发动机的排放标准与控制技术

发动机的排放标准与控制技术汇报人：2024-01-17contents目录排放标准概述发动机排放控制技术排放控制策略与算法排放测试方法与评价标准排放控制技术应用案例未来发展趋势与挑战排放标准概述01CATALOGUE目前国际上主要有欧洲、美国和日本的排放法规体系，其中欧洲的Euro标准体系最具代表性，对全球汽车排放控制产生了深远影响。中国自20世纪80年代开始制定汽车排放法规，目前已经形成了较为完善的法规体系，包括国Ⅰ至国Ⅵ等多个阶段。国内外排放法规现状中国排放法规国际排放法规一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体，对人体具有极大的危害，能够与血红蛋白结合，降低血液的输氧能力。一氧化碳（CO）碳氢化合物是未完全燃烧的燃油产生的，包括多种有机物，对人体和环境都有一定的危害。碳氢化合物（HC）氮氧化物主要是指一氧化氮和二氧化氮，对人体和环境都有危害，能够形成酸雨和光化学烟雾。氮氧化物（NOx）颗粒物是柴油发动机排放的主要污染物之一，对人体和环境都有危害，能够引起呼吸道疾病和心血管疾病等。颗粒物（PM）排放污染物种类及危害多元化的排放控制技术未来排放控制技术将会更加多元化，包括机内净化技术、机外净化技术、替代燃料技术等。区域性和全球性的协同控制未来排放标准将会更加注重区域性和全球性的协同控制，通过国际合作共同应对环境污染问题。更严格的排放限值随着环保意识的提高和技术的进步，未来排放标准将会更加严格，对污染物的排放限值将会更低。排放标准发展趋势发动机排放控制技术02CATALOGUE高压共轨技术通过提高燃油喷射压力，使燃油更均匀地分布在燃烧室内，提高燃烧效率，减少颗粒物排放。多次喷射技术在一个工作循环内进行多次燃油喷射，实现燃油更精细的控制，降低氮氧化物和颗粒物排放。燃油喷射系统优化可变气门正时技术通过改变气门开闭时机，优化进气气流，提高充气效率，降低泵气损失，从而减少燃油消耗和排放。涡轮增压技术利用废气驱动涡轮，增加进气压力，提高发动机的功率和扭矩，同时降低燃油消耗和排放。进气系统改进通过优化燃烧室形状和容积，提高燃烧速度，降低燃烧温度，减少氮氧化物生成。紧凑燃烧室设计在燃烧室内形成不同浓度的可燃混合气，实现分层燃烧，提高燃烧效率，降低燃油消耗和排放。分层燃烧技术燃烧室设计优化通过催化剂的作用，将尾气中的一氧化碳和碳氢化合物氧化为二氧化碳和水，降低污染物排放。氧化催化转化器三元催化转化器颗粒物捕集器同时降低尾气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物三种污染物的排放，提高尾气净化效率。通过物理或化学方法捕集尾气中的颗粒物，降低颗粒物排放对环境和人体健康的影响。030201尾气后处理技术排放控制策略与算法03CATALOGUE通过氧传感器实时监测排气中的氧含量，调整空燃比至理论值附近，实现最佳燃烧。闭环控制根据发动机工况和预设的空燃比MAP图，通过进气量和喷油量的精确计算，实现空燃比的精确控制。开环控制根据发动机的老化、磨损等因素，自动调整空燃比控制参数，确保排放性能的稳定。自适应控制空燃比控制策略通过监测发动机爆震信号，实时调整点火提前角，避免爆震对发动机的损害，同时优化燃烧过程。爆震控制在保证发动机动力性的前提下，通过优化点火提前角，提高燃油经济性。燃油经济性控制通过精确控制点火正时，降低排气温度，减少NOx的生成。排放性能控制点火正时控制策略

催化转化器温度控制策略加热控制在冷启动时，通过加大喷油量或推迟点火提前角等方式，提高排气温度，快速加热催化转化器至起燃温度。冷却控制在催化转化器温度过高时，通过减小喷油量或提前点火提前角等方式，降低排气温度，保护催化转化器不受高温损害。温度闭环控制通过温度传感器实时监测催化转化器温度，调整空燃比和点火正时等参数，实现催化转化器温度的稳定控制。容错控制在排放控制系统出现故障时，自动切换到备份控制模式或降级控制模式，确保发动机的正常运行和排放性能的稳定。故障诊断通过监测发动机的运行参数和排放控制系统的状态信号，及时发现并诊断排放控制系统的故障。故障预警与提示通过仪表盘显示或故障灯等方式，向驾驶员提示排放控制系统的故障信息，以便及时进行维修和保养。故障诊断与容错控制算法排放测试方法与评价标准04CATALOGUE在特定的稳态工况下，测量发动机的排放物浓度和排放量。稳态工况法模拟实际行驶过程中的瞬态变化，测量发动机在不同瞬态工况下的排放性能。瞬态工况法在实验室台架上安装发动机，模拟实际负载和转速，进行排放测试。台架试验实验室测试方法03大气环境监测在城市或区域范围内设置大气环境监测站，监测大气中的污染物浓度，以评估车辆排放对环境的影响。01车载排放测试在实际道路上，使用便携式排放测试设备对行驶中的车辆进行排放测量。02遥感测试利用遥感技术对道路上行驶的车辆进行排放测量，无需接触车辆。实际道路行驶测试方法污染物排放限值燃油消耗限值耐久性要求环保标识与认证评价标准及指标设定针对不同污染物（如一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、颗粒物等），设定严格的排放限值。对发动机的排放控制系统提出耐久性要求，确保其在车辆使用寿命内持续有效。设定发动机的燃油消耗限值，以推动提高发动机的燃油经济性。建立发动机环保标识和认证制度，鼓励消费者购买和使用低排放、环保型发动机。排放控制技术应用案例05CATALOGUE三元催化转化器01将发动机排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。燃油蒸发控制系统02防止汽油蒸气直接排入大气，同时可将吸附的汽油蒸气导入进气歧管进行燃烧，从而降低HC的排放。曲轴箱强制通风系统03将窜入曲轴箱内的混合气引入进气管进行二次燃烧，以减少大气污染。汽油机排放控制技术应用废气再循环（EGR）系统将一部分废气引入进气管与新混合气混合后进入气缸燃烧，从而降低燃烧温度，减少NOx的生成。颗粒捕集器（DPF）通过过滤的方式将柴油机排气中的颗粒物进行捕集，以达到降低颗粒物排放的目的。选择性催化还原（SCR）技术利用尿素水溶液作为还原剂，在催化剂的作用下选择性地与NOx反应并生成无害的氮气和水。柴油机排放控制技术应用在制动或减速时将动能转化为电能储存起来，并在需要时释放以驱动车辆，从而降低燃油消耗和排放。能量回收系统采用先进的燃烧室设计、燃油喷射技术和涡轮增压技术等手段，提高内燃机的热效率和动力性能，降低燃油消耗和排放。高效内燃机技术针对混合动力汽车的排放特点，采用三元催化转化器、颗粒捕集器等后处理装置，进一步降低CO、HC、NOx和颗粒物等有害物质的排放。排放后处理技术混合动力汽车排放控制技术应用未来发展趋势与挑战06CATALOGUE更低的排放限值随着环保意识的提高，未来的排放法规将要求更低的污染物排放限值，包括颗粒物、氮氧化物等。实时排放监控要求发动机配备实时排放监控系统，确保在实际运行过程中的排放达标。严格的处罚措施对违反排放法规的制造商和运营商将采取更严格的处罚措施，包括罚款、召回等。更严格的排放法规要求123新能源汽车，特别是纯电动汽车和插电式混合动力汽车的普及，将大大减少传统燃油车的尾气排放。电动化趋势氢燃料电池汽车等清洁燃料汽车的发展，将推动发动机排放控制技术的进步。清洁燃料的应用在未来一段时间内，新能源汽车与传统汽车将共存，因此需要开发适用于不同动力系统的排放控制技术。新能源汽车与传统汽车的协同新能源汽车对排放控制的影响通过智能网联技术，可以实现对发动机排放的实时监测和智能化控制，提高排放控制精度和效率。智能化排放控制利用大数据和人工智能技术，可以对发动机的排放数据进行深度分析和优化，为排放控制策略的制定提供科学依据。大数据分析与优化通过车联网技术，可以实现车辆之间的协同控制，优化交通流，降低整体排放水平。车联网协同控制智能网联技术在排放控制中的应用前景面临的技术挑战与解决方案在新能源汽车和智能网联技术快速发展的背景下，需要将智能化与电动化技术相