机动车污染排放级控制技术

保时捷911超级跑车机动车污染排放及控制——控制篇主讲人：叶仁文小常识普及TurboDirectInjectionFuelStratifiedInjectionTwinchargerFuelStratifiedInjectionTSIFSITDI发动机发动机类型简介W12V8L6V6L416机动车污染控制技术一览图机动车污染控制措施机内净化机外净化改进化油器点火系统燃烧系统替代燃料氧化催化还原催化颗粒物净化三效四效催化技术机动车污染控制技术部分主要内容机内污染物的控制技术机外放污染物的控制技术混动汽车介绍123私家车污染控制办法4发动机内部净化技术问题一：什么是机内净化技术？答：改进车内燃机结构和燃烧状况，如上述相关技术，目的在于减少有害气体的生成量。问题二：柴油机和汽油机机内净化技术是否不同？where？答：方法有相同之处，针对的对象略有不同。柴油车的主要污染物为：颗粒物和NOx；汽油车的主要污染物为：CO、NOx、HC。这只是综合考虑，不同工况下主要污染物会发生变化。发动机内部净化技术答：柴油机尾部的颗粒物是碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰的组成。其中碳烟有必要重点解释一下，当柴油汽车加速、爬坡及超负荷排气时会冒黑烟，一般认为的原因为，当柴油机超负荷时，喷入燃烧室的燃料增多，又由于柴油机混合气形成不均匀，致使部分燃料在高温条件下没有得到充分的燃烧，而是经过裂解并聚合过程，形成碳烟。问题三：柴油机颗粒物是？发动机内部净化技术问题四：柴/汽油机在何种工况下，污染物发生何种变化？改进化油器问题五：什么是化油器？改进化油器问题六：为何要改进化油器？问题七：如何改进化油器？答：使用化油器的主要缺点是向气缸充气和混合气的分配并不理想，影响发动机的动力性和经济性的提高，对达到排放要求很不利。答：在现代化油器上配备了一系列的混合气浓度补偿装置。如主供油泵、怠速系、省油器、加速系及起动系等，以确保汽油机在不同工作状态下，化油器能供给适当浓度的混合气。当然现在化油器已然有被电喷全面取代的趋势。改进化油器问题八：什么是电控喷油系统？点火系统点火系统的组成部分及工作原理：蓄电池发电机点火线圈火花塞配电器断电器点火系统问题九：上述点火系统有何缺点？答：①断电器的使用寿命短，且需要经常维护；②多缸发动机高速时不可靠。③由于机械的滞后、磨损以及装置本身的局限性的其他因素，不能保证发动机在任何工况下点火时刻均为最佳值。问题十：那么如何才能避免上述缺点呢？答：在高新技术层出不穷的今天，纯机械的点火装置当然不好混。电控点火系统监控装置转速传感器位置传感器温度传感器负荷传感器爆震传感器ECU驱动器点火装置火花塞汽车的大脑执行器电控点火系统的优点传感器精准传递发动机运行工况信号，以便ECU控制最佳的点火时间可提供高能火花燃烧系统缸内直喷技术稀薄燃烧系统分层燃烧技术123燃烧系统——缸内直喷技术缸内直喷就是将燃油喷嘴安装于气缸内，直接将燃油喷入气缸内与进气混合。喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。同时，喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制，以及活塞顶形状等特别的设计，使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合，从而使燃油充分燃烧，能量转化效率更高。燃烧系统——缸内直喷技术问题十一：缸外喷射的缺点答：①进入气缸的混合气只能够通过气门的开闭来被动控制，不能完全适应发动机不同工况的需求。②油气混合受进气气流的影响较大，还会吸附在进气管壁和气门上形成积碳，造成浪费，并影响发动机性能。燃烧系统——稀薄燃烧系统存在的意义：混合气较稀时，绝热指数K反而增大。从理论上讲，混合气越稀，K值越大，热效率也越大。在发动机不使其失火的前提下，应尽可能进行稀薄燃烧。在φa1的某一范围内，CO的含量可以得到有效控制。当空燃比超过18以上时，HC的排放量就因为熄火和部分燃烧而大大增加。所以进行恰当的稀薄燃烧才可以改善HC的排放。燃烧系统——分层燃烧技术分层燃烧就是要合理地组织气缸内混合气分布，使在火花塞周围有较浓的混合气，而在燃烧室内的大部分区域具有很稀的混合气。易于点火有稀薄燃烧区主燃烧区热量损失小替代燃料天然气醇醚类生物质类乙醇柴油乙醇汽油二甲醚生物柴油油料科植物替代燃料问题十二：不深入介绍替代燃料的原因答：中科院广州能源所的研究表明虽然替代燃料燃烧过程中SO2、CO、HC和烟煤等常规污染物排放明显下降，但醇和含氧替代燃料应用过程中的非常规污染物的排放特性及抑制机理有待更加深入的研究机外净化技术一览图柴油机净化汽油机净化氧化催化法还原催化法三效催化法四效催化法颗粒过滤法柴油机净化技术——氧化催化/PtPd22SOFHCCOCOHOPt、Pd等贵金属氧化的是PM中的SOF,碳烟难以氧化柴油机净化技术——还原催化4222422242224222242234420224222258258CHNONOCOHCHOCOHOCHNONCOHOCHNONCOHOCHNOHOCONH用HC类可燃气体作还原剂，与NOX和O2同时反应，同时除去。催化剂为：Pd和Pt系NSCR柴油机净化技术——还原催化23223232223222322286712044462230NHCONHHCNOHCNOHONHCONHNONHNHNOONHONHNONONHUSCRNH3优先与NOx反应，而不与氧气反应U:urea，尿素。柴油机氧化—还原催化技术喷射器废气OX22SOFHCCOCOHO氧化催化器HY232232NHCONHHCNOHCNOHONHCO水解催化剂SCR32223222322286712044462230NHNONHNHNOONHONHNONONHOX32224326NHONHO氧化催化器尾气柴油机净化技术——颗粒过滤法颗粒物的净化方法有很多，DPF是其中最为有效的方法。DPF:DieselParticulateFilter，微粒过滤器，也叫颗粒收（捕）集器。DPF工作原理类似于布袋除尘器，即让排气经过DPF，排气中部分或全部颗粒物被拦截。柴油机净化技术——DPFDPF应具有的性能耐高温，等长寿命高可靠性低流动阻力高过滤效率“再生”能力材料的选择DPF材质的选择DPF的组成：进出口连接管、外壳、滤芯等问题十三：滤芯的材料有哪些选择？答：堇青石蜂窝、碳化硅蜂窝、氧化硅纤维、泡沫堇青石、多孔泡沫金属、复合金属纤维，不锈钢网等。陶瓷滤芯材料金属陶瓷类过滤材料陶瓷类过滤材料通常由氧化物或碳化物组成，具有多孔结构，在700℃以也能保持热稳定，比表面积大于1m2/g，主要结构包括蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷及陶瓷纤维毡。蜂窝陶瓷DPF——“再生”能力“再生”指的是DPF采用颗粒物燃烧的方法，使其自身恢复到初始状态的能力。再生被动再生主动再生喷油助燃再生微波助燃再生电加热再生大负荷再生催化再生添加剂再生汽油机三效催化三效催化剂（ThreeWayCatalyst，TWC）三效催化器结构三效催化的具体化学反应2222222222XYCOOCOCOHOCOHCHOHOCO2222222222222XYNOCOCONNOHHONCHNOHOCONPt、Pd氧化HC和CORh还原NOx其他反应222232225222HOHOHNONHHO三效催化器的效率三效催化转化器的载体一般采用蜂窝结构，蜂窝表面有涂层和活性组分，与废气的接触表面积非常大，净化效率高，当发动机的空燃比在理论空燃比附近时，三效催化剂可将90%的碳氢化合物和一氧化碳及70%的氮氧化物同时净化。柴油机四效催化器四效催化器（FourWayCatalystConverter，FWCC）四效催化器作用：在柴油机排气系统中同时除去或降低HC、CO、PM和NOx的排放，使达到环保要求。四效催化器的技术关键：2、新型催化剂的开发，在排放的尾气中同时实现HC、CO、PM和NOx的同时降低。1、对传统氧化催化器、微粒捕集器和NOx还原器的集成。EGR技术简介EGR：排气再循环（ExhaustGasRecirculation）主要控制的污染物：NOx排气组分：CO2和H2O（N2）EGR系统的不足燃烧恶化HC、PM和CO排放增加气缸磨损增加为何国外开始普及柴油车？Pmax为何国外开始普及柴油车？柴油车理论热效率比汽油机高出15%，对三种车型实测现实百公里油耗，柴油车比汽油车省油32%。柴油车空燃比比较大，所以适合稀燃发动机；CO排放明显减少；柴油车单位体积热值高，油耗低，一次加油可行驶1000KM（欧洲）。柴油车现状•由于颗粒物和黑烟的排放，远高于柴油车，，加上噪音大等不足，因此北京等城市曾出现柴油车行驶“受限”的状况。•目前由于稀燃发动机和共轨多次燃油喷射的技术运用，柴油车的运销量越来越大。混动车型根据动力系统的连接方式，目前开发研制的混合动力汽车基本上可分为三类串联式混动车型并联式混动车型混联式混动车型Q5hybridquattro奥迪Q5hybridquattro由一台2.0TFSI发动机和40Kw永磁同步电机通过并联方式组成混合动力系统，总功率达180Kw，最大扭矩480Nm，0-100公里加速仅需7.1秒。该车最大卖点是百公里综合油耗仅7.4升，比普通车型节油约23%。赏观谢谢