大气污染控制工程-11城市机动车污染控制.ppt

第十一章 Emission control of Internal Combustion Engines 主要内容 1. 城市交通趋势及影响 2. 汽油发动机污染物的形成与控制 3.柴油发动机污染物的形成与控制 4. 新型技术 第一节 城市交通趋势及影响 一、世界机动车增长趋势 二、中国城市机动车污染现状 随着经济快速发展，我国汽车保有量连年高速增长 汽车单车排放因子高 机动车污染物排放总量大，城市机动车污染分担率高 严重影响城市大气环境质量 三、中国机动车保有量增长情况 近10年来，机动车保有量迅速增加，平均增长速度约14% 重点大城市保有量增长更快，北京市平均增长速度超过20% 机动车收入弹性系数研究表明：收入增长1%，机动车保有量增长1.02％～1.94％ 我国经济发展水平决定城市机动车保有量将会在一定时期内保持迅速增加 中国机动车保有量增长示意图 四、中美机动车排放因子比较 五、北京市机动车排放污染分担率 汽车污染物产生来源 第二节 汽油发动机污染物的形成与控制 1、汽车动力系统 2、发动机气缸（总容积、燃烧室容积） 3、实际燃烧过程 Lead Hydrocarbons Carbon Monoxide Oxides of Nitrogen Carbon Dioxide Particulates Other pollutants Water Vapor 化学计量等当点 New Cars Are Cleanerand More Efficient 传统化油器汽车排放性能的劣化 4、汽油车行驶工况与排放 (1) 怠速, 减速时CO, HC排放高, 浓度约为: CO: 1.0%～6%; HC: 400～3000ppm NOx: 10～100ppm (2) 加速, 定速时NOx高, 浓度约为: NOx: 1000～4000ppm CO: 0.5％～3.0%; HC: 200～600ppm 加速时, 碳烟约为: 0.005g/m3 三、主要控制技术 前处理: 无铅汽油(0.013g/L), 低硫汽油和柴油(1200ppm～50ppm) 废气再循环(EGR): 20%循环, 降低NOx约60%, 但油耗增加3% 机内控制: 发动机设计 表面积/容积 越小越好; 电子控制技术; 多气门技术 机外控制技术: 热反应器, 催化反应器(氧化, 还原--三效) 改进点火系统 电控燃油 喷射系统 废气再循环(EGR) 三效催化净化技术(TWC) 同时净化3种污染物: CO, HC, NOx 只能在很窄的空燃比窗口工作: 闭环电控燃油喷射技术 主要使用贵金属+陶瓷载体, Pt, Rh, Pd 寿命要求80000～160000km, 防中毒很关键 四、曲轴箱(crankcase)污染物排放控制 五、燃油蒸发排放控制 一、汽油, 柴油发动机的区别 汽油发动机燃烧为预混火焰, 柴油为扩散火焰 柴油发动机压缩比高, 热效率高30％～50% 柴油发动机以喷油雾化方式燃烧, 产生碳烟较多 柴油车经济性好, 马力大 汽油车加速性好, 正在开发缸内直喷发动机技术 二、汽油, 柴油发动机排放浓度对比 气相碳烟生成途径 三、空燃比与污染物排放 四、柴油车行驶工况与排放 1. CO总是很低, 约0.1% 2. 减速, 怠速时HC相对较高, 浓度约为400ppm 此时NOx较低, 约为30～70ppm 3. 加速, 定速时NOx高, 浓度约为: NOx: 800～2500ppm 此时HC: 90～200ppm 4. 加速时碳烟最高, 约为0.30g/m3 增压柴油机排放和燃油消耗率—改进发动机控制污染物排放 氧化催化剂—排气后处理技术 颗粒捕集器—排气后处理技术 一、必威体育精装版控制技术 冷启动排放控制 催化剂需要一定的起燃温度才正常工作 前级催化剂 电加热催化剂 车载诊断技术(OBD) 自动检测诊断车辆排放系统状况 自动提示故障 存储信息有利于维修 二、未来汽车技术 稀燃缸内直喷汽油发动机 柴油车PM及NOx机外净化技术 混合动力技术 燃料电池汽车技术 本章思考题及作业： 作业11.2（p476） 下面一页留给您备用 下面一页留给您备用 下面一页留给您备用 0.05