发动机排气污染和防治

1、关于发动机排气污染与防治第1页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四教学目标与要求 掌握发动机有害排放CO、HC、NOx形成的基本原因 掌握发动机排气污染机内净化和机外净化的基本途径 了解废气再循环装置的基本结构与工作原理 了解催化转换器的基本结构与工作原理 了解汽油蒸发控制系统的基本结构与工作原理 知道发动机排气污染控制的新技术和新方法 第2页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四自学思考题1、Co、HC、NO2生成机理分别是什么？2、机内净化主要通过哪几方面来实现？原理分别是什么？3、什么是废气再循环？简述结构及工作原理.4、机外净化主要通过哪几方面来实现？

2、原理分别是什么？5、三元催化转化器使用注意事项是什么？第3页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四7.1 发动机的排气污染7.1.1 发动机的排气污染及危害排气（尾气）燃油蒸发NOxHC（约占55%）SO2微粒（铅化物、碳烟等）臭气HC（约占25%）HC（约占20%）发动机排气污染物曲轴箱窜气第4页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四7.1.2 有害气体产生原因汽车发动机排放污染物的来源有三个：排气、汽油蒸发及曲轴箱窜气。 汽油发动机排放源的有害气体相对排放量 第5页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四1. CO的生成机理 CO是烃燃料燃烧的

3、中间产物。排气中CO主要是在局部缺氧或低温下由于烃的不完全燃烧产生的。在发动机排气中，CO的浓度，基本上取决于空燃比。 第6页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四2. HC的生成机理 HC产生的原因除燃料的不完全燃烧外，缸壁淬冷也是排气中HC的主要来源。 HC的排放原理 激冷层的形成 排气初期 排气后期 第7页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四3. NOx的生成机理 NOx是空气在燃烧室的高温条件下，由氧和氮的反应所形成的，它和其它废气成分不同，不是来自燃料。发动机所排出的NOx，虽含有少量的NO2，但大部分是NO。排气中的NO在大气中氧化成NO2，通常把

4、NO2和NO统称为NOx（氮氧化合物）。 返回第8页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四7.2 发动机排气污染的防治发动机排气污染的控制方法可分为机内净化和机外净化。72.1 发动机的机内净化 通过改善可燃混合气的品质和燃烧状况，抑制有害气体的产生，使排气中的有害气体成分减至最少，这种方式称为机内净化，是治理汽车发动机排气污染的根本方法。第9页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四1.改善发动机的燃烧状况 1）从有害气体的生成机理出发，对发动机的燃烧状况本身进行改进，抑制有害气体的产生，使排出的废气尽可能变得无害，采取这种措施，被认为是治理汽车发动机排气污染的

5、根本方法。 2）它是通过配气相位、点火时刻等的优化调整和燃烧室、火花塞等的优化设计配置来达到。 第10页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四2.改善可燃混合气的品质 1）恒温进气空气滤清器 恒温进气空气滤清器可以在发动机冷起动之后，向发动机供给热空气。从而既减少了CO和HC的排放，又改善了发动机低温运转性能。 2.废气再循环 第11页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四（2）废气再循环 废气再循环排气再循环（Exhaust Gas Recirculation）是改善可燃性混合气的一种方式。其基本原理是：将5%20%的废气再引入进气管，与新鲜混合气一道进入燃烧

6、室，使最高燃烧温度降低，从而减少NOx的生成量。 第12页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四废气再循环系统用于降低废气中的氧化氮(NOX)的排出量。氮和氧只有在高温高压条件下才会发生化学反应，发动机燃烧室内的温度和压力满足了上述条件，在强制加速期间更是如此。 汽车废气是一种不可燃气体(不含燃料和氧化剂)，在燃烧室内不参与燃烧。废气中的主要成分CO2比热容比较大，所以引入的废气可将燃烧产生的部分热量吸收并带出气缸，并对混合气有一定的稀释作用，因此降低了发动机燃烧的最高温度和氧含量，从而减少了NOx化合物的生成量进入燃烧室的废气量随着发动机转速和负荷的增加而增加。第13页，共3

7、0页，2022年，5月20日，2点56分，星期四废气再循环的工作原理1- EGR阀 2-EGR电磁阀 3-节气门 4-水温传感器 5-曲轴位置传感器 第14页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四第15页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四EGR阀EGR阀1膜片下部通大气，装有弹簧的另一边为真空室，其真空度由EGR电磁阀2控制。增大真空室的真空度，使膜片克服弹簧力上拱，阀的开度增大，废气再循环量增大。当上部失去真空度时，膜片在弹簧力的作用下向下拱而使阀关闭，阻断废气再循环第16页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四第17页，共30页，2022

8、年，5月20日，2点56分，星期四第18页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四EGR电磁阀返回第19页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四7.2.1 发动机的机外净化1.二次空气喷射 2.催化转换器 3.曲轴箱通风装置 4.汽油蒸发控制系统5.柴油机微粒过滤器第20页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四1.二次空气喷射 新鲜空气喷射到排气门附近，使高温废气和空气接触混合，以使未燃HC、CO进一步燃烧。空气滤清器空气泵防止回火管单向阀空气分配管化油器空气喷管排气门进气管回火防止阀第21页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四2

9、.催化转换器 催化转换器是利用催化剂的作用，使排气中的有害成分CO、HC和NOx尽量进行化学反应转化为对人体无害的CO2、H2O和N2的一种排气净化装置，也称作催化转化净化器。 支承环 波纹网眼环 支承环 密封垫 整体式催化反应器载体 温度传感器 催化转换器1）氧化还原型转换器2）三效催化转换器（14.7）安装在消声器之前，催化剂时直径2-4mm的氧化铝颗粒，在多孔性表面涂有铂，表面积很大，每克150-300平米。返回第22页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四3.曲轴箱强制通风装置 它由PCV阀及进排气管路组成。发动机工作时，新鲜空气自空气滤清器1经管C和闭式通风口6进入曲

10、轴箱和曲轴箱内窜气混合，从气缸盖罩通入管A，经PCV阀3，被吸入进气管。因此有适量的窜气在气缸内再次燃烧。节气门 PCV阀 进气管 通风管 闭式通风口 曲轴箱 机体通气道 缸盖通气道 空气滤清器 第23页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四 4.汽油蒸发控制系统 汽油蒸发控制系统的功能是将燃油箱和浮子室内蒸发的汽油蒸气收集和储存在炭罐内，在发动机工作时再将其送入气缸燃烧。第24页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四燃油箱 回油管 油气分离器 汽油蒸气管 炭罐 活性炭 滤网 限流阀 汽油蒸气管 真空软管 空气滤清器 浮子室 化油器 进气支管 汽油蒸气管 节流阀

11、第25页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四5.柴油机微粒过滤器1-排气支管 2-燃油 3-电热塞 4-过滤器滤芯 5-燃烧室 6-喷油器返回第26页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四本章小结1.发动机排放CO主要是因为燃料不完全燃烧形成的，HC产生的原因除燃料不完全燃烧外，缸壁淬冷是排气中HC的主要来源，NOx是发动机燃烧温度过高时，残留的氧气与氮气发生反应的产物，燃烧温度越高，生成的NOx就越多。第27页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四2.发动机排气污染的控制方式分机内净化和机外净化。机内净化通过优化配气相位、点火提前角、燃烧室设计、进气管预热、废气再循环等方法达到。机外净化常采用二次空气喷射、催化转换器、曲轴箱强制通风装置、汽油蒸发控制系统等附加装置。第28页，共30页，2022年，5月20日，2点56分，星期四3.废