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發(fā)動機排放控制技術與應用分析論文(編輯修改稿)

2026-07-22 05:49 本頁面

　

【文章內容簡介】劑鈣生成的顆粒。第4章發(fā)動機排放物生成的影響因素點火提前角的影響點火提前角是指發(fā)動機（汽油機）從點火時刻起到活塞到達壓縮上止點這段時間內曲軸所轉過的角度。在一般情況下，點火提前角對的排放影響不大，但過分的推遲點火會使氧化不完全，從而增加了排放中的，但適度推遲點火可減小排放。實際上當點火時間推遲時，為了保證輸出功率需要開大節(jié)氣門，這時排放明顯增加，但的含量會降低，主要是因為排氣溫度的升高，促進了和的氧化。發(fā)動機工作溫度的影響發(fā)動機工作溫度會影響到氮氧化物排放，當發(fā)動機機內的溫度偏高時，會引起排量增多。當發(fā)動機在有效冷卻后，可以使的排量降低15%。燃油品質的影響燃油品質也是影響尾氣排放量的重要原因，燃油中存在硫、苯、烯等元素。通過降低汽油中某些元素的含量，可以有效地減少尾氣排放量。汽油中硫的含量直接影響到顆粒物的排放量。我國的“車油不同步”一直是影響汽車排放控制的重要因素。使用符合國家第五階段標準的汽油和柴油，可以有效地將排放量降低10%，顆粒物和氮氧化物也可明顯地減少。只有進一步提高燃油品質，才能有效地減少相關污染物的排放量。空燃比的影響空燃比，是指混合氣中空氣與燃油之間的質量比，是發(fā)動機運轉時的一個重要參數。各種燃料的理論空燃比是不相同的：。發(fā)動機工作時，所形成的空燃比對尾氣排放具有一定的影響。當空燃比小于理論空燃比時，發(fā)動機的燃油消耗量較高，燃料燃燒也不完全，生成的、也多；當空燃比大于理論空燃比時，燃燒效率最高，燃油的消耗量較少，但生成的偏多。第5章發(fā)動機排放控制技術三元催化轉換裝置三元催化轉換裝置，是安裝在排氣系統(tǒng)中的一個重要裝置，可同時將排氣中的，和三大有害物質轉化為無害物，故稱三元。它以排氣中的和作為還原劑，在高溫的條件下，把還原為氮氣（）和氧氣（），而和在還原反應中被氧化為和。三元催化轉換裝置主要由催化劑、載體、墊層和殼體等組成，如圖1和圖2所示。其中，催化劑主要由活性成分和催化助劑組成。常用主催化劑有鉑（Pt）、鈀（Pd）、銠（Rh）等貴金屬，價格昂貴。由于Pd易受Pb(鉛)的侵蝕，而Pt易受熱劣化，所以實際應用中以Pt/Pd組合形式使用。載體部分主要是一塊蜂窩狀的陶瓷材料，載體的表面上覆蓋了一層起催化作用貴重金屬。當發(fā)動機工作時，尾氣經排氣管進入催化器，其中的氮氧化物與尾氣中的一氧化碳、氫氣等還原劑在催化作用下分解成氮氣和氧氣，而碳氫化合物和一氧化碳分別與廢氣中殘存的氧氣及前一反應生成的氧氣在催化作用下充分氧化，生成二氧化碳和水蒸汽。由于三元催化器中的載體為蜂窩結構，增大了與廢氣的接觸面積，提高了催化效果。實驗結果表明，當發(fā)動機的空燃比（空氣和燃料的比例）接近理論值時，轉化器可將90％的碳氫化合物和一氧化碳及70％的氮氧化物同時凈化掉，所以說，三元催化器是減少這些排放物的有效的方法。三元催化裝換裝置的可靠性很好，壽命長，被廣泛應用于本田、別克、現代等車型上。圖1 三元催化轉換裝置外觀圖圖2 三元催化裝換裝置結構當然，三元催化轉換器還可以和氧化轉換器相結合，達到二次凈化，使得效果更加明顯。缸內直噴技術缸內直噴技術是近年來推廣的發(fā)動機的新技術。傳統(tǒng)的汽油發(fā)動機是通過電腦采集凸輪位置以及發(fā)動機各相關工況，從而控制噴油器將汽油噴入進氣歧管。直噴式汽油發(fā)動機采用類似于柴油發(fā)動機的供油技術，通過一個活塞泵提供所需的100bar（1bar=105Pa）以上的壓力，將汽油提供給位于汽缸內的電磁噴射器。之后通過電腦控制噴射器，將燃料在最恰當的時間直接注入燃燒室，通過對燃燒室內部形狀的設計，讓混合氣能產生較強的渦流，使空氣和汽油充分混合。然后使火花塞周圍區(qū)域能有較濃的混合氣，其他周邊區(qū)域有較稀的混合氣，保證在順利點火的情況下盡可能的實現稀薄燃燒，這就是發(fā)動機分層燃燒、缸內直噴技術的精髓所在。發(fā)動機缸內直噴技術最大地優(yōu)化了進氣混合效率，使高效節(jié)油和大功率輸出不再矛盾。奧迪FSI（分層燃燒和缸內直噴技術）增大了火花塞點燃式發(fā)動機的轉矩和輸出，同時增加了15%的經濟性，為降低排放奠定了基礎。與常規(guī)的點燃式發(fā)動機相比，FSI可將燃油直接噴入燃燒室，不再需要節(jié)氣門，降低了發(fā)動機的熱損失，從而增大了輸出功率并降低了燃油消耗。具體地說，就是燃料分層噴射技術，它代表著今后發(fā)動機的發(fā)展方向。雙渦輪增壓技術雙渦輪增壓技術，就是采用2個相互獨立的渦輪增壓器的增壓系統(tǒng)。傳統(tǒng)的單渦輪增壓器在發(fā)動機低轉速時有增壓滯后和動力空擋的缺點，而區(qū)別于常見的單渦輪增壓發(fā)動機，雙渦輪增壓發(fā)動機在2個渦輪增壓器的共同作用下，進氣效率大幅提升，增壓效果更加顯著。由于使用了2個渦輪增壓器，雙渦輪增壓系統(tǒng)的結構變得更加復雜，因此多用于直列6缸和V型發(fā)動機上，而單渦輪增壓系統(tǒng)則多用于直列4缸發(fā)動機上。2014年， TDIbiturbo雙渦輪增壓直噴發(fā)動機。雙渦輪增壓器由一個大渦輪和一個小渦輪組成，低速時小渦輪運轉，高速時大渦輪運轉，從而獲得更多的進氣量，他們是串聯(lián)或者并聯(lián)的。 TDI biturbo最大功率為180kW，峰值轉矩500Nm，與之搭配的是7速DSG變速器。搭載這款發(fā)動機的全新車型0?100km/。大眾雙渦輪增壓器，在任何轉速下均可產生所需要的充氣壓力，性能比傳統(tǒng)的單渦輪增壓器大大提高，改善了發(fā)動機的適應性，發(fā)動機轉速較低時也可以保證大功率的輸出。由于發(fā)動機進氣壓力始終處于最佳狀態(tài)，從而在整個轉速范圍內提高了燃燒效率，節(jié)約了燃油并改善了排放。由于雙渦輪增壓發(fā)動機在車輛動力性能提升和發(fā)動機動態(tài)響應速度方面所表現出來的突出優(yōu)勢，目前，包括寶馬在內的多家汽車廠商也都已經在各自旗下的車型上采用了雙渦輪增壓的形式。但是，雙渦輪增壓發(fā)動機并不能完全消除渦輪遲滯現象，畢竟，渦輪增壓器葉輪的慣性作用依然存在。只不過，我們僅是從雙渦輪增壓技術的角度出發(fā)來進行分析，在實際使用中，雙渦輪增壓發(fā)動機通常都裝備在

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