車(chē)用汽油機(jī)排放檢測(cè)與處理(編輯修改稿)
2025-07-26 17:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 除采取各種措施節(jié)約石油外,還指出要實(shí)施清潔汽車(chē)行動(dòng)計(jì)劃,發(fā)展混合動(dòng)力汽車(chē),在城市公交客車(chē)、出租車(chē)上推廣燃?xì)馄?chē)(CN G、L PG) ,加快醇類燃料(甲醇、乙醇等) 推廣和煤炭液化工程的實(shí)施進(jìn)度,發(fā)展替代燃料,節(jié)約和替代石油3 800 萬(wàn)t 等。4. 2 稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)稀薄燃燒技術(shù)是將少量燃油和大量空氣混合,使燃油充分燃燒的一種技術(shù)。傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比在14. 7 ∶1 附近,而稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比通常在15 ∶1～27 ∶1 。由于可以使燃油充分燃燒,與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比,稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)可節(jié)約燃油,并可顯著減少尾氣中有害成分的含量。汽油機(jī)稀薄燃燒包括進(jìn)氣道噴射稀燃系統(tǒng)( PFI) 、直接噴射稀燃系統(tǒng)( GDI) 和均質(zhì)混合氣壓燃系統(tǒng)( HCCI) 。目前,天津大學(xué)已分別在TJ 376Q和豐田8A FE16 氣門(mén)汽油機(jī)上通過(guò)采用特殊的進(jìn)氣道和排氣可變技術(shù),實(shí)現(xiàn)了汽油機(jī)進(jìn)氣道燃油噴射空燃比在24 以下的準(zhǔn)均質(zhì)稀薄燃燒,采用選擇催化還原、吸附催化還原和EGR + 三元催化技術(shù)降低稀燃下汽油機(jī)的NOx 排放,取得了一些具有學(xué)術(shù)價(jià)值的成果。目前,稀燃高壓縮比仍是降低汽油機(jī)排放、提高性能的主要研究方向。在稀燃時(shí),為改善混合氣質(zhì)量而采取的措施:實(shí)現(xiàn)分層燃燒。燃燒室設(shè)計(jì)得更緊湊,盡量減少有害的縫隙容積。改善火花塞結(jié)構(gòu)及布置,采用高能點(diǎn)火系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)快速燃燒等。從20 世紀(jì)70 年代起,人們就開(kāi)始在化油器式汽油機(jī)上進(jìn)行分層稀薄燃燒的嘗試。非直噴式分層稀薄燃燒系統(tǒng)有本田公司提出的CVCC 燃燒系統(tǒng)、軸向分層稀燃系統(tǒng)和滾流分層稀燃系統(tǒng)。__4. 3 缸內(nèi)直接噴射技術(shù)缸內(nèi)直噴( GDI) 汽油機(jī)是在部分負(fù)荷時(shí)用混合氣的分層化實(shí)現(xiàn)超稀薄燃燒,得到同柴油機(jī)一樣低的燃油消耗率。在高負(fù)荷時(shí)用預(yù)混合汽油機(jī)的均勻混合方式,得到高功率特性的理想汽油機(jī)。目前,發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)已在少量機(jī)型中得到應(yīng)用,歐洲市場(chǎng)還有一些直噴發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。如福特公司開(kāi)發(fā)的PROCO稀燃系統(tǒng)、三菱4G 系列缸內(nèi)直噴稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)和豐田D 4 缸內(nèi)直噴稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)。GDI 面臨的主要排放問(wèn)題是UBHC (未燃盡的碳?xì)浠衔? 和NOx 排放控制。由于GDI 的油氣混合主要是依靠噴霧和缸內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng),與冷起動(dòng)時(shí)的低溫關(guān)系不大,所以冷起動(dòng)時(shí)無(wú)需過(guò)量供油,有效地解決了PFI 冷起動(dòng)時(shí)UB HC 排放過(guò)多的問(wèn)題。但是在中小負(fù)荷情況下, GDI 的未燃碳?xì)浠衔锏呐欧湃匀惠^多。目前, GDI 對(duì)NOx 排放的控制主要依靠EGR和稀燃NOx催化轉(zhuǎn)化器,其中后者的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。部分負(fù)荷不使用EGR 時(shí), GDI 的NOx 排放水平與PFI 相差不多。但由于GDI 可實(shí)現(xiàn)超稀薄分層燃燒,較稀的空燃比使缸內(nèi)的富裕氧氣較多,從而允許使用高EGR 率,充分降低NOx 排放量,且燃燒特性不會(huì)因EGR 而惡化。試驗(yàn)表明,在燃油經(jīng)濟(jì)性改善保持不變的情況下, GDI 的EGR 率可高達(dá)40 %。雖然如此,但EGR 始終不能在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)荷范圍內(nèi)減少NOx 排放量,所以單靠EGR 不能滿足更為嚴(yán)格的歐洲Ⅲ和歐洲Ⅳ排放法規(guī),要進(jìn)一步降低NOx 排放,必須開(kāi)發(fā)在稀燃條件6 公 路 與 汽 運(yùn)Hi ghw ays amp。 A utomoti ve A p pl icat ions 第1 期2007 年1 月下的NOx催化轉(zhuǎn)化技術(shù)。雖然目前GDI 發(fā)動(dòng)機(jī)在技術(shù)、成本和排放等問(wèn)題上還有一些技術(shù)難題未能解決,但由于GDI 發(fā)動(dòng)機(jī)的一些無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn),有人預(yù)計(jì), 直噴汽油機(jī)將于近幾年解決上述技術(shù)、成本和排放等技術(shù)難題,成為轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的主導(dǎo)產(chǎn)品。4. 4 車(chē)用汽油機(jī)的催化轉(zhuǎn)化技術(shù)催化轉(zhuǎn)化技術(shù)已成為成熟技術(shù)而被汽車(chē)界接受。目前,國(guó)外在降低成本、提高性能和使用壽命方面進(jìn)行了深入研究:通過(guò)納米技術(shù)提高貴金屬附著載體的能力,從而減少貴金屬含量(可降低15 %～40 %) 。催化劑儲(chǔ)氧材料CeO2 的研究已進(jìn)入第三代,這是高性能催化劑的基礎(chǔ)。 適應(yīng)稀薄燃燒(空燃比達(dá)22) 富氧條件下的NOx 還原催化劑的研究十分活躍,日本東京大學(xué)和美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)分別研制了雙功能催化劑,降低了二氧化硫和水蒸氣對(duì)催化劑的影響,也提高了催化劑的熱穩(wěn)定性。凈化稀燃汽車(chē)尾氣中NOx 的另一種途徑———“吸附 還原法”的研究,即在富氧條件下,先將NOx 用吸附劑儲(chǔ)存起來(lái)(形成硝酸鹽) ,然后在貧氧或受熱加溫條件下由硝酸鹽釋放出NOx ,NOx 與HC 或CO 反應(yīng),被還原為N2 。為了使這類催化劑能在富氧 貧氧交替的氣氛中工作,借助電控手段對(duì)催化劑再生,即每隔50～60 s 由發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)自動(dòng)控制節(jié)氣門(mén)減小開(kāi)度,使空燃比由22～23 變到10 左右,同時(shí)點(diǎn)火提前角也由上止點(diǎn)前350 CA 推遲到50 CA ,這一期間持續(xù)5～10 s (催化劑再生) ,其N(xiāo)Ox 凈化效率可達(dá)70 %～90 % ,通過(guò)合理調(diào)節(jié),燃油經(jīng)濟(jì)性的惡
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