第七章发动机有害排放精要.ppt

主要内容 第一节 汽车发动机有害排放物的生成机理与影响因素 第二节 汽油机的排放控制 第三节 柴油机的排放控制 第四节 发动机排放标准与测试（自学） 第五节 发动机噪声来源与控制 （了解） CO、HC、NOX（NO、N2O、NO2等） CO2、CH4 PM SOX、醇类、醛类(RCHO)﹑3,4－苯并芘 其他未知污染物，e.g. odor, et al. SI engine NOx 500~2000 ppm 20g/kg fuel CO 1%~2% 200g/kg fuel HC 3000 ppm 25g/kg fuel 光化学烟雾 photochemical smog 空气能见度 visibility 酸雨 acid rain 地表水酸化 water acidification …… 汽车的分担率 Motor vehicle contribution 排放指标 Emission Index 2、CO生成机理和排放特点 一、CO生成机理 CO Mechanism 汽油机由于要控制空燃比在化学计量比附近，CO排放浓度高。 全负荷混合气加浓，CO排放增加。 怠速运转，废气多，加浓混合气，CO排放量大。 起动暖机时CO排放较多。 多缸机中各缸间空燃比的变动使CO排放量增加。 运转损失 热浸损失 昼夜损失 加油损失 汽油机HC排放的来源 HC Sources 柴油机燃烧及排放物生成的特点： 柴油机未燃HC排放的来源 1）完全由缸内燃烧过程产生。 2）没有曲轴箱排放物和蒸发排放物。 柴油机未燃HC来源 1）混合气不均匀。 2）喷油器嘴部的压力室容积 。 3）冷起动 。 4）气缸壁温度影响HC排放，因为壁面激 冷使HC排放增加。 碳烟的生成 高温 缺氧 碳烟的微观结构 PM nanostructure 点火正时 Ignition Timing 喷油定时 Injection Timing 柴油机NOX排放的影响因素 碳烟的排放特性 PM Emission Characteristics EGR Ratio 排气再循环 氧化催化转化器 OC 四冲程汽油机：早期，氧化HC+CO 二冲程汽油机：催化氧化器 二次空气喷射（HC） 稀燃汽油机：催化氧化器（HC） 催化转化器的起燃特性（Light-off） 压燃式内燃机的排放控制Control of CI Engine Emissions 一、柴油机的排放特点 二、产生机理 喷油提前角对油耗及排气污染的影响 增压中冷对排放的影响 1－进气温度108℃，排气烟度1.45FSN，EGR率0.02 2－进气温度76℃， 排气烟度1.04FSN，EGR率0.02 高压喷射 改善燃油雾化及其与空气的混合; 推迟喷油，降低NOX的排放. 气流组织和多气门技术 可调进气涡流。 重视挤流和湍流对燃烧的促进作用。 重载柴油机采用低涡流、无涡流设计。 四气门技术，喷油器中央安装。 燃烧室设计 氧化催化转化器 OC 柴油机排气微粒捕集（DPF） 一）、微粒过滤器(DPF) 1. DPF的热再生 原理：氧化催化反应器把排气中的NO氧化成NO2, 利用NO2的氧化能力，氧化DPF中积聚的碳烟颗粒。 燃油要求： 柴油硫含量≤35ppm（欧4） 第五节 发动机噪声来源与控制 内燃机的噪声有三个主要来源：进排气口和风扇等引起的气体噪声；由于往复运动和零部件间隙等引起的机械噪声；由燃烧过程中压力等参数的急剧变动引起的燃烧噪声。由于柴油机燃烧的冲击性和运动部件惯性质量明显大于汽油机，因而其噪声也高于汽油机，这使柴油机的用途受到限制，也是研究的主要对象。 一、发动机噪声的来源： 1.燃烧噪声 燃烧噪声经由两条路径传播并辐射出来。一条是经过气缸盖及气缸套经由气缸体上部向外辐射；另一条是经过曲柄连杆机构，即活塞、连杆、曲轴和主轴承经由气缸体下部向外辐射。 转速升高，负荷加大而噪声增大，点火或喷油推迟噪声减小，加速和不正常燃烧时噪声增大。 在功率相同的条件下，柴油机比汽油机燃烧噪声大得多。 2.机械噪声 1）活塞敲缸噪声 2）配气机构噪声 3）正时齿轮噪声 4）不平衡惯性力引起的机械振动及噪声 5）喷油泵及其他机械噪声 3.进、排气噪声 进排气噪声是由于发动机在进、排气过程中，气体压力波和气体流动所引起