发动机有害排放物的控制系统讲义精选PPT.ppt
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1、发动机有害排放物的控制系统讲义第1页,此课件共29页哦第2页,此课件共29页哦第一节第一节 汽车汽车发动机的有害排放物发动机的有害排放物 发动机的有害排放物:主要有一氧化碳(发动机的有害排放物:主要有一氧化碳(COCO)、碳氢化合物)、碳氢化合物(HCHC)、氮氧化合物()、氮氧化合物(NOxNOx)和微粒排放。)和微粒排放。一、一氧化碳(一、一氧化碳(COCO):):碳氢燃料的不完全产物,人吸入后将降低血液碳氢燃料的不完全产物,人吸入后将降低血液吸收和运送氧气的能力。吸收和运送氧气的能力。一氧化碳(一氧化碳(COCO)是碳氢燃料在燃烧过程中生成的重要的中)是碳氢燃料在燃烧过程中生成的重要的中
2、间产物。间产物。COCO生成的机理比较复杂。生成的机理比较复杂。氧气氧气 不足不足;产生原因:产生原因:燃烧温度低;燃烧温度低;燃烧时间不足;燃烧时间不足;混合不均。混合不均。从化学当量的角度看,从化学当量的角度看,COCO的生成率主要受的生成率主要受混合气浓度混合气浓度 c c的的影响。影响。第3页,此课件共29页哦二、碳氢化合物(二、碳氢化合物(HCHC):):包括未燃和未完全燃烧的燃油和包括未燃和未完全燃烧的燃油和 润滑油蒸汽。润滑油蒸汽。HCHC和和NOxNOx在阳光照射下形成光化学烟雾,其主要生成物是臭在阳光照射下形成光化学烟雾,其主要生成物是臭氧,具有强烈氧化性,对人类、环境危害极
3、大。氧,具有强烈氧化性,对人类、环境危害极大。尾气尾气HCHC占总量的占总量的6060;产生来源:产生来源:曲轴箱窜气曲轴箱窜气HCHC占总量的占总量的2525;供油系统的蒸气供油系统的蒸气HCHC占总量的占总量的15152020左右。左右。在燃烧过程中在燃烧过程中HCHC的生成途径:氧气不足、缝隙效应、激冷与淬熄。的生成途径:氧气不足、缝隙效应、激冷与淬熄。三、氮氧化物(三、氮氧化物(NOxNOx):):发动机排出的氮氧化物主要是发动机排出的氮氧化物主要是NONO(占(占95%95%),),NO2NO2排出量较少。排出量较少。高温;高温;主要原因:主要原因:富氧;富氧;滞留时间。滞留时间。四
4、、微粒排放:四、微粒排放:主要指柴油机排气中的碳烟,其表面吸附的可融性主要指柴油机排气中的碳烟,其表面吸附的可融性有机物对人的呼吸道有害。有机物对人的呼吸道有害。第4页,此课件共29页哦第5页,此课件共29页哦(1 1)形成原因)形成原因 碳碳烟烟是是由由烃烃类类燃燃料料在在高高温温缺缺氧氧条条件件下下裂裂解解生成的。生成的。(2 2)危害)危害 0.10.1 m m以以下下的的微微粒粒对对人人体体的的危危害害最最大大,吸吸入入肺肺叶叶后后会会吸吸附附在在肺肺细细胞胞上上,其其中中可可溶溶性性有有机机物物、多多环环芳芳香香烃烃等等是是致致癌物质。癌物质。汽油车排放的来源汽油车排放的来源第6页,
5、此课件共29页哦第二节第二节 汽油汽油机的排放控制装置机的排放控制装置 氧化催化转化装置氧化催化转化装置一、催化转化装置一、催化转化装置 还原催化转换装置还原催化转换装置 三元催化转换装置三元催化转换装置 1 1、氧化催化转化装置、氧化催化转化装置 氧化转换器只将排气中的氧化转换器只将排气中的COCO、HCHC氧化成氧化成COCO2 2和和H H2 2O O,又称为二元催,又称为二元催化转换器,必须提供二次空气作为氧化剂。化转换器,必须提供二次空气作为氧化剂。催化反应器催化反应器低温下使用低温下使用第7页,此课件共29页哦 三元催化转换器可以同时降三元催化转换器可以同时降低低COCO、HCHC
6、和和NOxNOx的排放。它可以的排放。它可以以排气中的以排气中的COCO和和HCHC作为还原剂,作为还原剂,将将NoxNox还原成氮气(还原成氮气(N N2 2)和氧气)和氧气(O O2 2),而),而COCO和和HCHC则被氧化为则被氧化为COCO2 2和和H H2 2O O。当空燃比在理论空燃。当空燃比在理论空燃比比A/F=14.7 A/F=14.7(a a=1=1)附近时,)附近时,氧化氧化-还原反应达到平衡,还原反应达到平衡,CO CO、HCHC和和NOxNOx的排放同时达到最低。的排放同时达到最低。2 2、三元催化转化装置、三元催化转化装置废气转化效率与废气转化效率与 a 的关系的关
7、系第8页,此课件共29页哦(1 1)油品)油品:催化转换器不能使用加铅汽油,会使催化剂失效;:催化转换器不能使用加铅汽油,会使催化剂失效;(2 2)排温)排温:催化转换:催化转换器仅在温度超过器仅在温度超过350350 C C才起作用,因此,才起作用,因此,催催化转换器都安装在温度化转换器都安装在温度较高的排气歧管后面附较高的排气歧管后面附近近;(3 3)混合气成分:)混合气成分:混混合气空燃比必须在合气空燃比必须在14.714.7附近。混合气过附近。混合气过浓或气缸缺火,都会浓或气缸缺火,都会使转换器过热。使转换器过热。三元催化转换器使用原则三元催化转换器使用原则第9页,此课件共29页哦二、
8、降低低温二、降低低温HCHC排放装置排放装置 1 1直接催化直接催化 将催化转化装置直接安装在排气管之后,加快催化剂的升温将催化转化装置直接安装在排气管之后,加快催化剂的升温速度。对降低冷态下的速度。对降低冷态下的HCHC很有效。很有效。存在的问题存在的问题:由于催化转化装置安装在离发动机排气管尽可能由于催化转化装置安装在离发动机排气管尽可能接近的位置,所以受高温的影响,促进催化剂的热劣化,因此,接近的位置,所以受高温的影响,促进催化剂的热劣化,因此,需要提高催化装置的耐热性。需要提高催化装置的耐热性。2 2利用电加热催化转化装置利用电加热催化转化装置 通过外部电力提前加热催化,电加热催化转化
9、装置的主要缺点通过外部电力提前加热催化,电加热催化转化装置的主要缺点是耗电量大,耐久可靠性较差。是耗电量大,耐久可靠性较差。3 3二次燃烧装置二次燃烧装置 这是一种将燃料的一部分或过浓混合气送到催化转化装置之这是一种将燃料的一部分或过浓混合气送到催化转化装置之前,由燃烧器点火燃烧促进催化的装置。这种方式的主要缺点前,由燃烧器点火燃烧促进催化的装置。这种方式的主要缺点是结构复杂。是结构复杂。n4 4采用采用HCHC捕捉器捕捉器第10页,此课件共29页哦三、稀薄三、稀薄NOxNOx催化转化装置催化转化装置 n稀薄燃烧技术的空燃比大于理论空燃比,所以三元催稀薄燃烧技术的空燃比大于理论空燃比,所以三元
10、催化转化装置三元催化转换器不再适用。因此,专门开化转化装置三元催化转换器不再适用。因此,专门开发出了稀薄混合气燃烧时的发出了稀薄混合气燃烧时的NOxNOx催化转化装置。催化转化装置。n这种催化转化装置主要有这种催化转化装置主要有 NOxNOx直接分解型:是一种在稀薄混合气下以直接分解型:是一种在稀薄混合气下以HCHC为还为还原剂直接净化原剂直接净化NOxNOx的方式。的方式。NOxNOx吸附还原型吸附还原型 :是一种在稀薄燃烧时吸附:是一种在稀薄燃烧时吸附NOxNOx,在浓,在浓或者理论空燃比时将吸附的或者理论空燃比时将吸附的NOxNOx进行还原净化的系统。进行还原净化的系统。第11页,此课件
11、共29页哦四、排气再循环(四、排气再循环(EGREGR)系统)系统 废气再循环:把发动机排出的部分废气回送到进气管,并废气再循环:把发动机排出的部分废气回送到进气管,并与新鲜混合气一起进入气缸。由于废气中含有大量的与新鲜混合气一起进入气缸。由于废气中含有大量的COCO2 2,在不参在不参与燃烧,却吸收了大量的热,因此,降低了最高燃烧温度,又使混合气与燃烧,却吸收了大量的热,因此,降低了最高燃烧温度,又使混合气中氧的成份降低,因此减少了中氧的成份降低,因此减少了NOxNOx排放。排放。废气再循环过多,会影响发动机怠速、低转速小负荷、暖废气再循环过多,会影响发动机怠速、低转速小负荷、暖机工况的运转
12、稳定性,因此,必须根据发动机工况的变化控制机工况的运转稳定性,因此,必须根据发动机工况的变化控制废气再循环率(参与废气再循环的废气比例)。废气再循环率(参与废气再循环的废气比例)。现代轿车发动机排气再循环(现代轿车发动机排气再循环(EGREGR)系统由电脑控制,主要)系统由电脑控制,主要由废气再循环阀(由废气再循环阀(EGREGR阀)控制废气再循环的废气量。而阀)控制废气再循环的废气量。而EGREGR阀的阀的开度大小由电磁阀和真空调节阀控制作用在开度大小由电磁阀和真空调节阀控制作用在EGREGR阀上真空膜片室内阀上真空膜片室内的进气管真空度大小,改变膜片的位置,就改变了的进气管真空度大小,改变
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