机动车尾气净化

1、1机动车尾气净化技术1城市交通趋势及影响2汽油发动机污染物的形成与控制3柴油发动机污染物的形成与控制4新型动力车23机动车分类机动车分类 l 大型大型汽车汽车: :指总质量大于指总质量大于45004500千克，或车长大于等千克，或车长大于等于于6 6米，或乘坐人数大于等于米，或乘坐人数大于等于2020人的各种汽车。人的各种汽车。l l 小型汽车小型汽车: :指总质量在指总质量在45004500千克以下千克以下( (含含45004500千克千克) )，车长在车长在6 6米以下，或乘坐人员不足米以下，或乘坐人员不足2020人的汽车。人的汽车。 l 专用汽车专用汽车：指专门设备且有专项用途的汽车包括

2、：指专门设备且有专项用途的汽车包括扫地汽车、仪器车、扫地汽车、仪器车、邮政汽车邮政汽车、汽车吊车等。、汽车吊车等。 4l 特种车特种车: :指有特殊专门用途的紧急用车辆指有特殊专门用途的紧急用车辆. .消防汽消防汽车、救护汽车、工程车抢险车、警备车、车、救护汽车、工程车抢险车、警备车、交通事交通事故故勘查车等。勘查车等。 l 有轨电车有轨电车: :指以电动机驱动，设有集电杆，行驶在指以电动机驱动，设有集电杆，行驶在轨道上的车辆。轨道上的车辆。 l 无轨电车无轨电车: :指以电动机驱动，设有集电杆，装有指以电动机驱动，设有集电杆，装有轮轮胎胎或车轮的车辆。或车轮的车辆。 l 电瓶车电瓶车: :指

3、以电动机驱动，以电瓶为电源的车辆。指以电动机驱动，以电瓶为电源的车辆。 l 三轮三轮摩托车摩托车：指总质量在：指总质量在750750千克以下的三个车轮千克以下的三个车轮的机动车。的机动车。 l 摩托车摩托车也属于机动车也属于机动车51城市交通趋势及影响城市交通趋势及影响SparkIgnitionEngines6世界机动车增长趋势7城市机动车污染现状随着经济的快速发展，我国汽车保随着经济的快速发展，我国汽车保有量连年高速增长有量连年高速增长汽车单车排放因子高汽车单车排放因子高机动车污染物排放总量大，城市机机动车污染物排放总量大，城市机动车污染分担率高动车污染分担率高严重影响城市大气环境质量严重影

4、响城市大气环境质量8中国机动车保有量增长情况0 02002004004006006008008001000100012001200140014001978197819851985198719871989198919911991199319931995199519971997年份年份数量 (万辆)数量 (万辆)9中美机动车排放因子比较 污 染 物 轿 车 轻 型 汽 油 车 重 型 汽 油 车 HC 7.24 9.64 13.17 北 京 CO 72.37 45.19 195.55 NOX 1.84 2.84 4.5 HC 1.86 2.24 6.74 美 国 CO 14.03 17.7 72.

5、97 NOX 1.02 1.14 3.29 10汽车动力系统燃油+空气二氧化碳动力动力点火点火水蒸气11CO：燃料不完全燃烧的产物燃料不完全燃烧的产物混合气浓度：混合气浓度：缺氧缺氧不完全燃烧不完全燃烧高温热解：高温热解：燃烧产物发生热离解燃烧产物发生热离解12HC:不完全燃烧不完全燃烧壁面淬熄壁面淬熄狭缝效应狭缝效应油膜吸附油膜吸附13NOx:热力型热力型NOx：降低燃烧温度，降低燃烧温度，保持适当的氧气保持适当的氧气浓度，缩短停留浓度，缩短停留时间时间燃料型燃料型NOx：与燃料含氮率有与燃料含氮率有关关14汽车污染物产生来源 曲轴箱曲轴箱HC的的20%排气管排气管所有的所有的CO、NOX、

6、Pb和和HC的的60%油箱和化油器蒸发油箱和化油器蒸发HC的的15%汽油车行驶工况与排放l 1.怠速：怠速：减速时减速时CO,HC排放高排放高,浓度约为浓度约为:NOx:10-100ppmCO:1.0-6%;HC:400-3000ppml 2.加速：加速：定速时定速时NOx高高,浓度约为浓度约为:NOx:1000-4000ppmCO:0.5-3.0%;HC:200-600ppm加速时加速时,碳烟约为碳烟约为:0.005g/m3降低污染物排放技术l 前处理前处理:无铅汽油无铅汽油(0.013g/L),低硫汽油和柴油低硫汽油和柴油(1200ppm-50ppm)l 废气再循环废气再循环(EGR):2

7、0%循环循环,降低降低NOx约约60%,但油耗增加但油耗增加3%l 机内控制机内控制:发动机设计发动机设计l 表面积表面积/容积容积越小越好越小越好;电子控制技术电子控制技术;多气门技多气门技术术l 机外控制技术机外控制技术:热反应器热反应器,催化反应器催化反应器(氧化氧化,还原还原-三效三效)改进点火系统改进点火系统延时点火：延时点火：降低燃料最高温度、降低燃料最高温度、延长燃气燃烧时间延长燃气燃烧时间加大点火能量：加大点火能量：强化燃烧强化燃烧电子控制点火正时：电子控制点火正时：提高点火精度提高点火精度（电子控制）（电子控制）汽油直接喷入进气管汽油直接喷入进气管/气缸气缸控制精度高控制精度

8、高电控燃油喷射系统电控燃油喷射系统废气再循环废气再循环(EGR)将部分燃烧尾气反流至进气管再吸入气缸参加燃烧。将部分燃烧尾气反流至进气管再吸入气缸参加燃烧。减少氮氧化物的有效措施。减少氮氧化物的有效措施。尾气排放后处理系统：尾气排放后处理系统：l 三效催化净化技术三效催化净化技术( (TWC)TWC)l 同时净化同时净化3 3种污染物种污染物: : CO, HC, NOxCO, HC, NOxl 只能在很窄的空燃比范围工作只能在很窄的空燃比范围工作: : 闭环电控燃油喷射技术闭环电控燃油喷射技术三元催化反应器：三元催化反应器：安装在汽油机排气管上安装在汽油机排气管上l 主要使用贵金属主要使用贵

9、金属+ +陶瓷载体陶瓷载体, , Pt, Rd, PdPt, Rd, Pdl 寿命要求寿命要求80000-16000080000-160000km, km, 催化剂防中毒很关键。催化剂防中毒很关键。曲轴箱曲轴箱(crankcase)排放控制排放控制将窜漏的气体再循环将窜漏的气体再循环进入发动机的进气管，进入发动机的进气管，在发动机气缸中燃烧。在发动机气缸中燃烧。目前多采用：目前多采用：封闭式曲轴箱通风装置封闭式曲轴箱通风装置燃油蒸发排放控制燃油蒸发排放控制24Section3柴油发动机污染物的形成与控制CompressedIgnitionEngines汽油, 柴油发动机的区别l 汽油发动机燃烧

10、为预混火焰汽油发动机燃烧为预混火焰,柴油为扩散火焰柴油为扩散火焰l 柴油发动机压缩比高柴油发动机压缩比高,热效率高热效率高30-50%l 柴油发动机以喷油雾化方式燃烧柴油发动机以喷油雾化方式燃烧,产生碳烟较多产生碳烟较多l 柴油车经济性好柴油车经济性好,马力大马力大,最先实现最先实现3升车升车l 汽油车加速性好汽油车加速性好,正在开发缸内直喷发动机技术正在开发缸内直喷发动机技术柴油车行驶工况与排放柴油车行驶工况与排放1.CO总是很低总是很低,约约0.1%2.减速减速,怠速时怠速时HC相对较高相对较高,浓度约为浓度约为400ppm此时此时NOx较低较低,约为约为30-70ppm3.加速加速,定速时定速时NOx高高,浓度约为浓度约为:NOx:800-2500ppm此时此时HC:90-200ppm4.加速时碳烟最高加速时碳烟最高,约为约为0.30g/m3Oxidation catalyst(氧化催化剂氧化催化剂)Particulate Trap(颗粒补集器颗粒补集器)31Section4新型动力车AdvancedTechnology32最新控制技术l 冷启动排放控制冷启动排放控制催化剂需要一定的起