发动机排气污染和防治.ppt

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1、 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治关于发动机排气污染关于发动机排气污染与防治与防治第一张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治教学目标与要求教学目标与要求l 掌握发动机有害排放掌握发动机有害排放COCO、HCHC、NOxNOx形成的基本原因形成的基本原因l 掌握发动机排气污染机内净化和机外净化的基本途径掌握发动机排气污染机内净化和机外净化的基本途径l 了解废气再循环装置的基本结构与工作原理了解废气再循环装置的基本结构与工作原理l 了解催化转换器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l 了解汽油蒸发控制系统

2、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l 知道发动机排气污染控制的新技术和新方法知道发动机排气污染控制的新技术和新方法 第二张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治自学思考题自学思考题l1 1、CoCo、HCHC、NO2NO2生成机理分别是什么？生成机理分别是什么？l2 2、机内净化主要通过哪几方面来实现？、机内净化主要通过哪几方面来实现？原理分别是什么？原理分别是什么？l3 3、什么是废气再循环？简述结构及工作原理、什么是废气再循环？简述结构及工作原理.l4 4、机外净化主要通过哪几方面来实现？、机外净化主要通过哪几

3、方面来实现？原理分别是什么？原理分别是什么？l5 5、三元催化转化器使用注意事项是什么？、三元催化转化器使用注意事项是什么？第三张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治7.1 7.1 发动机的排气污染发动机的排气污染7.1.1 7.1.1 发动机的排气污染及危害发动机的排气污染及危害排气（尾气排气（尾气）燃油蒸发燃油蒸发NOxHC（约占（约占55%）SO2微粒（铅化物、碳烟等）微粒（铅化物、碳烟等）臭气臭气HC（约占（约占25%）HC（约占（约占20%）发动机排气污染物发动机排气污染物曲轴箱窜曲轴箱窜气气第四张，PPT共三十页，创作于202

4、2年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治7.1.2 7.1.2 有害气体产生原因有害气体产生原因l汽车发动机排放污染物的来源有三个：排气、汽油蒸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。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汽油发动机排放源的有害气体相对排放量 第五张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治1.CO1.CO的生成机理的生成机理 lCOCO是烃燃料燃烧的中间产物。排气中是烃燃料燃烧的中间产物。排气中COCO主要是在局部缺氧或低温下由于烃主要是在局部缺氧或低温下由于烃的不完全

5、燃烧产生的。的不完全燃烧产生的。l在发动机排气中，在发动机排气中，COCO的浓度，基本上取的浓度，基本上取决于空燃比。决于空燃比。第六张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治2.HC2.HC的生成机理的生成机理 lHCHC产生的原因除燃料的不完全燃烧外，缸壁产生的原因除燃料的不完全燃烧外，缸壁淬冷也是排气中淬冷也是排气中HCHC的主要来源。的主要来源。HC的排放原理的排放原理 激冷层的形成激冷层的形成 排气初期排气初期 排气后期排气后期 第七张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治3.N

6、O3.NOx x x x的生成机理的生成机理 lNONOx x是空气在燃烧室的高温条件下，由氧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。发动机所排出分不同，不是来自燃料。发动机所排出的的NONOx x，虽含有少量的，虽含有少量的NONO2 2，但大部分是，但大部分是NONO。排气中的排气中的NONO在大气中氧化成在大气中氧化成NONO2 2，通常把，通常把NONO2 2和和NONO统称为统称为NONOx x（氮氧化合物）。（氮氧化合物）。返回返回第八张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污

7、染与防治发动机排气污染与防治7.2 7.2 发动机排气污染的防治发动机排气污染的防治l发动机排气污染的控制方法可分为机内净化和机发动机排气污染的控制方法可分为机内净化和机外净化。外净化。7 72.1 2.1 发动机的机内净化发动机的机内净化 l通过改善可燃混合气的品质和燃烧状况，抑制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。发动机排气污染的根本方法。第九张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机

8、排气污染与防治发动机排气污染与防治1.1.改善发动机的燃烧状况改善发动机的燃烧状况 1 1）从有害气体的生成机理出发，对发动）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，被认为是治理汽无害，采取这种措施，被认为是治理汽车发动机排气污染的根本方法。车发动机排气污染的根本方法。2 2）它是通过配气相位、点火时刻等的优）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化调整和燃烧室、火花塞等的优化设计配置来达到。配置来达到。第十张，PPT共

9、三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治2.2.改善可燃混合气的品质改善可燃混合气的品质 1 1）恒温进气空气滤清器）恒温进气空气滤清器 l恒温进气空气滤清器可以在发动机冷起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。从而既动之后，向发动机供给热空气。从而既减少了减少了COCO和和HCHC的排放，又改善了发动机的排放，又改善了发动机低温运转性能。低温运转性能。2.2.废气再循环废气再循环 第十一张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治（2 2）废气再循环）废气再循环 l废气再循环排

10、气再循环（废气再循环排气再循环（Exhaust Gas Exhaust Gas RecirculationRecirculation）是改善可燃性混合气）是改善可燃性混合气的一种方式。其基本原理是：将的一种方式。其基本原理是：将5%5%20%20%的废气再引入进气管，与新鲜混合的废气再引入进气管，与新鲜混合气一道进入燃烧室，使最高燃烧温度气一道进入燃烧室，使最高燃烧温度降低，从而减少降低，从而减少NONOx x的生成量。的生成量。第十二张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治l废气再循环系统用于降低废气中的氧化氮废气再循环系统用于降低废气中

11、的氧化氮(NOX)(NOX)的排出的排出量。量。l氮和氧只有在高温高压条件下才会发生化学反应，发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。加速期间更是如此。l汽车废气是一种不可燃气体汽车废气是一种不可燃气体(不含燃料和氧化剂不含燃料和氧化剂)，在，在燃烧室内不参与燃烧。废气中的主要成分燃烧室内不参与燃烧。废气中的主要成分CO2CO2比热容比热容比较大，所以引入的废气可将燃烧产生的部分热量比较大，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，吸收并带

12、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，从而因此降低了发动机燃烧的最高温度和氧含量，从而减少了减少了NOxNOx化合物的生成量化合物的生成量l进入燃烧室的废气量随着发动机转速和负荷的增加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。而增加。第十三张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治废气再循环废气再循环的工作原理的工作原理1-EGR1-EGR阀阀 2-EGR2-EGR电磁阀电磁阀 3-3-节气门节气门 4-4-水温传感水温传感器器 5-5-曲轴位置传感器曲轴位置传感器 第十四张，PPT共三十页，创

13、作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治第十五张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治EGREGR阀阀lEGREGR阀阀1 1膜片下部通大气，装膜片下部通大气，装有弹簧的另一边为真空室，有弹簧的另一边为真空室，其真空度由其真空度由EGREGR电磁阀电磁阀2 2控控制。增大真空室的真空度，制。增大真空室的真空度，使膜片克服弹簧力上拱，阀使膜片克服弹簧力上拱，阀的开度增大，废气再循环量的开度增大，废气再循环量增大。当上部失去真空度时，增大。当上部失去真空度时，膜片在弹簧力的作用下向下膜片在弹簧力的作用下向下拱而使

14、阀关闭，阻断废气再拱而使阀关闭，阻断废气再循环循环第十六张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治第十七张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治第十八张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治EGREGR电磁阀电磁阀返回返回第十九张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治7.2.1 7.2.1 发动机的机外净化发动机的机外净化1.1.二次空气喷射二次空气喷射 2.2.催化转换器催化转换器

15、 3.3.曲轴箱通风装置曲轴箱通风装置 4.4.汽油蒸发控制系统汽油蒸发控制系统5.5.柴油机微粒过滤器柴油机微粒过滤器第二十张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治1.1.二次空气喷射二次空气喷射 l新鲜空气喷射到新鲜空气喷射到排气门附近，使排气门附近，使高温废气和空气高温废气和空气接触混合，以使接触混合，以使未燃未燃HCHC、COCO进进一步燃烧。一步燃烧。空气滤清器空气滤清器空气泵空气泵防止回火管防止回火管单向阀单向阀空气分配管空气分配管化油器化油器空气喷管空气喷管排气门排气门进气管进气管回火防止阀回火防止阀第二十一张，PPT共三十页

16、，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治2.2.催化转换器催化转换器 l催化转换器是利用催化剂的作用，使排气中的有害催化转换器是利用催化剂的作用，使排气中的有害成分成分COCO、HCHC和和NONOx x尽量进行化学反应转化为对人体无尽量进行化学反应转化为对人体无害的害的COCO2 2、H H2 2O O和和N N2 2的一种排气净化装置，也称作催化的一种排气净化装置，也称作催化转化净化器。转化净化器。支承环支承环 波纹网眼环波纹网眼环 支承环支承环 密封垫密封垫 整体式催化反整体式催化反应器载体应器载体 温度传感器温度传感器 催化转换器催化转换器1 1）氧

17、化还原型转换器）氧化还原型转换器2 2）三效催化转换器（）三效催化转换器（14.714.7）安装在消声器之前，催安装在消声器之前，催化剂时直径化剂时直径2-4mm2-4mm的氧化的氧化铝颗粒，在多孔性表面铝颗粒，在多孔性表面涂有铂，表面积很大，涂有铂，表面积很大，每克每克150-300150-300平米。平米。返回返回第二十二张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治3.3.曲轴箱强制通风装置曲轴箱强制通风装置 l它它由由PCVPCV阀阀及及进进排排气气管管路路组组成成。发发动动机机工工作作时时，新新鲜鲜空空气气自自空空气气滤滤清清器器1 1

18、经经管管C C和和闭闭式式通通风风口口6 6进进入入曲曲轴轴箱箱和和曲曲轴轴箱箱内内窜窜气气混混合合，从从气气缸缸盖盖罩罩通通入入管管A A，经经PCVPCV阀阀3 3，被被吸吸入入进进气气管管。因因此此有有适适量量的的窜窜气气在在气气缸缸内内再次燃烧。再次燃烧。节气门节气门 PCVPCV阀阀 进气管进气管 通风管通风管 闭式通风口闭式通风口 曲轴箱曲轴箱 机体通机体通气道气道 缸盖通缸盖通气道气道 空气滤清器空气滤清器 第二十三张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治 4.4.汽油蒸发控制系统汽油蒸发控制系统 l汽汽油油蒸蒸发发控控制制系

19、系统统的的功功能能是是将将燃燃油油箱箱和和浮浮子子室室内内蒸蒸发发的的汽汽油油蒸蒸气气收收集集和和储储存存在在炭炭罐罐内内，在在发发动动机机工工作作时时再再将将其其送送入入气气缸燃烧。缸燃烧。第二十四张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治燃油箱燃油箱 回油管回油管 油气分离器油气分离器 汽油蒸气管汽油蒸气管 炭罐炭罐 活性炭活性炭 滤网滤网 限流阀限流阀 汽油蒸气管汽油蒸气管 真空软管真空软管 空气滤清器空气滤清器 浮子室浮子室 化油器化油器 进气支管进气支管 汽油蒸气管汽油蒸气管 节流阀节流阀第二十五张，PPT共三十页，创作于2022年

20、6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治5.5.柴油机微粒过滤器柴油机微粒过滤器1-1-排气支管排气支管 2-2-燃油燃油 3-3-电热塞电热塞 4-4-过滤器滤芯过滤器滤芯 5-5-燃烧室燃烧室 6-6-喷油器喷油器返回返回第二十六张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治本章小结本章小结1.1.发动机排放发动机排放COCO主要是因为燃料不完全燃主要是因为燃料不完全燃烧形成的，烧形成的，HCHC产生的原因除燃料不完全产生的原因除燃料不完全燃烧外，缸壁淬冷是排气中燃烧外，缸壁淬冷是排气中HCHC的主要来的主要来源，源，NOx

21、NOx是发动机燃烧温度过高时，残留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，燃烧温的氧气与氮气发生反应的产物，燃烧温度越高，生成的度越高，生成的NOxNOx就越多。就越多。第二十七张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治2.2.发动机排气污染的控制方式分机内净化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

22、、化常采用二次空气喷射、催化转换器、曲轴箱强制通风装置、汽油蒸发控制系曲轴箱强制通风装置、汽油蒸发控制系统等附加装置。统等附加装置。第二十八张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治3.3.废气再循环是将废气再循环是将5%5%20%20%的废气再引入进的废气再引入进气管，与新鲜混合气一道进入燃烧室，气管，与新鲜混合气一道进入燃烧室，使最高燃烧温度降低，从而减少使最高燃烧温度降低，从而减少NOxNOx的生的生成量。成量。4.4.二次空气喷射方法是将新鲜空气喷射到二次空气喷射方法是将新鲜空气喷射到排气门附近，使高温废气和空气接触混排气门附近，使高温废气和空气接触混合，以使未燃合，以使未燃HCHC、COCO进一步燃烧。进一步燃烧。第二十九张，PPT共三十页，创作于2022年6月 第第7章章 发动机排气污染与防治发动机排气污染与防治感谢大家观看第三十张，PPT共三十页，创作于2022年6月