第6章發(fā)動機(jī)有害排放物的控制系統(tǒng)(陳家瑞)ppt課件

1、第六章 發(fā)動機(jī)有害排放物的控制系統(tǒng)第一節(jié) 汽車發(fā)動機(jī)的有害排放物第二節(jié) 汽油機(jī)的排放控制安裝第三節(jié) 柴油機(jī)排氣后處置安裝第一節(jié) 汽車發(fā)動機(jī)的有害排放物 發(fā)動機(jī)的有害排放物：主要有一氧化碳CO、碳?xì)浠衔颒C、氮氧化合物NOx和微粒排放。一、一氧化碳CO：碳?xì)淙剂系牟煌耆a(chǎn)物，人吸入后將降低血液吸收和運送氧氣的才干。 一氧化碳CO是碳?xì)淙剂显谙邕^程中生成的重要的中間產(chǎn)物。CO生成的機(jī)理比較復(fù)雜。 氧氣 缺乏;產(chǎn)生緣由： 熄滅溫度低； 熄滅時間缺乏； 混合不均。 從化學(xué)當(dāng)量的角度看，CO的生成率主要受混合氣濃度c的影響。二、碳?xì)浠衔颒C：包括未燃和未完全熄滅的燃油和 光滑油蒸汽。 HC和NOx

2、在陽光照射下構(gòu)成光化學(xué)煙霧，其主要生成物是臭氧，具有劇烈氧化性，對人類、環(huán)境危害極大。 尾氣HC占總量的60；產(chǎn)生來源： 曲軸箱竄氣HC占總量的25； 供油系統(tǒng)的蒸氣HC占總量的1520左右。 在熄滅過程中HC的生成途徑：氧氣缺乏、縫隙效應(yīng)、激冷與淬熄。三、氮氧化物NOx：發(fā)動機(jī)排出的氮氧化物主要是NO占95%，NO2排出量較少。 高溫；主要緣由： 富氧； 滯留時間。四、微粒排放：主要指柴油機(jī)排氣中的碳煙，其外表吸附的可融性有機(jī)物對人的呼吸道有害。1構(gòu)成緣由 碳煙是由烴類燃料在高溫缺氧條件下裂解生成的。2危害 0.1m以下的微粒對人體的危害最大，吸入肺葉后會吸附在肺細(xì)胞上，其中可溶性有機(jī)物、多

3、環(huán)芳香烴等是致癌物質(zhì)。汽油車排放的來源第二節(jié) 汽油機(jī)的排放控制安裝 氧化催化轉(zhuǎn)化安裝一、催化轉(zhuǎn)化安裝 復(fù)原催化轉(zhuǎn)換安裝 三元催化轉(zhuǎn)換安裝 1、氧化催化轉(zhuǎn)化安裝 氧化轉(zhuǎn)換器只將排氣中的CO、HC氧化成CO2和H2O，又稱為二元催化轉(zhuǎn)換器，必需提供二次空氣作為氧化劑。催化反響器低溫下運用 三元催化轉(zhuǎn)換器可以同時降低CO、HC和NOx的排放。它可以以排氣中的CO和HC作為復(fù)原劑，將Nox復(fù)原成氮氣N2和氧氣O2，而CO和HC那么被氧化為CO2和H2O。當(dāng)空燃比在實際空燃比A/F=14.7 a=1附近時，氧化-復(fù)原反響到達(dá)平衡， CO、HC和NOx的排放同時到達(dá)最低。2、三元催化轉(zhuǎn)化安裝廢氣轉(zhuǎn)化效率與

4、a 的關(guān)系1油品：催化轉(zhuǎn)換器不能運用加鉛汽油，會使催化劑失效；2排溫：催化轉(zhuǎn)換器僅在溫度超越350C才起作用，因此，催化轉(zhuǎn)換器都安裝在溫度較高的排氣歧管后面附近；3混合氣成分：混合氣空燃比必需在14.7附近?；旌蠚膺^濃或氣缸缺火，都會使轉(zhuǎn)換器過熱。三元催化轉(zhuǎn)換器運用原那么二、降低低溫HC排放安裝 1直接催化 將催化轉(zhuǎn)化安裝直接安裝在排氣管之后，加快催化劑的升溫速度。對降低冷態(tài)下的HC很有效。 存在的問題:由于催化轉(zhuǎn)化安裝安裝在離發(fā)動機(jī)排氣管盡能夠接近的位置，所以受高溫的影響，促進(jìn)催化劑的熱劣化，因此，需求提高催化安裝的耐熱性。2利用電加熱催化轉(zhuǎn)化安裝 經(jīng)過外部電力提早加熱催化，電加熱催化轉(zhuǎn)化安

5、裝的主要缺陷是耗電量大，耐久可靠性較差。3二次熄滅安裝 這是一種將燃料的一部分或過濃混合氣送到催化轉(zhuǎn)化安裝之前，由熄滅器點火熄滅促進(jìn)催化的安裝。這種方式的主要缺陷是構(gòu)造復(fù)雜。 4采用HC捕捉器三、稀薄NOx催化轉(zhuǎn)化安裝 稀薄熄滅技術(shù)的空燃比大于實際空燃比，所以三元催化轉(zhuǎn)化安裝三元催化轉(zhuǎn)換器不再適用。因此，專門開發(fā)出了稀薄混合氣熄滅時的NOx催化轉(zhuǎn)化安裝。這種催化轉(zhuǎn)化安裝主要有 NOx直接分解型：是一種在稀薄混合氣下以HC為復(fù)原劑直接凈化NOx的方式。 NOx吸附復(fù)原型 ：是一種在稀薄熄滅時吸附NOx，在濃或者實際空燃比時將吸附的NOx進(jìn)展復(fù)原凈化的系統(tǒng)。 四、排氣再循環(huán)EGR系統(tǒng) 廢氣再循環(huán)：

6、把發(fā)動機(jī)排出的部分廢氣回送到進(jìn)氣管，并與新穎混合氣一同進(jìn)入氣缸。由于廢氣中含有大量的CO2，在不參與熄滅，卻吸收了大量的熱，因此，降低了最高熄滅溫度，又使混合氣中氧的成份降低，因此減少了NOx排放。 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)工況的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，因此，必需根據(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。 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，主要由廢氣再循環(huán)閥EGR閥控制廢氣再循環(huán)的廢氣量。而EGR閥的開度大小由電磁閥和真空調(diào)理閥控制造用在EGR閥上真空膜片室內(nèi)的進(jìn)氣管真空度大小，改動膜片的位置，就改動了EGR閥的開度大小，從而改動了廢氣再循環(huán)的廢

7、氣量。排氣再循環(huán)EGR構(gòu)造組成及任務(wù)原理 1-電控單元 2-EGR閥 3-真空電磁閥(VSV) 4-三元催化器 5-氧傳感器 6-水溫傳感器 1低溫、低速時不投入任務(wù) 2高速、中等負(fù)荷時投入任務(wù) 3大負(fù)荷時不投入任務(wù) 1、汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)作用:防止燃油箱和化油器浮子室內(nèi)的燃油蒸發(fā)HC化合物排入大氣呵斥污染方法:將這些汽油蒸氣搜集和儲存在活性炭罐內(nèi)，在發(fā)動機(jī)任務(wù)時再將其送入氣缸燒掉。 發(fā)動機(jī)停機(jī)后，燃油蒸氣進(jìn)入炭罐，被活性炭吸附。發(fā)動機(jī)起動后，進(jìn)氣管真空度經(jīng)真空軟管10傳送到限流閥8，膜片上移并將限流孔開啟，新穎空氣自炭罐底部向上流過炭罐，與吸附在活性炭外表的汽油蒸氣，經(jīng)限流孔和汽油蒸氣管9進(jìn)入

8、進(jìn)氣歧管。 五、其他排放物的控制安裝 圖6 燃油蒸發(fā)EVAP控制系統(tǒng)1-汽油箱 2-燃油泵 3-蒸發(fā)閥 4-雙通閥 5-碳罐 6-EVAP控制電磁閥 7-進(jìn)氣軟管 -節(jié)氣門 9-濾網(wǎng) 10-量孔 怠速時，傳送到膜片上方的真空度很小，致使孔徑較大的限流孔封鎖，以免破壞怠速時混合氣的空燃比；大負(fù)荷或高轉(zhuǎn)速工況下，限流閥全開，大、小限流孔均開啟。 當(dāng)發(fā)動機(jī)在中、小負(fù)荷下任務(wù)水溫75C時，電腦給EVAP控制電磁閥提供搭鐵回路，EVAP控制電磁閥開啟，活性碳罐與進(jìn)氣管之間構(gòu)成通路，新穎空氣即從活性碳罐下方的控制量孔進(jìn)入活性碳罐，去除吸附在碳粒外表上的燃油蒸氣，并與其一同經(jīng)過進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸內(nèi)熄滅。 發(fā)動機(jī)

9、任務(wù)時，進(jìn)氣管真空度沿著曲軸箱氣體軟管所構(gòu)成的通道，將進(jìn)入空濾器的新穎空氣經(jīng)空氣軟管吸入氣缸蓋罩內(nèi)，再由缸蓋和機(jī)體上的孔道進(jìn)入曲軸箱，與曲軸箱氣體混合后，經(jīng)PVC閥進(jìn)入進(jìn)氣管和氣缸。2、 強(qiáng)迫式曲軸箱通風(fēng)安裝 PCV系統(tǒng) 恒溫進(jìn)氣空氣濾清器的構(gòu)造見圖6-1、圖6-2所示。進(jìn)氣管真空度作用在真空控制膜盒7上，控制控制閥8開大或關(guān)小3、恒溫進(jìn)氣 第三節(jié) 柴油機(jī)排氣后處置安裝柴油機(jī)排放特點EGR系統(tǒng)3. 氧化催化轉(zhuǎn)化器4. NOx復(fù)原催化轉(zhuǎn)化器5. 顆粒捕捉器DPF Diese Praticulate Filter)特點：1無燃油蒸發(fā)排放問題；2與汽油機(jī)相比，HC和CO排放量少得多，而NOx排放處于

10、同一量級；3有顆粒物PM排放問題。難點：1廢氣總是處于氧化氣氛過量空氣系數(shù)大于1中，NOx難以復(fù)原；2排氣溫度明顯低于汽油機(jī)的排氣溫度，碳煙難以氧化；3排氣中含有大量的SOx和微粒，容易導(dǎo)致催化劑中毒。低壓回路方式直接聯(lián)接壓氣機(jī)7入口端和廢氣渦輪5出口端來實現(xiàn)EGR的方法(圖6-13a)。由于壓氣機(jī)7的入口處為負(fù)壓，而廢氣渦輪5出口壓力為正，所以經(jīng)過聯(lián)接適當(dāng)?shù)腅GR回流管6，就可以很容易地實現(xiàn)EGR。但由于這種方式的廢氣直接流過壓氣機(jī)7和中冷器8，所以易呵斥壓氣機(jī)的腐蝕和中冷器的污染等。 高壓回路方式直接聯(lián)接壓氣機(jī)后的中冷器 8出口端和廢氣渦輪5入口端來實現(xiàn)EGR。由于這種EGR方式的廢氣不流

11、過壓氣機(jī)和中冷器，所以不存在對壓氣機(jī)和中冷器的腐蝕和污染問題；但可實現(xiàn)的EGR率取決于排氣壓力和進(jìn)氣壓力之差。特別是在中、大負(fù)荷時，由于增壓進(jìn)氣壓力提高，所以很難實現(xiàn)EGR。內(nèi)部EGR方式 利用進(jìn)、排氣管中的氣體脈動進(jìn)展EGR的方式。對發(fā)動機(jī)各任務(wù)循環(huán)，在進(jìn)氣管和排氣管中氣流的壓力脈動都很大。在這種壓力脈動的作用下，使某一缸在進(jìn)氣過程中，其排氣門處出現(xiàn)正壓波。此時，假設(shè)能再次開啟排氣門，就可實現(xiàn)EGR。 在排氣凸輪中除控制排氣所需凸輪1(主凸輪)以外，又增設(shè)內(nèi)部EGR公用凸輪2(EGR用凸輪)。經(jīng)過這種機(jī)構(gòu)，在進(jìn)氣過程中的適當(dāng)時辰再次開啟排氣門3，使排出的廢氣回流到氣缸內(nèi)部，以實現(xiàn)EGR。 內(nèi)部EGR系統(tǒng)不需求排氣節(jié)流，所以不影響泵氣損失，因此對經(jīng)濟(jì)性無影響， 同時不需求EGR閥以及EGR管路等，所以構(gòu)造比較簡單。 內(nèi)部EGR方式柴油機(jī)排氣后處置安裝顆粒捕捉器目的：1氧化劑可以轉(zhuǎn)化可溶性有機(jī)組分SOF中的大部分碳?xì)浠衔铮?/p>