杜明機動車尾氣處理

1、機動車尾氣(wi q)處理姓名(xngmng)：杜明 學(xué)號：2012040406共三十二頁目錄(ml)城市交通趨勢及影響汽油發(fā)動機污染物的形成于控制降低污染物排放的發(fā)動機技術(shù)汽油車尾氣排放后處理系統(tǒng)(xtng)新型動力車共三十二頁城市交通趨勢(qsh)及影響 1999年全世界汽車生產(chǎn)總量約為5900萬輛，年增長率在3左右。到2010年將達到8.2億輛。中國是一個發(fā)展中國家，在過去二十年里隨著(su zhe)經(jīng)濟的增長，機動車保有量增長較快，年平均增長率接近15。截止1995年，全國機動車總保有量達到2450萬輛，其中汽車總保有量1050萬輛(含轎車180萬輛)，摩托車約1400萬輛。共三十二頁

2、 近20年的研究結(jié)果表明，汽車的排放污染物對環(huán)境影響不僅是局部的，許多影響還可以擴展到大氣層中很遠的距離及其他地區(qū)，并存在很長時間。通過(tnggu)對空氣污染的全面分析，可將汽車排氣污染的特征劃分為：局部的有害影響，如一氧化碳(CO)等；區(qū)域性有害影響，如光化學(xué)煙霧、酸沉降；洲際性有害影響，如細微顆粒、硫氧化物(SOX)、氮氧化物(NOx)；全球性有害影響，如二氧化碳(CO2)等。因此，控制汽車污染物排放，對我國甚至世界都非常必要。共三十二頁汽油發(fā)動機污染物的形成(xngchng)于控制汽油機的典型構(gòu)造如圖所示，凸輪軸驅(qū)動進排氣門或者關(guān)閉以實現(xiàn)進氣和排氣，火花塞點燃空氣和汽油的混合氣，混合氣

3、劇烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣推動(tu dng)活塞下行，從而驅(qū)動曲軸對外輸出功率。共三十二頁一、汽油機的工作(gngzu)過程該圖為汽油機一個(y )工作循環(huán)的四個過程，分別是：進氣形程、壓縮行程、膨脹形程和排氣形程。共三十二頁二、汽油機污染物的來源(liyun)汽油機排放氣體中的有害物質(zhì)是在燃料燃燒為發(fā)動機提供動力的過程中陳勝的，包括汽油會發(fā)泄(fxi)出的蒸汽、曲軸箱中串漏的廢氣、排氣管的尾氣以及汽油中帶入的硫、鉛、磷在排氣中形成的污染物。汽油機排氣中的有害物質(zhì)是燃燒產(chǎn)生的，主要有CO、NOx、HC（包括芳香烴、烯烴、烷烴等）臭氣（醛類）及微粒等，物質(zhì)成分達140多種，并且其中80%以上

4、污染物是從發(fā)動機排氣管排放的。目前排放法本規(guī)定控制的是CO、NOx、HC和柴油車顆粒物4種污染物。共三十二頁三、汽油機污染物的控制(kngzh)a 燃料的改進與替代 相當部分污染物是由于汽車(qch)油料本省達不到標準，造成燃燒不徹底而產(chǎn)生大量污染，所以燃料的改進與替代是非常必要的。b 機內(nèi)凈化 機內(nèi)凈化室指在汽車的設(shè)計和制造過程中采用降低污染的發(fā)動機技術(shù)。c 機外凈化因為機外凈化是在發(fā)起離開發(fā)動機入大氣前對其采用的最后處理，也稱為尾氣凈化。共三十二頁四、燃燒(rnsho)造成污染物的形成一氧化碳(yynghutn) 一氧化碳(yynghutn)是烴類燃燒的中間產(chǎn)生的。排氣的CO是燃燒不完全的

5、產(chǎn)物。決定CO排放量的主要因素是空燃比、空氣和燃料的混合程度、內(nèi)部的淬滅效應(yīng)等。汽油是多種碳氫化合物，用CxHy來表示：CxHy+(x+y/4)O2XCO2+y/2H2O影響CO的產(chǎn)生量的因素有如下兩個方面。（1）混合氣濃度（2）高溫熱解共三十二頁HC化合物的形成 汽油機的HC排放有三個來源：排氣管的尾氣、曲軸箱的通風(fēng)機油箱的蒸發(fā)排放等。汽油機排氣HC生成的原因很復(fù)雜(fz)，主要有如下幾方面。（1）不完全燃燒（2）壁面淬熄效應(yīng)（3）狹縫效應(yīng)（4）壁面油膜和積碳的吸附共三十二頁NOx的生成機理 由于汽車發(fā)動機燃燒室內(nèi)的高溫、富氧等因素使得相當量NOx產(chǎn)生，NOx是氮氧化物的總稱。在汽車發(fā)動機燃

6、燒產(chǎn)物排入大氣前，Nox主要以NO形式存在，其他形式的碳氧化合物很少；當排污大氣后，NO會轉(zhuǎn)化為NO2。所以Nox通常是指NO和NO2。NO是在燃燒過程的高溫條件(tiojin)下于燃燒室內(nèi)形成的，關(guān)于它的機理主要有一下三個方面（1）熱力型NO（2）燃燒型NO（3）瞬時型NO共三十二頁發(fā)動機運行條件對污染物排放的影響（1）空燃比（2）發(fā)動機運轉(zhuǎn)工況（3）其他因素 在發(fā)動機運行過程中，外界空氣溫度、壓力、濕度(shd)、所用燃料等都會影響發(fā)動機污染物的形成共三十二頁降低(jingd)污染物排放的發(fā)動機技術(shù) 面對日益嚴格的汽車排放法規(guī)，汽車界也在不斷發(fā)展相應(yīng)對策。綜合分析，為阿里的發(fā)展方向包括兩個

7、方面：一方面對汽油本體(bnt)結(jié)構(gòu)的改進與控制的優(yōu)化；另一方面催化轉(zhuǎn)換器技術(shù)的進步。共三十二頁 國際采用先進的發(fā)動機技術(shù)，輻之以完善的后處理系統(tǒng)來達到消減汽車排放目的。這些技術(shù)包括(boku)：（1）對影響混合氣形成與年少程度較大的因素實現(xiàn)最佳調(diào)整和控制。（2）采用汽油機直接噴射實現(xiàn)分層燃燒（3）改變?nèi)紵业男螤睿档桶l(fā)動機燃燒室的面容比，提高燃燒室的壁面溫度等。以上這些技術(shù)，已經(jīng)實現(xiàn)現(xiàn)代的發(fā)動機污染物排放量比傳統(tǒng)發(fā)動機污染物牌坊鄉(xiāng)減少60%70%共三十二頁一、改進點火(din hu)系統(tǒng)1延遲點火 改圖為點火角度對HC和NO x排放的影響(yngxing)?？梢钥闯鲈赼=1的條件下，隨點火

8、提前交的推遲，NOx和HC同時降低，但燃油耗率卻明顯增大。共三十二頁2加大點火量 電子點火系統(tǒng)與機械式點火系統(tǒng)完全不同，它有一個點火用電子控制裝置，內(nèi)部有發(fā)動機在各種工況下所需的點火控制曲線圖(MAP圖)。通過一系列傳感器如發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、進氣管真空度傳感器(發(fā)動機負荷傳感器)、節(jié)氣門位置傳感器、曲軸位置傳感器等來判斷發(fā)動機的工作狀態(tài)，在MAP圖上找出發(fā)動機在此工作狀態(tài)下所需的點火提前角，按此要求進行點火。然后根據(jù)爆震傳感器信號對上述點火要求進行修正，使發(fā)動機工作在最佳點火時刻。改圖為電子點火系統(tǒng)，是20世紀80年代(nindi)以來在轎車上逐步得到應(yīng)用。共三十二頁3電子控制點火正時 根據(jù)傳

9、感信號，由點火模塊點火時刻和線圈飽和時間。其中直接點火系統(tǒng)由于(yuy)無分電器，整個系統(tǒng)零件之間沒有機械磨損造成的正式傳動誤差，因此點火精度高，耐久性好，可靠性高，而且由于(yuy)結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，是近年來汽油機點火系統(tǒng)的發(fā)展方向。共三十二頁二、閉環(huán)電子控制汽油(qyu)噴射系統(tǒng)1電子控制汽油噴射技術(shù)電子控制汽油噴射系統(tǒng)(xtng)的燃油供給系統(tǒng)(xtng)由汽油箱、電動汽油泵、汽油濾清器、燃油分配管、油壓調(diào)節(jié)器、噴油器、冷起動噴嘴和輸油管等組成，有的還設(shè)有油壓脈動緩沖器。共三十二頁 與傳統(tǒng)化油器相比，具有以下優(yōu)點：可滿足發(fā)啊冬季各種工況對空燃比和點火(din hu)提前角度的不同要求，

10、同時使經(jīng)濟性、動力性和環(huán)保性達到最佳。各缸混合氣分哦誒均勻性好（多點電噴汽油車）；具有了良好的瞬態(tài)響應(yīng)特性，海山了汽車的加速性。采用閉環(huán)反饋控制方式，可滿足三效催化劑對空燃比的嚴格要求采用壓力噴射，對汽油霧化質(zhì)量大大提高，有利于快速和完全燃燒。共三十二頁2閉環(huán)電子控制汽油噴射系統(tǒng) 目前(mqin)電控汽油噴射有單點噴射和多點噴射兩種形式，控制模式分為開始控制盒閉環(huán)控制兩種。改圖為閉環(huán)控制。共三十二頁 廢氣循環(huán)(xnhun) 將部分燃燒尾氣反流至進氣管再吸入氣缸參加燃燒稱為廢氣再循環(huán)(xnhun)法，簡稱EGR系統(tǒng)。該法是減少發(fā)動機NOx排放的一種有效方法，是目前國內(nèi)外應(yīng)用于NOx排放的一種有效

11、措施。共三十二頁汽油車尾氣(wi q)排放后處理系統(tǒng)一、催化(cu hu)氧化法 氧化性催化(cu hu)反應(yīng)器利用排氣中殘留的火二次空氣供給的氧氣，使CO和HC完全氧化，其反應(yīng)如下:CO+1/2O2CO2CxHy+(x+y/4)O2XCO2+y/2H2O共三十二頁二、催化(cu hu)還原法 還原型催化(cu hu)反應(yīng)器利用排期中的CO、HC和H2為了還原籍來凈化Nox，可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要有：NO+CO1/2N2+CO22NO+5CO+3H2O2NH3+5CO2NO+H21/2N2+H2O2NO+5H22NH3+2H204NO+CxHy+(x+y/4-4)O2(X-1)CO2+(y/2

12、-3)H2O+N2+CO+2NH32NO+CON2O+CO22NO+H2N2O+H2O共三十二頁其中最后兩個反應(yīng)發(fā)生在200以下.NO還遠反應(yīng)一般在空燃比變小的條件下進行，并且通常與氧化(ynghu)性催化反應(yīng)器串聯(lián)起來使用。 凈化(jnghu)前排氣凈化后排氣引入二次空氣還原催化床氧化催化床共三十二頁三、三效催化轉(zhuǎn)化法 三效催化轉(zhuǎn)換器（又稱三元催化轉(zhuǎn)化器），是在NOx還原催化轉(zhuǎn)化器的基礎(chǔ)(jch)上發(fā)展起來的，能同時使CO、HC和NOx三種成分都得高度凈化，其關(guān)鍵是如何使三種污染物同事獲得更高的凈化效果。其原理可用下公式表示：NOx+HC+CO N2+CO2+H2O催化劑共三十二頁該圖是三效

13、催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)示意圖。因該催化技術(shù)在應(yīng)用中，向大氣環(huán)境中少排放CO、HC和Nox的量減少約8108t。三效催化劑反應(yīng)器安裝在汽油機的排氣管上，已成為現(xiàn)代(xindi)汽車進本組成部分之一。共三十二頁新型(xnxng)動力車 當前，世界各國越來越嚴格的汽車排放法規(guī)及不斷上漲的是有價格，促使世界各國積極研究清潔能源技術(shù)（AFV），采用可再生能源和新能源作為汽車替代(tdi)燃料。目前各國相繼開發(fā)“零”排放的電動汽車和排放污染低的汽車燃料，其中主要有電動汽車，燃料電池汽車及混合動力汽車等。共三十二頁一、電動汽車 是指以車載蓄電池為動力的汽車，一般由車載電源（電池盒充電器等）驅(qū)動電機及控制器、底盤和車

14、身組成。除動力系統(tǒng)不同于普通汽車外，電動汽車的其他性能要求(yoqi)與一般汽車相同，即包括制動、燈光、通過性及安全性等各項指標。共三十二頁如圖所示電動汽車最大特點(tdin)是在形式過程中不排放任何有害氣體。共三十二頁二、燃料電池車 是在汽車上直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能作為驅(qū)動力的車輛，其發(fā)電效率可高達55%以上，并且(bngqi)在操作上不需要對傳統(tǒng)的汽油車做任何基礎(chǔ)的改變。在環(huán)境效益上有兩個方面：一方面燃料電視汽車除了排放低外，其噪聲低；另一方面燃料電動汽車能大大降低排放量，甚至能實現(xiàn)零排放。共三十二頁謝謝(xi xie)共三十二頁內(nèi)容摘要機動車尾氣處理。排氣的CO是燃燒不完全的產(chǎn)物。影響CO的產(chǎn)生量的因素有如下兩個方面。NO是在燃燒過程的高溫條件下