發(fā)動(dòng)機(jī)原理課件第八章排放與控制

發(fā)動(dòng)機(jī)原理課件第八章排放與控制第一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日第一節(jié)內(nèi)燃機(jī)廢氣排放物的組成與危害一、內(nèi)燃機(jī)廢氣排放物的組成內(nèi)燃機(jī)排氣中基本成分是二氧化碳、水蒸氣、過(guò)剩的氧氣、及存下的氮?dú)?，它們是燃料與空氣完全燃燒的產(chǎn)物，從毒物學(xué)的觀點(diǎn)看，它們是無(wú)毒的。排氣中還含有不完全燃燒及燃燒反應(yīng)的中間產(chǎn)物，包括一氧化碳CO、碳?xì)浠衔颒C、氮氧化合物NOx、微粒（鉛化物、黑煙、油霧等）、二氧化硫SO2、臭氣（甲醛、丙烯醛等）等。這些污染物總和，在柴油機(jī)中不到廢氣總量的1%，在汽油機(jī)中隨不同工況變化較大，有時(shí)可達(dá)5%左右，大部分有毒，或有強(qiáng)烈的刺激性、臭味和致癌作用，因此列為有害成分。第二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、內(nèi)燃機(jī)廢氣排放物的危害1.一氧化碳CO的危害

CO是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，它和血液中輸送氧的載體血紅蛋白的親和力是氧的240倍。CO與血紅蛋白結(jié)合成羥基血紅蛋白，就剝奪了血紅蛋白對(duì)人體組織的供氧能力。

一般排氣中CO的濃度為3~4%。美國(guó)、日本的大氣中CO95~99%來(lái)自汽車(chē)尾氣。第三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.氮氧化物NOx的危害內(nèi)燃機(jī)廢氣中氮氧化物絕大部分是NO，少量是NO2。NO是無(wú)色氣體，高濃度NO能引起中樞神經(jīng)的癱瘓及痙攣，在大氣中緩慢氧化成為NO2，成褐色，具有強(qiáng)烈的刺激氣味，對(duì)肺和心肌有很強(qiáng)的毒害作用。

NOx是形成光化學(xué)煙霧的主要成分。排氣中NOx的濃度為0.1~0.4%。美國(guó)、日本的大氣中NOx的32~55%來(lái)自汽車(chē)尾氣。第四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日**光化學(xué)煙霧NOx和HC在太陽(yáng)能的作用下進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，生成的過(guò)氧化物而形成的煙霧稱為光化學(xué)煙霧。主要產(chǎn)物：臭氧O3、過(guò)氧化?；跛猁}等臭氧O3是極強(qiáng)的氧化劑，有獨(dú)特的臭味。第五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.碳?xì)浠衔颒C的危害碳?xì)浠衔飳?duì)人類(lèi)危害最大的是環(huán)芳烴，尤其是3.4苯并芘(C20H12))，是一種很強(qiáng)的致癌物質(zhì)。HC也是造成光化學(xué)煙霧的主要成分。4.微粒PM對(duì)人類(lèi)的危害排氣中微粒是指經(jīng)過(guò)空氣稀釋、溫度降到52℃后用涂有聚四氟乙烯的玻璃纖維濾紙收集的除水以外的物質(zhì)?？赡苁枪虘B(tài)的，也可能是液態(tài)的；包括原始微粒和二次微粒汽油機(jī)排放的微粒主要有：鉛化物、硫酸、硫酸鹽和低分子物質(zhì)。柴油機(jī)微粒排放比汽油機(jī)一般高30~60倍柴油機(jī)排放的微粒主要有：碳煙及吸附的高分子有機(jī)物（未燃燃油、潤(rùn)滑油以及氧化裂解產(chǎn)物等）。第六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日鉛進(jìn)入人體會(huì)引起貧血、神經(jīng)麻痹、牙齒變黑等，鉛還會(huì)引起催化劑中毒。2m以下的碳煙吸入肺部會(huì)沉積起來(lái)，而0.1～0.5m的碳煙對(duì)人體的危害更大，除了致癌作用外，這種炭煙吸入肺部，會(huì)導(dǎo)致慢性病、肺氣腫、皮膚病及變態(tài)性疾病。顆粒越小，懸浮于空氣中的時(shí)間越長(zhǎng)，被人體吸入的可能性越大。第七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日第二節(jié)汽油機(jī)有害排放物的生成與影響因素一、一氧化碳CO的生成機(jī)理與影響因素1.一氧化碳CO的生成機(jī)理生成機(jī)理：低溫缺氧.2CO2→2CO＋O2;CO2+H2→CO＋H2OCO是碳?xì)浠衔镌谌紵^(guò)程中生成的中間產(chǎn)物。控制CO排放的主要因素是可燃混合氣的過(guò)量空氣系數(shù)a。在濃混合氣中a小于1，隨減小而CO不斷增加；在稀混合氣中，CO很低，在a＝1.0～1.1之間，CO隨略微變化。凡是影響過(guò)量空氣系數(shù)的因素都是影響CO生成的因素汽油機(jī)的主要有害排放物：CO、HC、NOx第八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.一氧化碳CO生成的影響因素過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)CO影響：混合氣越濃，CO的排放量越多第九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.一氧化碳CO生成的影響因素進(jìn)氣空氣溫度T0的影響：進(jìn)氣溫度上升，大氣密度下降，而汽油密度變化很小，對(duì)化油器發(fā)動(dòng)機(jī)，隨進(jìn)氣溫度升高，混合氣加濃。大氣壓力p的影響：大氣壓力下降，空氣密度下降，同樣大氣壓力的變化會(huì)影響混合氣過(guò)量空氣系數(shù)。進(jìn)氣管真空度的影響：當(dāng)汽車(chē)急劇減速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)真空度大于負(fù)63kPa，停留在進(jìn)氣系統(tǒng)中的燃油迅速蒸發(fā)進(jìn)入燃燒室，組成混合氣過(guò)濃。CO顯著增加到怠速時(shí)的濃度。第十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日怠速轉(zhuǎn)速的影響：提高怠速轉(zhuǎn)速，可有效降低CO排放，但怠轉(zhuǎn)速過(guò)高，機(jī)械噪聲會(huì)增加。一般從凈化的觀點(diǎn)，希望怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定的高一點(diǎn)好。第十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日汽油機(jī)工況對(duì)CO生成的影響汽油機(jī)在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，混合氣的a接近1，CO排放量不高。但多缸機(jī)如果a不同，仍會(huì)有的氣缸a<1，增加CO排放量。全負(fù)荷特別是冷起動(dòng)時(shí)，混合氣很濃，a可小到0.8甚至更低，CO排放量很大。汽油機(jī)加速對(duì)CO、HC排放的影響汽油機(jī)加速時(shí)的突然加濃使CO排放迅速增加。第十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、汽油機(jī)HC生成機(jī)理與影響因素1.汽油機(jī)HC生成機(jī)理冷激效應(yīng)：燃燒室壁面對(duì)火焰的迅速冷卻使火焰產(chǎn)生的活性自由基復(fù)合，燃燒反應(yīng)鏈中斷，使化學(xué)反應(yīng)緩慢或停止。狹隙效應(yīng)是冷激效應(yīng)的主要表現(xiàn)。汽油機(jī)燃燒室中各種狹窄縫隙如活塞、活塞環(huán)與氣缸壁之間，火花塞周?chē)鹊胤?，生成的HC占總量的50～70%。油膜和沉積物吸附：在進(jìn)氣和壓縮行程，氣缸套壁面和活塞頂上的潤(rùn)滑油膜會(huì)吸附未燃混合氣，在燃燒末期油膜會(huì)蒸發(fā)，但燃燒不完全，造成HC排放增加。第十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日容積淬熄：在起動(dòng)和暖機(jī)工況，因發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低，使燃油霧化、蒸發(fā)以及混合氣形成變差，導(dǎo)致燃燒變慢和不穩(wěn)定，有可能使火焰未達(dá)到壁面前因氣缸膨脹使氣缸內(nèi)壓力溫度降低造成混合氣大面積淬熄，HC增加。碳?xì)浠衔锏暮笃谘趸哄e(cuò)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)主要燃燒過(guò)程的碳?xì)浠衔?，?huì)重新擴(kuò)散到高溫已燃?xì)饬髦腥ィ糠直谎趸Ｍ七t點(diǎn)火，提高排氣溫度，將有助于HC的后期氧化。第十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)HC生成的影響汽油與空氣的均勻混合氣在過(guò)量空氣系數(shù)等于1時(shí)，理論上不產(chǎn)生HC，但實(shí)際不是這樣的（如右圖），在a＝1，HC也相當(dāng)高，并隨a減小而迅速增加。當(dāng)混合氣過(guò)稀，由于燃燒惡化，甚至有些循環(huán)失火會(huì)使HC急劇增加，只有采取特殊措施（如組織快燃）才可能緩和這種趨勢(shì)。第十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、汽油機(jī)NOx生成機(jī)理與影響因素1.汽油機(jī)NOx生成機(jī)理NOx生成的化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)：澤爾多維奇（Zeldovitch）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)理：高溫下，N2+O=NO+N,N+O2=NO+ONOx生成的條件：高溫；富氧；高溫持續(xù)時(shí)間。第十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.汽油機(jī)NOx生成的影響因素

空燃比;缸內(nèi)未燃混合氣中已燃混合氣；點(diǎn)火定時(shí)等。空燃比對(duì)汽油機(jī)NOx的影響：已燃混合氣最高溫度對(duì)應(yīng)a＝0.9左右的略濃混合氣。不過(guò)這時(shí)氧濃度低，抑止了NO的生成。當(dāng)a提高時(shí)，氧增加的效果抵消了燃?xì)鉁囟认陆凳筃O生成的增加趨勢(shì)。因而，NO排放峰值出現(xiàn)在a＝1.1左右的略稀混合氣中（如右圖）。如果a進(jìn)一步增加，溫度下降的效果占優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致NO下降。第十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日已燃?xì)怏w量對(duì)汽油機(jī)NOx的影響：點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)在燃燒前，燃燒室中的混合氣由空氣、已蒸發(fā)的燃油蒸汽和已燃?xì)怏w組成。后者是前一循環(huán)留下的殘余廢氣，或加上廢氣再循環(huán)EGR時(shí)的回流氣組成。已燃?xì)怏w的熱容比高(CO2的熱容比是O2的1.5倍左右)，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度降低；已燃?xì)怏w降低混合氣O2的濃度；已燃?xì)怏w降低燃燒速度，增加了燃燒時(shí)的散熱，使最高燃燒溫度降低。EGR是降低Nx排放的有效措施之一。第十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日點(diǎn)火定時(shí)對(duì)汽油機(jī)NOx的影響：點(diǎn)火定時(shí)強(qiáng)烈影響汽油機(jī)NOx排放量。推遲點(diǎn)火、降低最高燃燒溫度并縮短已燃?xì)怏w停留在高溫中的時(shí)間，可減少NOx排放。用歐洲測(cè)試排放的標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)測(cè)試時(shí)，ig每推遲1(CA)，NOx減少0.3g/kW·h。推遲點(diǎn)火、提高排溫，也有利于HC的后期氧化，但有損于發(fā)動(dòng)機(jī)燃油耗率和比功率。第十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三節(jié)汽油機(jī)廢氣凈化措施發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣凈化措施：前處理機(jī)內(nèi)凈化后處理一、汽油機(jī)廢氣前處理凈化措施1.燃料的改善采用無(wú)鉛汽油：牌號(hào)90號(hào)以上，含鉛量小于0.013g/L的汽油。

（現(xiàn)用一些含氧有機(jī)化合物，如甲基椒丁醚MTBE等）代用燃料：清潔有效的燃料，如：醇類(lèi)燃料，可降低NOx和HC。第二十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)當(dāng)汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃燒室中高壓可燃混合氣和已燃?xì)怏w或多或少會(huì)通過(guò)活塞組和氣缸之間的間隙，進(jìn)入曲軸箱。為防止曲軸箱壓力過(guò)高，早期發(fā)動(dòng)機(jī)直接將曲軸箱與大氣相通。為控制通風(fēng)中大量未燃HC進(jìn)入大氣，對(duì)曲軸箱進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。在C管中裝有閉式呼吸口6，它與空氣濾清器1中的凈氣室相通，新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器后引入曲軸箱，和曲軸箱的竄氣混合，經(jīng)氣缸蓋罩通入A管，通過(guò)計(jì)量閥3控制后。吸入進(jìn)氣管4，從而實(shí)現(xiàn)竄氣的再燃燒。第二十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.活性炭罐式汽油蒸發(fā)排放物控制系統(tǒng)供油系統(tǒng)中由于溫度變化，再加上汽油是益揮發(fā)性液體，燃油容易蒸發(fā)到大氣中。常用活性炭罐作為汽油蒸汽的暫存空間。發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，來(lái)自燃油系統(tǒng)、油箱等的汽油蒸汽進(jìn)入活性炭罐被吸附在活性炭上；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，利用進(jìn)氣管真空度將吸附在活性炭上的汽油蒸汽與進(jìn)入炭罐的新鮮空氣一起吸入燃燒室燒掉。第二十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、汽油機(jī)廢氣機(jī)內(nèi)凈化措施1.精確的混合氣制備化油器：利用流體力學(xué)的原理，基本上滿足了汽油機(jī)各工況對(duì)混合氣濃度的復(fù)雜要求，堪稱技術(shù)的奇跡。但隨著排放法規(guī)的逐步嚴(yán)格，需利用三效催化轉(zhuǎn)換器來(lái)降低汽油機(jī)排放，而三效催化轉(zhuǎn)換器在過(guò)量空氣系數(shù)等于1時(shí)，才能有效地降低汽油機(jī)中3種有害成分的排放，因此化油器完成了其歷史使命，逐步退出歷史舞臺(tái)進(jìn)氣道汽油噴射（EFI）：根據(jù)進(jìn)氣流量噴入響應(yīng)的燃油，這樣控制噴油量比較精確，比較容易根據(jù)汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行過(guò)量空氣系數(shù)的優(yōu)化，有效控制有害排放物的生成。缸內(nèi)汽油噴射（GDI）：將汽油用高壓直接噴入氣缸，空氣計(jì)量與燃油噴射量都是電子控制，對(duì)過(guò)量空氣系數(shù)的控制也非常精確，因而能有效地控制汽油機(jī)有害排放物地生成。第二十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.精確的點(diǎn)火定時(shí)與可靠的點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火定時(shí)與點(diǎn)火能量對(duì)火焰?zhèn)鞑ビ袥Q定性影響，因此，對(duì)汽油機(jī)燃油消耗和排氣污染物排放有很大影響。點(diǎn)火能量的提高可以擴(kuò)大混合氣著火界限，提高汽油機(jī)稀混合氣運(yùn)轉(zhuǎn)的能力，同時(shí)也可以提高汽油機(jī)的廢氣再循環(huán)量，降低NOx排放，提高部分負(fù)荷時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。采用電子式無(wú)觸點(diǎn)系統(tǒng)可以根據(jù)汽油機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷優(yōu)化控制汽油機(jī)的點(diǎn)火定時(shí)，進(jìn)一步提高汽油機(jī)性能。與爆震傳感器結(jié)合，還可以根據(jù)環(huán)境條件的變化來(lái)改變點(diǎn)火定時(shí)，壁面爆震的發(fā)生。第二十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.汽油機(jī)稀燃與快速燃燒系統(tǒng)稀薄燃燒是指燃燒空燃比大于18:1的混合氣。稀薄燃燒方式：均質(zhì)和非均質(zhì)（分層燃燒為主要方式）。稀薄燃燒技術(shù)是汽油機(jī)提高部分負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性與降低排放的有效措施。第二十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.汽油機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化對(duì)汽油機(jī)排放影響較大的結(jié)構(gòu)參數(shù)：燃燒室；壓縮比；行程缸徑比；氣缸容積。1)

降低汽油機(jī)排放對(duì)燃燒室結(jié)構(gòu)的要求汽油機(jī)燃燒室形狀影響火焰的傳播、爆震和HC的形成。低排放汽油機(jī)對(duì)燃燒室的一般要求：盡可能短的火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x；如采用火花塞中置（多氣門(mén)汽油機(jī)）結(jié)構(gòu)緊湊，盡可能小的燃燒室表面；如采用小面容比燃燒室壁面高溫部件處于火焰?zhèn)鞑サ慕K點(diǎn)；燃燒室內(nèi)應(yīng)具有強(qiáng)烈的氣流運(yùn)動(dòng).第二十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2)行程缸徑比S/D及氣缸容積Vh對(duì)降低汽油機(jī)排放的影響研究表明，長(zhǎng)行程汽油機(jī)燃燒速度快，點(diǎn)火定時(shí)可以相對(duì)后移。長(zhǎng)行程汽油機(jī)的最高放熱率大，燃燒溫度高，這些因素有利于降低汽油機(jī)的HC排放和燃油消耗，這些優(yōu)點(diǎn)在低負(fù)荷時(shí)更為明顯。由于長(zhǎng)行程汽油機(jī)的燃燒特點(diǎn)，提高了汽油機(jī)的抗爆震能力，使汽油機(jī)的壓縮比可以進(jìn)一步提高。在同樣壓縮比條件下，長(zhǎng)行程汽油機(jī)優(yōu)化燃燒室的條件也比較好。氣缸容積越大，面容比越小，氣缸相對(duì)散熱面積越小。長(zhǎng)行程與大氣缸汽油機(jī)的NOx排放也會(huì)增大。第二十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日5.汽油機(jī)廢氣再循環(huán)技術(shù)廢氣再循環(huán)的主要目的是降低NOx排放。廢氣再循環(huán)同時(shí)稀釋混合氣（但很少改變過(guò)量空氣系數(shù)），減少換氣損失，提高汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性。在有足夠氧氣的條件下，內(nèi)燃機(jī)NOx形成主要取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度。廢氣再循環(huán)是通過(guò)降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度，減少NOx排放的主要手段之一。廢氣再循環(huán)降低發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度的途徑：提高混合氣的熱容比，CO2的熱容比是O2的1.5倍左右，廢氣成分的增加，使混合氣熱容比提高。降低混合氣O2的濃度，由于一部分空氣被廢氣取代，混合氣中O2的濃度響應(yīng)減少。降低燃燒速度，以上兩種效應(yīng)使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度降低，增加了燃燒時(shí)的散熱，降低了最高燃燒溫度。第二十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日1)廢氣再循環(huán)對(duì)汽油機(jī)NOx排放的影響第二十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2)汽油機(jī)廢氣再循環(huán)的種類(lèi)內(nèi)燃機(jī)廢氣再循環(huán)分為：內(nèi)部廢氣再循環(huán)，進(jìn)、排氣門(mén)重疊開(kāi)啟時(shí)，部分廢氣回流到氣缸。雙凸輪軸四氣門(mén)或電磁氣門(mén)控制汽油機(jī)可以通過(guò)可變進(jìn)氣相位，取得較好的廢氣再循環(huán)效果。外部廢氣再循環(huán)，把經(jīng)過(guò)冷卻的廢氣引入進(jìn)氣管，與新鮮混合氣（汽油機(jī)）或空氣（柴油機(jī)）一起進(jìn)入氣缸。外部廢氣再循環(huán)一般應(yīng)用于部分負(fù)荷，滿負(fù)荷時(shí)應(yīng)用廢氣再循環(huán)影響功率，怠速時(shí)應(yīng)用廢氣再循環(huán)影響運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。外部廢氣再循環(huán)分為：氣電式廢氣再循環(huán)；電磁式廢氣再循環(huán)。第三十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日氣電式廢氣再循環(huán)氣電式廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中，廢氣再循環(huán)量是由廢氣再循環(huán)閥的開(kāi)度和進(jìn)排氣管之間壓力差共同決定的，它的控制是通過(guò)控制廢氣再循環(huán)閥5的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。該位置主要是由作用在閥頂端的膜片上的真空腔內(nèi)的負(fù)壓決定的。負(fù)壓由節(jié)氣門(mén)后的進(jìn)氣管提供。為精確控制廢氣再循環(huán)閥的開(kāi)度，在真空腔和進(jìn)氣管之間，有一個(gè)電控壓力轉(zhuǎn)換器，它根據(jù)控制電腦的指令，控制廢氣再循環(huán)閥內(nèi)真空腔的負(fù)壓，以此控制廢氣再循環(huán)閥的位置。第三十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日電磁式廢氣再循環(huán)電磁式廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中，控制廢氣再循環(huán)閥的位置直接通過(guò)電磁閥，因而具有：動(dòng)態(tài)響應(yīng)好；調(diào)節(jié)精度高；廢氣回流量大；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。第三十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、汽油機(jī)廢氣后處理凈化措施發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)廢氣后處理技術(shù)的要求：發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)內(nèi)凈化措施往往與提高功率和經(jīng)濟(jì)性發(fā)生沖突，并且隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷嚴(yán)格，改善工作過(guò)程機(jī)內(nèi)凈化的余地越來(lái)越小。廢氣后處理器應(yīng)滿足：較高的排氣污染物轉(zhuǎn)換效率；較低的氣體流通阻力。車(chē)用內(nèi)燃機(jī)廢氣后處理器還要考慮：較長(zhǎng)的使用壽命；較小的體積；不產(chǎn)生新的污染物；足夠的機(jī)械強(qiáng)度；較高的耐熱性；容易維修；可以接受的成本。常用后處理措施：二次空氣噴射；排氣熱反應(yīng)器；再次燃燒法（后燃法）；催化反應(yīng)器。第三十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.二次空氣噴射二次空氣噴射是將新鮮空氣噴射到排氣門(mén)附近，使高溫廢氣和新鮮空氣接觸混合，以使未燃HC、CO進(jìn)一步燃燒。右圖二次空氣供給裝置中，二次空氣由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的葉片式空氣供給泵2，通過(guò)兩根軟管輸送，一路從化油器6下側(cè)經(jīng)回火防止閥10進(jìn)入進(jìn)氣管；另一路通過(guò)防止廢氣倒流的單向閥4，經(jīng)空氣分配管5，送到各缸排氣門(mén)附近。第三十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.排氣熱反應(yīng)器排氣熱反應(yīng)器一般和空氣二次噴射共同使用。在過(guò)濃混合氣狀態(tài)下，可以在排氣管緊挨排氣門(mén)的地方加入氧化反應(yīng)所需的空氣，氧化反應(yīng)熱可提高排氣溫度。排氣在高溫中的滯留時(shí)間也是決定HC、CO凈化效果的重要因素。為了加長(zhǎng)這段時(shí)間，可以采用加大排氣管容積和排氣管絕熱等措施。第三十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日排氣熱反應(yīng)器的使用效果凈化效果在汽油機(jī)過(guò)量空氣系數(shù)0.8～0.9最好。加入二次空氣總過(guò)量空氣系數(shù)在1.1。不能降低NOx排放。第三十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.再次燃燒法（后燃法）再次燃燒法是在排氣管中設(shè)置點(diǎn)火源，使排氣中的CO、HC燃燒干凈。后燃法類(lèi)型：只設(shè)置點(diǎn)火塞，用排氣中未燃成分作燃料；另外供給燃料形成火焰，用這種火焰作點(diǎn)火源（直接火焰式）。在此燃燒法不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且增加燃料消耗，浪費(fèi)能源，因此很少用。第三十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.催化轉(zhuǎn)換器催化劑可以提高一定類(lèi)型的化學(xué)反應(yīng)的速度，而不消耗本身。選擇合適的催化劑可以使HC和CO的氧化反應(yīng)在較低的溫度下仍能順利進(jìn)行。根據(jù)不同類(lèi)型汽油機(jī)，催化轉(zhuǎn)換器大致有：熱轉(zhuǎn)換器（氧化催化轉(zhuǎn)換器）；雙床催化（氧化還原）催化轉(zhuǎn)換器：缺氧雙床催化轉(zhuǎn)換器；富氧雙床催化轉(zhuǎn)換器。三效催化轉(zhuǎn)換器；NOx吸附催化轉(zhuǎn)換器。鉛的作用：1）抑制爆震2）減少氣門(mén)與座的磨損3）毒害催化劑（60升含鉛汽油就使催化劑活性降低70％）第三十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日1)熱轉(zhuǎn)換器（氧化催化轉(zhuǎn)換器）熱轉(zhuǎn)換器是將排出的CO、HC等有害氣體借助催化劑進(jìn)一步氧化，以生成CO2和H2O。為使反應(yīng)順利進(jìn)行的條件：引入足夠的O2；轉(zhuǎn)換器必須隔熱并保持在600℃；結(jié)構(gòu)合理，有足夠的反應(yīng)時(shí)間；控制燃燒最高溫度，防止轉(zhuǎn)換器燒壞。熱轉(zhuǎn)換器的溫度保持在反應(yīng)所需最低溫度600℃，這樣的溫度不是所有工況都能達(dá)到，為此在Al2O3載體上覆蓋一層多孔的活性涂層Al2O3

，比面積超過(guò)100m2/g。再在涂層上用電解方法涂覆催化物質(zhì)如Pt、Rh（還原劑）、Pd等貴金屬（每個(gè)轉(zhuǎn)換器消耗約1g貴金屬），在催化劑的作用下，CO、HC的最低反應(yīng)溫度可降低到250℃。貴重金屬用量為：1～2g/dm3。非貴重金屬：CuO，NiO。起燃溫度>350℃第三十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日熱轉(zhuǎn)換器工作原理氧化催化轉(zhuǎn)換器對(duì)NOx無(wú)效，因此需要事先在燃燒室內(nèi)對(duì)NOx進(jìn)行削減。氧化催化方式有將空燃比設(shè)定在過(guò)濃區(qū)和稀薄區(qū)。將空燃比設(shè)定在稀薄區(qū)，汽油機(jī)功率有所下降，但經(jīng)濟(jì)性好，CO和HC較少，二次空氣量可減少。將空燃比設(shè)在最大功率附近的過(guò)濃區(qū)，汽油機(jī)性能下降不多，但CO、HC則增加很多。因此用空氣泵將空氣送入排氣中，使CO、HC在氧化催化轉(zhuǎn)換器內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定氧化反應(yīng)。一般增加EGR對(duì)NOx進(jìn)行凈化。第四十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2)雙床催化（氧化還原）催化轉(zhuǎn)換器雙床催化轉(zhuǎn)換器是先利用排氣中的還原氣體CO、HC來(lái)還原NOx，然后在噴入二次空氣以氧化CO和HC。缺氧雙床催化轉(zhuǎn)換器必須在濃混合氣狀態(tài)下運(yùn)行，油耗高，很不經(jīng)濟(jì)，目前少用。富氧雙床催化轉(zhuǎn)換器汽油機(jī)的最低油耗點(diǎn)在富氧區(qū)，為了降低汽油機(jī)的燃油消耗率，稀燃汽油機(jī)重新興起。這種汽油機(jī)不適合三效催化轉(zhuǎn)換器，而采用富氧雙床催化轉(zhuǎn)換器。第四十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日3)三效催化轉(zhuǎn)換器三效催化轉(zhuǎn)換器是一種能同時(shí)凈化NOx、CO、HC3種有害氣體排放的催化轉(zhuǎn)換器，它是汽油機(jī)排氣廢氣后處理種最有效的方法。為了同時(shí)處理這3種氣體，必須保證NOx還原所需的CO、HC和H2等還原性氣體和為保證CO、HC氧化反應(yīng)所需的O2。所以允許的空燃比范圍非常窄。右圖是過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)三效催化轉(zhuǎn)換器效率的影響曲線。NO+CO=1/2N2+CO2NO+H2=1/2N2+H2ONO+HnCm=N2+H2O+CO2三效催化轉(zhuǎn)化器的主要成分：Pt、Rh，其余為Al2O3，NiO和CeO2第四十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日三效催化轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制系統(tǒng)為保證空氣過(guò)量系數(shù)在當(dāng)量比附近，三效催化轉(zhuǎn)換器必須和傳感器（氧傳感器）結(jié)合構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。傳感器測(cè)量排氣中的氧含量，并將它轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器根據(jù)它來(lái)對(duì)根據(jù)進(jìn)氣流量傳感器確定的燃油量進(jìn)行校正，以保證實(shí)際過(guò)量空氣系數(shù)變化在1%以內(nèi)。第四十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日三效催化轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)載體材料：蜂窩狀陶瓷（MgO2/AL2O3/SiO2）催化劑：Pt：Rh=5：1Pt促進(jìn)HC和CO氧化Rh促進(jìn)NOx還原第四十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日4)NOx吸附催化轉(zhuǎn)換器三效催化轉(zhuǎn)換器不能滿足稀燃汽油機(jī)NOx的凈化要求?？梢圆捎肗Ox吸附催化轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器種含有貴金屬和堿土金屬作為活性成分，在稀混合氣狀態(tài)，NO在貴金屬的催化作用下，被氧化成NO2，這樣NOx都以NO2的形式出現(xiàn)，并和堿土金屬結(jié)合，排氣中的HC和CO被直接氧化成H2O和CO2。在達(dá)到堿土金屬吸附極限前，將汽油機(jī)短暫進(jìn)入濃混合氣狀態(tài)，使排氣中產(chǎn)生足夠的還原劑（CO、HC、H2等），與堿土金屬中析出的NO2反應(yīng)生成CO2和N2，這個(gè)過(guò)程叫NOx的吸附催化轉(zhuǎn)換器的再生過(guò)程。第四十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日第四節(jié)柴油機(jī)有害排放物的生成與影響因素柴油機(jī)HC生成機(jī)理與影響因素；柴油機(jī)CO生成機(jī)理與影響因素；柴油機(jī)NOx生成機(jī)理與影響因素；柴油機(jī)排煙與微粒的生成機(jī)理與影響因素。第四十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日一、柴油機(jī)HC生成機(jī)理與影響因素由于柴油機(jī)的工作原理是噴油壓燃，燃油停留在燃燒室中的時(shí)間比汽油機(jī)短的多，因而受壁面冷激效應(yīng)、狹隙效應(yīng)、油膜、沉積物吸附作用很小，這是柴油機(jī)HC排放較低的原因。柴油機(jī)未燃HC的排放主要來(lái)自柴油噴注的外緣混合過(guò)渡造成的過(guò)稀混合氣區(qū)。怠速或小負(fù)荷時(shí)，由于缸內(nèi)溫度較低，HC不能及時(shí)氧化，且混合氣較稀，使HC排放較高。高負(fù)荷時(shí)，過(guò)量空氣系數(shù)較小（1.3)，使HC較低。柴油機(jī)火焰在壁面上的淬熄也是柴油機(jī)HC排放的來(lái)源。第四十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、柴油機(jī)CO生成機(jī)理與影響因素CO的濃度在柴油機(jī)排氣中中一般都很低。只有在接近冒煙極限時(shí)，才急劇增加。盡管在柴油機(jī)中有局部的缺氧區(qū)，但平均過(guò)量空氣系數(shù)大于1，氣缸內(nèi)有足夠的空氣對(duì)已經(jīng)形成的CO進(jìn)行氧化。小負(fù)荷時(shí)，燃?xì)鉁囟鹊投已趸磻?yīng)少，造成CO排放高。第四十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、柴油機(jī)NOx生成機(jī)理與影響因素影響柴油機(jī)NOx生成的主要因素有：進(jìn)氣濕度；進(jìn)氣溫度；進(jìn)氣壓力；發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。第四十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日1)進(jìn)氣濕度對(duì)柴油機(jī)NOx的影響無(wú)論在直噴式還是分隔式柴油機(jī)，進(jìn)氣濕度對(duì)柴油機(jī)NOx的影響很大。NOx隨濕度的增加而減少，因?yàn)樗纸档土瞬裼蜋C(jī)的最高燃燒溫度，對(duì)NOx的生成起到抑止作用。第五十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2)進(jìn)氣溫度對(duì)柴油機(jī)NO的影響當(dāng)燃空比一定時(shí)，進(jìn)氣溫度上升，NO增加，功率有所降低。主要是由于壓縮溫度升高而引起局部溫度升高的緣故。在高增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中必須采用中冷器，以使進(jìn)氣溫度盡可能低，這對(duì)凈化也是必要的。第五十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日3)進(jìn)氣壓力對(duì)柴油機(jī)NOx的影響進(jìn)氣壓力提高，NO減少，并使功率增加。因?yàn)檫M(jìn)氣壓力提高，供油量一定，相當(dāng)于降低了燃空比，限值了NO的生成。當(dāng)進(jìn)氣濕度、壓力提高，溫度降低時(shí)，能有效降低NO排放。據(jù)此提出進(jìn)氣管?chē)娝?，增壓中冷等凈化措施。第五十二?yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日4)柴油機(jī)負(fù)荷（燃空比）對(duì)NOx的影響柴油機(jī)負(fù)荷增加，供油量增加即燃空比增加。隨燃空比增加，NOx濃度也增加，到達(dá)最大值后，再增加燃空比，NO反而下降。在燃空比小的稀混合氣中，NO主要取決于溫度，當(dāng)燃空比隨負(fù)荷增加時(shí)使溫度上升，NO濃度上升。在燃空比小的濃混合氣中，即使溫度再升高，NO濃度主要取決于氧的濃度，因此當(dāng)燃空比再增加時(shí)，由于氧濃度減小而NO濃度下降。第五十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日5)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)NOx的影響分隔式燃燒室在高速時(shí)，NO濃度有所升高，直噴式在中速時(shí)達(dá)到最大值。右下圖為柴油機(jī)NO的等排放特性曲線，根據(jù)特性曲線可以選擇排污少、功率損失較少的工況作為發(fā)動(dòng)機(jī)的常用工況。第五十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日四、柴油機(jī)排煙的生成機(jī)理與影響因素柴油機(jī)排煙可分為：白煙、藍(lán)煙（青煙）和黑煙三種。不同的煙色形成的原因不同，有的研究認(rèn)為起決定作用的是溫度：在250℃以下形成煙通常是白煙，從250℃到著火溫度形成的是藍(lán)煙，黑煙只在著火后才出現(xiàn)。白煙通常在低溫起動(dòng)后不久及怠速工況時(shí)發(fā)生。此時(shí)，氣缸溫度較低，著火不好，未經(jīng)燃燒的燃料和潤(rùn)滑油以液滴的狀態(tài)，直徑在1.3m左右，隨廢氣排出形成白煙。當(dāng)氣缸磨損加大，竄氣、竄油時(shí)，白煙增多。正常的發(fā)動(dòng)機(jī)在暖車(chē)后，一般就不再形成白煙。改善起動(dòng)性可減少白煙。第五十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.柴油機(jī)藍(lán)煙生成的機(jī)理與影響因素柴油機(jī)藍(lán)煙通常在柴油機(jī)尚未完全預(yù)熱或低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生。此時(shí)，燃燒溫度較低，約600℃以下，燃料著火性能不好，部分燃料和竄入燃燒室的潤(rùn)滑油未能完全燃燒，其中大部分是已經(jīng)蒸發(fā)的油，再凝結(jié)呈微粒狀態(tài)，直徑比白煙小，在0.4m以下，隨廢氣排出而成藍(lán)煙。這種煙的藍(lán)色是此種大小微粒由藍(lán)色光折射而成的。排出藍(lán)煙時(shí)，同時(shí)有燃燒不完全的中間產(chǎn)物（如甲醛等）排出，因而藍(lán)煙常帶有刺激性臭味。減少藍(lán)煙的方法：提高燃燒室和室內(nèi)空氣溫度;

減少室內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng)，以免燃料很快被吹散形成過(guò)稀混合氣;

減小燃油噴注貫穿度，避免與冷壁面相碰；進(jìn)氣加熱;

(但上述部分措施與減少黑煙是矛盾的)

催化轉(zhuǎn)化。第五十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.柴油機(jī)黑煙（碳煙）生成的機(jī)理與影響因素柴油機(jī)微粒的新概念（美國(guó)環(huán)境保護(hù)局EPA規(guī)定的稀釋質(zhì)量法）：柴油機(jī)排氣經(jīng)過(guò)稀釋后，在低于51.7℃時(shí)，通過(guò)帶有聚四氟乙烯樹(shù)脂過(guò)濾紙時(shí)，被濾紙所濾下來(lái)的物質(zhì)。微粒包括：以碳元素為主的碳煙，未氧化或未完全氧化的的碳?xì)浠衔?、硫酸鹽以及與硫酸鹽結(jié)合的水和其他雜質(zhì)。高負(fù)荷時(shí)碳煙是柴油機(jī)微粒中的主要成分；低負(fù)荷時(shí)微粒中以碳?xì)浠衔餅橹?。炭煙生成歷程：燃燒初期大量裂解產(chǎn)生，燃燒后期大部分氧化消除。第五十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日1)柴油機(jī)碳煙的生成機(jī)理碳煙產(chǎn)生的條件是高溫和缺氧。由于柴油機(jī)混合氣極不均勻，盡管柴油機(jī)總體上是富氧燃燒，但局部的缺氧還是導(dǎo)致了碳煙的生成。碳煙的生成過(guò)程：燃油中的烴分子在高溫缺氧的環(huán)境下熱裂解，形成部分乙烯和聚乙烯；它們?cè)诓粩嗝摎浜缶酆铣梢蕴紴橹鞯?，直?nm左右的碳煙核心；氣體中的烴在這個(gè)核心表面的凝聚，以及碳煙核心之間的凝聚，使得核心的表面增大，成為直徑20～30nm左右的碳煙基元。至此碳煙的質(zhì)量已基本確定，最后碳煙基元堆積成直徑1m以下的微粒。第五十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2)碳煙形成的數(shù)量與溫度及過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系碳煙形成的數(shù)量隨著過(guò)量空氣系數(shù)的降低而增加。溫度對(duì)碳煙形成數(shù)量的影響，在1600～1700K之間達(dá)到最大值。壓力對(duì)碳煙形成的溫度和過(guò)量空氣系數(shù)條件影響很小，但對(duì)碳煙形成的數(shù)量影響很大。隨著壓力的增加，碳煙形成的數(shù)量增加。第五十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日柴油機(jī)的CO和HC的排放低于帶有三效催化轉(zhuǎn)換器和過(guò)量空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)（閉環(huán)控制）的現(xiàn)代汽油機(jī)。柴油機(jī)的排氣污染物主要是NOx和微粒。第六十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日第五節(jié)柴油機(jī)廢氣凈化措施一、柴油機(jī)廢氣前處理凈化措施1.改變?nèi)剂系男再|(zhì)降低十六烷值可降低碳煙，但會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴。2.燃料添加劑消煙添加劑：鋇溶在油溶性鹼化鹽或中性鹽中。鋇的添加量達(dá)1g/L時(shí)，碳煙降低50%~70%。但油耗增加1%~2%；鋇鹽有毒；使燃料灰量增加。加水乳化油：乳化油加水30%以上能顯著降低碳煙。代用燃料：如：醇類(lèi)燃料、二甲醚DME等。第六十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、柴油機(jī)廢氣機(jī)內(nèi)凈化措施主要包括：燃燒系統(tǒng)；電子控制；供油系統(tǒng)；進(jìn)氣系統(tǒng)；廢氣再循環(huán)（EGR）；冷啟動(dòng)藍(lán)煙的消除；新型燃燒方式進(jìn)展。1.柴油機(jī)不同燃燒系統(tǒng)排放特點(diǎn)分隔式柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)：混合速度快；溫度、燃油濃度、空氣濃度分區(qū)，總體有害排放較少。炭煙的排放相對(duì)較多。直噴式柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)：燃燒室緊湊，燃油易撞壁，混合氣形成時(shí)間短；空氣的過(guò)量系數(shù)高；燃油易于裂解。NOx、未燃HC的排放相對(duì)較多。第六十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.主副燃燒室容積比對(duì)柴油機(jī)排放的影響及改進(jìn)方案渦流室柴油機(jī)副燃燒室容積增大，副燃燒室內(nèi)空氣量增加，可減少碳煙的形成，但NOx增加。綜合考慮碳煙和NOx排放，副燃燒室與主燃燒室的容積比選在1.07～1.15。預(yù)燃室柴油機(jī)的預(yù)燃室體積過(guò)大，會(huì)降低預(yù)燃室中燃?xì)獾哪芰?，影響預(yù)燃室中不完全燃燒的燃?xì)夂椭魅紵业目諝饣旌?，因而預(yù)燃室內(nèi)柴油機(jī)預(yù)燃室體積只有主燃燒室的35～40%。第六十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.預(yù)熱塞安裝位置的優(yōu)化副燃燒室內(nèi)預(yù)熱塞或電熱塞對(duì)氣流的干擾應(yīng)盡量小，盡量消除氣流的流動(dòng)死區(qū)。下圖B預(yù)熱塞的位置減少了氣流死區(qū)，減少了碳煙生成，使得平均有效壓力的提高稱為可能。第六十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.降低直噴式柴油機(jī)排放的措施直噴式柴油機(jī)由于流動(dòng)損失和散熱損失較小，具有較高的熱效率。近年來(lái)，在轎車(chē)柴油機(jī)得到廣泛應(yīng)用。對(duì)高速直噴式柴油機(jī)的混合氣形成和燃燒的要求：滯燃期內(nèi)，噴入氣缸的燃油盡可能少，以免預(yù)混燃燒過(guò)多，使壓力升高率增大，控制噪聲。燃燒前期，噴入的燃油量要適當(dāng)，以控制碳煙和NOx的生成以及過(guò)高的燃燒噪聲。燃燒后期即擴(kuò)散燃燒階段，噴入的燃油很好與空氣混合以減少碳煙生成，這就需要很高的噴射壓力。燃油噴射結(jié)束后，剩余的空氣和燃?xì)馊阅軓?qiáng)烈混合，以促使碳煙的氧化。第六十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日5.降低排放對(duì)直噴式柴油機(jī)噴油系統(tǒng)的要求提高噴油壓力，從100MPa提高到150MPa甚至200MPa，特別是低轉(zhuǎn)速時(shí)的噴射壓力要保證；增加噴油器的噴孔數(shù)，減小噴孔直徑。前者對(duì)燃油分布均勻性很關(guān)鍵，而后者則可以減少燃油碰壁的數(shù)量；可控的燃油噴射率變化歷程，如靴型噴射（先緩后急）、二次噴射（預(yù)噴射加主噴射）；根據(jù)柴油機(jī)工況優(yōu)化噴油定時(shí)。第六十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、柴油機(jī)廢氣后處理凈化措施排氣微粒捕集器及再生(CRT、SCRT)－降低微粒排放；微粒過(guò)濾器（DPF）－降低微粒；氧化催化轉(zhuǎn)換器－降低微粒中可溶有機(jī)物（SOF）以及氣態(tài)HC和CO；選擇性還原催化轉(zhuǎn)換器－降低NOx排放。第六十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日降低微粒排放的主要措施高溫氧化：可降低80%微粒，但需要800℃以上的高溫和4s以上的反應(yīng)時(shí)間，在實(shí)際應(yīng)用中不現(xiàn)實(shí)。催化氧化：主要降低微粒中的SOF，但對(duì)碳煙幾乎不起作用清洗：讓平排氣通過(guò)水或油來(lái)清洗微粒，占用體積很大，而且只能降低排放的10%左右。離心分離：將排氣引入旋風(fēng)器里，利用微粒的離心力，將微粒從氣流中分離開(kāi)來(lái)。由于微粒體積很小，所以只能分離約10%的微粒。靜電分離：首先將微粒進(jìn)行荷電，然后吸附到極性相反的金屬電極板上。分離微粒將隨排氣回流到氣缸燃燒，增加了氣缸的磨損?？煞蛛x50%左右。過(guò)濾捕集器：目前，降低柴油機(jī)微粒排放的排氣后處理技術(shù)主要是使用微粒捕集器。第六十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.微粒捕集器1)工作原理擴(kuò)散：布朗運(yùn)動(dòng)使得微粒偏離氣流運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)它們和過(guò)濾材料接觸時(shí)，就被吸附在過(guò)濾材料上。擴(kuò)散捕集的效果隨微粒直徑的減小、氣流速度的降低和溫度的升高而提高。沉積：當(dāng)排氣流中的微粒和過(guò)濾材料接觸時(shí)，就被攔截在過(guò)濾材料上。微粒越大，攔截捕集的效果越好。撞擊：較高速度的氣流中的較大的微粒，當(dāng)氣流繞過(guò)過(guò)濾材料氣流方向改變時(shí)，離開(kāi)氣流撞上過(guò)濾材料被捕集。第六十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2)微粒捕集器的類(lèi)型表面型微粒捕集器：被捕集的微粒聚集在過(guò)濾材料的表面上。其典型材料是透氣陶瓷。過(guò)濾效果主要是受材料孔隙尺寸的影響。體積型微粒捕集器：被捕集的微粒聚集在過(guò)濾材料體內(nèi)。主要由陶瓷或金屬纖維材料繞制而成。帶有微粒的排氣在體積型微粒捕集器中不斷改變流動(dòng)方向，微粒通過(guò)擴(kuò)散、攔截和撞擊聚集在纖維材料上。第七十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日3)微粒捕集再生