發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)的應(yīng)用分

1、鄭州交通職業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）論文（設(shè)計(jì)）題目：發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)的應(yīng)用分析 所屬系別 汽車(chē)運(yùn)用工程系專業(yè)班級(jí) 10級(jí)汽運(yùn)5班姓名 王騰飛學(xué)號(hào) 201009010010538指導(dǎo)教師 李博 撰寫(xiě)日期 2013 年 04 月 鄭州交通職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 論文題目： 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)的應(yīng)用分析 所屬系別 汽車(chē)運(yùn)用技術(shù) 專業(yè)班級(jí) 10級(jí)汽運(yùn)5班 姓名 王騰飛 學(xué)號(hào) 201009010010538 指導(dǎo)教師 李博 撰寫(xiě)日期 2013 年 4 月摘 要隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展,汽車(chē)保有量急劇增加,汽車(chē)排放對(duì)大氣的污染已成為世界公害,直接危害著人類的健康,并破壞著自然界的生態(tài)平衡,已引起了各個(gè)國(guó)家

2、的高度重視。汽車(chē)排放污染,不僅是一個(gè)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題,而且本身也造成能源浪費(fèi)。汽車(chē)排氣中的CO、HC對(duì)大氣產(chǎn)生很大的污染。汽車(chē)排放的污染對(duì)人們的生活環(huán)境造成了極大的影響，嚴(yán)重的威脅到了人們的身體健康，同時(shí)也危害著一些動(dòng)、植物的生存和生長(zhǎng)，破壞了自然界的生態(tài)平衡。因此，解決汽車(chē)的排氣污染成為了認(rèn)真研究的重要課題。為了保護(hù)我們的生存環(huán)境，關(guān)愛(ài)生命健康，必須嚴(yán)格限制汽車(chē)尾氣的排放。因此現(xiàn)代汽車(chē)采用排放控制技術(shù)對(duì)汽車(chē)尾氣排放的控制起著重要作用。隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車(chē)保有量急劇曾加，汽車(chē)排放對(duì)大氣的污染已經(jīng)成為世界公害，直接危害著人類的健康，并破壞著自然界的生態(tài)平衡。在汽車(chē)密集的城市，汽車(chē)排放污染，不

3、僅是環(huán)境污染，而且也是自身的一種能源浪費(fèi)。汽車(chē)排氣中的CO、HC對(duì)大氣產(chǎn)生了很大的污染。氣車(chē)排放的污染對(duì)人們的生活環(huán)境造成了極大的影響，嚴(yán)重的威脅到了人們的身體健康，同時(shí)也危害著一些動(dòng)、植物的生存和生長(zhǎng)，破壞了自然界的生態(tài)平衡。因此，解決汽車(chē)的排氣污染成為了認(rèn)真研究的重要課題。為了保護(hù)我們的生存環(huán)境，關(guān)愛(ài)生命健康，必須嚴(yán)格限制汽車(chē)尾氣的排放。嚴(yán)格汽車(chē)排放，關(guān)愛(ài)生命健康。保護(hù)環(huán)境，人人有責(zé)。關(guān)鍵詞： 汽車(chē)，控制，排放，污染，生態(tài)平衡 汽車(chē)工業(yè) 污染 排放 能源浪費(fèi) 生態(tài)平橫AbstractWith the rapid development of automobile industry, car

4、 ownership increased rapidly, has become the world's pollution of vehicle emissions on air pollution, harm to human health, and destroy the ecological balance of nature. In the dense city car, the vehicle emission pollution, not only is the pollution of the environment, but also its a waste of e

5、nergy. In automobile exhaust CO, HC had a great pollution to the atmosphere. Gas vehicle emission pollution has a great influence on people's living environment, a serious threat to people's health, but also harmful to animal, plant survival and growth, destroyed the ecological balance of na

6、ture. Therefore, become an important subject of study to solve the exhaust pollution of automobile. In order to protect our living environment, care for life and health, we must strictly limit the vehicle exhaust emissions. Stringent vehicle emission, love life.Protect environment, is everyone's

7、 responsibility.With the rapid development of automobile industry, a sharp increase in cars, has become the world's pollution of vehicle emissions on air pollution, harm to human health, and destroy the ecological balance of nature has attracted the attention of various countries. Automobile exh

8、aust pollution, is not only a problem of environmental protection, but also result in a waste of energy. In automobile exhaust CO, HC have a great pollution to the atmosphere. Automobile exhaust pollution caused great impact on people's living environment, a serious threat to people's health

9、, but also harmful to animal, plant survival and growth, destroyed the ecological balance of nature. Therefore, become an important subject of study to solve the exhaust pollution of automobile. In order to protect our living environment, care for life and health, we must strictly limit the vehicle

10、exhaust emissions. So the modern car by controlling the emission control technology of automobile exhaust emissions plays an important role in the. automotive industry Pollution discharge waste of energy ecological balanceKey Words: Vehicle ，emission ，control ，Pollution ，ecological balance目 錄1 引言11.

11、1 低污染排放控制技術(shù)的研究12 發(fā)動(dòng)機(jī)排放的主要污染物及其危害12.1發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的主要形成機(jī)理12.2發(fā)動(dòng)機(jī)排放的主要污染物12.3 發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的形成12.3.1 CO生成機(jī)理及影響因素12.3.2 NOX的生成機(jī)理及影響因素22.4采用發(fā)動(dòng)機(jī)排放的燃燒技術(shù)23 排放系統(tǒng)23.1 發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)的構(gòu)成23.2汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的比較24 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)的應(yīng)用44.1三元催化器及作用和性能44.1.1簡(jiǎn)介44.1.2 作用44.1.3 性能特點(diǎn)44.2氧傳感器與閉環(huán)控制系統(tǒng)5 4.2.1氧傳感器5 4.2.2閉環(huán)控制系統(tǒng)55 發(fā)動(dòng)機(jī)排放后處理6 5.1 催化還原技術(shù)6

12、5.2 排放后處理技術(shù)75.3 催化劑的基本化學(xué)反應(yīng)85.4 選擇性NOx再循環(huán)技術(shù)86結(jié)論10參考文獻(xiàn)11致 謝121 引言自二十世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著世界各國(guó)對(duì)汽車(chē)排放污染的日益重視，在汽車(chē)排放控制方面逐漸形成了兩條發(fā)展路線：一是政府不斷嚴(yán)格汽車(chē)排放法規(guī)，促使汽車(chē)企業(yè)生產(chǎn)的汽車(chē)滿足低污染排放的要求；二是汽車(chē)企業(yè)通過(guò)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程，提高燃料的燃燒效率，改進(jìn)燃油品質(zhì)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排放，或者采用尾氣凈化技術(shù)，或者采用清潔燃料動(dòng)力系統(tǒng)，來(lái)滿足不斷嚴(yán)格的排放法規(guī)。為了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放達(dá)到較低的法規(guī)限制要求，僅僅靠改善燃料品質(zhì)及發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程是很難實(shí)現(xiàn)的，需要通過(guò)排氣后處理系統(tǒng)才能達(dá)到目的。目前

13、國(guó)內(nèi)大部分汽車(chē)還沒(méi)有排氣后處理裝置，然而根據(jù)國(guó)外汽車(chē)排放控制技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，汽車(chē)不僅需要裝后處理器，而且要設(shè)計(jì)控制排放的整個(gè)系統(tǒng)，成為發(fā)動(dòng)機(jī)供油、冷卻、潤(rùn)滑等系統(tǒng)之外的一個(gè)新系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為排放系統(tǒng)。1.1 低污染排放控制技術(shù)的研究?人們?yōu)榻档推?chē)排放，滿足日益嚴(yán)格的汽車(chē)排放法規(guī)，從兩個(gè)方面進(jìn)行了研究：一是改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒技術(shù)，使混合氣進(jìn)行充分的燃燒，降低發(fā)動(dòng)機(jī)CO、HC和NOxX的排放；二是采用高效凈化技術(shù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的有害氣體進(jìn)行氧化、還原，從而達(dá)到降低有害氣體排放的目的。2 發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)排放氣的主要污染物及其危害2.1發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的主要形成機(jī)理發(fā)動(dòng)機(jī)的排放污染物主要有CO、HC、NOxX

14、三種物質(zhì)。在發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部件溫度較低，燃油霧化不好，燃燒不充分；同時(shí)氣缸壁的溫度較低，燃燒火焰在到達(dá)氣缸壁時(shí)不久就熄滅，從而造成氣缸壁及其縫隙中殘留有大量的未燃HC；此外，為穩(wěn)定燃燒常向氣缸中噴入較濃的混合氣，這些過(guò)濃的混合氣在含氧量較少的條件下會(huì)產(chǎn)生大量的CO和HC。2.2發(fā)動(dòng)機(jī) 汽車(chē)排放的尾氣主要污染物汽車(chē)尾氣通過(guò)排氣管、曲軸箱、油箱和汽化器等處排出，排放的主要污染物為一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化物、硫化物、鉛、苯及一些懸浮顆粒物。2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)排放污染物的形成2.3.1 CO生成機(jī)理及影響因素CO的生成原理十分復(fù)雜，從實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，CO的生成率主要受燃空當(dāng)量比

15、的影響，與空氣系數(shù)值有關(guān)，與燃料成分的關(guān)系較小。由于常規(guī)的汽油機(jī)在部分負(fù)荷時(shí)空氣系數(shù)略大于1全負(fù)荷時(shí)空氣系數(shù)略小于1的混合氣中運(yùn)轉(zhuǎn)，因此會(huì)產(chǎn)生大量的CO排放。CO在燃燒過(guò)程中生成以后，比較慢的速率氧化成CO2；由于CO的生成是化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響，因此火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)加熱和急加速、減速時(shí)CO的排放比較嚴(yán)重，這就需要精確控制油量來(lái)進(jìn)行壓制。2.3.2 NOx的生成機(jī)理及影響因素?氮氧化合物NOxX包含NO和NO22，但主要是NO、NO22所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高，它們是空氣中的N22在燃燒高溫下的產(chǎn)物，與燃料的組成無(wú)關(guān)。NO是在燃燒火焰前鋒和火焰后的已燃區(qū)域中產(chǎn)生的。汽油機(jī)燃燒過(guò)程進(jìn)行得很快，在火焰

16、區(qū)域內(nèi)停留的時(shí)間很短；而早期的燃燒產(chǎn)物受到壓縮而溫度上升，因此在已燃區(qū)域內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的NO，而在火焰前鋒內(nèi)則生成量不大。根據(jù)NO的生成機(jī)理可知，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸在燃燒過(guò)程和膨脹過(guò)程中，其早期氣缸內(nèi)的溫度和O22濃度的變化是影響NOxX生成率的主要因素。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)對(duì)NO生成率影響最大的有：燃空當(dāng)量比、氣缸內(nèi)未燃混合氣中已燃?xì)怏w質(zhì)量分?jǐn)?shù)、主要用于控制NOxX生成率的排氣再循環(huán)量和點(diǎn)火正時(shí)等。2.4采用發(fā)動(dòng)機(jī)排放的燃燒技術(shù)汽車(chē)排放物的危害為提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和降低廢氣排放，人們采用了各種方法來(lái)研究發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒技術(shù)，如增強(qiáng)缸內(nèi)的渦流強(qiáng)度，通過(guò)在缸內(nèi)形成大渦流強(qiáng)度和小尺度渦流來(lái)改善SI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程；采

17、用EGR技術(shù)，通過(guò)降低峰值燃燒壓力來(lái)降低排放等。隨著電子技術(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒技術(shù)也得到了新的發(fā)展，如分層充氣預(yù)混合稀薄燃燒技術(shù)和勻質(zhì)混合壓縮點(diǎn)火式燃燒技術(shù)等。汽車(chē)尾氣污染物主要包括：一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸衔?、二氧化硫、煙塵微粒（某些重金屬化合物、鉛化合物、黑煙及油霧）、臭氣（甲醛等）。汽車(chē)尾氣最主要的危害是形成光化學(xué)煙霧。汽車(chē)尾氣中碳?xì)浠衔锖偷趸衔镌陉?yáng)光下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成臭氧，它和空氣中的其他成分結(jié)合就形成光化學(xué)煙霧。對(duì)其健康的危害主要表現(xiàn)為刺激眼淚，引起紅眼??；刺激鼻、咽喉、氣管和肺部，引起慢性呼吸系統(tǒng)疾病。光化學(xué)煙霧能使樹(shù)木枯死，農(nóng)作物大量減產(chǎn)，能降

18、低大氣的能見(jiàn)度，妨礙交通。汽車(chē)尾氣中一氧化碳的含量最高，它可經(jīng)呼吸道進(jìn)入肺泡，被血液吸收，與血紅蛋白相結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，降低血液的載氧能力，削弱血液對(duì)人體組織的供氧量，導(dǎo)致組織缺氧，從而引起頭痛等癥狀，重者窒息死亡。汽車(chē)尾氣中的碳?xì)浠衔镉?00多種，其中C2H4在大氣中的濃度達(dá)0.5ppm（十萬(wàn)分之一）時(shí)，能使一些植物發(fā)育異常。汽車(chē)尾氣中還發(fā)現(xiàn)有32種多環(huán)芳烴，包括3,4-苯并芘等致癌物質(zhì)。當(dāng)苯并芘在空氣中的濃度達(dá)到0.012ug/m3時(shí)，居民中得肺癌的人數(shù)會(huì)明顯增加。離公路越近，公路上汽車(chē)流量越大，肺癌死亡率越高。3 排放系統(tǒng)3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)的構(gòu)成1、排氣管：排氣管安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)

19、排氣岐管和消聲器之間，使整個(gè)排氣系統(tǒng)呈撓性聯(lián)接，從而起到減振降噪、方便安裝和延長(zhǎng)排氣消聲系統(tǒng)壽命的作用。2、后處理裝置：是指在進(jìn)行在預(yù)處理后的下一步工作，是最后加工完善以前進(jìn)行的工作。3、消聲器：是安裝在空氣動(dòng)力設(shè)備的氣流通道上或進(jìn)、排氣系統(tǒng)中的降低噪聲的裝置。3.2汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的比較設(shè)計(jì)排放系統(tǒng)的必要性及其功能將汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一般將汽油噴入進(jìn)氣管同空氣混合成為可燃混合氣再進(jìn)入汽缸，經(jīng)火花塞點(diǎn)火燃燒膨脹作功。人們通常稱 它為點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。而柴油機(jī)一般是通過(guò)噴油泵和噴油咀將柴油直接噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，和在氣缸內(nèi)經(jīng)壓縮后的空氣均勻混合，在高溫、高壓下自燃，推動(dòng)活塞作功。人們把這種發(fā)動(dòng)機(jī)通常稱

20、之為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油機(jī)汽車(chē)具有轉(zhuǎn)速高質(zhì)量輕、工作 時(shí)噪聲小、起動(dòng)容易、制造和維修費(fèi)用低等特點(diǎn)，故在轎車(chē)和中、小型貨車(chē)及軍用越野車(chē)上得到廣泛應(yīng)用。其不足之處是燃油消耗較高，因而燃油經(jīng)濟(jì)性較差。柴油機(jī)汽車(chē)因壓縮比高，燃油消耗平均比汽油機(jī)汽車(chē)低30%左右，所以燃油經(jīng)濟(jì)性較好。如最近上市的一汽大眾生產(chǎn)的TDI1.7升柴油轎車(chē)比1.6升汽油轎車(chē)每百公里可節(jié)約2升油。一般貨車(chē)大都采用柴油機(jī)。柴油機(jī)的弱點(diǎn)是轉(zhuǎn)速較汽油機(jī)低、質(zhì)量大、制造和維修費(fèi)用高。但目前柴油機(jī)的這些弱點(diǎn)正在逐漸得到克服，它的應(yīng)用范圍正在向中、輕型貨車(chē)擴(kuò)展。國(guó)外柴油轎車(chē)也有 很快的發(fā)展，其最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5000轉(zhuǎn)/分。通常，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與汽油發(fā)

21、動(dòng)機(jī)相比熱效率高30%，因而從節(jié)約能源、降低燃料成本角度上講，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轎車(chē)的推廣使用具有重大意義。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比具有功率大，壽命長(zhǎng)，動(dòng)力性能好的特點(diǎn)，它排放產(chǎn)生的溫室效應(yīng)比汽油低45%，一氧化碳與碳?xì)渑欧乓驳停谡?chē)的使用壽命期氮氧化合物排放略大于汽油機(jī)。柴油機(jī)的不足之處是有害顆粒物排放大。近年來(lái)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用渦輪增壓、中冷、直噴、尾氣催化轉(zhuǎn)換和顆粒捕集器等先進(jìn)技術(shù)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)的排放已達(dá)到歐III、歐IV排放標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲，柴油轎車(chē)比較普及，隨著環(huán)保與節(jié)能可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)格要求，今后汽車(chē)，特別是柴油小轎車(chē)將是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。目前我國(guó)一汽大眾已經(jīng)開(kāi)發(fā)出捷達(dá)、寶來(lái)柴油轎車(chē)，并已在國(guó)內(nèi)

22、部分城市上市。汽車(chē)在一定的使用條件下，以最小的燃料消耗量完成單位運(yùn)輸工作的能力稱為汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性。汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性是汽車(chē)的主要使用性能之一。通常，燃料的消耗費(fèi)用占到汽車(chē)運(yùn)行費(fèi)用的37%左右。影響汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的主要因素有：從汽車(chē)本身講，首先要提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率、進(jìn)氣效率和降低摩擦損失。其次要減少車(chē)身重量，減少空氣阻力，減少車(chē)輪的滾動(dòng)阻力。第三，提高傳動(dòng)效率，合理匹配變速比。從使用方面講，不同等級(jí)的路面跑起來(lái)耗油不同。交通擁擠、堵塞嚴(yán)重的狀況與暢通行駛的耗油完全不同。風(fēng)、雨、氣候變化對(duì)汽車(chē)的耗油量都有影響。駕駛者的技術(shù)對(duì)耗油水平也有很重要的作用。影響汽車(chē)燃料油經(jīng)濟(jì)性的因素十分多，其中最主要的還是

23、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)本身。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、后處理裝置及消聲器等作為一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，除了因?yàn)榻档团欧湃找骘@得重要外，還有下列原因：1）低排放、低油耗及高功率是現(xiàn)代車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)追求的主要目標(biāo)，然而有些發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的控制措施對(duì)實(shí)現(xiàn)這三大目標(biāo)是矛盾的，例如混合氣空燃比的控制，為了實(shí)現(xiàn)低油耗及低CO2的排放，需要采用稀混合氣燃料，而當(dāng)前使用的三元催化劑并不能適應(yīng)稀混合氣的燃燒。如果將三者統(tǒng)一作為單獨(dú)的系統(tǒng)處理，就能較好地解決矛盾。2）現(xiàn)有排氣系統(tǒng)除了要考慮低排量外，還要考慮降低噪音及排氣熱量的再利用，因此要將三者統(tǒng)一起來(lái)，納入一個(gè)新的系統(tǒng)-排氣系統(tǒng)。3）至今無(wú)論發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)還是后處理裝置的方案及形式都較多，隨著公

24、司及發(fā)動(dòng)機(jī)系列不同而不同。同時(shí)現(xiàn)在的汽車(chē)使用燃料的種類有曾多了，使用的燃料不同，排放的組成及降低排放物的對(duì)策也不同，很有必要將排放問(wèn)題從一個(gè)系統(tǒng)角度考慮，逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化或模塊化。4）現(xiàn)代電子技術(shù)及發(fā)動(dòng)機(jī)可變技術(shù)的發(fā)展，有可能將原來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管路的設(shè)計(jì)與降低排放結(jié)合起來(lái)，成為一個(gè)單獨(dú)的排放系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)的應(yīng)用4.1三元催化器及作用和性能4.1.1簡(jiǎn)介三元催化器，是安裝在汽車(chē)排氣系統(tǒng)中最重要的機(jī)外歪凈化裝置，它可將汽車(chē)尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過(guò)氧化和還原作用轉(zhuǎn)化為無(wú)害的二氧化碳、水和氮?dú)?。?dāng)高溫的汽車(chē)尾氣通過(guò)凈化裝置時(shí)，三元催化器中的凈化劑將增強(qiáng)CO、

25、HC和NOx三種氣體的活性，促使其進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng)，其中CO在高溫下氧化成為無(wú)色、無(wú)毒的二氧化碳?xì)怏w；HC化合物在高溫下氧化成水和二氧化碳；NOx還原成氮?dú)夂脱鯕?。三種有害氣體變成無(wú)害氣體，使汽車(chē)尾氣得以凈化。 4.1.2 作用工作原理當(dāng)高溫的汽車(chē)尾氣通過(guò)凈化裝置時(shí)，三元催化器中的凈化劑將增強(qiáng)CO、HC和NOx三種氣體的活性，促使其進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng)，其中CO在高溫下氧化成為無(wú)色、無(wú)毒的二氧化碳?xì)怏w；HC化合物在高溫下氧化成水和二氧化碳；NOx還原成氮?dú)夂脱鯕狻ＨN有害氣體變成無(wú)害氣體，使汽車(chē)尾氣得以凈化。4.1.3 性能特點(diǎn)三元催化器性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、壽命長(zhǎng)，其產(chǎn)品廣

26、泛適用于本田、奧德賽、別克、奧迪、帕薩特、桑塔納、現(xiàn)代、別克、奧拓、昌河、瑞虎、風(fēng)云、旗云、捷達(dá)等車(chē)型。三元催化器的載體部件是一塊多孔陶瓷材料，安裝在特制的排氣管當(dāng)中。稱它是載體，是因?yàn)樗旧聿⒉粎⒓哟呋磻?yīng)，而是在上面覆蓋著一層鉑、銠、鈀等貴重金屬。它可以把廢氣中的 HC、CO 變成水和 CO2, 同時(shí)把 NOx 分解成氮?dú)夂脱鯕狻C、CO 是有毒氣體，過(guò)多吸入會(huì)導(dǎo)致人死亡，而 NOx 會(huì)直接導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的發(fā)生。經(jīng)過(guò)研究證明，三元催化器是減少這些排放物的最有效的方法。通過(guò)氧化和還原反應(yīng)，一氧化碳被氧化成二氧化碳，碳?xì)浠衔锉谎趸伤投趸迹趸衔锉贿€原成氮?dú)夂脱鯕?。三種有害氣體都

27、變成了無(wú)害氣體。三元催化劑最低要在 350 攝氏度的時(shí)候起反應(yīng)，溫度過(guò)低時(shí)，轉(zhuǎn)換效率急劇下降；而催化劑的活性溫度是 400 到 800 左右，過(guò)高也會(huì)使催化劑老化加劇。在理想的空燃比下催化轉(zhuǎn)化的效果也最好。 催化還原包括選擇性催化還原和吸附性催化還原兩種。選擇性催化還原是在常規(guī)的三效催化轉(zhuǎn)化器中有選擇地使用兩種催化劑：一種為非貴重金屬催化劑（如Cu），涂覆在酸性載體（鋁或沸石）上，在高溫下起催化作用；另一種催化劑一般為貴重金屬（如Pt），它在低溫下起作用。采用這種方法，發(fā)動(dòng)機(jī)可以始終在稀混合氣運(yùn)轉(zhuǎn)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的HC還原NOX，但轉(zhuǎn)換效率比較低，一般在15%左右。另外，還可以通過(guò)附屬裝置將其

28、它還原劑（如氨、尿素等）噴射到排氣管中，采用氨、尿素等做還原劑時(shí)其轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到70%以上，但目前在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用還存在很多困難。吸附性催化還原是將對(duì)NOX具有吸附作用的材料（堿土金屬）和常規(guī)三效催化轉(zhuǎn)化器相結(jié)合的一種后處理技術(shù)。在轉(zhuǎn)化器載體上涂覆一層由貴重金屬和堿土金屬所組成的活性成分，在排氣富氧氣體中的NO被貴重金屬氧化成NO2，而NO2被堿土金屬吸收，同時(shí)排氣中的HC和CO直接被氧化成CO2和H2O排出發(fā)動(dòng)機(jī)；然后將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入濃混合氣下運(yùn)轉(zhuǎn)，使排氣中有足夠多的還原劑（CO、HC、H2等），從而把原來(lái)存儲(chǔ)在堿土金屬中的NO2還原生成N2、CO2和H2O排出發(fā)動(dòng)機(jī)。這種方法采用加濃混合氣

29、作為還原劑，因而發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗相對(duì)較高。4.2氧傳感器與閉環(huán)控制系統(tǒng)在使用三元催化轉(zhuǎn)換器以減少排氣污染的發(fā)動(dòng)機(jī)上，氧傳感器是必不可少的元件。由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化劑對(duì)CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降，故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測(cè)排氣中氧的濃度，并向ECU發(fā)出反饋信號(hào)，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。4.2.1氧傳感器電噴車(chē)為獲得高排氣凈化率，降低排氣中一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔锍煞荩仨毨萌呋?。但為了能有效地使用三元催化器，必須精確地控制空燃比，使它始終接近理論空燃比。催化器通常裝在排氣歧管與消聲器之間。氧

30、傳感器具有一種特性，在理論空燃比附近它輸出的電壓有突變。這種特性被用來(lái)檢測(cè)排氣中氧氣的濃度并反饋給電腦，以控制空燃比。當(dāng)實(shí)際空燃比變高，在排氣中氧氣的濃度增加而氧傳感器把混合氣稀的狀態(tài)通知電腦。當(dāng)空燃比比理論空燃比低時(shí)，在排氣中氧氣的濃度降低，而氧傳感器的狀態(tài)通知電腦。ECU根據(jù)來(lái)自氧傳感器的電動(dòng)勢(shì)差別判斷空燃比的低或高，并相應(yīng)地控制噴油持續(xù)的時(shí)間。但是，如氧傳器有故障使輸出的電動(dòng)勢(shì)不正常，電腦就不能精確控制空燃比。所以氧傳感器還能彌補(bǔ)由于機(jī)械及電噴系統(tǒng)其它件磨損而引起空燃比的誤差。可以說(shuō)是電噴系統(tǒng)中唯一有“智能”的傳感器。傳感器的作用是測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后的排氣中氧是否過(guò)剩的信息，即氧氣含量，并

31、把氧氣含量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)以過(guò)量空氣因數(shù)為目標(biāo)的閉環(huán)控制；確保三元催化轉(zhuǎn)化器對(duì)排氣中的碳?xì)浠衔?、一氧化碳和氮氧化合物三種污染物都有最大的轉(zhuǎn)化效率，最大程度地進(jìn)行排放污染物的轉(zhuǎn)化和凈化。4.2.2閉環(huán)控制系統(tǒng)由信號(hào)正向通路和反饋通路構(gòu)成閉合回路的自動(dòng)控制系統(tǒng)，又稱反饋控制系統(tǒng)。這是一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，其中包括功率放大和反饋，使輸出變量的值響應(yīng)輸入變量的值。數(shù)控裝置發(fā)出指令脈沖后，當(dāng)指令值送到位置比較電路時(shí)，此時(shí)若工作臺(tái)沒(méi)有移動(dòng)，即沒(méi)有位置反饋信號(hào)時(shí)，指令值使伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)齒輪、滾珠絲杠螺母副等傳動(dòng)元件帶動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)。裝在機(jī)床工作臺(tái)上的位置測(cè)量元件，

32、測(cè)出工作臺(tái)的實(shí)際位移量后，后反饋到數(shù)控裝置的比較器中與指令信號(hào)進(jìn)行比較，并用比較后的差值進(jìn)行控制。若兩者存在差值，經(jīng)放大器后放大，再控制伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至差值為零時(shí)，工作臺(tái)才停止移動(dòng)。這種系統(tǒng)成為閉環(huán)伺服系統(tǒng)。基于反饋原理建立的自動(dòng)控制系統(tǒng)。所謂反饋原理，就是根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來(lái)進(jìn)行控制，即通過(guò)比較系統(tǒng)行為與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。在反饋控制系統(tǒng)中，既存在由輸入到輸出的信號(hào)前向通路，也包含從輸出端到輸入端的信號(hào)反饋通路，兩者組成一個(gè)閉合的回路。因此，反饋控制系統(tǒng)又稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋控制是自動(dòng)控制的主要形式。自動(dòng)控制系統(tǒng)多數(shù)是反饋控制系統(tǒng)。在工程上常把在

33、運(yùn)行中使輸出量和期望值保持一致的反饋控制系統(tǒng)稱為自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而把用來(lái)精確地跟隨或?qū)崿F(xiàn)某種過(guò)程的反饋控制系統(tǒng)稱為伺服系統(tǒng)或隨動(dòng)系統(tǒng)。 反饋控制系統(tǒng)由控制器、受控對(duì)象和反饋通路組成。反饋系統(tǒng)輸出的信號(hào)通道，用來(lái)將輸入與輸出相減，給出偏差信號(hào)。這一環(huán)節(jié)在具體系統(tǒng)中可能與控制器一起統(tǒng)稱為調(diào)節(jié)器。以爐溫控制為例，受控對(duì)象為爐子；輸出變量為實(shí)際的爐子溫度;輸入變量為給定常值溫度,一般用電壓表示。爐溫用熱電偶測(cè)量，代表爐溫的熱電動(dòng)勢(shì)與給定電壓相比較，兩者的差值電壓經(jīng)過(guò)功率放大后用來(lái)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。5 排放后處理二十世紀(jì)70年代，在汽油機(jī)車(chē)輛上首次安裝了催化轉(zhuǎn)化裝置，車(chē)輛的后處理技術(shù)得到了迅速發(fā)

34、展。由于在理論空燃比時(shí)，三效催化劑對(duì)HC、CO和NOx的轉(zhuǎn)化效率都很高，因此，目前車(chē)輛上普遍使用的都是這類三效催化劑。然而隨著發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)的發(fā)展，在稀燃條件下的三效催化劑對(duì)NOx的轉(zhuǎn)化效率卻非常低。為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，降低NOx等有害氣體的排放以達(dá)到未來(lái)排放法規(guī)的要求，則需要開(kāi)發(fā)新的、高效的催化還原系統(tǒng)。車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理主要包括兩方面內(nèi)容：排氣催化反應(yīng)及去除微粒，將有害排放物減到最低程度。5.1 排氣后處理所要研究解決的主要問(wèn)題催化還原技術(shù)研催化還原包括選擇性催化還原和吸附性催化還原兩種。選擇性催化還原是在常規(guī)的三效催化轉(zhuǎn)化器中有選擇地使用兩種催化劑：一種為非貴重金屬催化劑，涂覆

35、在酸性載體上，在高溫下起催化作用；另一種催化劑一般為貴重金屬，它在低溫下起作用。采用這種方法，發(fā)動(dòng)機(jī)可以始終在稀混合氣運(yùn)轉(zhuǎn)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的HC還原NOx，但轉(zhuǎn)換效率比較低，一般在15%左右。另外，還可以通過(guò)附屬裝置將其它還原噴射到排氣管中，采用氨、尿素等做還原劑時(shí)其轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到70%以上，但目前在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用還存在很多困難。 吸附性催化還原是將對(duì)NOx具有吸附作用的材料和常規(guī)三效催化轉(zhuǎn)化器相結(jié)合的一種后處理技術(shù)。在轉(zhuǎn)化器載體上涂覆一層由貴重金屬和堿土金屬所組成的活性成分，在排氣富氧氣體中的NO被貴重金屬氧化成NO2，而NO2被堿土金屬吸收，同時(shí)排氣中的HC和CO直接被氧化成CO2和H

36、2O排出發(fā)動(dòng)機(jī)；然后將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入濃混合氣下運(yùn)轉(zhuǎn)，使排氣中有足夠多的還原劑，從而把原來(lái)存儲(chǔ)在堿土金屬中的NO2還原生成N2、CO2和H2O排出發(fā)動(dòng)機(jī)。這種方法采用加濃混合氣作為還原劑，因而發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗相對(duì)較高。究和設(shè)計(jì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)必須要了解存在的問(wèn)題。目前車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)排放后處理存在的主要問(wèn)題如下：(1)“點(diǎn)火”溫度較高催化劑都要在較高的溫度下才能對(duì)排放物起催化作用，即所謂“點(diǎn)火”溫度較高。因此在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)及低溫下工作時(shí)，排氣溫度低，HC及CO排放高，而催化劑卻不能對(duì)它們起催化、轉(zhuǎn)化的作用。(2)不能同時(shí)適應(yīng)理論空燃比及稀混合氣的需要一般三元催化劑適合在發(fā)動(dòng)機(jī)使用理論空燃比混合氣時(shí)，同時(shí)對(duì)H

37、C、CO及NOx起催化轉(zhuǎn)化作用。而在使用稀混合氣時(shí)，排氣中氧含量多對(duì)NOx的還原作用就低。(3)微粒過(guò)濾器工作一段時(shí)間后，其中微粒增多，使排氣阻力增加，需要將其中微粒燒掉并排除掉，盡管已有多種技術(shù)可使微粒過(guò)濾器的功能恢復(fù)，但是仍需研究出一種更簡(jiǎn)單的辦法。(4)貴重金屬價(jià)格高催化劑中需要有鉑(Pt)、鈀(Pd)及銠(Rh)等貴金屬，這些金屬資源不豐富，價(jià)格高。需要尋求資源豐富、價(jià)格低的金屬作催化劑用。(5)催化劑被毒害的問(wèn)題催化劑在高溫作用下長(zhǎng)期使用容易老化，轉(zhuǎn)化效率降低。另外更重要的問(wèn)題是受排氣中硫化物、鉛等毒害，顯著損壞催化效率。此外還會(huì)產(chǎn)生臭味大的硫化氫。5.2排放排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)及催化劑發(fā)展

38、的趨勢(shì)后處理技術(shù)排放后處理技術(shù),是指為減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放的廢氣造成環(huán)境污染而對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)處理的技術(shù)。從國(guó)二到國(guó)三，關(guān)鍵在于燃油噴射系統(tǒng)，而從國(guó)三到國(guó)四，就必須使用排放后處理技術(shù)。    目前國(guó)際內(nèi)燃機(jī)行業(yè)從歐發(fā)展到歐，主要有兩種基本體系。大體上，歐洲傾向于SCR體系，利用尿素溶液對(duì)尾氣中的氮氧化物進(jìn)行處理；美國(guó)和日本傾向于EGR體系，即通過(guò)微粒捕集器或微粒催化轉(zhuǎn)換器，針對(duì)燃燒產(chǎn)生的微粒進(jìn)行處理的廢氣再循環(huán)技術(shù)。因?yàn)閲?guó)情不同，所以各國(guó)企業(yè)選擇技術(shù)有不同的傾向。在技術(shù)路線方面，國(guó)內(nèi)主流柴油機(jī)生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)基本達(dá)成共識(shí)，SCR將是未來(lái)國(guó)內(nèi)柴油機(jī)排放升級(jí)的主要技術(shù)方向。目前，玉柴、康明斯

39、、濰柴等都采用了SCR技術(shù)。SCR系統(tǒng)更適合中國(guó)市場(chǎng)的原因歸結(jié)于以下幾方面：第一，SCR系統(tǒng)能有效節(jié)省燃油消耗。SCR系統(tǒng)的燃油消耗相對(duì)于EGRDPF系統(tǒng)稍低一些，它的尿素水溶液消耗量也可在燃油消耗上得到補(bǔ)償。第二，如果現(xiàn)在采用此技術(shù)，在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都可以滿足排放法規(guī)的要求，直到歐乃至更高排放標(biāo)準(zhǔn)的引進(jìn)。第三，在EGRDPF系統(tǒng)中，需要增加冷卻器的體積，SCR系統(tǒng)只需一個(gè)附加的貯藏罐，這對(duì)于車(chē)輛駕駛室的設(shè)計(jì)影響不大。第四，發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜性低。SCR系統(tǒng)可以同時(shí)滿足國(guó)三和國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)，可以在部分地區(qū)提前引進(jìn)。根排放后處理技術(shù),是指為減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放的廢氣造成環(huán)境污染而對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)處理的技術(shù)。從國(guó)二到國(guó)三，關(guān)

40、鍵在于燃油噴射系統(tǒng)，而從國(guó)三到國(guó)四，就必須使用排放后處理技術(shù)。    目前國(guó)際內(nèi)燃機(jī)行業(yè)從歐發(fā)展到歐，主要有兩種基本體系。大體上，歐洲傾向于SCR（選擇性催化還原）體系，利用尿素溶液對(duì)尾氣中的氮氧化物進(jìn)行處理；美國(guó)和日本傾向于EGR（廢氣再循環(huán)）體系，即通過(guò)微粒捕集器或微粒催化轉(zhuǎn)換器（DPF），針對(duì)燃燒產(chǎn)生的微粒進(jìn)行處理的EGR（廢氣再循環(huán)）技術(shù)。因?yàn)閲?guó)情不同，所以各國(guó)企業(yè)選擇技術(shù)有不同的傾向。 在技術(shù)路線方面，國(guó)內(nèi)主流柴油機(jī)生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)基本達(dá)成共識(shí)，SCR將是未來(lái)國(guó)內(nèi)柴油機(jī)排放升級(jí)的主要技術(shù)方向。目前，玉柴、康明斯、濰柴等都采用了SCR技術(shù)。SCR系統(tǒng)更適合中國(guó)市場(chǎng)的原因

41、歸結(jié)于以下幾方面：第一，SCR系統(tǒng)能有效節(jié)省燃油消耗。SCR系統(tǒng)的燃油消耗相對(duì)于EGRDPF系統(tǒng)稍低一些，它的尿素水溶液消耗量也可在燃油消耗上得到補(bǔ)償。第二，如果現(xiàn)在采用此技術(shù)，在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都可以滿足排放法規(guī)的要求，直到歐乃至更高排放標(biāo)準(zhǔn)的引進(jìn)。第三，在EGRDPF系統(tǒng)中，需要增加冷卻器的體積，SCR系統(tǒng)只需一個(gè)附加的貯藏罐，這對(duì)于車(chē)輛駕駛室的設(shè)計(jì)影響不大。第四，發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜性低。SCR系統(tǒng)可以同時(shí)滿足國(guó)三和國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)，可以在部分地區(qū)提前引進(jìn)。據(jù)未來(lái)排放法規(guī)的要求，目前排氣后處理的有關(guān)技術(shù)、排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)及催化劑的發(fā)展將著重如下幾個(gè)方面：(1)重視催化機(jī)理的基礎(chǔ)研究過(guò)去較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，提高催化劑的效率

42、主要靠選擇、配對(duì)及不同質(zhì)量比例等進(jìn)行試驗(yàn)、篩選。今后將要進(jìn)行更多的基礎(chǔ)研究及微觀分析。催化劑現(xiàn)代理論是以“活性部位”學(xué)說(shuō)為基礎(chǔ)?；钚圆课痪褪侵复呋牧暇w上的點(diǎn)。在這些點(diǎn)上，催化劑促使排氣中一些成分，被吸附在上面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)?，F(xiàn)代排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究人員正在著手研究催化劑不同反應(yīng)能力模式的基本原因，了解在不同氧化物體系中，專門(mén)起催化作用的活性部位的本質(zhì)。從而能通過(guò)這些微觀的基礎(chǔ)研究，形成一個(gè)專門(mén)的催化反應(yīng)學(xué)說(shuō)領(lǐng)域，將研究成果應(yīng)用到未來(lái)排放催化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，獲得更高的催化反應(yīng)效率。(2)加強(qiáng)排放系統(tǒng)的空氣動(dòng)力學(xué)研究過(guò)去對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)氣體流動(dòng)研究得較多。現(xiàn)代及未來(lái)將致力于排放系統(tǒng)氣體動(dòng)力學(xué)的研究，該

43、研究包括以下三方面內(nèi)容：一是催化反應(yīng)器中排氣流動(dòng)的研究、二是排氣動(dòng)能及可變技術(shù)的研究、三是降低排氣阻力及噪聲的研究。這三個(gè)方面的研究要達(dá)到多種目的，會(huì)有一些干擾的矛盾產(chǎn)生，必要時(shí)如何采取折衷方案，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(wù)之一。(3)單獨(dú)進(jìn)行排放系統(tǒng)所需空燃比的調(diào)節(jié)提高發(fā)動(dòng)機(jī)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(lái)發(fā)展的趨勢(shì)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(shuō)調(diào)節(jié)其含氧量，這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)本身及排放系統(tǒng)空燃比的調(diào)節(jié)分開(kāi)，使兩者都能得到最大的效益。(4)研究適合稀燃需要的催化劑發(fā)動(dòng)機(jī)采用稀混合氣快速

44、燃燒技術(shù)日益受到重視，采用燃油直接噴入氣缸及稀燃的技術(shù)，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)兼?zhèn)涓弑裙β始暗陀秃牡膬?yōu)點(diǎn)。然而需要開(kāi)發(fā)適應(yīng)稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)的新型催化劑，以便能在含氧量較多的排氣中，也能使NOx還原轉(zhuǎn)化。(5)研究開(kāi)發(fā)適合清潔燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的排放系統(tǒng)使用醇燃料、氣體燃料及靈活燃料的汽車(chē)排氣中的成分與汽油、柴油相比，有一定變化，增加了未燃醇、甲烷、甲醛及乙醛等，這些排放物同樣污染大氣環(huán)境，影響人類健康及生態(tài)的平衡?，F(xiàn)有催化劑不能很好的抑制、消除這些排放物。需要根據(jù)這些排放物生成的特點(diǎn)、氧化轉(zhuǎn)化機(jī)理及條件，研究新的催化劑及排放系統(tǒng)。5.3催化劑的基本的化學(xué)反應(yīng)排氣催化反應(yīng)是通過(guò)催化反應(yīng)器中的催化劑的作用，加速排氣中有害

45、物質(zhì)向無(wú)害物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。例如使HC及CO氧化成H22O及CO22；加速NOx還原成N2、N22O、NH3及H22O等。催化劑的作用是降低反應(yīng)溫度，加快轉(zhuǎn)化速率。5.4選擇性NOx再循環(huán)技術(shù)基本的后處理方案在選擇性NOx再循環(huán)技術(shù)與廢氣再循環(huán)原理極為相似，是將NOx吸收器吸收的NOx引到進(jìn)氣歧管，再次進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸參與反應(yīng)。兩個(gè)吸收器并列安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管上，系統(tǒng)工作時(shí)兩個(gè)吸收器交替在吸收或釋放的工作狀態(tài)，在吸收器的前端設(shè)有控制閥，可將發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣有選擇地導(dǎo)入其中一個(gè)吸收器。吸收器后端設(shè)有回流閥，用來(lái)控制吸收器釋放NOx的再循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，吸收器前后閥門(mén)協(xié)調(diào)工作，使NOx的吸收和釋放同時(shí)

46、進(jìn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣在前端閥門(mén)的導(dǎo)向作用下，進(jìn)入處于吸收狀態(tài)的吸收器中，排氣中的NOx被吸收；當(dāng)該吸收器達(dá)到飽和時(shí)，前端的控制閥就將排氣導(dǎo)入另一吸收器吸收NOx。與此同時(shí)，第一個(gè)吸收器開(kāi)始釋放已經(jīng)吸收的NOx，其釋放的速度取決于吸收器的材料。被吸收的NOx通過(guò)回流閥釋放回到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管，與空氣混合后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，在燃燒中經(jīng)過(guò)各種反應(yīng)后，NOx的排放大幅度降低。這種后處理技術(shù)與常規(guī)的后處理技術(shù)不同，NOx的降低不是依賴催化還原，而是在燃燒過(guò)程中經(jīng)過(guò)各種反應(yīng)來(lái)降低的，因此不會(huì)產(chǎn)生其它有害氣體排放，關(guān)鍵在于需要開(kāi)發(fā)出對(duì)NOx具有較大吸收作用的吸收器材料。汽油機(jī)上應(yīng)用催化反應(yīng)器的技術(shù)方案有以下4

47、種：(1)僅采用兩級(jí)催化反應(yīng)器，CO及HC被轉(zhuǎn)化成無(wú)害的CO2及H2O；(2)采用兩級(jí)催化反應(yīng)器，第一級(jí)是采用還原型催化劑使NOx還原，而第二級(jí)是引入二次空氣，并用氧化型催化劑，使CO及HC氧化燃燒；(3)采用排氣再循環(huán)及氧化型催化反應(yīng)器，排氣再循環(huán)用于降低排氣的NOx含量，而氧化型催化反應(yīng)器則使CO及HC轉(zhuǎn)化成CO2及H2O；(4)采用三元催化反應(yīng)器方案，在同一反應(yīng)器內(nèi)，NOx、HC和CO同時(shí)都轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體。在柴油機(jī)上使用催化反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：(1)柴油機(jī)的過(guò)量空氣系數(shù)較大，不需二次空氣，就有足夠氧氣供CO及HC氧化；(2)柴油機(jī)排氣的HC及CO含量較汽油機(jī)的低，不易維持還原反應(yīng)的

48、溫度，而排氣的氧化氣氛強(qiáng)，故難以用還原催化法去除NOx；(3)柴油機(jī)沒(méi)有四乙基鉛添加劑，因此排氣不會(huì)使催化劑發(fā)生鉛中毒現(xiàn)象，但排氣的微粒及焦油較多，附在催化劑上會(huì)影響其活性。柴油機(jī)需用具有催化反應(yīng)劑的微粒過(guò)濾器。6總結(jié) 隨著人們對(duì)全球氣候變暖和空氣污染的重視程度的提高，以及對(duì)全球石油資源的憂慮，世界各大汽車(chē)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)都投入了大量的經(jīng)費(fèi)來(lái)研究汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒及后處理技術(shù)，提出了許多新的思路和方法，如清潔燃料車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)等，從不同的角度來(lái)解決汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性和有害氣體排放的問(wèn)題，并且都取得了一定的成效，但同時(shí)也還存在著許多問(wèn)題。對(duì)我國(guó)汽車(chē)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，了解并掌握汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)污染控制的最新技術(shù)并加以