发动机有害排放物的控制

1、汽车有害排放物汽车有害排放物尾气排放物尾气排放物燃油系统燃油系统蒸发物蒸发物噪声噪声汽油机：汽油机：CO、HC、NOX柴油机：柴油机：CO、HC、NOX 、微粒、烟度 （4）微粒排放：主要指柴油机排气中的碳烟，其表面吸附的可融性有机物）微粒排放：主要指柴油机排气中的碳烟，其表面吸附的可融性有机物对人的呼吸道有害。对人的呼吸道有害。发动机的有害排放物：发动机的有害排放物：主要有一氧化碳（主要有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（）、氮氧化合物（NOx）和微粒排放。和微粒排放。 HC和和NOx在阳光照射下形成在阳光照射下形成光化学烟雾光化学烟雾，其主要生成物是臭氧，具

2、有强，其主要生成物是臭氧，具有强烈氧化性，对人类、环境危害极大。烈氧化性，对人类、环境危害极大。（1）一氧化碳（）一氧化碳（CO）：碳氢燃料不完全燃烧及燃烧过程中局部高温热）：碳氢燃料不完全燃烧及燃烧过程中局部高温热分解分解 的产物。人吸入后将降低血液吸收和运送氧气的能力。的产物。人吸入后将降低血液吸收和运送氧气的能力。（2）碳氢化合物（）碳氢化合物（HC）：包括未燃和未完全燃烧的燃油和润滑油蒸汽。）：包括未燃和未完全燃烧的燃油和润滑油蒸汽。（3）氮氧化合物（）氮氧化合物（NOx）：燃烧室内高温富氧环境中的产物。）：燃烧室内高温富氧环境中的产物。排气净化装置排气净化装置仅涉及发动机的机外净化装

3、置，有：仅涉及发动机的机外净化装置，有：（1 1）恒温进气空气滤清器）恒温进气空气滤清器（2 2）二次空气喷射系统）二次空气喷射系统（3 3）催化转换器）催化转换器（4 4）排气再循环系统）排气再循环系统（5 5）曲轴箱通风及汽油蒸发控制系统）曲轴箱通风及汽油蒸发控制系统（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控制装置）。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油喷射式发动机上。多用于化油器式或节气门体汽油喷射式发动机上。 为什么要进行进气温度调节？ 当发动机冷起动后，在怠速或小节气门开

4、度下工作时，发动机气缸中的浓混合气，燃烧不完全，发动机排气中CO和HC较多。恒温进气空气滤清器的作用就是当发当发动机冷起动后，向发动机供给热动机冷起动后，向发动机供给热空气空气，这样，即使供给气缸的是稀混合气，热空气也能保证燃油充分汽化和燃烧，从而既减少了CO和HC排放，又能使发动机在低温下稳定工作。当发动机工作温当发动机工作温度升高后，恒温进气空气滤清器度升高后，恒温进气空气滤清器向发动机供给环境温度的空气。向发动机供给环境温度的空气。热炉热炉冷空气入口冷空气入口排气支管排气支管热空气出口热空气出口热空气管热空气管进气导进气导流管流管真空控真空控制膜盒制膜盒控制阀控制阀进气温度传感器进气温度

5、传感器空气滤清器空气滤清器 进气管真空度是如何作用到真空控制膜盒上的呢？见图所示的恒温进气空进气管真空度是如何作用到真空控制膜盒上的呢？见图所示的恒温进气空气滤清器的工作原理示意图。气滤清器的工作原理示意图。 双金属进气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，进气管真空度经真空软开启，进气管真空度经真空软管管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，通过连杆带动控弹力向上，通过连杆带动控制阀制阀9将进气导流管将进气导流管10关闭。此时，热空气管关闭。此时，热空气管7打开，被排气支管打开，被排气支管8加热的热空

6、加热的热空气进入空气滤清器。气进入空气滤清器。热空气热空气 当汽车前罩下的环境温度在当汽车前罩下的环境温度在30 C 53 C之间时，进气温度传感器部分地开之间时，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控制膜盒。控制阀部分地开启进启通气阀，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，部分冷空气和热空气供入发动机，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（使进气温度基本恒定。见图（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

7、闭，真空软管后，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，将进气导流管完全打开，供与膜盒隔断，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（入发动机的全部是环境空气。见图（c）所示。）所示。热空气热空气环境空气环境空气环境空气环境空气（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根据发动机温根据发动机温度，控制来自度，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中，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

8、的使排气中的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，加快三元催化转换成分，同时，加快三元催化转换器的升温过程。器的升温过程。 二次空气喷射系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中。其催化转换器安装在排气歧管之后、排气消声

9、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）的作用将排气中的作用是利用催化剂（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。 催化转换器有催化转换器有氧化催化转换器氧化催化转换器和和三元催化转换器三元催化转换器。氧化转换器只将排气。氧化转换器只将排气中的中的CO、HC氧化成氧化成CO2和和H2O，又称为二元催化转换器，必须提供二次空，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降低气作为氧化剂。三元催化转换器可以同时降低CO、HC和和NOx的排放。它可的排放。它可以以排气中的以以排气

10、中的CO和和HC作为还原剂，将作为还原剂，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则被氧化为则被氧化为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，）附近时，氧化氧化-还原反应达到平衡，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，排气管中未被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氧化的CO和和HC继续与供入的二次空气进行氧化反应，进一步降低继续与供入的二次空气进行氧化反应，进一步降低CO和和HC排放

11、。排放。（1）催化转换器不能使用加铅汽油，会使催化剂失效；）催化转换器不能使用加铅汽油，会使催化剂失效；（2）催化转换器仅在温度超过）催化转换器仅在温度超过350 C才起作用，因此，才起作用，因此，催化转换器催化转换器都安装在温度较高的排气歧管后面附近都安装在温度较高的排气歧管后面附近；（3）混合气空燃比必须在）混合气空燃比必须在14.7附近。混合气过浓或气缸缺火，都会附近。混合气过浓或气缸缺火，都会使转换器过热。使转换器过热。注意事项注意事项（4）排气再循环（）排气再循环（EGR-Exhaust Gas Return）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，并与新鲜混合

12、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气一起进入气缸。由于废气中含有大量的CO2，而，而CO2不参与燃烧，却吸收不参与燃烧，却吸收了大量的热，因此，降低了最高燃烧温度，又使混合气中氧的成份降低，因了大量的热，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 废气再循环过多，废气再循环过多，会影响发动机怠速、低转速小负荷、暖机工况的运转稳定性，因此，必须根据会影响发动机怠速、低转速小负荷、暖机工况的运

13、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）。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）。 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，主要由废气再循环）系统由电脑控制，主要由废气再循环阀（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阀的开度大小由电磁阀和真阀的开度大小由电磁阀和真空调节阀控制。作用在空调节阀控制。作用在EGR阀上真空膜片室内的进气管真空度大小，改变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，就改变了的位置，就改变了EGR阀的开度大小，从而改变了

14、废气再循环的废气量。阀的开度大小，从而改变了废气再循环的废气量。 废气废气废气废气来自节气门上方的真空度来自节气门上方的真空度1.1.汽油蒸汽汽油蒸汽 冷凝冷凝 稀释机油稀释机油 机油变质机油变质2.2.废气中水蒸气和二氧化硫废气中水蒸气和二氧化硫 冷凝冷凝 机油泡沫机油泡沫 破坏机油供给破坏机油供给3.3.废气中二氧化硫废气中二氧化硫 遇水遇水 亚硫酸亚硫酸 遇氧遇氧 硫酸硫酸 机件腐蚀机件腐蚀4.4.废气进入废气进入 曲轴箱压力增大曲轴箱压力增大 机油泄露机油泄露（5）曲轴箱通风及汽油蒸发控制系统）曲轴箱通风及汽油蒸发控制系统 发动机工作时，有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由气缸窜入曲轴

15、发动机工作时，有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由气缸窜入曲轴箱内。当发动机在低温下运行时，还可能有液态燃油漏入曲轴箱内。这将导箱内。当发动机在低温下运行时，还可能有液态燃油漏入曲轴箱内。这将导致润滑油变质，造成机件腐蚀或锈蚀，并且对大气环境致润滑油变质，造成机件腐蚀或锈蚀，并且对大气环境HCHC等气体的污染。等气体的污染。 因此，必须在发动机高、低负荷工况下都能使曲轴箱内压力稳定（低因此，必须在发动机高、低负荷工况下都能使曲轴箱内压力稳定（低负荷时漏气量少，高负荷时漏气量大），这就需要曲轴箱强制通风系统。负荷时漏气量少，高负荷时漏气量大），这就需要曲轴箱强制通风系统。曲轴箱强制通风系统将漏到

16、曲轴箱内的汽油蒸汽和废气引导到发动机的进曲轴箱强制通风系统将漏到曲轴箱内的汽油蒸汽和废气引导到发动机的进气系统，吸入气缸内烧掉，大大减少了发动机的废气排放量。气系统，吸入气缸内烧掉，大大减少了发动机的废气排放量。 强制式曲轴箱通风装置就是防止曲轴箱内碳氢燃料蒸汽和燃烧产物排放强制式曲轴箱通风装置就是防止曲轴箱内碳氢燃料蒸汽和燃烧产物排放到大气中的净化装置。到大气中的净化装置。曲轴箱通风装置（曲轴箱通风装置（ PCVPCV系统）系统）（Positive Crankcase Ventilation）一、功用：一、功用：a.防止曲轴箱内气压过高，机油渗漏防止曲轴箱内气压过高，机油渗漏b.把渗入曲轴箱

17、油蒸气引入气缸内燃烧把渗入曲轴箱油蒸气引入气缸内燃烧c.防止油蒸气稀释机油而变质防止油蒸气稀释机油而变质通风方式通风方式自然通风：从曲轴箱内抽出的气体直接导入大气中去。自然通风：从曲轴箱内抽出的气体直接导入大气中去。强制通风：用进气管的真空将曲轴箱内抽出的气体导入发动机进气管道中。强制通风：用进气管的真空将曲轴箱内抽出的气体导入发动机进气管道中。PCV阀阀 强制式曲轴箱通风装置最重强制式曲轴箱通风装置最重要的控制元件是要的控制元件是PCVPCV阀，其功用阀，其功用是是根据发动机工况的变化自动根据发动机工况的变化自动调节进入气缸的曲轴箱内气体调节进入气缸的曲轴箱内气体的数量的数量。因此，强制式曲

18、轴箱。因此，强制式曲轴箱通风装置又称为通风装置又称为PCVPCV系统。系统。 节气门下方的真空度节气门下方的真空度发动机不工作时发动机不工作时PCV阀的开度阀的开度 当发动机不工作时，当发动机不工作时，PCV阀中的弹簧阀中的弹簧2将其中的将其中的锥形阀锥形阀3压在阀座压在阀座4上，关闭了曲轴箱与进气管上，关闭了曲轴箱与进气管的通路。的通路。发动机在怠速或减速时发动机在怠速或减速时PCV阀的开度阀的开度 在怠速或减速时，进气管真空度很大，克服弹簧在怠速或减速时，进气管真空度很大，克服弹簧力把锥形阀高高举起，这时锥形阀力把锥形阀高高举起，这时锥形阀3与与PCV阀体阀体1之间只有很小的缝隙。此时，窜

19、入曲轴箱的气体之间只有很小的缝隙。此时，窜入曲轴箱的气体也很少。也很少。节气门下方的真空度节气门下方的真空度节气门下方的真空度节气门下方的真空度部分节气门开度时部分节气门开度时PCV阀的开度阀的开度 进气管真空度比怠速时小，在弹簧的作用进气管真空度比怠速时小，在弹簧的作用下锥形阀下锥形阀3与与PCV阀体阀体1之间的缝隙增大。由于之间的缝隙增大。由于窜入曲轴箱的气体较怠速时多，所以需要较大窜入曲轴箱的气体较怠速时多，所以需要较大的的PCV阀开度。阀开度。发动机在大负荷工作时发动机在大负荷工作时PCV阀的开度阀的开度 节气门全开，进气管真空度较小，弹簧将锥形阀节气门全开，进气管真空度较小，弹簧将锥

20、形阀3进进一步下压，使一步下压，使PCV阀的开度达到最大。此时，将产生阀的开度达到最大。此时，将产生更多的曲轴箱气体，必须使更多的曲轴箱气体，必须使PCV阀开度最大。阀开度最大。节气门下方的真空度节气门下方的真空度节气门下方的真空度节气门下方的真空度汽油蒸发汽油蒸发控制系统（控制系统（Evaporative Emission Control System ） 汽油蒸发（EVAP）排放控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（HC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在活性炭罐内，在发动机工作时再将其送入气缸烧掉。 发动机停机后，燃油蒸气进入炭罐，被活性炭吸附。发动机起动后，进气管真空度经真空软管10传送到限流阀8，膜片上移并将限流孔开启，新鲜空气自炭罐底部向上流过炭罐，与吸附在活性炭表面的汽油蒸气，经限流孔和汽油蒸气管9进入进气歧管。炭罐顶部的限流阀8的作用是用来控制进入进气歧管的汽油蒸气和空气数量。怠速时，传送到膜片上方的真空度很小，致使孔径较大的限流孔关闭，以免破坏怠速时混合气的空燃比；大负荷或高转速工况下，限流阀全开，大、