汽車排放及控制課件

1、第第1 1章章 緒論緒論第第2 2章章 汽車排放污染物的生成汽車排放污染物的生成 機(jī)機(jī)理和影響因素理和影響因素第第3 3 章章 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的排放特性汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的排放特性第第4 4章章 車用汽油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化車用汽油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化第第5 5章章 車用柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化車用柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化第第6 6章章 車用汽油機(jī)后處理凈化車用汽油機(jī)后處理凈化 汽車排放污染及控制汽車排放污染及控制目錄目錄 第第7 7章章 車用柴油機(jī)后處理凈化車用柴油機(jī)后處理凈化第第8 8章章 燃料與排放燃料與排放第第9 9章章 汽車排放污染物凈化方案及分析汽車排放污染物凈化方案及分析第第1010章章 汽車排放及測(cè)試汽車排放及測(cè)試第第1111章

2、章 排放標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)課程內(nèi)容課程內(nèi)容8.1 8.1 燃料對(duì)排放的影響燃料對(duì)排放的影響8.2 8.2 燃料的改善燃料的改善8.3 8.3 代用燃料代用燃料第8章 燃料與排放 第第8 8章章 燃料與排放燃料與排放概述：主要內(nèi)容概述：主要內(nèi)容第8章 燃料與排放 介紹了車用燃料介紹了車用燃料對(duì)汽車排放的影響，對(duì)汽車排放的影響，敘述了汽油和柴油敘述了汽油和柴油的改良方法及常用的改良方法及常用的代用燃料。的代用燃料。汽油對(duì)排放的影響汽油對(duì)排放的影響第8章 燃料與排放 汽油對(duì)排放的影響汽油對(duì)排放的影響第8章 燃料與排放 汽油辛烷值的影響汽油辛烷值的影響 汽油的辛烷值高，則抗爆燃能力強(qiáng)，辛烷值低可能引起較強(qiáng)的

3、爆燃，并增加NOX排放量。汽油揮發(fā)性的影響汽油揮發(fā)性的影響 汽油的揮發(fā)性對(duì)NOX排放沒(méi)有影響，對(duì)CO排放影響也很小。汽油密度的影響汽油密度的影響 汽油密度變化對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)燃料調(diào)整的發(fā)動(dòng)機(jī)排放的影響實(shí)際上可以忽略不計(jì)。汽油對(duì)排放的影響汽油對(duì)排放的影響第8章 燃料與排放 烴類組成的影響烴類組成的影響 烷烴的熱穩(wěn)定性好；烯烴具有較高的辛烷值,但熱穩(wěn)定性差，易于在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)里形成膠狀沉淀物；芳烴燃燒溫度高，從而增加了NOX排放量，重的芳烴和其它高分子重化合物都有可能在汽油機(jī)燃燒室表面形成沉淀物，增加排氣中的HC和NOX排放。硫含量的影響硫含量的影響 硫可降低三效催化轉(zhuǎn)化器的效率，對(duì)氧傳感器也有不利影

4、響，汽油中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)S從10-4降到10-5數(shù)量級(jí)時(shí)，HC、CO、NOX等均有顯著的下降。添加劑對(duì)汽油的排放也有一定影響添加劑對(duì)汽油的排放也有一定影響柴油對(duì)排放的影響柴油對(duì)排放的影響第8章 燃料與排放 柴油對(duì)排放的影響柴油對(duì)排放的影響第8章 燃料與排放 十六烷值的影響十六烷值的影響 十六烷值下降時(shí)柴油機(jī)冷起動(dòng)性能變差，柴油機(jī)容易排氣冒白煙，引起排放增加。粘度、密度和餾程的影響粘度、密度和餾程的影響 柴油粘度增加，霧化變差，燃燒惡化，碳煙排放增加；柴油密度較高會(huì)導(dǎo)致微粒排放量增加；柴油的餾程也會(huì)影響柴油機(jī)的微粒排放量。芳烴含量的影響芳烴含量的影響 芳烴是柴油中的有害成分，芳烴燃燒時(shí)冒煙傾向嚴(yán)重

5、。柴油對(duì)排放的影響柴油對(duì)排放的影響第8章 燃料與排放 硫含量的影響硫含量的影響 柴油中的硫含量比汽油高得多，柴油中的硫在柴油機(jī)中燃燒后以SO2形式隨排氣排出，其中一部分SO2被氧化成SO3，然后與水結(jié)合形成硫酸和硫酸鹽。添加劑的影響添加劑的影響 柴油中加入少量堿土金屬或過(guò)渡金屬的環(huán)烷酸鹽或硬脂酸鹽，可顯著降低柴油機(jī)排氣的煙度，這類添加劑被稱為消煙劑。 柴油中還能加有機(jī)添加劑，它們一般都能改善柴油機(jī)的排放狀況。燃料的改善燃料的改善第8章 燃料與排放 燃料的改善第8章 燃料與排放 汽油的改善汽油的改善 對(duì)于低排放無(wú)鉛汽油規(guī)定鉛的質(zhì)量濃度要從微量降低到零；對(duì)硫含量也作了嚴(yán)格限制；需要大幅度降低烯烴含

6、量，減少汽油機(jī)內(nèi)的沉積物，對(duì)芳烴特別是苯含量作了限制，以降低排氣的毒性。柴油的改善柴油的改善 對(duì)于低排放柴油來(lái)說(shuō)，首先要提高十六烷值；降低柴油中的硫含量則是低排放柴油的標(biāo)志性特征。代用燃料代用燃料第8章 燃料與排放 代用燃料概念車天然氣天然氣第8章 燃料與排放 天然氣主要來(lái)源于油田，它是地表下巖石儲(chǔ)集層中自然存在的、以輕質(zhì)碳?xì)浠衔餅橹黧w的氣體混合物，主要成分是甲烷，其余為乙烷、丙烷、丁烷及少量其它物質(zhì)。地球上天然氣資源豐富，是世界上產(chǎn)量增長(zhǎng)最快的能源。 開(kāi)采天然氣天然氣按其存在形式分為壓縮天然氣和液化天然氣。目前用于汽車上的是壓縮天然氣。天然氣的性能指標(biāo)天然氣的性能指標(biāo)第8章 燃料與排放 天

7、然氣與汽油的主要理化性能比較表項(xiàng)目項(xiàng)目天然氣（甲烷）天然氣（甲烷） 汽油（汽油（90#）密度（液相kg/m3）424700780分子量M16.04396沸點(diǎn)（）-161.53090低熱值（MJ/kg）50.0543.9辛烷值（RON）13092著火極限（%）537390420火焰?zhèn)鞑ニ俣龋╟m/s）33.83947火焰溫度（）19182197天然氣天然氣的排放性能的排放性能第8章 燃料與排放 實(shí)驗(yàn)表明，燃用壓縮天然氣的CO和HC排放較汽油明顯降低，甲烷的排放增加。此外，使用中發(fā)現(xiàn)純壓縮天然氣汽車NOx排放高。 圖8-7 壓縮天然氣概念車天然氣在汽車上與空氣混合時(shí)是氣態(tài)，因此，與汽油、柴油相比，

8、混合氣更均勻，燃燒更完全。另外，天然氣的主要成分甲烷中只有一個(gè)碳分子，從理論上講，燃燒產(chǎn)物中CO較少。液化石油氣液化石油氣第8章 燃料與排放 車用液化石油氣的主要成分是丙烷和丁烷。丙烷沸點(diǎn)低，極易汽化，冷起動(dòng)性好，但熱值低；丁烷沸點(diǎn)高，不易汽化，但熱值高。LPG排放污染物較低，但比CNG的排放要高。液化石油氣(LPG)與汽油、柴油常規(guī)汽車燃料相比，具有燃燒完全、積炭少、排放污染物低等優(yōu)點(diǎn)。CNG汽車系統(tǒng)示意圖LPG汽車醇類燃料醇類燃料第8章 燃料與排放 醇類燃料汽車是指以甲醇或乙醇為燃料的汽車。它與電動(dòng)車、天然氣汽車一樣，都是新能源和低公害汽車。醇類燃料汽車發(fā)展較早，到目前為止，在技術(shù)方面和成

9、本方面醇類汽車已經(jīng)達(dá)到實(shí)用階段。醇類分子醇類燃料資源豐富，可從眾多的原料中提取。醇類燃料的性能指標(biāo)醇類燃料的性能指標(biāo)第8章 燃料與排放 醇類燃料的主要性能指標(biāo)項(xiàng)目項(xiàng)目汽油汽油甲醇甲醇乙醇乙醇常壓沸點(diǎn)（）3022064.878.3低熱值（MJ/kg）44.5220.2627.20汽化潛熱（kJ/kg）2971101862辛烷值（RON）90,93,95,97112111自燃點(diǎn)（）260470420分子量1001153246醇類燃料的應(yīng)用醇類燃料的應(yīng)用第8章 燃料與排放 污染物污染物E85汽油車汽油車變化率變化率(%)CO(g/km)81.7+371HC(g/km)1400300+367NOX(g

10、/km)2641.5-37.3E85汽車怠速排放與同型汽油車排放對(duì)比醇類燃料在汽車上的主要三種類型：摻燒、純燒和改質(zhì)。摻燒主要是醇（甲醇或乙醇）以不同的比例摻入汽油中；純燒類型是指單純?nèi)紵状蓟蛞掖既剂希桓馁|(zhì)類型現(xiàn)在主要是指甲醇改質(zhì)。利用發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱將甲醇生成為H2和CO，然后輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒。醇類燃料對(duì)降低汽車排放污染的效果明顯。植物油植物油第8章 燃料與排放 植物油的許多性質(zhì)與柴油比較接近， 因此主要用作柴油機(jī)替代燃料。與柴油相比，植物油熱值略低，但因密度大，體積熱值較接近；植物油餾分比柴油重得多，粘度和表面張力比柴油大，霧化困難；自燃點(diǎn)高而十六烷值低，發(fā)火性差，著火延遲期長(zhǎng)；殘?zhí)几?，?/p>

11、燒室易生成沉積物。此外，植物油易生成膠狀物堵塞油路。純植物油用作柴油機(jī)燃料時(shí)，通過(guò)加大噴油提前角，增加油泵循環(huán)供油量等措施，可以獲得良好的動(dòng)力性。但使用純植物油冷起動(dòng)困難，而且容易出現(xiàn)過(guò)濾器堵塞、燃燒室積碳、活塞環(huán)粘接、潤(rùn)滑油稀釋等問(wèn)題。植物油植物油第8章 燃料與排放 相對(duì)相對(duì)密度密度運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度(38)/mm2/s殘?zhí)繗執(zhí)?熱值熱值MJ/kg自燃點(diǎn)自燃點(diǎn)十六十六烷值烷值豆油0.92640.200.5838.936327芝麻油0.92236.890.5637.2320玉米油0.92234.740.4237.2357菜籽油0.92134.710.5238.935032幾種植物油的主要性質(zhì)表氫

12、氣氫氣第8章 燃料與排放 氫氣作發(fā)動(dòng)機(jī)燃料有許多優(yōu)點(diǎn)：資源豐富，熱值高，排放污染少。它既可以借助化工技術(shù)從煤、天然氣等化石能源制取，也可利用太陽(yáng)能、核能等自然能源分解水獲 得。氫作為代用燃料，其燃燒產(chǎn)物既沒(méi)有HC、CO和碳煙等污染物，也沒(méi)有造成溫室效應(yīng)的CO2，其唯一的有害排放物是NOx，因此氫是理想的清潔燃料。氫氣動(dòng)力車氫氣的局限和前景氫氣的局限和前景第8章 燃料與排放 近年來(lái)，儲(chǔ)氫金屬的研究成果為解決氫氣儲(chǔ)存問(wèn)題展現(xiàn)了良好前景；氫可以在汽油機(jī)和柴油機(jī)上使用，在汽油機(jī)上使用時(shí)，通過(guò)氫氣空氣混合氣經(jīng)氫氣與空氣混合在進(jìn)氣行程送入汽缸即可；柴油機(jī)使用氫燃料時(shí)，由于氫的著火溫度高，難于自行燃燒，一般采用火花塞或熾熱表面點(diǎn)火。氫作為車用發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的主要問(wèn)題是氫的能量密度很低，以目前的技術(shù)，相對(duì)而言，使用液氫比較可行，但超低溫技術(shù)價(jià)格昂貴；另外，氫的制造成本還很高。隨著技術(shù)的進(jìn)步，一般認(rèn)為在本世紀(jì)中葉開(kāi)始將會(huì)大量使用氫作為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。 作業(yè)作業(yè): :n8.1 8.1 影響汽油機(jī)排放的主要因素有哪些？影響汽油機(jī)排放的主要因素有哪些？n8.2 8.2 影響柴油機(jī)排放的主要因素有哪些？影響柴油機(jī)排放的主要因