主要）系統(tǒng)由電腦控制，主要由廢氣再循環(huán)閥（由廢氣再循環(huán)閥（EGR閥）控制廢氣再循環(huán)的廢氣量。而閥）控制廢氣再循環(huán)的廢氣量。而EGR閥閥的開度大小由電磁閥和真空調(diào)節(jié)閥控制作用在的開度大小由電磁閥和真空調(diào)節(jié)閥控制作用在EGR閥上真空膜片閥上真空膜片室內(nèi)的進(jìn)氣管真空度大小，改變膜片的位置，就改變了室內(nèi)的進(jìn)氣管真空度大小，改變膜片的位置，就改變了EGR閥的閥的開度大小，從而改變了廢氣再循環(huán)的廢氣量。開度大小，從而改變了廢氣再循環(huán)的廢氣量。 EGR電磁閥受電磁閥受ECU控制?？刂?。ECU通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號、進(jìn)氣通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速

14、信號、進(jìn)氣壓力信號、水溫信號、空氣流量信號等，通過控制電磁閥開度，壓力信號、水溫信號、空氣流量信號等，通過控制電磁閥開度，來控制進(jìn)入來控制進(jìn)入EGR控制閥上方膜片室內(nèi)的真空度，從而控制控制閥上方膜片室內(nèi)的真空度，從而控制EGR控控制閥的開度，改變廢氣參與再循環(huán)的排氣量。制閥的開度，改變廢氣參與再循環(huán)的排氣量。四、其它控制系統(tǒng)四、其它控制系統(tǒng)1、強(qiáng)制式曲軸箱通、強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置（風(fēng)裝置（ PCV系統(tǒng)）系統(tǒng)） 強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置就是防止曲軸箱裝置就是防止曲軸箱內(nèi)碳?xì)淙剂险羝腿純?nèi)碳?xì)淙剂险羝腿紵a(chǎn)物排放到大氣中燒產(chǎn)物排放到大氣中的凈化裝置。的凈化裝置。 PCV閥的作用：根閥

15、的作用：根據(jù)發(fā)動機(jī)工況的變化據(jù)發(fā)動機(jī)工況的變化自動調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的自動調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的曲軸箱氣體的數(shù)量。曲軸箱氣體的數(shù)量。圖圖6 6 燃油蒸發(fā)（燃油蒸發(fā)（EVAPEVAP）控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng)1-1-汽油箱汽油箱 2-2-燃油泵燃油泵 3-3-蒸發(fā)閥蒸發(fā)閥 4-4-雙通閥雙通閥 5-5-碳碳罐罐 6-EVAP6-EVAP控制電磁閥控制電磁閥 7-7-進(jìn)氣軟管進(jìn)氣軟管 8-8-節(jié)氣門節(jié)氣門 9-9-濾網(wǎng)濾網(wǎng) 10-10-量孔量孔2、 汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng) 汽油蒸發(fā)（汽油蒸發(fā)（EVAP）排放控）排放控制系統(tǒng)的作用是防止燃油箱和化制系統(tǒng)的作用是防止燃油箱和化油器浮子室內(nèi)的燃油蒸發(fā)（油器浮子室內(nèi)的燃油蒸發(fā)（HC化合物）排入大氣造成污染。方化合物）排入大氣造成污染。方法是將這些汽油蒸氣收集和儲存法是將這些汽油蒸氣收集和儲存在活性炭罐內(nèi)，在發(fā)動機(jī)工作時在活性炭罐內(nèi)，在發(fā)動機(jī)工作時再將其送入氣缸燒掉。再將其送入氣缸燒掉。 4、柴油機(jī)的碳煙、柴油機(jī)的碳煙 柴油機(jī)排煙 白煙：1m微粒，汽車怠速排出的液滴顆粒。 藍(lán)煙：0.4m微粒，液態(tài)微粒，燃油+潤滑油。 黑煙：高溫缺氧，易于裂解，聚合成碳煙C，還有O2、H2 。 白、藍(lán)煙無本質(zhì)差別，只是直徑不同對光線反射不