排放污染物检测.ppt

1、 欢迎大家与我一起了解学习本章所讲述的知识内容：汽车尾气排放污染物的产生、组成以及污染物对人体及我们所生存的大自然环境的危害。第一节第一节 汽车排放污染物的种类和危害汽车排放污染物的种类和危害 第二节 三元催化器的结构原理第三节 发动机废气再循环系统的组成及工作原理第四节 简述二次空气喷射系统的结构汽车给人们的出行和运输带来了极大的便利，同时也带来了严峻的环境问题，其产生的废气和噪声是一致公认的城市两大公害。改革开放以来，我国汽车保有量持续以年递增10%以上的速度增长，汽车所造成的环境污染日趋严重。因此，检测并控制汽车排放污染物，对于保护人类生存环境具有重要意义。同时，汽车发动机所排出的污染物

2、成分和浓度与发动机的技术状况密切相关，所以通过对发动机的排气污染物进行检测，可评价发动机的技术状况，特别是燃油供给系统和点火系统的技术状况。 1 1 改善尾气排放的必要性改善尾气排放的必要性 1 1、 汽车道路建设发展迅速汽车道路建设发展迅速 2 2、 汽车保有量的增加汽车保有量的增加 3 3、 车辆比例构成发生变化车辆比例构成发生变化 4 4、 保护大气环境的要保护大气环境的要求求 . 汽车排放污染物的形成和主要影汽车排放污染物的形成和主要影响因素响因素 汽油车排放污染物的形成和主要影响因素CO的形成 HC的形成 NOx的形成 汽油机CO、HC、NOX排放量的影响因素柴油车排放污染物的形成和

3、主要影响因素 碳烟的形成柴油机碳烟排放量的影响 一氧化碳 碳氢化合物氮氧化物微粒二氧化硫CO是燃料不完全燃烧的产物，当发动机混合气过浓或燃烧质量不佳时，易生成CO而从发动机排气管排出。 CO与血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使这部分血红蛋白失去输送氧气的能力，造成血液输氧能力下降，导致人体缺氧。排气中主要是在局部缺氧或低温下由于混合气的不完全燃烧产生的。另外，在使用稀混合气时，燃烧生成的H2O与CO2也可能有一小部分发生离解反应使CO2还原成CO。排气中CO的浓度，基本上取决于空燃比废气中的HC是发动机未燃尽的燃油分解所产生的气体。发动机冷起动或怠速工况下混合气较浓，且燃烧温度过低或化

4、油器雾化不良时，发动机排出的废气中的HC含量增加。 对人体的危害可以使人的骨髓功能减弱，血小板减少，刺激眼、鼻、呼吸道，危害植物，也是形成光化学烟雾的因素。 NOx是空气中的N2与O2在高温高压条件下反应而生成的。汽车发动机所排出废气中的NOx主要由NO（一氧化氮）和NO2 （二氧化氮）构成。汽油机排出的氮氧化物中，NO占99%，而柴油机排出的氮氧化物中NO2的比例稍大。 NO危害眼睛、呼吸道和肺；NOx使纤维、塑料、橡胶、电子材料提前老化，并参与形成光化学烟雾。 汽油机主要有：铅化物、硫酸盐、低分子物质。柴油机排出的微粒比汽油机多3060倍，主要为含碳物质（碳烟）和高分子量有机物（润滑油的氧

5、化和裂解产物）。碳烟是柴油发动机燃烧不完全的产物，主要由多孔性碳粒构成。铅可以损害心、肺、造血系统，降低智力；碳烟中的有害物质致癌，降低空气能见度，附着固体表面，影响美观，腐蚀金属。 发动机排出的硫化物主要为SO2（二氧化硫），由所用燃油中含有的硫与空气中的氧反应而生成。 形成酸雨，危害环境和作物。 在发动机工作过程中，理论上汽油在空燃比（燃烧时供给的空气重量和燃油重量之比）为.7、柴油在空燃比为.时，燃料可以实现完全燃烧，形成无害的二氧化碳和水。汽油机中，化油器实际供给的空燃比通常在到.范围内变动，在空燃比为.7以下时，燃烧空气必然不足，使燃料燃烧不完全，产生CO；另外，即使氧比较充足，发动

6、机中空气和燃料不可能完全雾化混合均匀，造成局部缺氧，加之发动机中燃烧时间有限，从而形成CO。 汽油是由多种成分的HC所组成，如果完全燃烧将生成二氧化碳和水。但是，汽油的燃烧很复杂，任何发动机都可能发生不完全燃烧，在排气中都会有少量HC存在。 （1）为了提高发动机的最大功率，常使发动机在1的浓混合气情况下工作。在低负荷时，由于气缸内残余废气较多，为了不使燃烧速度过低，也在1情况下工作。由于1时空气量不足，所以要发生不完全燃烧。 （2）在汽油机中用电火花点火，由火焰传播把混合气烧掉，但紧靠燃烧室壁面附近的混合 气层，由于缸壁的冷却形成激冷层，使火焰传播终止而熄灭，因此激冷层的混合气不能完全氧化燃烧

7、，从而有许多未燃的HC也要排出来。 （3）从燃烧化学考虑，汽油的氧化燃烧是很复杂的，不是一下子就能反应成二氧化碳和水的。 NOx不是来自燃油的燃烧，而是空气燃烧的产物。在空气完全燃烧的情况下，空气中的氮将完全氧化，形成二氧化氮，空气不完全燃烧将形成一氧化氮，它们都是在氧气过剩的条件下，由于燃烧室内高温而形成的。因此，形成氮氧化物的条件为：燃烧室内有过剩的氧气、燃烧过程的高温以及高温持续的时间较长。 混合气浓度 发动机负荷 发动机转速 点火时间 混合气浓度常以空燃比或过量空气系数表示。空燃比大于.7或过量空气系数大于，称混合气较稀或过稀。反之，空燃比小于.7或过量空气系数小于，则称较浓或过浓。

8、发动机负荷一般由不同工况，车辆装载质量决定。 发动机在怠速、减速行驶等低速小负荷运行时，化油器所供给的混合气偏浓。此时发动机工作循环中的气体压力与温度不高，混合气燃烧速度减慢，引起不完全燃烧，CO增加，而由于气体温度低，气缸中激冷面上的燃油不可能燃烧，形成HC排出，而NOx排出较少。由于上述原因，在怠速工况排放的污染是较严重的。 发动机在大负荷运行时，化油器节气门接近全开，燃烧速度变快，气体压力和温度升高，HC的生成量减少，而NOx增多。发动机转速升高，气缸内混合气紊流扰动增加，火焰传播速度加快，汽油燃烧比较完善，HC排放浓度降低发动机在加速运行时，由于要求发出大的功率，须将气缸内燃气的温度提

9、高，因此既会产生大量的NOx，而且由于短时间内，从化油器加速泵系统中供应过量的燃油，又会引起一部分燃料的不完全燃烧，导致CO和HC排放量均会增加。 如推迟点火提前时刻，即接近活塞上止点时点火，则由于排气时间延长，排气温度增高，而此时气缸内容积相应减少，促进了CO和HC的氧化与激冷面积的减小，使HC排量可减少，对CO排量影响不大。但过于推迟，因CO没有时间完全氧化，CO排除量增加。 白烟：通常在低温起动不久及怠速工况时发生。此时，气缸中温度较低，着火不好，未经燃烧的燃料和润滑油呈液滴状态，随废气排出而形成白烟。蓝烟：通常在柴油机尚未完全预热或低负荷运转时发生。黑烟：通常在柴油机大负荷时发生，例如

10、当汽车加速，爬坡及超负荷时排气就冒黑烟。 冒白烟冒蓝烟冒黑烟.通常在低温气动低温气动不久及怠速工况怠速工况时发生。此时，气缸中温度较低，着火不好，未经燃烧的燃料和润滑油以液滴状态随废气排出而形成白烟。当气缸磨损加大，窜气、窜油或密封不良而渗水时，使白烟增多。 柴油品质差柴油品质差，水分水分较多多。. 通常在柴油机尚未完全预热柴油机尚未完全预热或低负荷运转低负荷运转时发生。此时，燃烧室温度较低，约600以下，燃料着火性能不好，部分燃料和窜入燃烧室的润滑油未能完全燃烧，其中大部分大部分是已蒸发的油，再凝结而呈微粒状态，随废气排出而形成蓝烟。当发动机工作不正常发动机工作不正常时，例如有部分润滑油窜入

11、气缸，与燃料一起燃烧，也会产生蓝烟。 . 1、 活塞环磨损、失效、卡死、对口、产生不密封，使机油上窜：第一、二道气环有安装标记的面应朝上，如装反非但不密封反而起泵油作用。 2、 活塞和缸套磨损过大。 3、气门油封损坏，气门与导管磨损严重，机油进入气缸。 4、空气滤清器管路严重阻塞，使增压器压气机负压大，机油吸入气缸 . 通常在柴油机大负荷大负荷和急加速急加速时发生。例如汽车加速、爬坡和超负荷时排气就冒黑烟。当柴油机高负荷时，由于柴油机混合气形成不均匀，产生局部区域空气不足，此时燃烧室温度又高，燃料在高温缺氧的情况下，由裂解过程释出并经聚合过程形成黑烟。.空气滤清器堵塞，进气管连接软管吸扁变形，

12、进、排气管路密闭不严，造成进气不足。增压器弹力密封环或浮动轴承烧损，涡壳各结合口漏气或管路受阻，造成增压器工作失常，从而使进气不足。气门间隙过大，气门与座圈密封不良，关闭不严漏气，导致进气不足，排气不尽 。 .。三元催化 三元催化，是指将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气的催化。 主要是用三元催化器， 三元催化器的载体部件是一块多孔陶瓷材料，安装在特制的排气管当中。称它是载体，是因为它本身并不参加催化反应，而是在上面覆盖着一层铂、铑、钯等贵重金属。是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置。第二节原理原理三元催化器的工作原理是：当高温的汽

13、车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2，而CO2不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少了NOx的生成量。第三节 废气再循环(EGR)控制方式, 发动机控制电脑即ECU根据发动机的转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量

14、、排气温度控制电磁阀适时地打开，进气管真空度经电磁阀进入EGR阀真空膜室，膜片拉杆将EGR阀门打开，排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧。少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧，降低了燃烧时气缸中的温度，因NOX是在高温富氧的条件下生成的，故抑制了NOX的生成，从而降低了废气中的NOX的含量。但是，过度的废气参与再循环，将会影响混合气的着火、性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、 低速、小负荷及冷机时，再循环的废气会明显地影响发动机性能。所以，当发动机在怠速、低速、小负荷 及冷机时，ECU控制废气不参与再循环，避免发动机性能受到影响；当发动机超过一定

15、的转速、负荷及达到一定的温度时，ECU控制少部分废气参与再循环，而且，参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同，以达到废气中的NOX最低。 工作原理 自从世界上第一个车辆排气污染控制标准实施以来，二次空气喷射系统已经被广泛地应用在汽车上，它实际上就是一种尾气排放控制实用技术，用以减少排气中的HC和CO的排放量。而且实践也已证明，空气喷射系统在汽、柴油汽车上都能取得良好的效果。它的工作原理是空气泵将新鲜空气送入发动机排气管内，从而使排气的HC和CO进一步氧化和燃烧，即把导入的空气中的氧在排气管内与排气中的HC和CO进一步化合形成水蒸气和二氧化碳，从而降低了排气中的HC和CO的排放量第四节 空气泵型二次空气喷射系统主要由空气泵、分流阀、连接管道、空气喷射歧管等组成工作原理是：当发动机工