發(fā)動機排氣污染與防治

關(guān)于發(fā)動機排氣污染與防治第一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日教學(xué)目標(biāo)與要求掌握發(fā)動機有害排放CO、HC、NOx形成的基本原因掌握發(fā)動機排氣污染機內(nèi)凈化和機外凈化的基本途徑了解廢氣再循環(huán)裝置的基本結(jié)構(gòu)與工作原理了解催化轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理了解汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理知道發(fā)動機排氣污染控制的新技術(shù)和新方法第二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日自學(xué)思考題1、Co、HC、NO2生成機理分別是什么？2、機內(nèi)凈化主要通過哪幾方面來實現(xiàn)？原理分別是什么？3、什么是廢氣再循環(huán)？簡述結(jié)構(gòu)及工作原理.4、機外凈化主要通過哪幾方面來實現(xiàn)？原理分別是什么？5、三元催化轉(zhuǎn)化器使用注意事項是什么？第三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日7.1發(fā)動機的排氣污染7.1.1發(fā)動機的排氣污染及危害排氣（尾氣）燃油蒸發(fā)NOxHC（約占55%）SO2微粒（鉛化物、碳煙等）臭氣HC（約占25%）HC（約占20%）發(fā)動機排氣污染物曲軸箱竄氣第四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日7.1.2有害氣體產(chǎn)生原因汽車發(fā)動機排放污染物的來源有三個：排氣、汽油蒸發(fā)及曲軸箱竄氣。汽油發(fā)動機排放源的有害氣體相對排放量

第五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日1.CO的生成機理CO是烴燃料燃燒的中間產(chǎn)物。排氣中CO主要是在局部缺氧或低溫下由于烴的不完全燃燒產(chǎn)生的。在發(fā)動機排氣中，CO的濃度，基本上取決于空燃比。第六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日2.HC的生成機理HC產(chǎn)生的原因除燃料的不完全燃燒外，缸壁淬冷也是排氣中HC的主要來源。HC的排放原理

激冷層的形成

排氣初期

排氣后期

第七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日3.NOx的生成機理NOx是空氣在燃燒室的高溫條件下，由氧和氮的反應(yīng)所形成的，它和其它廢氣成分不同，不是來自燃料。發(fā)動機所排出的NOx，雖含有少量的NO2，但大部分是NO。排氣中的NO在大氣中氧化成NO2，通常把NO2和NO統(tǒng)稱為NOx（氮氧化合物）。返回第八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日7.2發(fā)動機排氣污染的防治發(fā)動機排氣污染的控制方法可分為機內(nèi)凈化和機外凈化。7．2.1發(fā)動機的機內(nèi)凈化

通過改善可燃混合氣的品質(zhì)和燃燒狀況，抑制有害氣體的產(chǎn)生，使排氣中的有害氣體成分減至最少，這種方式稱為機內(nèi)凈化，是治理汽車發(fā)動機排氣污染的根本方法。第九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日1.改善發(fā)動機的燃燒狀況1）從有害氣體的生成機理出發(fā)，對發(fā)動機的燃燒狀況本身進行改進，抑制有害氣體的產(chǎn)生，使排出的廢氣盡可能變得無害，采取這種措施，被認為是治理汽車發(fā)動機排氣污染的根本方法。

2）它是通過配氣相位、點火時刻等的優(yōu)化調(diào)整和燃燒室、火花塞等的優(yōu)化設(shè)計配置來達到。第十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日2.改善可燃混合氣的品質(zhì)1）恒溫進氣空氣濾清器恒溫進氣空氣濾清器可以在發(fā)動機冷起動之后，向發(fā)動機供給熱空氣。從而既減少了CO和HC的排放，又改善了發(fā)動機低溫運轉(zhuǎn)性能。

2.廢氣再循環(huán)第十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日（2）廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán)排氣再循環(huán)（ExhaustGasRecirculation）是改善可燃性混合氣的一種方式。其基本原理是：將5%～20%的廢氣再引入進氣管，與新鮮混合氣一道進入燃燒室，使最高燃燒溫度降低，從而減少NOx的生成量。第十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日廢氣再循環(huán)系統(tǒng)用于降低廢氣中的氧化氮(NOX)的排出量。氮和氧只有在高溫高壓條件下才會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，發(fā)動機燃燒室內(nèi)的溫度和壓力滿足了上述條件，在強制加速期間更是如此。汽車廢氣是一種不可燃氣體(不含燃料和氧化劑)，在燃燒室內(nèi)不參與燃燒。廢氣中的主要成分CO2比熱容比較大，所以引入的廢氣可將燃燒產(chǎn)生的部分熱量吸收并帶出氣缸，并對混合氣有一定的稀釋作用，因此降低了發(fā)動機燃燒的最高溫度和氧含量，從而減少了NOx化合物的生成量進入燃燒室的廢氣量隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的增加而增加。第十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日廢氣再循環(huán)的工作原理1-EGR閥2-EGR電磁閥3-節(jié)氣門4-水溫傳感器5-曲軸位置傳感器第十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日第十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日EGR閥EGR閥1膜片下部通大氣，裝有彈簧的另一邊為真空室，其真空度由EGR電磁閥2控制。增大真空室的真空度，使膜片克服彈簧力上拱，閥的開度增大，廢氣再循環(huán)量增大。當(dāng)上部失去真空度時，膜片在彈簧力的作用下向下拱而使閥關(guān)閉，阻斷廢氣再循環(huán)第十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日第十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日第十八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日EGR電磁閥返回第十九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日7.2.1發(fā)動機的機外凈化1.二次空氣噴射2.催化轉(zhuǎn)換器3.曲軸箱通風(fēng)裝置4.汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)5.柴油機微粒過濾器第二十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日1.二次空氣噴射新鮮空氣噴射到排氣門附近，使高溫廢氣和空氣接觸混合，以使未燃HC、CO進一步燃燒?？諝鉃V清器空氣泵防止回火管單向閥空氣分配管化油器空氣噴管排氣門進氣管回火防止閥第二十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日2.催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器是利用催化劑的作用，使排氣中的有害成分CO、HC和NOx盡量進行化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為對人體無害的CO2、H2O和N2的一種排氣凈化裝置，也稱作催化轉(zhuǎn)化凈化器。支承環(huán)

波紋網(wǎng)眼環(huán)

支承環(huán)

密封墊

整體式催化反應(yīng)器載體

溫度傳感器

催化轉(zhuǎn)換器1）氧化還原型轉(zhuǎn)換器2）三效催化轉(zhuǎn)換器（14.7）安裝在消聲器之前，催化劑時直徑2-4mm的氧化鋁顆粒，在多孔性表面涂有鉑，表面積很大，每克150-300平米。返回第二十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日3.曲軸箱強制通風(fēng)裝置它由PCV閥及進排氣管路組成。發(fā)動機工作時，新鮮空氣自空氣濾清器1經(jīng)管C和閉式通風(fēng)口6進入曲軸箱和曲軸箱內(nèi)竄氣混合，從氣缸蓋罩通入管A，經(jīng)PCV閥3，被吸入進氣管。因此有適量的竄氣在氣缸內(nèi)再次燃燒。節(jié)氣門

PCV閥

進氣管

通風(fēng)管

閉式通風(fēng)口

曲軸箱

機體通氣道

缸蓋通氣道

空氣濾清器

第二十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日

4.汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的功能是將燃油箱和浮子室內(nèi)蒸發(fā)的汽油蒸氣收集和儲存在炭罐內(nèi)，在發(fā)動機工作時再將其送入氣缸燃燒。第二十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日燃油箱

回油管

油氣分離器

汽油蒸氣管

炭罐

活性炭

濾網(wǎng)

限流閥

汽油蒸氣管

真空軟管

空氣濾清器

浮子室

化油器

進氣支管

汽油蒸氣管

節(jié)流閥第二十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日5.柴油機微粒過濾器1-排氣支管2-燃油3-電熱塞4-過濾器濾芯5-燃燒室6-噴油器返回第二十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日本章小結(jié)1.發(fā)動機排放CO主要是因為燃料不完全燃燒形成的，HC產(chǎn)生的原因除燃料不完全燃燒外，缸壁淬冷是排氣中HC的主要來源，NOx是發(fā)動機燃燒溫度過高時，殘留的氧氣與氮氣發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物，燃燒溫度越高，生成的NOx就越多。第二十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期日2.發(fā)動機排氣污染的控制方式分機內(nèi)凈化和機外凈化。機內(nèi)凈化通過優(yōu)化配氣相位、點火提前角、燃燒室設(shè)計、進氣管預(yù)熱、廢氣再循環(huán)等方法達到。機外凈化常采用二次空氣噴射、催化轉(zhuǎn)換器、曲軸箱強制通風(fēng)裝置、汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)等附加裝置。第二十八頁，共三十頁，編輯于2023年