发动机有害排放物的控制系统

1、实现年限标准COHCNOX1995年底前欧4.5%1.1%8%1995-2000年欧4%1.1%7%2000-2005年欧2.1%0.66%5%2005年底起欧1.5%0.46 %3.5%实现年限标准COHC+NOXPM1995年底前欧2.72%1.36% 0.196%1995-2000年欧1.0%0.9%0.1%2000-2005年欧0.64%0.56%0.05%2005年底起欧0.5%0.3%0.025%欧洲汽油车废气排放标准(参考)欧洲柴油车废气排放标准（参考）第六章 发动机有害排放物的控制系统 61 概述一、汽油机主要尾气排气物一、汽油机主要尾气排气物 1、一氧化碳（、一氧化碳（CO）

2、 CO是烃燃料燃烧的中间产物 2222HmnCOOnHCmn62 汽油机有害排放物及控制装置原因： 混合气过浓，氧气不足；燃烧温度过低，燃烧时间不充分。措施： 促进混合物形成，有效控制燃烧温度。排气管5565%；曲轴箱通风2025%；化油器、油箱蒸发1520%。2、碳氢化合物（、碳氢化合物（HC） 原因： 燃料不完全燃烧，混合气过浓过稀，残余气体稀释，使火焰传播不完全，甚至断火。措施： 采用电控技术，保证混合气浓度及燃烧室温度。3 3、NONOx x（NONO占占9595、NONO2 2） O2 2O （1） O+N2 NO+N （2） N+O2 NO+O （3）原因： 高温富氧环境中产生。措

3、施： 采用电控技术，保证混合气浓度及燃烧室温度。二、使用因素对排气二、使用因素对排气中有害气体浓度的影响中有害气体浓度的影响负荷的影响负荷的影响负荷空燃比影响有害气体1）怠速全闭，=0.600.88 HC CO 2）小负荷025%开度， = 0.80.9 HC CO 3）中负荷2580%开度， = 0.91.1 HC CO NOx4）接近满负荷80100%， = 0.80.9 CO HCNOx三、排放控制装置 1、恒温进气空气滤清器、恒温进气空气滤清器 也称进气温度自动调节式空气滤清器（增加一套空气加热和也称进气温度自动调节式空气滤清器（增加一套空气加热和控制装置）。多用于化油器式或节气门体汽

4、油喷射式发动机上。控制装置）。多用于化油器式或节气门体汽油喷射式发动机上。 当发动机冷起动后，在怠速或小节气门开度下工作时，化油当发动机冷起动后，在怠速或小节气门开度下工作时，化油器供给浓混合气，燃烧不完全，发动机排气中器供给浓混合气，燃烧不完全，发动机排气中CO和和HC较多。恒较多。恒温进气空气滤清器的作用就是当发动机冷起动后，向发动机供给温进气空气滤清器的作用就是当发动机冷起动后，向发动机供给热空气，这样，化油器即使供给稀混合气，热空气也能保证燃油热空气，这样，化油器即使供给稀混合气，热空气也能保证燃油充分汽化和燃烧，从而既减少了充分汽化和燃烧，从而既减少了CO和和HC排放，又能使发动机在

5、排放，又能使发动机在低温下稳定工作。当发动机工作温度升高后，恒温进气空气滤清低温下稳定工作。当发动机工作温度升高后，恒温进气空气滤清器向发动机供给环境温度的空气。器向发动机供给环境温度的空气。 恒温进气恒温进气空气滤清器的空气滤清器的结构见图结构见图6-1、图图6-2所示。所示。（进气管真空（进气管真空度作用在真空度作用在真空控制膜盒控制膜盒7上，上，控制控制阀控制控制阀8开大或关小）开大或关小） 进气管真空度是如何作用到真空控制膜盒上的呢？见图进气管真空度是如何作用到真空控制膜盒上的呢？见图6-3所所示的恒温进气空气滤清器的工作原理示意图。示的恒温进气空气滤清器的工作原理示意图。 双金属进气

6、温度传感器双金属进气温度传感器4在环境温度低于在环境温度低于30 C开启，进气管真开启，进气管真空度经真空软管空度经真空软管6作用到真空控制膜盒作用到真空控制膜盒1，并吸引膜片，并吸引膜片2克服弹簧克服弹簧3弹力向上，通过连杆带动控制阀弹力向上，通过连杆带动控制阀9将进气导流管将进气导流管10关闭。此时，热关闭。此时，热空气管空气管7打开，被排气支管打开，被排气支管8加热的热空气进入空气滤清器（图加热的热空气进入空气滤清器（图6-3a）。）。 当汽车前罩下的环境温度在当汽车前罩下的环境温度在3053 C之间时，进气温度传感器之间时，进气温度传感器部分地开启通气阀，使进气管真空度只有一部分传送到

7、控制膜盒。部分地开启通气阀，使进气管真空度只有一部分传送到控制膜盒。控制阀部分地开启进气导流管，热空气管也部分地开启。因此，控制阀部分地开启进气导流管，热空气管也部分地开启。因此，部分冷空气和热空气供入发动机，使进气温度基本恒定。见图部分冷空气和热空气供入发动机，使进气温度基本恒定。见图6-3（b）所示。）所示。 当环境温度超过当环境温度超过53 C后，双金属进气温度传感器将通气阀关后，双金属进气温度传感器将通气阀关闭，真空软管与膜盒隔断，膜片弹簧力使控制阀关闭热空气管，闭，真空软管与膜盒隔断，膜片弹簧力使控制阀关闭热空气管，将进气导流管完全打开，供入发动机的全部是环境空气。见图将进气导流管完

8、全打开，供入发动机的全部是环境空气。见图6-3（c）所示。）所示。2、二次空气喷射系统、二次空气喷射系统 二次空气喷射系统的主要功用二次空气喷射系统的主要功用是在冷起动时由是在冷起动时由ECU根据发动机根据发动机温度，控制来自温度，控制来自空气泵的新鲜空气喷入排气歧管或三元催化转换器空气泵的新鲜空气喷入排气歧管或三元催化转换器中，使排气中的中，使排气中的CO和和HC进一步氧化或燃烧成为二氧化碳（进一步氧化或燃烧成为二氧化碳（CO2）和水（和水（H2O），以控制尾气中），以控制尾气中CO和和HC 成分，同时，加快三元催化成分，同时，加快三元催化转换器的升温过程。转换器的升温过程。 二次空气喷射系

9、统二次空气喷射系统主要由空气泵、内部主要由空气泵、内部开关阀和单向阀等组开关阀和单向阀等组成。空气泵通常由发成。空气泵通常由发动机带驱动，单向阀动机带驱动，单向阀的功用是防止废气返的功用是防止废气返回空气泵。回空气泵。3、催化转换器、催化转换器 催化转换器安装在排气歧管之后、排气消声器之前的排气管催化转换器安装在排气歧管之后、排气消声器之前的排气管中。其作用是利用催化剂（通常是金属铂、钯或铑）的作用将排中。其作用是利用催化剂（通常是金属铂、钯或铑）的作用将排气中的气中的CO、HC和和NOx转换为对人体无害的正常气体。转换为对人体无害的正常气体。 催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器。氧化

10、转换催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器。氧化转换器只将排气中的器只将排气中的CO、HC氧化成氧化成CO2和和H2O，又称为二元催化转，又称为二元催化转换器，必须提供二次空气作为氧化剂。三元催化转换器可以同时换器，必须提供二次空气作为氧化剂。三元催化转换器可以同时降低降低CO、HC和和NOx的排放。它可以以排气中的的排放。它可以以排气中的CO和和HC作为还作为还原剂，将原剂，将Nox还原成氮气（还原成氮气（N2）和氧气（）和氧气（O2），而），而CO和和HC则被则被氧化为氧化为CO2和和H2O。当空燃比在理论空燃比（。当空燃比在理论空燃比（14.7）附近时，氧化）附近时，氧化-还原反应达

11、到平衡，还原反应达到平衡， CO、HC和和NOx的排放同时达到最低。的排放同时达到最低。 如果在三元催化转换器之后再连接一个氧化催化转换器，排如果在三元催化转换器之后再连接一个氧化催化转换器，排气管中未被氧化的气管中未被氧化的CO和和HC继续与供入的二次空气进行氧化反应，继续与供入的二次空气进行氧化反应，进一步降低进一步降低CO和和HC排放。排放。4、废气再循环（、废气再循环（EGR）系统）系统 废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气管，并废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气管，并与新鲜混合气一起进入气缸。由于废气中含有大量的与新鲜混合气一起进入气缸。由于废气中含有大量的CO

12、2，在不在不参与燃烧，却吸收了大量的热，因此，降低了最高燃烧温度，又参与燃烧，却吸收了大量的热，因此，降低了最高燃烧温度，又使混合气中氧的成份降低，因此减少了使混合气中氧的成份降低，因此减少了NOx排放。排放。 废气再循环使发动机动力性能和经济性能下降，尤其是废气再循环使发动机动力性能和经济性能下降，尤其是 废气废气再循环过多，会影响发动机怠速、低转速小负荷、暖机工况的运再循环过多，会影响发动机怠速、低转速小负荷、暖机工况的运转稳定性，因此，必须根据发动机工况的变化控制废气再循环率转稳定性，因此，必须根据发动机工况的变化控制废气再循环率（参与废气再循环的废气比例）。（参与废气再循环的废气比例）

13、。 现代轿车发动机排气再循环（现代轿车发动机排气再循环（EGR）系统由电脑控制，主要）系统由电脑控制，主要由废气再循环阀（由废气再循环阀（EGR阀）控制废气再循环的废气量。而阀）控制废气再循环的废气量。而EGR阀阀的开度大小由电磁阀和真空调节阀控制作用在的开度大小由电磁阀和真空调节阀控制作用在EGR阀上真空膜片阀上真空膜片室内的进气管真空度大小，改变膜片的位置，就改变了室内的进气管真空度大小，改变膜片的位置，就改变了EGR阀的阀的开度大小，从而改变了废气再循环的废气量。开度大小，从而改变了废气再循环的废气量。 EGR电磁阀受电磁阀受ECU控制。控制。ECU通过发动机转速信号、进气通过发动机转速

14、信号、进气压力信号、水温信号、空气流量信号等，通过控制电磁阀开度，压力信号、水温信号、空气流量信号等，通过控制电磁阀开度，来控制进入来控制进入EGR控制阀上方膜片室内的真空度，从而控制控制阀上方膜片室内的真空度，从而控制EGR控控制阀的开度，改变废气参与再循环的排气量。制阀的开度，改变废气参与再循环的排气量。四、其它控制系统四、其它控制系统1、强制式曲轴箱通、强制式曲轴箱通风装置（风装置（ PCV系统）系统） 强制式曲轴箱通风强制式曲轴箱通风装置就是防止曲轴箱装置就是防止曲轴箱内碳氢燃料蒸汽和燃内碳氢燃料蒸汽和燃烧产物排放到大气中烧产物排放到大气中的净化装置。的净化装置。 PCV阀的作用：根阀

15、的作用：根据发动机工况的变化据发动机工况的变化自动调节进入气缸的自动调节进入气缸的曲轴箱气体的数量。曲轴箱气体的数量。图图6 6 燃油蒸发（燃油蒸发（EVAPEVAP）控制系统）控制系统1-1-汽油箱汽油箱 2-2-燃油泵燃油泵 3-3-蒸发阀蒸发阀 4-4-双通阀双通阀 5-5-碳碳罐罐 6-EVAP6-EVAP控制电磁阀控制电磁阀 7-7-进气软管进气软管 8-8-节气门节气门 9-9-滤网滤网 10-10-量孔量孔2、 汽油蒸发控制系统汽油蒸发控制系统 汽油蒸发（汽油蒸发（EVAP）排放控）排放控制系统的作用是防止燃油箱和化制系统的作用是防止燃油箱和化油器浮子室内的燃油蒸发（油器浮子室内的燃油蒸发（HC化合物）排入大气造成污染。方化合物）排入大气造成污染。方法是将这些汽油蒸气收集和储存法是将这些汽油蒸气收集和储存在活性炭罐内，在发动机工作时在活性炭罐内，在发动机工作时再将其送入气缸烧掉。再将其送入气缸烧掉。 4、柴油机的碳烟、柴油机的碳烟 柴油机排烟 白烟：1m微粒，汽车怠速排出的液滴颗粒。 蓝烟：0.4m微粒，液态微粒，燃油+润滑油。 黑烟：高温缺氧，易于裂解，聚合成碳烟C，还有O2、H2 。 白、蓝烟无本质差别，只是直径不同对光线反射不