發(fā)動機(jī)原理課件7

1、第第7 7章章 發(fā)動機(jī)的排放發(fā)動機(jī)的排放 與汽車噪聲與汽車噪聲 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 通過本章學(xué)習(xí)，通過本章學(xué)習(xí)，要求掌握要求掌握 1.排放污染物的種類與危害；排放污染物的種類與危害； 2.了解了解2005年年7月月1日起在國內(nèi)實(shí)施的六項(xiàng)汽車排放日起在國內(nèi)實(shí)施的六項(xiàng)汽車排放國家標(biāo)準(zhǔn)；國家標(biāo)準(zhǔn)； 3.了解不分光紅外線分析法的檢測原理和汽油機(jī)排了解不分光紅外線分析法的檢測原理和汽油機(jī)排氣的檢測方法；氣的檢測方法； 4.掌握汽油機(jī)排氣的機(jī)內(nèi)與機(jī)外凈化措施；掌握汽油機(jī)排氣的機(jī)內(nèi)與機(jī)外凈化措施； 5.掌握柴油機(jī)碳煙和排氣的凈化措施；掌握柴油機(jī)碳煙和排氣的凈化措施； 6.了解汽車噪音的產(chǎn)生及其影響；了解汽車噪

2、音的產(chǎn)生及其影響； 7.了解汽車噪聲控制技術(shù)。了解汽車噪聲控制技術(shù)。7.1 7.1 發(fā)動機(jī)有害排放物的生成及危害發(fā)動機(jī)有害排放物的生成及危害 發(fā)動機(jī)排放污染物的途徑及成分主要有發(fā)動機(jī)排放污染物的途徑及成分主要有: （1）從排氣管排出的廢氣，主要有：從排氣管排出的廢氣，主要有：CO、HC、NOX、SO2 、PM（由碳煙、鉛氧化物等重金屬氧化由碳煙、鉛氧化物等重金屬氧化物和煙灰等組成物和煙灰等組成）；）；（2）曲軸箱竄氣，其主要成分是）曲軸箱竄氣，其主要成分是HC，還有少量的還有少量的CO、NOX等；等；（3）從油箱以及油管接頭等處蒸發(fā)的汽油蒸汽，成）從油箱以及油管接頭等處蒸發(fā)的汽油蒸汽，成分是分

3、是HC。 7.1 7.1 發(fā)動機(jī)有害排放物的生成發(fā)動機(jī)有害排放物的生成 1 CO：是烴燃料燃燒的中間產(chǎn)物。對人體有毒性。：是烴燃料燃燒的中間產(chǎn)物。對人體有毒性。 2 HC：來自燃料不完全燃燒；曲軸箱通風(fēng)口蒸發(fā)出：來自燃料不完全燃燒；曲軸箱通風(fēng)口蒸發(fā)出的占的占20%；燃油箱及化油器處泄漏。；燃油箱及化油器處泄漏。 3 NOX在發(fā)動機(jī)的排氣中主要是指在發(fā)動機(jī)的排氣中主要是指NO和和NO2，對人，對人體有毒。體有毒。 4 PM：來源于汽油機(jī)與柴油機(jī)的排放微粒。：來源于汽油機(jī)與柴油機(jī)的排放微粒。(P103) 5硫化物：內(nèi)燃機(jī)燃料中的硫燃燒后產(chǎn)生的硫化物：內(nèi)燃機(jī)燃料中的硫燃燒后產(chǎn)生的SO2，在空氣中會形

4、成酸雨。在空氣中會形成酸雨。 6二氧化碳：會形成溫室效應(yīng)，使全球氣溫上升。二氧化碳：會形成溫室效應(yīng)，使全球氣溫上升。7.1 7.1 發(fā)動機(jī)有害排放物的生成發(fā)動機(jī)有害排放物的生成 汽車內(nèi)燃機(jī)排氣中，作為起因物質(zhì)的汽車內(nèi)燃機(jī)排氣中，作為起因物質(zhì)的NOX和和HC在太陽能的作用下進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，生成的光化學(xué)在太陽能的作用下進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，生成的光化學(xué)過氧化物而形成的煙霧稱之為光化學(xué)煙霧過氧化物而形成的煙霧稱之為光化學(xué)煙霧。 光化學(xué)反應(yīng)是一個極其復(fù)雜的過程，它的主要光化學(xué)反應(yīng)是一個極其復(fù)雜的過程，它的主要產(chǎn)物是氧化能力很強(qiáng)的臭氧產(chǎn)物是氧化能力很強(qiáng)的臭氧O3及及PAN過氧化?；踹^氧化?；跛猁}等光化學(xué)過

5、氧化物，此外還生成各種游離基、酸鹽等光化學(xué)過氧化物，此外還生成各種游離基、醛、酮、硫酸煙霧等。醛、酮、硫酸煙霧等。7.2 7.2 發(fā)動機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)與檢測發(fā)動機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)與檢測 發(fā)動機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn) 1、2005年年7月月1日起在國內(nèi)實(shí)施的四項(xiàng)汽車排放國日起在國內(nèi)實(shí)施的四項(xiàng)汽車排放國家標(biāo)準(zhǔn)；家標(biāo)準(zhǔn)； 2、2007年年7月月1日起在國內(nèi)實(shí)施的兩項(xiàng)汽車排放國日起在國內(nèi)實(shí)施的兩項(xiàng)汽車排放國家標(biāo)準(zhǔn)。家標(biāo)準(zhǔn)。 汽油機(jī)排氣污染物的檢測汽油機(jī)排氣污染物的檢測 1、不分光紅外線分析法檢測原理：汽車排氣中的、不分光紅外線分析法檢測原理：汽車排氣中的CO、HC、NOX等氣體都分別具有能吸收一定波長等氣體都分別具

6、有能吸收一定波長范圍紅外線的性質(zhì)。范圍紅外線的性質(zhì)。 2、不分光紅外線氣體分析儀的結(jié)構(gòu)與工作原理如、不分光紅外線氣體分析儀的結(jié)構(gòu)與工作原理如下圖所示。下圖所示。不分光紅外線氣體分析儀不分光紅外線氣體分析儀原理：根據(jù)檢測紅外線被汽車排氣吸收一定波長范圍紅原理：根據(jù)檢測紅外線被汽車排氣吸收一定波長范圍紅外線后能量的變化，來檢測排氣中各種污染物的含量。外線后能量的變化，來檢測排氣中各種污染物的含量。7.2.37.2.3 柴油機(jī)排氣污染物的檢測柴油機(jī)排氣污染物的檢測 柴油機(jī)排氣污染物的檢測柴油機(jī)排氣污染物的檢測 1、不透光度計(jì)的結(jié)構(gòu)與工作原理、不透光度計(jì)的結(jié)構(gòu)與工作原理 GB 18285-2005規(guī)定

7、用光吸收系數(shù)來度量可規(guī)定用光吸收系數(shù)來度量可見污染物的大小。規(guī)定使用不透光度儀測量壓燃見污染物的大小。規(guī)定使用不透光度儀測量壓燃式發(fā)動機(jī)和裝用壓燃式發(fā)動機(jī)車輛的可見污染。式發(fā)動機(jī)和裝用壓燃式發(fā)動機(jī)車輛的可見污染。 不透光度測量排氣中可見污染物含量的原理，不透光度測量排氣中可見污染物含量的原理，實(shí)施光束通過被測排氣一段給定的長度，通過測實(shí)施光束通過被測排氣一段給定的長度，通過測量排氣吸收光的程度，得到排氣中可見污染物的量排氣吸收光的程度，得到排氣中可見污染物的含量。含量。 2、濾紙式煙度計(jì)檢測煙度的基本原理如下圖所、濾紙式煙度計(jì)檢測煙度的基本原理如下圖所示示3、濾紙式煙度計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)、濾紙式煙度計(jì)

8、的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，測定值可靠性優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，測定值可靠性高，價格便宜。濾紙?jiān)嚇又蓖ㄐ院?，易于保高，價格便宜。濾紙?jiān)嚇又蓖ㄐ院?，易于保存，存，適宜穩(wěn)態(tài)工況的測定適宜穩(wěn)態(tài)工況的測定。缺點(diǎn)：不能直接連續(xù)讀出數(shù)值，在加速或減缺點(diǎn)：不能直接連續(xù)讀出數(shù)值，在加速或減速等非穩(wěn)態(tài)工況時無法測定，速等非穩(wěn)態(tài)工況時無法測定，而不透光度計(jì)而不透光度計(jì)可以檢測任何工況。可以檢測任何工況。4、柴油車自由加速排氣可見污染物檢測方法、柴油車自由加速排氣可見污染物檢測方法5、柴油車自由加速排氣試驗(yàn)煙度檢測方法、柴油車自由加速排氣試驗(yàn)煙度檢測方法6、排放限值標(biāo)準(zhǔn)、排放限值標(biāo)準(zhǔn)7.37.3 發(fā)動機(jī)排放

9、凈化技術(shù)發(fā)動機(jī)排放凈化技術(shù)一、 汽油機(jī)排氣的凈化汽油機(jī)排氣的凈化1、機(jī)內(nèi)凈化、機(jī)內(nèi)凈化（1）采用電子控制的汽油噴射裝置是機(jī)內(nèi)凈化的主）采用電子控制的汽油噴射裝置是機(jī)內(nèi)凈化的主要措施要措施（2）改善燃燒狀況）改善燃燒狀況從配氣相位、點(diǎn)火時刻、燃燒方式和燃燒室形狀等從配氣相位、點(diǎn)火時刻、燃燒方式和燃燒室形狀等方面考慮的一種機(jī)內(nèi)凈化方法。減小燃燒室的面方面考慮的一種機(jī)內(nèi)凈化方法。減小燃燒室的面容比可減少容比可減少HC的排放量；的排放量；加長氣門重疊時間，可減少加長氣門重疊時間，可減少NOX含量；含量；減小點(diǎn)火提前角，可降低減小點(diǎn)火提前角，可降低NOX和和HC的含量；的含量；稀薄燃燒是指能燃用空燃比為

10、稀薄燃燒是指能燃用空燃比為18：1或更稀的混合或更稀的混合氣的汽油機(jī)。氣的汽油機(jī)。（3）排氣再循環(huán)系統(tǒng)）排氣再循環(huán)系統(tǒng)7.3.1 7.3.1 汽油機(jī)排放凈化技術(shù)汽油機(jī)排放凈化技術(shù)2、機(jī)外凈化、機(jī)外凈化（1）使用新型燃料）使用新型燃料液化石油氣發(fā)動機(jī)與燃燒甲醇汽油的發(fā)動機(jī)可降低液化石油氣發(fā)動機(jī)與燃燒甲醇汽油的發(fā)動機(jī)可降低排放。排放。（2）三元催化反應(yīng)器）三元催化反應(yīng)器（3）曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置）曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置（4）燃料蒸發(fā)凈化裝置）燃料蒸發(fā)凈化裝置（5）二次空氣噴射）二次空氣噴射7.3.2 7.3.2 柴油機(jī)排放的凈化柴油機(jī)排放的凈化 1、柴油機(jī)碳煙的凈化、柴油機(jī)碳煙的凈化 （1）白煙）白煙

11、（2）藍(lán)煙）藍(lán)煙 （3）黑煙）黑煙改進(jìn)氣系統(tǒng)；改進(jìn)氣系統(tǒng)；改變噴油時間；改變噴油時間；改進(jìn)供給系；改進(jìn)供給系；后處理后處理 2、柴油機(jī)排氣的凈化、柴油機(jī)排氣的凈化 試驗(yàn)表明，分隔式燃燒室排污量比直接噴射式低得多。在采用試驗(yàn)表明，分隔式燃燒室排污量比直接噴射式低得多。在采用分隔式燃燒室的柴油機(jī)中，用預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)排污量比用渦流室分隔式燃燒室的柴油機(jī)中，用預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)排污量比用渦流室的低。的低。 減小噴油提前角，可降低最高燃燒溫度，使減小噴油提前角，可降低最高燃燒溫度，使NOX排出量減少。排出量減少。這是目前用來降低直接噴射式柴油機(jī)這是目前用來降低直接噴射式柴油機(jī)NOX排放量的最有效措施。排放量

12、的最有效措施。但是噴油提前角小會引起排煙量上升和功率下降。但是噴油提前角小會引起排煙量上升和功率下降。柴油機(jī)燃燒室柴油機(jī)燃燒室 直噴式燃燒室直噴式燃燒室 ：（l） 開式燃燒室開式燃燒室 （2）半開式燃燒室）半開式燃燒室 （3）半開式燃燒室中的空氣運(yùn)動）半開式燃燒室中的空氣運(yùn)動 進(jìn)氣渦流進(jìn)氣渦流 擠壓渦流擠壓渦流 （4）球形燃燒室和復(fù)合式球形燃燒室和復(fù)合式 分隔式燃燒室分隔式燃燒室 （1）渦流室燃燒室）渦流室燃燒室（2）預(yù)燃室燃燒室）預(yù)燃室燃燒室7.4 7.4 汽車噪聲汽車噪聲 一、一、汽車噪聲的評價指標(biāo)汽車噪聲的評價指標(biāo) 1、音頻、音頻 2、聲壓和聲壓級、聲壓和聲壓級 3、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)

13、二、汽車噪聲的產(chǎn)生及其影響二、汽車噪聲的產(chǎn)生及其影響 1、發(fā)動機(jī)噪聲、發(fā)動機(jī)噪聲 （1）燃燒噪聲和機(jī)械噪聲）燃燒噪聲和機(jī)械噪聲 （2）進(jìn)排氣噪聲進(jìn)排氣噪聲 （3）風(fēng)扇噪聲風(fēng)扇噪聲7.4 7.4 汽車噪聲汽車噪聲 2、傳動機(jī)構(gòu)噪聲、傳動機(jī)構(gòu)噪聲 3、制動噪聲、制動噪聲 4、輪胎噪聲、輪胎噪聲 輪胎噪聲包括：輪胎花紋噪聲、道路噪聲、輪胎噪聲包括：輪胎花紋噪聲、道路噪聲、彈性振動噪聲以及輪胎旋轉(zhuǎn)時攪動空氣引起彈性振動噪聲以及輪胎旋轉(zhuǎn)時攪動空氣引起的風(fēng)噪聲。的風(fēng)噪聲。7.4 7.4 汽車噪聲汽車噪聲 三、汽車噪聲控制技術(shù)簡介三、汽車噪聲控制技術(shù)簡介1、吸聲降噪、吸聲降噪 采用吸聲材料進(jìn)行聲學(xué)處理是最常用的吸聲降噪措施。吸采用吸聲材料進(jìn)行聲學(xué)處理是最常用的吸聲降噪措施。吸聲材料主要用于發(fā)動機(jī)殼體，吸收和降低其聲輻射效率。聲材料主要用于發(fā)動機(jī)殼體，吸收和降低其聲輻射效率。2、隔聲降噪、隔聲降噪 隔聲法常用的隔聲裝置有隔聲罩、隔聲室和隔聲屏。在汽隔聲法常用的隔聲裝置有隔聲罩、隔聲