第九章汽車(chē)排放控制

汽車(chē)構(gòu)造第九章汽車(chē)排放控制第一節(jié)汽車(chē)的有害排放物第二節(jié)汽油機(jī)排放控制第三節(jié)柴油機(jī)排放控制第四節(jié)

曲軸箱通風(fēng)與汽油蒸發(fā)控制第五節(jié)

稀薄燃燒與節(jié)能減排第一節(jié)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放物1、一氧化碳（CO）2、氮氧化合物（NOx）3、碳?xì)浠衔铮℉C）4、柴油機(jī)的微粒（碳煙）1、一氧化碳（CO）CO是燃料不完全燃燒的中間產(chǎn)物。汽車(chē)排放中有害濃度最大的成分CO生成主要原因：混合氣過(guò)濃或局部混合氣過(guò)濃；燃燒溫度過(guò)低，燃燒室容積過(guò)??；空氣與燃料混合不充分燃燒溫度越高，熱分解（吸熱反應(yīng)）度越大，形成CO的可能性也就越大燃燒不充分熱分解2、氮氧化合物(NOx)NOxNO（95%）NO2（+其他5%）NOx的生成主要取決于燃燒溫度降低混合氣中氧的濃度，降低燃燒溫度，縮短在高溫燃燒帶內(nèi)的滯留時(shí)間，以及改善混合氣的形成等可控制NOx產(chǎn)生。措施：3、碳?xì)浠衔铮℉C）HC排放物一般也不超過(guò)內(nèi)燃機(jī)總排放量的0.5%HC排放物不含氧的HC含氧的HC化合物(醛類(lèi)等)采用C含量少的代用燃料；改善燃燒、保證混合氣的濃度和燃燒溫度最佳方法來(lái)控制。HC化合物產(chǎn)生的主要原因：燃燒室內(nèi)的氧氣量不足；燃燒室壁面溫度過(guò)低；混合氣形成不充分；燃燒室內(nèi)局部混合氣過(guò)濃采取措施：HC和NOx在陽(yáng)光照射下形成光化學(xué)煙霧，其主要生成物是臭氧，具有強(qiáng)烈氧化性，對(duì)人類(lèi)、環(huán)境危害極大。4、柴油機(jī)的微粒（碳煙）主要指柴油機(jī)排氣中的碳煙，其表面吸附的可融性有機(jī)物對(duì)人的呼吸道有害。(是汽油機(jī)的30~60倍)微粒排放：提高噴射壓力或噴射速率，促進(jìn)噴霧的微粒化，是改善混合氣的有效方法；改進(jìn)燃燒室結(jié)構(gòu)，有效組織燃燒室內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)，特別是保證燃燒室內(nèi)具有一定的渦流強(qiáng)度，是促進(jìn)擴(kuò)散燃燒和碳煙氧化的很有效的措施?？刂铺紵煹幕就緩剑禾岣呋鹧鏈囟龋@種方法與控制NOx

排放量互相矛盾；控制火焰領(lǐng)域內(nèi)的混合氣濃度，避免過(guò)濃。具體措施第二節(jié)汽油機(jī)排放控制汽油機(jī)排放的控制燃燒控制廢氣再循環(huán)二次空氣噴射氧化催化轉(zhuǎn)化裝置還原催化轉(zhuǎn)化裝置三元催化轉(zhuǎn)化裝置催化轉(zhuǎn)化1、氧化催化轉(zhuǎn)化裝置氧化催化轉(zhuǎn)化裝置：將排氣中的CO和HC氧化為CO2和H2O。氧化催化劑：Pt(鈀)和Pd(鉑)等貴金屬影響催化反應(yīng)的基本因素：反應(yīng)物質(zhì)的濃度、溫度以及空間速度。(單位時(shí)間內(nèi)的氣體流量)2、三元催化轉(zhuǎn)化裝置三元催化劑空燃比特性

二次空氣噴射系統(tǒng)只能用再氧化的方法使HC、CO的排放降低，對(duì)NOx無(wú)效，而三元催化轉(zhuǎn)化裝置是能同時(shí)凈化汽車(chē)尾氣排放中的CO、HC和NOx的后處理技術(shù)。三元催化轉(zhuǎn)化器的凈化率受空燃比的影響很大(1)、作用(2)、結(jié)構(gòu)主要由催化劑、載體、墊層、隔熱層、內(nèi)殼、外殼等組成a-顆粒式催化轉(zhuǎn)化裝置；b、c-整體式催化轉(zhuǎn)化裝置；d-催化微觀結(jié)構(gòu)；e-金屬蜂窩載體1-陶瓷顆粒載體；2-內(nèi)殼；3-外殼；4-隔熱層；5-陶瓷蜂窩載體；6-金屬蜂窩載體；7-氧化鋁涂層；8-催化活性物質(zhì)(3)、催化劑常用鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)等貴金屬為主催化劑采用Ni、Cu、V、Cr等軟金屬作為添加劑目的提高主催化劑的有效利用率二氧化鈰——催化助劑目的改善催化劑的催化性能，提高主催化劑的選擇性和耐久性。它具有在氧化(稀)側(cè)吸藏氧氣、在還原(濃)側(cè)放出氧氣的特性，還具有擴(kuò)大高效率凈化HC、CO、NOx三成分的空燃比范圍的效果。特點(diǎn)3、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(1)、工作原理及控制方式廢氣再循環(huán)(EGR)是指把發(fā)動(dòng)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再次進(jìn)入氣缸.廢氣再循環(huán)系統(tǒng)工作原理排氣中含氧量很低，主要有大量的N2和CO2，一部分再循環(huán)排氣經(jīng)EGR閥回流到進(jìn)氣系統(tǒng)，與新鮮混合氣混合，使燃燒速度降低；再循環(huán)排氣中的CO2不能燃燒卻吸收大量的熱，使氣缸中混合氣的燃燒溫度降低，從而抑制NOx的生成量。廢氣再循環(huán)是凈化排氣中NOx的主要措施，因而得到廣泛應(yīng)用。廢氣混入的量常用的EGR率來(lái)表示：汽油機(jī)大負(fù)荷、起動(dòng)、小負(fù)荷和怠速不用EGR，其他工況的EGR率一般不超過(guò)20%，可降低NOx排放50%~70%EGR閥的控制方式真空式電磁式第三節(jié)柴油機(jī)排放控制對(duì)柴油機(jī)而言，其主要有害排放物是NOx和微粒廢氣再循環(huán)(EGR)技術(shù)捕集器1、EGR系統(tǒng)汽油機(jī)EGR率一般不超過(guò)20%；直噴式和非直噴式柴油機(jī)EGR率可超過(guò)40%和25%柴油機(jī)EGR類(lèi)型外部EGR式內(nèi)部EGR式低壓回路式高壓回路1-排氣凸輪；2-進(jìn)氣門(mén)；3-排氣門(mén)；4-EGR閥；5-廢氣渦輪；6-EGR回流管；7-壓氣機(jī)；8-中冷器；9-排氣節(jié)流閥；10-控制單元a-低壓回路EGR方式b-高壓回路EGR方式2、后處理裝置柴油機(jī)的后處理裝置NOx還原裝置CO及HC氧化裝置微粒捕集裝置柴油機(jī)的微粒主要采用過(guò)濾法來(lái)處理微粒過(guò)濾器及其工作原理1-排氣支管；2-燃油；3-電熱塞；4-濾芯；5-燃燒器；6-噴油器濾芯一般由多孔陶瓷制造；定時(shí)清除存積在濾芯上的微粒；燒掉滯留在濾芯上的微粒；微粒捕集效率高，排氣阻力小、耐久可靠、易于生產(chǎn)、應(yīng)用廣泛。特點(diǎn)：第四節(jié)

曲軸箱通風(fēng)與汽油蒸發(fā)控制汽車(chē)排放到大氣中CH化合物總量中，來(lái)自燃料供給系統(tǒng)蒸發(fā)和曲軸箱竄氣各占20%~25%。采用曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)和汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)予以控制。一、曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，總會(huì)有一部分可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物經(jīng)活塞環(huán)由氣缸竄入曲軸箱中。竄入曲軸箱中的可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物會(huì)沖淡潤(rùn)滑油，而且燃燒產(chǎn)物中的HC和其它污染物，會(huì)增加活塞和汽缸壁的磨損。曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置（PCV閥）是防止曲軸箱氣體排放到大氣中的凈化裝置，它可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入汽缸的曲軸箱氣體的數(shù)量。1-進(jìn)氣總管；2-通風(fēng)管；3-穩(wěn)壓箱；4-回流管；5-PCV閥；6-氣缸蓋罩；7-曲軸箱；8-進(jìn)氣支管2、曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的組成3、通風(fēng)方式自然通風(fēng)：從曲軸箱內(nèi)抽出的氣體直接導(dǎo)入大氣中去。強(qiáng)制通風(fēng)：用進(jìn)氣管的真空將曲軸箱內(nèi)抽出的氣體導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管道中。二、汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的作用：將這些汽油蒸發(fā)物收集和儲(chǔ)存在炭罐內(nèi)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)再將其送入氣缸燒掉。汽油箱和管路中的汽油隨時(shí)都在汽化蒸發(fā)，如果不加以控制或回收，在發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，汽油蒸汽將溢入大氣，造成環(huán)境污染。汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的功用就是將這些汽油蒸汽收集和儲(chǔ)存在碳罐內(nèi)，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)再將其送入氣缸內(nèi)燃燒，消除HC從汽油箱向大氣的排放。