汽车新技术课件—第九章排放控制
41页1、单元二 发动机电控系统构造与维修,第九章 排放净化控制装置 在大气污染中,汽车排放所造成的污染占有相当的比重。据有关部门资料介绍,大气中所含CO的75、HC和NOx的50来源于汽车的排放。特别是排放污染早已成为严重的社会公害。为此,发达国家均建立了严格的排放法规加以限制。汽车排放中的有害物质主要是CO(汽油不完全燃烧的产生)、HC(汽油不完全燃烧和缸壁淬冷产生)、NOx(高温条件下,氧和氮反应产生),除此而外,汽油蒸发对大气也会造成一定程度的污染。CO、HC和NOx与空燃比之间的关系前已述及。,9.1 发动机排放控制与净化的技术措施 三元催化转换器; 废气再循环(EGR); 二次空气喷射; 活性碳罐系统。,排放控制装置的连接,ECU,清除电磁阀,活性碳罐,燃料压力调节器,PCV阀,喷油嘴,WTS,EGR控制阀,EGR电磁阀,ISC阀,TPS,AFS,氧传感器,高压侧 燃料滤清器,燃料泵,单向阀,分离器,三元催化器,9.1.1 排放污染物 (1)排放污染物的来源 汽车排气管排气,燃料箱和化油器的油气,曲轴箱窜气。 (2)有害物的种类 在发动气缸内,汽油和空气混合并燃烧,大部分生成CO2和
2、 H2O。但一部分由于不完全燃烧而生成对人体有害的气体。 有害物的 3种类 CO-一氧化碳 HC-碳氢化合物 Nox-氧化氮,油箱和化油器蒸发的 HC 20%,曲轴相窜气 HC 25%,排气 CO 100% HC 55% Nox 100%,9.1.2 汽油发动机的有害燃烧产物,(1) CO的生成: CO产生原因是在局部 缺氧或低温下由于烃的 不完全燃烧而产生的。 构成汽油的碳元素燃烧并 生成 (CO2). C+O2=CO2 但空气不足时进行不完全 燃烧并进行2C+O2=2CO化 学反应,产生CO。,O,C,O,对人体无害,CO2,C,O,CO,对人体有害,CO排放浓度和空燃比的关系: CO主要是在局部缺氧或低温下由于烃的不完全燃烧产生,混合气浓时燃烧时所需要的氧不足,而CO产生量多。 空燃比: 少(浓)-CO多 = 混合气:浓-CO多 多(稀)-CO少 稀-CO少 CO排放浓度和行驶状态的关系: A)怠速时;进气量少,燃料雾化也不良,需要浓混合气, 因此CO的产生量多。 B)加速时或高负荷行驶时;加速时或输出最大功率时需要很大的旋转扭矩,因此需要浓混合气,CO的排放量也随着增加。 C)
3、减速时;化油器车辆,节气门关闭,进气量少但进气管负压很大,因此怠速口喷油量多,混合气变浓,CO产生量增加。,(2)HC的产生: HC产生的原因除燃料的不完 全燃烧汽油蒸汽外,缸壁淬冷也是 排气中HC的主要来源。由于壁面 的冷却作用,缸壁附近的混合气, 活塞顶部与第一道环之 间空隙的混合气烧不着随废气 排出.当混合气过稀,引起断火, 使排气中的 HC增加。,H,汽油(C6H14(核酸),热+压力 CH4(甲烷),C2H4(乙烯),C3H8(丙烷),HC排放浓度和空燃比的关系: HC产生时,浓混合气氧气不足或由于稀薄混合气发生断火,HC量增加。 空燃比:少因氧气不足增加 混合气:浓-因氧气不足增加 多因断火增加 稀薄-因断火增加 HC排放浓度和行驶状态的关系: 怠速或减速时增加,特别是减速时混合气过浓,发生断火 HC的产生增加(防止装置;缓冲器) 。 HC排放浓度和燃烧时形状的关系: 加快火焰传播速度,使混合气产生涡流防止异常燃烧。,(3) Nox的产生: 通常把氮气和氧气的化合物统称 为氧的化合物(Nox)。占空气中78% (体积比)氮气在燃烧室的高温条件下 (温度1500 C以上) ,
4、由氧和氮的 反应所形成的。 N2+O2=2NO 这些 NO排到大气,并与空气中 的氧分子发生反应而变成NO2. 2NO+O2=2NO2 氮的氧化物有好几种,但汽车尾 气排出去的主要是NO,NO在大气中 又转换成NO2。,N2常温时,ZZZ,N2高温时,NO,NO2,N,N,N,N,Nox排放浓度和空燃比的关系: Nox是空气在燃烧时的高温条件下,由氧和氮的反应所形成的。因此跟燃烧室的温度有密切关系,空燃比 (1516:1)附近 Nox值最大.混合比稀或浓时Nox产生量减少. 空燃比;少-减少 混合气;浓-减少 多-增加 稀薄-增加 Nox排放浓度和行驶状态的关系: 燃烧室的温度跟充气量有关。节气门开度大,充其量多,Nox产生量增多。,CO:理论空燃比为基准,当高于 空燃比时增加,低于空燃比时减少。 HC:高于理论空燃比增加, 低于理论空燃比因断火也增加. NOx:稍稀于理论空燃比时产生量 最多,比理论空燃比稍浓或稍稀, 产生量减少。,9.1.3 有害气体的排放浓度,理论空燃比,CO,HC,NOx,各排放气体浓度,空燃比,少(浓),大(稀薄),9.2 三元催化转换器,现代汽车发动机上普遍
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