第八章发动机排放与噪声概要.ppt

（4）进气系统： A、采用多气门系统（每缸3、4、或5气门），用涡流增压代替自然吸气，可增大发动机功率来改善动力性、经济性，而且降低CO2和污染物的排放量，其中HC排放降低最多。 B、采用可变气门升程和可变气门正时等技术，在高速时增大气门重叠角，以得到高的输出功率，在低速时，采用小的气门重叠角，减少HC的排放量。 C、将进气道、排气道设计成与气门正时协调：使进气结束前瞬间，压力波峰值到达进气门，对进气产生增压效果，在进、排气门同时开启时均为正压差。这样可得到较好的充排气效果，同时对排放、功率和油耗都有好处。 D、设计进气道使其产生进气旋流，使燃烧室内混合气快速燃烧，可增加发动机热效率和提高稀燃能力，降低排放。 （5）活塞组设计：活塞、活塞环与气缸壁之间形成的间隙，对汽油的HC排放有很大影响，因此在工作可靠的前提下尽量缩小活塞头部（火力岸）与气缸的间隙、减小火力岸高度。为此，要寻找热膨胀更小的活塞材料（例如碳纤维复合材料）和耐热性更好的活塞环材料以及合理结构。 （6）分层稀薄燃烧。 3、电子控制燃油喷射系统（EFI） 混合气形成的空燃比特性是决定点燃式内燃机性能和排放的关键因素。要很好地控制空燃比最好的办法就是采用带氧传感器的闭环控制的电子控制燃油喷射发动机。 4、提高燃油品质 除了限制汽油中铅、硫、磷等各种有害物的含量，提高燃油辛烷值，增加抗爆燃能力等方法外，采用醇类或烃类等代用燃料也可改善发动机的排放性能。 三、机外净化技术 机外净化是指用设置在发动机外部的附加装置使排出的废气净化后再排入大气。 1、曲轴箱强制通风系统（曲轴箱窜气与燃油蒸发的HC占发动机该排放总量的40%） 2、燃油蒸发控制系统 所谓燃油蒸发是指由油箱和燃油系统管接头处蒸发并排向大气的燃油蒸气。目前最常用的是活性碳罐式油蒸汽吸附装置，其工作原理如图8-17所示。 3、三元催化转换器（TWC，three way catalytic converter) 随着汽油机电子控制燃油喷射系统的不断完善和无铅低硫汽油的燃用，采用TWC是控制汽车排放最理想和最重要的措施。利用催化剂的催化作用可以还原NOx，并且氧化HC和CO，同时净化这三种主要污染物，在过量空气系数为1的附近，三元催化剂对CO、HC和NOx能同时达到较好的净化效果。 第三节 影响柴油机有害排放物生成的主要因素 一、柴油机燃烧及排放物生成的特点 柴油机燃烧是一种多相非均匀混合物的不稳定的燃烧过程，从喷雾过程、油束形成、混合气的浓度与分布以及燃烧室形式等，对排放物生成均有复杂的影响。由于油束在燃烧室空间的浓度分布、着火部位及局部温度各处都不一样，可以对油束人为地分区并将其与排放物生成的关系作一说明。根据负荷不同，各区排放物生成的性质也不一样。 （1）未燃HC：在低负荷时，由于喷油量少，混合气稀，缸内温度低，HC主要产生在稀燃火焰熄灭区；在高负荷时，混合气浓，HC主要产生在油束心部、油束尾部和后喷部及壁面油膜处。 （2）CO：低负荷时，缸内温度低，部分燃油难以氧化形成CO2，主要在稀燃火焰熄灭区及稀燃火焰区的交界面上生成CO；高负荷时，在油束心部、油束尾部及后喷部，因局部缺氧而产生CO。 （3）NOx：在燃烧完全、供氧充分及温度较高的稀燃火焰区及油束心部产生较多； （4）碳烟：高负荷时，在油束心部、油束尾部和后喷部的氧浓度低，气体温度高，燃油分子容易发生高温裂解而形成碳烟。 （5）醛类：主要在稀燃火焰熄灭区，由于低温氧化而产生醛类中间产物。 二、影响因素 1、混合气成分 柴油机的燃油供给是质调节，在工作过程中总有一定数量的过量空气，而且柴油挥发性比汽油小，因此柴油机的HC及CO排放浓度一般比汽油机低得多。混合气成分与柴油机排放的关系见图8-21。 2、喷油时刻 延迟喷油是降低NOx的主要措施之一。但为了在延迟喷油以后燃烧不致恶化，应加强缸内气流运动、促进混合气形成、提高喷油速率以及改善喷雾质量是很有必要的。 三、机内净化措施 1、增压中冷技术 通过增压，增加了空燃比，改善了柴油机的燃烧，从而降低了微粒排放；同时增加空燃比加上中冷又降低了燃烧温度，从而降低了NOx排放，而且功率进一步增加。增压中冷柴油机参数选配适当，则柴油机大部分性能都会得到改善。 2、改进进气系统 （a）进气组织：现在都倾向于加大喷油压力，适当降低涡流比来组织燃烧。大、中型柴油机则向无涡轮或弱涡流的方向发展。对小缸径的高速柴油机，由于燃烧室太小，为了减小撞壁的燃油量，强化壁面油膜燃烧，一般都要组织一定强度的缸内旋流或紊流。 （b）多气门：车用中、小型柴油机正步汽油机的后尘，发展多气门技术，加大循环充气量以改善动力性能