10第10章发动机的排放与噪声控制解析.ppt
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1、汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile第三篇第三篇 燃烧与排放燃烧与排放汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive I
2、ndustry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile第第1010章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 10.1 发动机有害排放物的生成及危害10.1.1发动机排放污染的现状(世界问题)10.1.2 发动机排放污染物的危害 1.1.一氧化碳一氧化碳-中毒中毒 、死亡、死亡2.2.氮氧化物氮氧化物 危害植物危害植物3.3.碳氢化合物碳
3、氢化合物形成光化学烟雾形成光化学烟雾 4.4.光化学烟雾光化学烟雾5.5.微粒微粒 铅化物铅化物(PbPb)、炭烟炭烟 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile10.1.3 10.1.3 发动机排放污染物
4、的生成机理发动机排放污染物的生成机理 1.一氧化碳的生成 图图10.1 10.1 不同空然比下废气中的各成分变化不同空然比下废气中的各成分变化 图图10.210.2混合比和各有害气体排放量的关系混合比和各有害气体排放量的关系汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industri
5、es Institute Dep.of Automobile2.氮氧化物的生成氮氧化物的生成 1)氧的浓度 2)温度 3)反应滞留时间 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile3.碳氢化合物的生成碳氢化合
6、物的生成 1)冷激效应(缝隙)2)油膜和沉积物吸附 3)火焰淬熄 4)未燃碳氢化合物的氧化 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile图10.3燃烧室内缝隙的组成 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10
7、章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile图10.4 活塞顶环岸缝隙中烃的排出过程 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute
8、湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile图10.5 压力室结构对HC排放的影响 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Ins
9、titute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile4.微粒的生成 图10.6燃烧系统中炭烟粒子的形成过程 燃油中烃分子在高温缺氧的条件下发生部分氧燃油中烃分子在高温缺氧的条件下发生部分氧化和热裂解,生成各种不饱和烃类,如乙烯、乙化和热裂解,生成各种不饱和烃类,如乙烯、乙炔及其较高的同系物和多环芳香烃。它们不断脱炔及其较高的同系物和多环芳香烃。它们不断脱氢、聚合成以炭为主的直径氢、聚合成以炭为主的直径2 2nmnm左右的炭烟核心左右的炭烟核心 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的
10、排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile10.2 10.2 影响汽油机有害排放物生成的主要影响汽油机有害排放物生成的主要因素及控制因素及控制 10.2.1影响因素 1.混合气成分 2.点火正时 3.负荷 4.转速 5.过渡工况6.废气再循环 图图10.8 有害
11、排放物浓度与有害排放物浓度与 的关系的关系 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile图10.9 点火提前角对燃油消耗量和有害排放物的影响 图10.10 气缸内燃烧压力与点火时刻的关系 汽车发动机原理汽车发
12、动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile10.2.210.2.2机内净化技术机内净化技术 1废气再循环 图图10.1110.11废气再循环系统工作原理废气再循环系统工作原理 原理和作用:原理和作用:一部一部分排气经分排气经E
13、GREGR阀还流回阀还流回进气系统,稀释了新鲜进气系统,稀释了新鲜混合气中的氧浓度,导混合气中的氧浓度,导致燃烧速度降低,同时致燃烧速度降低,同时还使新鲜混合气的比热还使新鲜混合气的比热容提高。两者都造成燃容提高。两者都造成燃烧温度的降低,因而可烧温度的降低,因而可以抑制以抑制NONOx x的生成。的生成。汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Insti
14、tute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile 图10.12 EGR降低NOx的效果 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of
15、Automobile图10.13 EGR于与其他措施合用的效果A仅采用EGR BEGR+增强进气涡流 CEGR+增强进气涡流+双火花塞点火 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile2.改进发动机设计改进发
16、动机设计 1)冷起动、暖机和怠速 2)压缩比 3)燃烧系统4)进气系统5)活塞组设计 6)分层稀薄燃烧 图图10.1410.14火花塞位置对油耗和火花塞位置对油耗和HCHC排放物的影响排放物的影响 11火花塞在燃烧室侧面火花塞在燃烧室侧面 22火花塞在燃烧室中心火花塞在燃烧室中心 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of A
17、utomobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile图10.15四气门和二气门发动机对油耗和HC排放物的影响1二气门发动机2四气门发动机 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institu
18、te Dep.of Automobile图图10.1610.16稀燃发动机混合气浓度工作极限稀燃发动机混合气浓度工作极限1 1采用三效催化转化器采用三效催化转化器=14.7=14.7时发动机控制时发动机控制2 2用稀燃传感器控制发动机用稀燃传感器控制发动机3 3用燃烧压力传感器控制发动机用燃烧压力传感器控制发动机4 4发动机处于工作极限下运行发动机处于工作极限下运行5 5工作极限工作极限6 6燃油消耗燃油消耗7 7发动机运行不稳定发动机运行不稳定汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry In
19、stitute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile3.电子控制燃油喷射系统(EFI)4.提高燃油品质 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive I
20、ndustries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile10.2.310.2.3机外净化技术机外净化技术 1.三效催化转化器 TWC(ThreeWayCatalyticConverter)图图10.1710.17催化转化器结构催化转化器结构 11外壳外壳 22载体与催化剂载体与催化剂 33减振密封衬垫减振密封衬垫 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖
21、北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile图10.18 过量空气系数对TWC转化效率的影响在过量空气系数 =1附近,三效催化剂对CO、HC和NOX能同时达到较好的净化效果 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工
22、业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile2.曲轴箱强制通风系统曲轴箱强制通风系统 曲轴箱强制通风系统(PCV,positivecrankcaseventilationsystem)汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBe
23、iHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile3.燃油蒸发控制系统燃油蒸发控制系统 图图10.2010.20燃油蒸发控制系统燃油蒸发控制系统 1 1空气滤清器空气滤清器2 2控制器控制器3 3储气罐储气罐4 4油箱油箱 5 5炭罐炭罐6 6进气管进气管 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院
24、汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep.of Automobile Automotive Industries Institute Dep.of Automobile10.3 10.3 影响柴油机有害排放物生影响柴油机有害排放物生成的主要因素及控制成的主要因素及控制 10.3.110.3.1柴油机有害排放物生成特点柴油机有害排放物生成特点(1)未燃HC(2)CO(3)NOx(4)炭烟(5)醛类 汽车发动机原理汽车发动机原理第第10 10章章 发动机的排放与噪声控制发动机的排放与噪声控制 Hubei Aut
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