《汽车发动机构造与检修（第2版）》课件 王雷项目7、8 发动机排放控制系统检修； 发动机拆装与维护.pptx

;;;学习目标

?知识目标

1．能正确叙述汽油发动机的排放；

2．能正确叙述空燃比和点火时间对排放的影响；

3．能正确描述三元催化转换器的结构和转化效率。

?技能目标

1．能规范对三元催化转换器进行检修；

2．能规范对氧传感器进行检测。

?素质目标

1.通过教学活动,培养学生安全生产、环境保护、低碳出行等意识;

2.通过教学活动,培养学生节约资源、降低生产成本的社会责任感,弘扬勤俭节约精神。

建议课时

2～3课时。;一、理论知识准备

1．汽油发动机的排放

汽油是多种碳氢化合物的混合物，汽油经过燃烧后，主要排放气体有6种，包括氧气、碳氢化合物、水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化合物等，其中对环境造成污染的气体主要是碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOx）。

1）一氧化碳（CO）

CO是一种无色无味的有毒气体。由于其能使血液的输氧能力大大降低，因此高浓度的CO能够引起人体生理和病理上的变化，使心脏和大脑等重要器官严重缺氧，从而引起头晕、恶心、头痛等症状，轻则使中枢神经系统受损，重则使心血管工作困难甚至死亡。

汽车尾气中的CO是燃烧的中间产物，是在燃烧缺氧或者低温条件下由于燃烧不完全而产生的。当汽车的负载过大、慢速行驶或者空挡运转时，混合气过浓或者燃油不能完全燃烧，排气管中的CO含量会明显增加。;2）碳氢化合物（HC）

HC包括没有燃烧和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物。其中的某些成分会对眼睛、呼吸道和皮肤有强烈的刺激作用，浓度高时会使人头晕、恶心、贫血甚至导致白血病以及某些癌症；碳氢化合物中的某些烃类成分还是引起光化学烟雾的主要物质。

HC是由混合气过稀、点火不良、排气门泄漏等原因导致燃烧不完全产生的。

3）氮氧化合物（NOx）

NOx是燃烧过程中形成的多种氮氧化合物，包括NO、NO2、N2O3、N2O4等。氮氧化合物中95%以上都是NO。NO是一种无色无味的气体，毒性不大，但可被氧化成NO2。NO2是一种红棕色的有毒气体，它能使血液输氧能力下降，会损害心脏、肝、肾等器官，另外NO2还是产???酸雨、烟雾和引起气候变化的主要原因。NOx是混合气在高温、富氧下燃烧时产生的。;2．空燃比和点火时间对排放的影响

排气中有害气体的生成与空燃比、点火时间、发动机的结构等有关。通常，空燃比和点火时间的影响最大。

1）空燃比对排放的影响

图7-1所示为排放中有害气体的浓度随空燃比变化关系。;（1）空燃比对CO排放的影响。从图7-1中可看出，当低于理论空燃比14.7时，排出的CO浓度便急剧上升；而空燃比超过16时，排出的CO浓度则趋于稳定，并且数值很低。说明要减小CO的排放，就必须采用稀混合气。试验证明发动机CO的排放量主要取决于空燃比。

（2）空燃比对HC排放的影响。空燃比在17以内时，随着空燃比的增大，HC的排放浓度便下降；但空燃比继续增大时，由于混合气过于稀薄，易于发生火焰不完全传播，甚至断火，使HC排放浓度迅速增加。

（3）空燃比对NOx排放的影响。当混合气很浓时，由于燃烧高峰温度和可利用的氧的浓度都很低，使NOx的生成量也较低。用空燃比为15.5～16的稍稀混合气时，排出的NOx浓度最高。对于空燃比低于16的混合气，虽然氧的浓度增加可以促进NOx的生成，但这种增加却被由于稀混合气中燃烧温度和形成速度的降低所抵消。因此对于很浓或很稀的混合气，NOx的排放浓度均不高。;2）点火时间对排放的影响

点火时间对发动机排放的影响如下。

（1）推迟点火。推迟点火，混合气在燃烧室内的燃烧时间将缩短，由于后燃，将使排气温度上升，促进了HC和CO的氧化，排出的HC减少。但推迟点火会造成燃料经济性和发动机功率的下降。

（2）提前点火。无论在任何转速和负荷下，加大点火提前角后燃烧温度提高，都会使NOx的释放浓度增加。;3．三元催化转换器的结构

三元催化技术是目前汽车上采用最多的一种排气污染物处理净化技术。三元催化转换器串联在排气系统中，当排气气流进入催化器时，废气中的有害气体CO、HC和NOx在三元催化剂（铂、钯和铑的混合物）的作用下发生化学反应，生成CO2、N2和H2O，废气中的三类有害气体通过三元催化转换器后均变成了无害气体，使废气得到净化。

三元催化转换器（Three-wayCatalystConverter，TWC）安装在排气管前部，一般为可拆卸式。丰田雷克萨斯LS400