汽车动力的演变及未来.pptVIP

四冲程柴油机污染物形成过程模拟 法规名称 车型 CO/g/km HC/g/km NO/g/km HC+NO/g/km PM/g/km 实施日期 欧洲I号 汽油车和柴油车型式/一致性认证 2.72/3.16 0.97/1.13 0.14/0.18 型式认证1992.7.1一致性认证1992.12.31 欧洲II 汽油车 2.2 0.5 型式认证1996.1.1 非直喷柴油 1.0 0.7 0.08 一致性认证1997.1.1 直喷柴油 1.0 0.9 0.10 欧洲III 汽油车 2.3 0.2 0.15 型式认证2000.1.1 柴油车 0.64 0.5 0.56 0.05 一致性认证2001.1.1 欧洲IV 汽油车 1.0 0.1 0.08 型式认证2005.1.1 柴油车 0.5 0.25 0.3 0.025 一致性认证2006.1.1 欧洲汽车排放标准 降低柴油机NOx的技术 — 延迟喷油，降低最高压力和最高温度，但油耗增加 — 增压＋中冷，缩短滞燃期＋降低进气温度 — 降低涡流强度，缩短放热过程中的预混合燃烧阶段 — 预喷射或多段喷射，提高混合速度和燃烧速度 — 废气再循环，减弱初始反应，降低燃烧温度，减小氧气浓度 — 燃料改质，增加十六烷值，55 — 延迟喷油 通过推迟喷油，可以缩短滞燃期，减少滞燃期内喷入的油量，降低最高燃烧温度和压力。喷油推迟导致的后燃期过长的问题，通过增大供油速率，缩短喷油时间，加快燃烧速率，缩短燃烧时间解决 目前最小喷油提前角可达到7～8 oCA Pmax降低，压力升高率dp/dφ减小，对降低燃烧噪声也有好处 但是烟度增加 — 增压＋中冷 增压后各种排放水平呈现总体上下降的趋势，其中HC和CO由于空气充足而充分氧化更为明显 用较大的过量空气系数组织燃烧，降低了碳烟，同时使燃烧温度不致过高，抑制了NOx的增加 增压后需要配合降低压缩比和推迟喷油，以避免温度过高 增压空气中冷后温度降到50oC，进一步减低了NOx的排放 中冷方式有空气冷却和水冷两种 两级增压系统 — 预喷射和多段喷射 减少滞燃期内喷入的油量，提高混合速度和燃烧速度 ● 双弹簧喷油器－针阀先上升0.03~0.07mm, - 喷入少量燃油， 喷油停止 主喷射（0.2mm） ● 高速电磁阀控制的： 直列式预喷射泵 有预行程分配泵（VE泵） 高压共轨喷射系统 单体泵 泵喷嘴 高压共轨喷射系统 第二预喷与主喷间隔 — 废气再循环技术 与汽油机类似，但是柴油机排气中含氧量比汽油机排气高，所以允许柴油机以较大的EGR率来降低NOx排放 直喷式可以大于40％，非直喷式可以达到25％ 全负荷时不用，转速提高时EGR率降低 一般流到增压器后，以防止沾污压气机叶轮 为了有效降低混合气温度, 回流的废气也要进行冷却，同时 也可以提高进气密度 增压中冷柴油机中NOx排放物 可以降低60% Auxiliary Radiator 中冷器 EGR中冷器 序号 实现EGR的方式 工作原理及特点 1 内部EGR系统 在进气行程内，排气阀再开启一次，让排气管中废气流入气缸内。很难控制低负荷的EGR率，也很难对流入气缸的废气进行冷却。无凸轮配气机构 2 进、排气管装节流阀的EGR系统 废气引入压气机或中冷器的出口，通过节流阀提高排气压力，或降低进气压力而实现废气再循环。会引起发动机泵气损失增大，油耗显著增加，烟度的明显上升，很难做到NOX和微粒排放的平衡，有一定的局限性。 3 废气引入压气机口的EGR系统 废气直接引入压气机口。由于压气机入口处压力较低，在高速工况时，废气再循环虽然可以方便实现，但压气机的寿命将受到严重影响 4 利用辅助压气机的EGR系统 利用辅助压气机将废气压力提高，再引入压气机或中冷机出口，需要增加一个辅助压缩机，成本增加，并要消耗额外的功。 5 利用进排气管压力波动的EGR系统 利用排气管的压力波动，在排气管平均压力低于进气管平均压力时，实现废气再循环。涡轮增压柴油机在高负荷时的排气平均压力虽然低于进气平均压力，但车用发动机排气峰值压力高，每个排气周期中有相当的时间排气压力高于进气压力。此系统可以使发动机在高负荷时有较高的EGR率。 6 双涡轮EGR系统 采用两个涡轮。从排气管分出一部分废气带动另一个小涡轮转动，同时带动同轴的压气机转动，从而将废气引入进气管。系统的缺陷是，由于小的涡轮和小的压气机的压比不匹配，使得其效率不高，另外尽管废气经过冷却再通过压气机，但废气对其腐蚀作用还是存在的,三是结构复杂. 7 EGR系统采用变截面涡轮 对于使用可变截面涡轮增压器的柴油机，高负荷时可以通过减少涡轮的流通面积来提高排气压力，进而增大高负荷时的EGR率。这样能拓宽EGR的使用工况范围。但是控制困难。 8 文丘里管