机动车污染排放级控制技术

保时捷911超级跑车,机动车污染排放及控制控制篇,主讲人：叶仁文,小常识普及,发动机类型简介,机动车污染控制技术一览图,机动车污染控制技术部分主要内容,机内污染物的控制技术,机外放污染物的控制技术,混动汽车介绍,1,2,3,私家车污染控制办法,4,发动机内部净化技术,答：改进车内燃机结构和燃烧状况，如上述相关技术，目的在于减少有害气体的生成量。,答：方法有相同之处，针对的对象略有不同。柴油车的主要污染物为：颗粒物和NOx；汽油车的主要污染物为：CO、NOx、HC。这只是综合考虑，不同工况下主要污染物会发生变化。,发动机内部净化技术,答：柴油机尾部的颗粒物是碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰的组成。其中碳烟有必要重点解释一下，当柴油汽车加速、爬坡及超负荷排气时会冒黑烟，一般认为的原因为，当柴油机超负荷时，喷入燃烧室的燃料增多，又由于柴油机混合气形成不均匀，致使部分燃料在高温条件下没有得到充分的燃烧，而是经过裂解并聚合过程，形成碳烟。,发动机内部净化技术,改进化油器,改进化油器,答：使用化油器的主要缺点是向气缸充气和混合气的分配并不理想，影响发动机的动力性和经济性的提高，对达到排放要求很不利。,答：在现代化油器上配备了一系列的混合气浓度补偿装置。如主供油泵、怠速系、省油器、加速系及起动系等，以确保汽油机在不同工作状态下，化油器能供给适当浓度的混合气。当然现在化油器已然有被电喷全面取代的趋势。,改进化油器,点火系统,点火系统的组成部分及工作原理：,点火系统,答：断电器的使用寿命短，且需要经常维护；多缸发动机高速时不可靠。由于机械的滞后、磨损以及装置本身的局限性的其他因素，不能保证发动机在任何工况下点火时刻均为最佳值。,答：在高新技术层出不穷的今天，纯机械的点火装置当然不好混。,电控点火系统,转速传感器,位置传感器,温度传感器,负荷传感器,爆震传感器,ECU,驱动器,点火装置,火花塞,电控点火系统的优点,燃烧系统,1,2,3,燃烧系统缸内直喷技术,缸内直喷就是将燃油喷嘴安装于气缸内，直接将燃油喷入气缸内与进气混合。喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。同时，喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制，以及活塞顶形状等特别的设计，使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合，从而使燃油充分燃烧，能量转化效率更高。,燃烧系统缸内直喷技术,答：进入气缸的混合气只能够通过气门的开闭来被动控制，不能完全适应发动机不同工况的需求。油气混合受进气气流的影响较大，还会吸附在进气管壁和气门上形成积碳，造成浪费，并影响发动机性能。,燃烧系统稀薄燃烧系统,存在的意义：混合气较稀时，绝热指数K反而增大。从理论上讲，混合气越稀，K值越大，热效率也越大。在发动机不使其失火的前提下，应尽可能进行稀薄燃烧。,在a1的某一范围内，CO的含量可以得到有效控制。当空燃比超过18以上时，HC的排放量就因为熄火和部分燃烧而大大增加。所以进行恰当的稀薄燃烧才可以改善HC的排放。,燃烧系统分层燃烧技术,易于点火,有稀薄燃烧区,主燃烧区热量损失小,替代燃料,天然气,醇醚类,生物质类,乙醇柴油,乙醇汽油,二甲醚,生物柴油,油料科植物,替代燃料,答：中科院广州能源所的研究表明虽然替代燃料燃烧过程中SO2、CO、HC和烟煤等常规污染物排放明显下降，但醇和含氧替代燃料应用过程中的非常规污染物的排放特性及抑制机理有待更加深入的研究,机外净化技术一览图,柴油机净化,汽油机净化,氧化催化法,还原催化法,三效催化法,四效催化法,颗粒过滤法,柴油机净化技术氧化催化,柴油机净化技术还原催化,NSCR,柴油机净化技术还原催化,USCR,U:urea，尿素。,柴油机氧化还原催化技术,喷射器,废气,OX,氧化催化器,HY,水解催化剂,SCR,OX,氧化催化器,尾气,柴油机净化技术颗粒过滤法,DPF工作原理类似于布袋除尘器，即让排气经过DPF，排气中部分或全部颗粒物被拦截。,柴油机净化技术DPF,“再生”能力,材料的选择,DPF材质的选择,答：堇青石蜂窝、碳化硅蜂窝、氧化硅纤维、泡沫堇青石、多孔泡沫金属、复合金属纤维，不锈钢网等。,滤芯材料,陶瓷类过滤材料,陶瓷类过滤材料通常由氧化物或碳化物组成，具有多孔结构，在700以也能保持热稳定，比表面积大于1m2/g，主要结构包括蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷及陶瓷纤维毡。,蜂窝陶瓷,DPF“再生”能力,“再生”指的是DPF采用颗粒物燃烧的方法，使其自身恢复到初始状态的能力。,再生,被动再生,主动再生,喷油助燃再生,微波助燃再生,电加热再生,大负荷再生,催化再生,添加剂再生,汽油机三效催化,三效催化剂（ThreeWayCatalyst，TWC）,三效催化器结构,三效催化的具体化学反应,Pt、Pd氧化HC和CO,Rh还原NOx,其他反应,三效催化器的效率,三效催化转化器的载体一般采用蜂窝结构，蜂窝表面有涂层和活性组分，与废气的接触表面积非常大，净化效率高，当发动机的空燃比在理论空燃比附近时，三效催化剂可将90%的碳氢化合物和一氧化碳及70%的氮氧化物同时净化。,柴油机四效催化器,四效催化器（FourWayCatalystConverter，FWCC）,四效催化器作用：在柴油机排气系统中同时除去或降低HC、CO、PM和NOx的排放，使达到环保要求。,四效催化器的技术关键：,2、新型催化剂的开发，在排放的尾气中同时实现HC、CO、PM和NOx的同时降低。,1、对传统氧化催化器、微粒捕集器和NOx还原器的集成。,EGR技术简介,EGR：排气再循环（ExhaustGasRecirculation）,主要控制的污染物：,NOx,排气组分：CO2和H2O（N2）,EGR系统的不足,燃烧恶化,HC、PM和CO排放增加,气缸磨损增加,为何国外开始普及柴油车？,Pmax,为何国外开始普及柴油车？,柴油车理论热效率比汽油机高出15%，对三种车型实测现实百公里油耗，柴油车比汽油车省油32%。柴油车空燃比比较大，所以适合稀燃发动机；CO排放明显减少；柴油车单位体积热值高，油耗低，一次加油可行驶1000KM（欧洲）。,柴油车现状,由于颗粒物和黑烟的排放，远高于柴油车，加上噪音大等不足，因此北京等城市曾出现柴油车行驶“受限”的状况。目前由于稀燃发动机和共轨多次燃油喷射的技术运用，柴油车的运销量越来越大。,混动车型,根据动力系统的连接方式，目前开发研制的混合动力汽车基本上可分为三类,串联式混动车型,并联式混动车型,混联式混动车型,Q5hybr