汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)研究(編輯修改稿)
2024-07-21 21:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 技術(shù)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)主要是指通過(guò)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)本身的設(shè)計(jì)和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程來(lái)降低排放。主要措施有燃燒系統(tǒng)優(yōu)化、電子控制技術(shù)、汽油機(jī)直噴技術(shù)(GDI)、可變進(jìn)排氣系統(tǒng)和廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)等。這些措施大部分通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)精確的電控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 燃油電控噴射系統(tǒng)汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)與化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，突出的優(yōu)點(diǎn)是能準(zhǔn)確控制混合氣的質(zhì)量，保證汽缸內(nèi)的燃料燃燒完全，使廢氣排放物和燃油消耗都能夠降得下來(lái)，同時(shí)它還提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩。電子控制燃油噴射裝置的缺點(diǎn)就是成本比化油器高一點(diǎn)，因此價(jià)格也就貴一些，故障率雖低,一旦壞了就難以修復(fù)（電腦件只能整件更換），但是與它的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性相比，這些缺點(diǎn)就微不足道了。分類汽油噴射型式分為機(jī)械式和電子控制式兩種。機(jī)械式汽油噴射裝置是一種以機(jī)械液力控制的噴射技術(shù)，早在30年代就應(yīng)用在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，50年代開始應(yīng)用在德國(guó)奔馳300BL轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上。集成電路的出現(xiàn)使電子技術(shù)能在發(fā)動(dòng)機(jī)上得到應(yīng)用，一種更好的汽油噴射裝置――電子控制汽油噴射技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生了。 結(jié)構(gòu)任何一種電子控制汽油噴射裝置，都是由噴油油路，傳感器組和電子控制單元(微型電腦)三大部分組成。當(dāng)噴射器安裝在原來(lái)化油器位置上，稱為單點(diǎn)電控燃油噴射裝置；當(dāng)噴射器安裝在每個(gè)氣缸的進(jìn)氣管上，稱為多點(diǎn)電控燃油噴射裝置。原理噴油油路由電動(dòng)油泵，燃油濾清器，油壓調(diào)節(jié)器，噴射器等組成，電控單元發(fā)出的指令信號(hào)可將噴射器頭部的針閥打開，將燃油噴出。傳感器好似人的眼耳鼻等器官，專門接受溫度，混合氣濃度，空氣流量和壓力，曲軸轉(zhuǎn)速等數(shù)值并傳送給中樞神經(jīng)的電子控制單元。電子控制單元是一個(gè)微計(jì)算機(jī)，內(nèi)有集成電路以及其它精密的電子元件。它匯集了發(fā)動(dòng)機(jī)上各個(gè)傳感器采集的信號(hào)和點(diǎn)火分電器的信號(hào)，在千分之幾十秒內(nèi)分析和計(jì)算出下一個(gè)循環(huán)所需供給的油量，并及時(shí)向噴射器發(fā)出噴油的指令，使燃油和空氣形成理想的混合氣進(jìn)入氣缸燃燒產(chǎn)生動(dòng)力。歷史從60年代起，隨著汽車數(shù)量的日益增多，汽車廢氣排放物與燃油消耗量的不斷上升困擾著人們，迫使人們?nèi)ふ乙环N能使汽車排氣凈化，節(jié)約燃料的新技術(shù)裝置去取替已有幾十年歷史的化油器，汽油噴射技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用，使人們這一理想能以實(shí)現(xiàn)。早在1967年，德國(guó)波許公司成功地研制了D型電子控制汽油噴射裝置，用在大眾轎車上。這種裝置是以進(jìn)氣管里面的壓力做參數(shù)，但是它與化油器相比，仍然存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。針對(duì)這些缺點(diǎn)，波許公司又開發(fā)了一種稱為L(zhǎng)型電子控制汽油噴射裝置，它以進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流量做參數(shù)，可以直接按照進(jìn)氣流量與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系確定進(jìn)氣量，據(jù)此噴射出相應(yīng)的汽油。這種裝置由于設(shè)計(jì)合理，工作可靠，廣泛為歐洲和日本等汽車制造公司所采用，并奠定了今天電子控制燃油噴射裝置的鄒型。至1979年起美 國(guó)的通用，福特，日本的豐田，三菱，日產(chǎn)等汽車公司都推出了各自的電子控制汽油噴射裝置，尤其是多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)的推廣，使電子控制噴射技術(shù)得到迅速的普及和應(yīng)用。到目前為止，歐美日等主要汽車生產(chǎn)大國(guó)的轎車燃油供給系統(tǒng)，95%以上安裝了燃油噴射裝置。 多氣門技術(shù)采用多氣門技術(shù)，減少進(jìn)氣阻力，提高充量系數(shù)。還采用氣門連續(xù)可變正時(shí)控制和升程控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)隨轉(zhuǎn)速和工況的變化達(dá)到最佳的充氣效率。這是使氣排放達(dá)到歐Ⅳ排放限值的重要技術(shù)。 渦輪增壓技術(shù)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)：這就是我們平時(shí)最常見(jiàn)的渦輪增壓裝置了，增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)任何機(jī)械聯(lián)系，實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與禍輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)功率及扭矩要增大20%—30%。但是廢氣渦輪增壓器技術(shù)也有其必須注意的地方，那就是泵輪和渦輪由一根軸相連，也就是轉(zhuǎn)子，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)泵輪，泵輪帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)后給進(jìn)氣系統(tǒng)增壓。增壓器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣一側(cè)，所以增壓器的工作溫度很高，而且增壓器在工作時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速非常高，可達(dá)到每分鐘十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)，如此高的轉(zhuǎn)速和溫度使得常見(jiàn)的機(jī)械滾針或滾珠軸承無(wú)法為轉(zhuǎn)子工作，因此渦輪增壓器普遍采用全浮動(dòng)軸承，由機(jī)油來(lái)進(jìn)行潤(rùn)滑，還有冷卻液為增壓器進(jìn)
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