【正文】 O2NO” 3 組份之間反應(yīng)的可能性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和探討。對小型客車來說， HC 選擇性催化還原系統(tǒng)的發(fā)展旨在改進(jìn)催化劑材料和增大 NOx 凈化效率的控制方法上，同時(shí)也盡量減少燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化 2．吸附 — 催化還原 吸附 — 催化還原對 NOx 的凈化率高達(dá) 80%左右，其還原 NOx 的機(jī)理是 :基于發(fā)動(dòng)機(jī)周期性進(jìn)行稀燃和富燃工作的一種 NOx 凈化技術(shù)，在稀燃階段將 NOx吸附儲(chǔ)存起來，而在短暫的富燃階段， NOx 釋放并被排氣中的 HC 還原。 1990 年， Iwamoto 和 Held 分別報(bào)道在 Cu/ZSM5 催化劑上， HC 能選擇性催化還原 NOx。因此，以尿素為還原劑的 SCR被認(rèn)為是最具 有應(yīng)用前景的。 1．選擇性催化還原 選擇性催化還原有一個(gè)很明顯的優(yōu)點(diǎn)就是 :催化劑不會(huì)因?yàn)槿剂匣驖櫥椭兴牧蚨鹆蛑卸?。因此?該項(xiàng)技術(shù)的商品化還需要進(jìn)一步的研究 、 Nox 凈化系統(tǒng) 由于柴油機(jī)機(jī)內(nèi) NOx 控制與 PM 控制存在所謂的 tradeoff 效應(yīng)，而機(jī)外的NOx 控制又因排氣中含有大量 O2 而變得非常困難。但是這種技術(shù)實(shí)用化的最大困難在于設(shè)備龐大，結(jié)構(gòu) Opinos adugethry39。利用低溫等離子技術(shù)捕集柴油機(jī)微粒的技術(shù)現(xiàn)在還處于實(shí)驗(yàn)室階段，而且已獲得較滿意的數(shù)據(jù)。 燃油添加劑再生可能會(huì)造成新的二次污染，但這類燃油添加劑通常為含鈣或鐵鋇銅錳的金屬化合物，成本相對低，降低微粒著火溫度顯著，在國內(nèi)該方法應(yīng)該具有較為廣泛的應(yīng)用前景；而連續(xù)再生是將催化劑與微粒表面充分接觸，降低微粒排放量的效果也較為明顯。 、過濾法 過濾是降低 PM 排放最直接的方法，但將柴油機(jī)排氣微粒收集起來后，決定微粒捕集器可行性的就是再生的問題了，微粒捕集器的再生一般都采用燃燒法，即利用外界能量提高微粒捕集器內(nèi)的溫度，使微 粒著火燃燒，或通過使用某些催化劑降低微粒的著火溫度，使之能在正常的柴油機(jī)排氣溫度下著火燃燒分解。催化劑為蜂窩整體直通式，能部分氧化去除 排氣 PM 的可溶性有機(jī)組分以及氣態(tài)污染物 HC 和 CO，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷低時(shí)， PM 可溶性有機(jī)組分含量高，催化氧化降低 PM 排放效果明顯；而發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷高時(shí)， PM 中可溶性有機(jī)組分含量低，催化氧化降低 PM 排放效果較弱。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()16 圖 32 （ EGR 與機(jī)械閥分 開 方 式 ） 圖 33 （ EGR 閥與機(jī)械閥合并方式 ） 1發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 2廢氣再循環(huán)閥（電磁） 1發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 2廢氣再循環(huán)閥（電磁） 3廢氣再循 環(huán)閥（機(jī)械） 4空氣流量計(jì) 3廢氣再循環(huán)閥（機(jī)械） 4尾氣凈化裝置 5尾氣凈化裝置 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆畢業(yè)論文 Opinos adugethry39。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、中小負(fù)荷時(shí)將一定量的廢氣引入燃燒室參與燃燒，全負(fù)荷不起作用。因此，它比開環(huán)控制的效果更好，但其結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。基于過量空氣系數(shù)的 EGR控制，是通過過量空氣系數(shù)來間接測量 NOx的排放量，其受 EGR率的影響大，可作為 EGR閉環(huán)控制的反饋信號。閉環(huán)控制可以選擇基于排氣背壓的閉環(huán)控制，也可選擇基于排氣氧氣傳感器紫的閉環(huán)控制。EGR閥也可以是一個(gè)電磁閥，可由電控單元通過 PWM信號直接控制。 EGR閥 5可以是一個(gè)真空閥。但其準(zhǔn)確性依賴于各種工況下 MAP圖的精確制取，同時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢。 開環(huán)控制一般基于脈譜 (MAP)的控制，即通過實(shí)驗(yàn)確定典型工況下，達(dá)到排放要求的最佳 EGR率。其控制方式可以是開環(huán)控制，也可以是閉環(huán)控制。 d 柴油機(jī) EGR 的控制 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆畢業(yè)論文 Opinos adugethry39。 EGR 冷卻器 10 可以用柴油機(jī)的冷卻水冷卻，但冷卻溫降有限，最好用空氣直接冷卻。 圖 31（增壓中冷柴油機(jī)的 EGR 系統(tǒng)） a 用排氣脈沖閥的 EGR 系統(tǒng) b 用進(jìn)氣節(jié)流閥的 EGR 系統(tǒng) c 用文丘里管的 EGR 系統(tǒng) d 用 EGR 泵的 EGR 系統(tǒng) 1— 電控單元 2— 中冷器 3— 柴油機(jī) 4— 渦輪增壓器 5— EGR 閥 6— 排氣脈沖閥 7— 進(jìn)氣節(jié)流閥 8— 文丘里管 9— 文丘里管旁通閥 10— EGR 冷卻器 11— EGR 泵 2 廢氣再循環(huán)排氣的冷卻 實(shí)驗(yàn)證 明，把再循環(huán)的排氣加以冷卻，即采用所謂冷 EGR，可使進(jìn)入缸內(nèi)的新鮮空氣的損失減少，從而避免了大負(fù)荷燃油經(jīng)濟(jì)性和排氣煙度的惡化。用普通渦輪增壓器，實(shí)現(xiàn)足夠的 EGR往往有困難。 Opinos adugethry39。但由于 EGR泵 的流量要求很大，機(jī)械驅(qū)動(dòng)泵顯然過于龐大昂貴。由于文丘里管喉口的壓降，在喉口下游可得到部分的恢復(fù)，壓力 損失可以減，調(diào)節(jié)文丘里管的旁通閥 9，可改變 EGR 的有效壓差 。但顯然會(huì)增加柴油機(jī)的泵氣損失，有損燃油經(jīng)濟(jì)性。為此可采用下列措施： ① 如圖 3la所示，在 EGR閥 5前，加一個(gè)排氣脈沖閥 6，利用排氣脈沖加大 EGR量。由于進(jìn)排氣之間有足夠的壓力差， EGR的控制比較容易。由于外部 EGR不但可以通過電控系統(tǒng)精確控制 EGR率 、 優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能，而且可以 在外部系統(tǒng)中通過加裝 EGR冷卻器，有效降低燃燒溫度，因此目前較為常用的是外部 EGR系統(tǒng)。但是隨著控制技術(shù)的不斷提高，內(nèi)部 EGR因其簡單、便利，日益受到青睞。由于是在進(jìn)氣行程 內(nèi)，直接開啟排氣閥使廢氣回流，因此難以精確控制 EGR率；同時(shí)廢氣未經(jīng)冷卻直接回流， 引起混合氣溫度升高，這一點(diǎn)又有利于 NOX的生成。 內(nèi)部： EGR系統(tǒng)通過改變配氣正時(shí)實(shí)現(xiàn)。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()13 效的抑制了 NOX的生成。 在汽油機(jī)上降低 NOX最主要的方法是通過廢氣再循環(huán) (EGR)，而柴油機(jī)也可以通過廢 氣再循環(huán) (EGR)來降低 NOX排放。 廢氣再循環(huán)（ EGR）系統(tǒng) 柴油機(jī)與汽油機(jī)一樣也有大量的 NO生成，廢氣再循環(huán) (EGR)就是通過回引部分廢氣 與新鮮空氣共同參與燃燒反應(yīng)，利用廢氣中含有大量的惰性氣體 (CON H2O等 )具有 較高的比熱容這一特性，來降低 NOX的生成。 隨著過濾體內(nèi)微粒的不斷積累，柴油機(jī)排氣阻力增加、背壓升高 .當(dāng)背壓升高到一定程度時(shí)，將導(dǎo)致柴油機(jī)功率和過濾效率下降 .所以必須及時(shí)清除過濾體內(nèi)積存的微粒 。 。 沖擊性好，有較好的機(jī) Opinos adugethry39。其余的 2%成為硫酸鹽顆粒 . 部分 s0:被進(jìn)一步氧化并與嫩燒過程中生成的 HZO結(jié)合，形成 HZSO.和硫酸鹽 (如 C‘50‘ 等 )，增加了微粒的排放量 .當(dāng)嫩料中的 S 從 %下降到 %時(shí)，微粒排放量將減少 8%~10%，但進(jìn)一步減少 S 對微粒的排放量不再有影響 .美國 1993 年 10 月規(guī)定高速公路上行駛的汽車所用的柴油，其硫含量不得高于 %， 1996 年已全部供應(yīng)低硫柴油 .日本也于 1997 年全部供應(yīng)低硫柴油 。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()11 凹坑和缸蓋上的噴油嘴布置在燃燒室中央，改善了進(jìn)氣渦流和油霧分布，使燃燒狀況明顯優(yōu)化，同時(shí)也改善了活塞和噴嘴的冷卻條件，從而減少微粒排放 : 采用陶瓷材料用陶瓷材料制成的燃燒室、活塞頂和缸套可以提高嫩燒室的絕熱效果 .用陶瓷材料制成氣門搖臂等運(yùn)動(dòng)部 件，可減少摩擦阻力、降低機(jī)油耗量，從而減少微粒排放 . b 進(jìn)氣增壓與空氣冷卻技術(shù) 進(jìn)氣增壓與中冷可以增加進(jìn)氣量，這樣姍料在最大扭矩時(shí)可以得到充分的氧，而避免達(dá)到臨界空燃比。而高速時(shí)要求有較低的進(jìn)氣旋流 .采用可變渦流進(jìn)氣道技術(shù)可使運(yùn)行中的渦流比在 一 之間變化，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能及微粒排放特性在整個(gè)范圍內(nèi)得到優(yōu)化 。 嫩燒方式的改進(jìn)為了減少微粒排放，日本、美國都在研究預(yù)混合燃燒方式的柴油機(jī)，這樣，可使燃油與空氣充分混合，盡量避免在高溫缺氧情況下燃油裂解成碳粒的可能性 。 發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒排放凈化措施包過 機(jī)內(nèi)凈化措施和機(jī)外凈化措施 。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()10 第二章 汽車 排放凈化技術(shù) 微粒排放 凈化措施 由于噴人燃燒室的嫩料與空氣混合不完全，高溫燃料及嫩氣歷經(jīng)高溫聚合及分解反應(yīng)，產(chǎn)生了高分子量的 HC，經(jīng)過進(jìn)一步的凝聚作用，產(chǎn)生了碳煙顆粒，雖大部分在隨后的富氧區(qū)燒掉，但終究因混合不完全仍有約 1%的碳煙顆粒沒被燒掉，重的顆粒隨即排出 .可 溶碳?xì)溆袡C(jī)物來源于未燃的燃油和機(jī)油 .碳?xì)溆袡C(jī)物在冷凝過程中吸附在碳煙顆粒的表面，成為柴油機(jī)微粒排放的一部分 。 地球氣候不正常 NOX 生成的硝酸與氧化硫生成的硫酸等一起生成酸雨，造成土囊酸化，進(jìn)而影響生態(tài)平衡。另一方面破壞地球的保護(hù)層 — 臭氧層。 VOC：影響神經(jīng)中樞系統(tǒng)：出現(xiàn)頭暈、頭痛、無力、胸悶；影響消化系統(tǒng)：出現(xiàn)食欲不振、惡心等。鉛與血液中的血紅素結(jié)合后，使血紅素產(chǎn)生異變。故此，應(yīng)盡量減少燃油中的含硫量。二氧化硫 (SO2)為燃油中的硫燃燒后的生成物，人體吸入 SO2后，即產(chǎn)生咳嗽、咽喉腫痛、呼吸困難、胸悶、四肢乏力，進(jìn)一步會(huì)引起支氣管炎、肺炎和心臟病等，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)至人畜死亡。 臭氧 在陽光下極易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，形成以臭氧和以醛類為主的光化學(xué)煙霧。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB() 汽車廢氣中排出多種氮氧化物 (NOx)，其中一氧化氮 (NO)與人體血液中血紅素的親和力比 CO 還強(qiáng)，兩者結(jié)合后會(huì)產(chǎn)生與 CO 相似的癥狀，一般情況下對人體的眼睛、鼻子、咽喉、支氣管和肺部等會(huì)帶來更大的損害，嚴(yán)重時(shí)至人于死地。當(dāng)環(huán)境中 CO 的濃度超過 100 ppm(10010 6)時(shí)，人體就會(huì)產(chǎn)生頭暈、乏力等不適感；隨著 CO 濃度的增加，會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生頭痛、嘔吐、昏迷等癥狀；當(dāng) CO 濃度超過 600 ppm 時(shí)，短期內(nèi)會(huì)引起窒息死亡。 VOC（易揮發(fā)有機(jī)化合物）：蒸發(fā)性氣體，是許多不同種類的烴類構(gòu)成的混合物，來自汽車燃油箱的汽油蒸發(fā)。(2)潤滑油燃燒產(chǎn)生的積碳顆粒。 PM（顆粒物）：顆粒物是由于進(jìn)氣不充分或燃燒溫度過低造成燃燒不完全形成的。 b(鉛 )： 來自汽油中的四乙基鉛。是空氣中 N2 和 O2 在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室高溫高壓下反應(yīng)的產(chǎn)物，壓縮比越高，燃燒室的溫度越高，生成量越大。 HC：來自汽車燃油的不完全燃燒。 CO2: 礦物燃料燃燒后的一種副產(chǎn)物。通常是因空氣不足或其他原因造成不完全燃燒時(shí)所產(chǎn)生的一種無色、無味氣體。此外還有鉛塵和 煙塵等污染物。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()7 目 錄 第一章 汽車排放污染物 ?????????????????????? 9 汽車排放污染種類及來源 ??????????????????? 9 汽車排放物對人體的危害 ??????????????????? 9 汽車排放物對環(huán)境的危害 ???????????? ? ??? ??? 10 第二章 發(fā)動(dòng) 機(jī)排放凈化技術(shù) ???? ? ??????????????? 11 微粒排放 凈化 措施 ????????????????????? ? 11 廢氣再循環(huán)（ EGR） 系統(tǒng) ?? ? ?