发动机原理课件7

1、第第7 7章章 发动机的排放发动机的排放 与汽车噪声与汽车噪声 学习目标学习目标 通过本章学习，通过本章学习，要求掌握要求掌握 1.排放污染物的种类与危害；排放污染物的种类与危害； 2.了解了解2005年年7月月1日起在国内实施的六项汽车排放日起在国内实施的六项汽车排放国家标准；国家标准； 3.了解不分光红外线分析法的检测原理和汽油机排了解不分光红外线分析法的检测原理和汽油机排气的检测方法；气的检测方法； 4.掌握汽油机排气的机内与机外净化措施；掌握汽油机排气的机内与机外净化措施； 5.掌握柴油机碳烟和排气的净化措施；掌握柴油机碳烟和排气的净化措施； 6.了解汽车噪音的产生及其影响；了解汽车噪

2、音的产生及其影响； 7.了解汽车噪声控制技术。了解汽车噪声控制技术。7.1 7.1 发动机有害排放物的生成及危害发动机有害排放物的生成及危害 发动机排放污染物的途径及成分主要有发动机排放污染物的途径及成分主要有: （1）从排气管排出的废气，主要有：从排气管排出的废气，主要有：CO、HC、NOX、SO2 、PM（由碳烟、铅氧化物等重金属氧化由碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰等组成物和烟灰等组成）；）；（2）曲轴箱窜气，其主要成分是）曲轴箱窜气，其主要成分是HC，还有少量的还有少量的CO、NOX等；等；（3）从油箱以及油管接头等处蒸发的汽油蒸汽，成）从油箱以及油管接头等处蒸发的汽油蒸汽，成分是分

3、是HC。 7.1 7.1 发动机有害排放物的生成发动机有害排放物的生成 1 CO：是烃燃料燃烧的中间产物。对人体有毒性。：是烃燃料燃烧的中间产物。对人体有毒性。 2 HC：来自燃料不完全燃烧；曲轴箱通风口蒸发出：来自燃料不完全燃烧；曲轴箱通风口蒸发出的占的占20%；燃油箱及化油器处泄漏。；燃油箱及化油器处泄漏。 3 NOX在发动机的排气中主要是指在发动机的排气中主要是指NO和和NO2，对人，对人体有毒。体有毒。 4 PM：来源于汽油机与柴油机的排放微粒。：来源于汽油机与柴油机的排放微粒。(P103) 5硫化物：内燃机燃料中的硫燃烧后产生的硫化物：内燃机燃料中的硫燃烧后产生的SO2，在空气中会形

4、成酸雨。在空气中会形成酸雨。 6二氧化碳：会形成温室效应，使全球气温上升。二氧化碳：会形成温室效应，使全球气温上升。7.1 7.1 发动机有害排放物的生成发动机有害排放物的生成 汽车内燃机排气中，作为起因物质的汽车内燃机排气中，作为起因物质的NOX和和HC在太阳能的作用下进行光化学反应，生成的光化学在太阳能的作用下进行光化学反应，生成的光化学过氧化物而形成的烟雾称之为光化学烟雾过氧化物而形成的烟雾称之为光化学烟雾。 光化学反应是一个极其复杂的过程，它的主要光化学反应是一个极其复杂的过程，它的主要产物是氧化能力很强的臭氧产物是氧化能力很强的臭氧O3及及PAN过氧化酰基硝过氧化酰基硝酸盐等光化学过

5、氧化物，此外还生成各种游离基、酸盐等光化学过氧化物，此外还生成各种游离基、醛、酮、硫酸烟雾等。醛、酮、硫酸烟雾等。7.2 7.2 发动机排放标准与检测发动机排放标准与检测 发动机排放标准发动机排放标准 1、2005年年7月月1日起在国内实施的四项汽车排放国日起在国内实施的四项汽车排放国家标准；家标准； 2、2007年年7月月1日起在国内实施的两项汽车排放国日起在国内实施的两项汽车排放国家标准。家标准。 汽油机排气污染物的检测汽油机排气污染物的检测 1、不分光红外线分析法检测原理：汽车排气中的、不分光红外线分析法检测原理：汽车排气中的CO、HC、NOX等气体都分别具有能吸收一定波长等气体都分别具

6、有能吸收一定波长范围红外线的性质。范围红外线的性质。 2、不分光红外线气体分析仪的结构与工作原理如、不分光红外线气体分析仪的结构与工作原理如下图所示。下图所示。不分光红外线气体分析仪不分光红外线气体分析仪原理：根据检测红外线被汽车排气吸收一定波长范围红原理：根据检测红外线被汽车排气吸收一定波长范围红外线后能量的变化，来检测排气中各种污染物的含量。外线后能量的变化，来检测排气中各种污染物的含量。7.2.37.2.3 柴油机排气污染物的检测柴油机排气污染物的检测 柴油机排气污染物的检测柴油机排气污染物的检测 1、不透光度计的结构与工作原理、不透光度计的结构与工作原理 GB 18285-2005规定

7、用光吸收系数来度量可规定用光吸收系数来度量可见污染物的大小。规定使用不透光度仪测量压燃见污染物的大小。规定使用不透光度仪测量压燃式发动机和装用压燃式发动机车辆的可见污染。式发动机和装用压燃式发动机车辆的可见污染。 不透光度测量排气中可见污染物含量的原理，不透光度测量排气中可见污染物含量的原理，实施光束通过被测排气一段给定的长度，通过测实施光束通过被测排气一段给定的长度，通过测量排气吸收光的程度，得到排气中可见污染物的量排气吸收光的程度，得到排气中可见污染物的含量。含量。 2、滤纸式烟度计检测烟度的基本原理如下图所、滤纸式烟度计检测烟度的基本原理如下图所示示3、滤纸式烟度计的优缺点、滤纸式烟度计

8、的优缺点优点：结构简单，调整方便，测定值可靠性优点：结构简单，调整方便，测定值可靠性高，价格便宜。滤纸试样直通性好，易于保高，价格便宜。滤纸试样直通性好，易于保存，存，适宜稳态工况的测定适宜稳态工况的测定。缺点：不能直接连续读出数值，在加速或减缺点：不能直接连续读出数值，在加速或减速等非稳态工况时无法测定，速等非稳态工况时无法测定，而不透光度计而不透光度计可以检测任何工况。可以检测任何工况。4、柴油车自由加速排气可见污染物检测方法、柴油车自由加速排气可见污染物检测方法5、柴油车自由加速排气试验烟度检测方法、柴油车自由加速排气试验烟度检测方法6、排放限值标准、排放限值标准7.37.3 发动机排放

9、净化技术发动机排放净化技术一、 汽油机排气的净化汽油机排气的净化1、机内净化、机内净化（1）采用电子控制的汽油喷射装置是机内净化的主）采用电子控制的汽油喷射装置是机内净化的主要措施要措施（2）改善燃烧状况）改善燃烧状况从配气相位、点火时刻、燃烧方式和燃烧室形状等从配气相位、点火时刻、燃烧方式和燃烧室形状等方面考虑的一种机内净化方法。减小燃烧室的面方面考虑的一种机内净化方法。减小燃烧室的面容比可减少容比可减少HC的排放量；的排放量；加长气门重叠时间，可减少加长气门重叠时间，可减少NOX含量；含量；减小点火提前角，可降低减小点火提前角，可降低NOX和和HC的含量；的含量；稀薄燃烧是指能燃用空燃比为

10、稀薄燃烧是指能燃用空燃比为18：1或更稀的混合或更稀的混合气的汽油机。气的汽油机。（3）排气再循环系统）排气再循环系统7.3.1 7.3.1 汽油机排放净化技术汽油机排放净化技术2、机外净化、机外净化（1）使用新型燃料）使用新型燃料液化石油气发动机与燃烧甲醇汽油的发动机可降低液化石油气发动机与燃烧甲醇汽油的发动机可降低排放。排放。（2）三元催化反应器）三元催化反应器（3）曲轴箱强制通风装置）曲轴箱强制通风装置（4）燃料蒸发净化装置）燃料蒸发净化装置（5）二次空气喷射）二次空气喷射7.3.2 7.3.2 柴油机排放的净化柴油机排放的净化 1、柴油机碳烟的净化、柴油机碳烟的净化 （1）白烟）白烟

11、（2）蓝烟）蓝烟 （3）黑烟）黑烟改进气系统；改进气系统；改变喷油时间；改变喷油时间；改进供给系；改进供给系；后处理后处理 2、柴油机排气的净化、柴油机排气的净化 试验表明，分隔式燃烧室排污量比直接喷射式低得多。在采用试验表明，分隔式燃烧室排污量比直接喷射式低得多。在采用分隔式燃烧室的柴油机中，用预燃室的发动机排污量比用涡流室分隔式燃烧室的柴油机中，用预燃室的发动机排污量比用涡流室的低。的低。 减小喷油提前角，可降低最高燃烧温度，使减小喷油提前角，可降低最高燃烧温度，使NOX排出量减少。排出量减少。这是目前用来降低直接喷射式柴油机这是目前用来降低直接喷射式柴油机NOX排放量的最有效措施。排放量

12、的最有效措施。但是喷油提前角小会引起排烟量上升和功率下降。但是喷油提前角小会引起排烟量上升和功率下降。柴油机燃烧室柴油机燃烧室 直喷式燃烧室直喷式燃烧室 ：（l） 开式燃烧室开式燃烧室 （2）半开式燃烧室）半开式燃烧室 （3）半开式燃烧室中的空气运动）半开式燃烧室中的空气运动 进气涡流进气涡流 挤压涡流挤压涡流 （4）球形燃烧室和复合式球形燃烧室和复合式 分隔式燃烧室分隔式燃烧室 （1）涡流室燃烧室）涡流室燃烧室（2）预燃室燃烧室）预燃室燃烧室7.4 7.4 汽车噪声汽车噪声 一、一、汽车噪声的评价指标汽车噪声的评价指标 1、音频、音频 2、声压和声压级、声压和声压级 3、计权网络、计权网络

13、二、汽车噪声的产生及其影响二、汽车噪声的产生及其影响 1、发动机噪声、发动机噪声 （1）燃烧噪声和机械噪声）燃烧噪声和机械噪声 （2）进排气噪声进排气噪声 （3）风扇噪声风扇噪声7.4 7.4 汽车噪声汽车噪声 2、传动机构噪声、传动机构噪声 3、制动噪声、制动噪声 4、轮胎噪声、轮胎噪声 轮胎噪声包括：轮胎花纹噪声、道路噪声、轮胎噪声包括：轮胎花纹噪声、道路噪声、弹性振动噪声以及轮胎旋转时搅动空气引起弹性振动噪声以及轮胎旋转时搅动空气引起的风噪声。的风噪声。7.4 7.4 汽车噪声汽车噪声 三、汽车噪声控制技术简介三、汽车噪声控制技术简介1、吸声降噪、吸声降噪 采用吸声材料进行声学处理是最常用的吸声降噪措施。吸采用吸声材料进行声学处理是最常用的吸声降噪措施。吸声材料主要用于发动机壳体，吸收和降低其声辐射效率。声材料主要用于发动机壳体，吸收和降低其声辐射效率。2、隔声降噪、隔声降噪 隔声法常用的隔声装置有隔声罩、隔声室和隔声屏。在汽隔声法常用的隔声装置有隔声罩、隔声