發(fā)動(dòng)機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)與控制技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)與控制技術(shù)匯報(bào)人：2024-01-17contents目錄排放標(biāo)準(zhǔn)概述發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)排放控制策略與算法排放測(cè)試方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)排放控制技術(shù)應(yīng)用案例未來發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)排放標(biāo)準(zhǔn)概述01CATALOGUE目前國(guó)際上主要有歐洲、美國(guó)和日本的排放法規(guī)體系，其中歐洲的Euro標(biāo)準(zhǔn)體系最具代表性，對(duì)全球汽車排放控制產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。中國(guó)自20世紀(jì)80年代開始制定汽車排放法規(guī)，目前已經(jīng)形成了較為完善的法規(guī)體系，包括國(guó)Ⅰ至國(guó)Ⅵ等多個(gè)階段。國(guó)內(nèi)外排放法規(guī)現(xiàn)狀中國(guó)排放法規(guī)國(guó)際排放法規(guī)一氧化碳是一種無色、無味、無臭的氣體，對(duì)人體具有極大的危害，能夠與血紅蛋白結(jié)合，降低血液的輸氧能力。一氧化碳（CO）碳?xì)浠衔锸俏赐耆紵娜加彤a(chǎn)生的，包括多種有機(jī)物，對(duì)人體和環(huán)境都有一定的危害。碳?xì)浠衔铮℉C）氮氧化物主要是指一氧化氮和二氧化氮，對(duì)人體和環(huán)境都有危害，能夠形成酸雨和光化學(xué)煙霧。氮氧化物（NOx）顆粒物是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的主要污染物之一，對(duì)人體和環(huán)境都有危害，能夠引起呼吸道疾病和心血管疾病等。顆粒物（PM）排放污染物種類及危害多元化的排放控制技術(shù)未來排放控制技術(shù)將會(huì)更加多元化，包括機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)、機(jī)外凈化技術(shù)、替代燃料技術(shù)等。區(qū)域性和全球性的協(xié)同控制未來排放標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)更加注重區(qū)域性和全球性的協(xié)同控制，通過國(guó)際合作共同應(yīng)對(duì)環(huán)境污染問題。更嚴(yán)格的排放限值隨著環(huán)保意識(shí)的提高和技術(shù)的進(jìn)步，未來排放標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)更加嚴(yán)格，對(duì)污染物的排放限值將會(huì)更低。排放標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)02CATALOGUE高壓共軌技術(shù)通過提高燃油噴射壓力，使燃油更均勻地分布在燃燒室內(nèi)，提高燃燒效率，減少顆粒物排放。多次噴射技術(shù)在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)進(jìn)行多次燃油噴射，實(shí)現(xiàn)燃油更精細(xì)的控制，降低氮氧化物和顆粒物排放。燃油噴射系統(tǒng)優(yōu)化可變氣門正時(shí)技術(shù)通過改變氣門開閉時(shí)機(jī)，優(yōu)化進(jìn)氣氣流，提高充氣效率，降低泵氣損失，從而減少燃油消耗和排放。渦輪增壓技術(shù)利用廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪，增加進(jìn)氣壓力，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩，同時(shí)降低燃油消耗和排放。進(jìn)氣系統(tǒng)改進(jìn)通過優(yōu)化燃燒室形狀和容積，提高燃燒速度，降低燃燒溫度，減少氮氧化物生成。緊湊燃燒室設(shè)計(jì)在燃燒室內(nèi)形成不同濃度的可燃混合氣，實(shí)現(xiàn)分層燃燒，提高燃燒效率，降低燃油消耗和排放。分層燃燒技術(shù)燃燒室設(shè)計(jì)優(yōu)化通過催化劑的作用，將尾氣中的一氧化碳和碳?xì)浠衔镅趸癁槎趸己退?，降低污染物排放。氧化催化轉(zhuǎn)化器三元催化轉(zhuǎn)化器顆粒物捕集器同時(shí)降低尾氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸锶N污染物的排放，提高尾氣凈化效率。通過物理或化學(xué)方法捕集尾氣中的顆粒物，降低顆粒物排放對(duì)環(huán)境和人體健康的影響。030201尾氣后處理技術(shù)排放控制策略與算法03CATALOGUE通過氧傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排氣中的氧含量，調(diào)整空燃比至理論值附近，實(shí)現(xiàn)最佳燃燒。閉環(huán)控制根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況和預(yù)設(shè)的空燃比MAP圖，通過進(jìn)氣量和噴油量的精確計(jì)算，實(shí)現(xiàn)空燃比的精確控制。開環(huán)控制根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的老化、磨損等因素，自動(dòng)調(diào)整空燃比控制參數(shù)，確保排放性能的穩(wěn)定。自適應(yīng)控制空燃比控制策略通過監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震信號(hào)，實(shí)時(shí)調(diào)整點(diǎn)火提前角，避免爆震對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的損害，同時(shí)優(yōu)化燃燒過程。爆震控制在保證發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的前提下，通過優(yōu)化點(diǎn)火提前角，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。燃油經(jīng)濟(jì)性控制通過精確控制點(diǎn)火正時(shí)，降低排氣溫度，減少NOx的生成。排放性能控制點(diǎn)火正時(shí)控制策略

催化轉(zhuǎn)化器溫度控制策略加熱控制在冷啟動(dòng)時(shí)，通過加大噴油量或推遲點(diǎn)火提前角等方式，提高排氣溫度，快速加熱催化轉(zhuǎn)化器至起燃溫度。冷卻控制在催化轉(zhuǎn)化器溫度過高時(shí)，通過減小噴油量或提前點(diǎn)火提前角等方式，降低排氣溫度，保護(hù)催化轉(zhuǎn)化器不受高溫?fù)p害。溫度閉環(huán)控制通過溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)催化轉(zhuǎn)化器溫度，調(diào)整空燃比和點(diǎn)火正時(shí)等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)催化轉(zhuǎn)化器溫度的穩(wěn)定控制。容錯(cuò)控制在排放控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)切換到備份控制模式或降級(jí)控制模式，確保發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行和排放性能的穩(wěn)定。故障診斷通過監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和排放控制系統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并診斷排放控制系統(tǒng)的故障。故障預(yù)警與提示通過儀表盤顯示或故障燈等方式，向駕駛員提示排放控制系統(tǒng)的故障信息，以便及時(shí)進(jìn)行維修和保養(yǎng)。故障診斷與容錯(cuò)控制算法排放測(cè)試方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)04CATALOGUE在特定的穩(wěn)態(tài)工況下，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的排放物濃度和排放量。穩(wěn)態(tài)工況法模擬實(shí)際行駛過程中的瞬態(tài)變化，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)在不同瞬態(tài)工況下的排放性能。瞬態(tài)工況法在實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架上安裝發(fā)動(dòng)機(jī)，模擬實(shí)際負(fù)載和轉(zhuǎn)速，進(jìn)行排放測(cè)試。臺(tái)架試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法03大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)在城市或區(qū)域范圍內(nèi)設(shè)置大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)站，監(jiān)測(cè)大氣中的污染物濃度，以評(píng)估車輛排放對(duì)環(huán)境的影響。01車載排放測(cè)試在實(shí)際道路上，使用便攜式排放測(cè)試設(shè)備對(duì)行駛中的車輛進(jìn)行排放測(cè)量。02遙感測(cè)試?yán)眠b感技術(shù)對(duì)道路上行駛的車輛進(jìn)行排放測(cè)量，無需接觸車輛。實(shí)際道路行駛測(cè)試方法污染物排放限值燃油消耗限值耐久性要求環(huán)保標(biāo)識(shí)與認(rèn)證評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)設(shè)定針對(duì)不同污染物（如一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸?、顆粒物等），設(shè)定嚴(yán)格的排放限值。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放控制系統(tǒng)提出耐久性要求，確保其在車輛使用壽命內(nèi)持續(xù)有效。設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗限值，以推動(dòng)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。建立發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)保標(biāo)識(shí)和認(rèn)證制度，鼓勵(lì)消費(fèi)者購(gòu)買和使用低排放、環(huán)保型發(fā)動(dòng)機(jī)。排放控制技術(shù)應(yīng)用案例05CATALOGUE三元催化轉(zhuǎn)化器01將發(fā)動(dòng)機(jī)排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的二氧化碳、水和氮?dú)?。燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)02防止汽油蒸氣直接排入大氣，同時(shí)可將吸附的汽油蒸氣導(dǎo)入進(jìn)氣歧管進(jìn)行燃燒，從而降低HC的排放。曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)03將竄入曲軸箱內(nèi)的混合氣引入進(jìn)氣管進(jìn)行二次燃燒，以減少大氣污染。汽油機(jī)排放控制技術(shù)應(yīng)用廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)將一部分廢氣引入進(jìn)氣管與新混合氣混合后進(jìn)入氣缸燃燒，從而降低燃燒溫度，減少NOx的生成。顆粒捕集器（DPF）通過過濾的方式將柴油機(jī)排氣中的顆粒物進(jìn)行捕集，以達(dá)到降低顆粒物排放的目的。選擇性催化還原（SCR）技術(shù)利用尿素水溶液作為還原劑，在催化劑的作用下選擇性地與NOx反應(yīng)并生成無害的氮?dú)夂退?。柴油機(jī)排放控制技術(shù)應(yīng)用在制動(dòng)或減速時(shí)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來，并在需要時(shí)釋放以驅(qū)動(dòng)車輛，從而降低燃油消耗和排放。能量回收系統(tǒng)采用先進(jìn)的燃燒室設(shè)計(jì)、燃油噴射技術(shù)和渦輪增壓技術(shù)等手段，提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率和動(dòng)力性能，降低燃油消耗和排放。高效內(nèi)燃機(jī)技術(shù)針對(duì)混合動(dòng)力汽車的排放特點(diǎn)，采用三元催化轉(zhuǎn)化器、顆粒捕集器等后處理裝置，進(jìn)一步降低CO、HC、NOx和顆粒物等有害物質(zhì)的排放。排放后處理技術(shù)混合動(dòng)力汽車排放控制技術(shù)應(yīng)用未來發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)06CATALOGUE更低的排放限值隨著環(huán)保意識(shí)的提高，未來的排放法規(guī)將要求更低的污染物排放限值，包括顆粒物、氮氧化物等。實(shí)時(shí)排放監(jiān)控要求發(fā)動(dòng)機(jī)配備實(shí)時(shí)排放監(jiān)控系統(tǒng)，確保在實(shí)際運(yùn)行過程中的排放達(dá)標(biāo)。嚴(yán)格的處罰措施對(duì)違反排放法規(guī)的制造商和運(yùn)營(yíng)商將采取更嚴(yán)格的處罰措施，包括罰款、召回等。更嚴(yán)格的排放法規(guī)要求123新能源汽車，特別是純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車的普及，將大大減少傳統(tǒng)燃油車的尾氣排放。電動(dòng)化趨勢(shì)氫燃料電池汽車等清潔燃料汽車的發(fā)展，將推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)的進(jìn)步。清潔燃料的應(yīng)用在未來一段時(shí)間內(nèi)，新能源汽車與傳統(tǒng)汽車將共存，因此需要開發(fā)適用于不同動(dòng)力系統(tǒng)的排放控制技術(shù)。新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的協(xié)同新能源汽車對(duì)排放控制的影響通過智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能化控制，提高排放控制精度和效率。智能化排放控制利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析和優(yōu)化，為排放控制策略的制定提供科學(xué)依據(jù)。大數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化通過車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)車輛之間的協(xié)同控制，優(yōu)化交通流，降低整體排放水平。車聯(lián)網(wǎng)協(xié)同控制智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)在排放控制中的應(yīng)用前景面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案在新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，需要將智能化與電動(dòng)化技術(shù)相