【正文】 2020 年 3 月 完成論文，準(zhǔn)備論文答辯 2020 年 5 月 論文答 辯 主要參考文獻和書目： [1] 閆君杰 ， 陳芳 .河南機電高等?？茖W(xué)校學(xué)報 . 6 期 [2] 張子波 .汽車故障診斷技術(shù) .機械工業(yè)出版社 .2020,05 [3] 舒華，姚國平 .汽車電器設(shè)備與維修 .北京理工大學(xué)出版社 . [4] 蔡興旺 .汽車構(gòu)造與原理 發(fā)動機 .機械工業(yè)出版社 . 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CO:礦物燃料燃燒后的一種副產(chǎn)物。一般汽油機排放的一氧化碳比柴油機高。是完全燃燒或 CO 在空氣中氧化而來的。 NOX：主要是 NO 和 NO2 的混合物。 SOX(包括 SO2)：汽油和柴油中的硫在發(fā)動機燃燒室中氧化生成的產(chǎn)物。汽車用的汽油中，通常加有四乙（基）鉛或四甲（基）鉛做抗暴劑，這些鉛的 70﹪隨尾氣排入大氣。排氣中顆粒有三個來源：（ 1）燃料液相燃燒不完全產(chǎn)生的碳煙顆粒 。（ 3）燃料中硫生成的 SO SO2 和添加劑鈣生成的CaSO4 顆粒。 車排放物對人體的危害 一氧化碳 (CO)與人體血液中 的血紅素有很強的親和力，使血液喪失對氧的輸送能力而產(chǎn)生缺氧中毒。 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆畢業(yè)論文 Opinos adugethry39。 碳氫化合物 (HC)為燃油未 經(jīng)完全燃燒后排出的氣體，具有一定的毒性和易燃易爆的特性，其中的苯類物質(zhì)又具有致癌作用。當(dāng) O3 達到一定濃度時，會令生物在短期內(nèi)發(fā)生高溫氧化而脫水死亡；醛類有機物帶有毒性，對眼睛和呼吸系統(tǒng)有強烈的刺激作用，嚴(yán)生的會導(dǎo)致中毒死亡 。 SO2 還極易與大氣中的水蒸氣結(jié)合生成亞硫酸煙霧 ，達到一定積聚量后便形成酸雨，使水土酸化，破壞林木、植物的生長。 鉛為一種有毒的金屬，它由燃油中的鉛化物添加劑 (如四乙鉛 )經(jīng)高溫燃燒后還原而成的鉛微粒。當(dāng)血液中的鉛含量達到一定的程度時，會積聚于肝、腎、大腦和脊髓中，嚴(yán)重地破壞人體的神經(jīng)系統(tǒng)和造血功能。 汽車排放物對環(huán)境的危害 城市氣溫急劇升高 CO SO2這些氣體被成為溫室氣體，一旦 進入空氣中，一方面可產(chǎn)生溫室效應(yīng)，促進氣溫升高 。讓陽關(guān)直接照射地球表面，加速氣溫升高。 Opinos adugethry39。 為了達到日益嚴(yán)格的排放法規(guī)的要求，目前世界各國都在積極開發(fā)減少柴油機微粒排放的技術(shù)措施 。 1 機內(nèi)凈化措施 機內(nèi)凈化著眼于降低燃燒室內(nèi)碳粒初始粒子的形成、通過改進發(fā)動機結(jié)構(gòu)或增加附加裝置達到微粒凈化的目的 . a 燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化 燃燒過程對微粒產(chǎn)生的影響最大，也是研究的熱點，主要有以下幾個研究方向 燃油噴射系統(tǒng)的優(yōu)化與噴油有關(guān)的參數(shù) 主要有噴油量、噴油嘴端壓力、噴油嘴結(jié)構(gòu)和噴油提前角 .噴油系統(tǒng)的性能直接影響嫩油的霧化和混合氣的質(zhì)量，最終影響微粒排放特性 .例如，增加噴油嘴孔數(shù)、采用電控技術(shù)和提高噴射壓力可以使燃油在燃燒室內(nèi)更均勻地分布，減少燃油碰壁，將有利于減少微粒排放，但會引起 N0，的增加 。 進氣旋流的優(yōu)化在高壓噴射的情況下采用低渦流比有利于減少微粒排放 .這是由于渦流比大，提高了進氣 速度，而降低充氣效率 .但在發(fā)動機實際運行時，低轉(zhuǎn)速時要求較高的進氣旋流 。 ，使活塞上的嫩燒江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆畢業(yè)論文 Opinos adugethry39。使用變截面增壓器 (vCT)并配合先進的控制系統(tǒng)，可有效地降低微粒排放量 . c 降低機油消耗量 在柴油機排放的微粒中，未燃機油占很大比重，所以必須降低機油消耗量 .為此，須對活塞、活塞環(huán)、缸套等零部件進行優(yōu)化設(shè)計并進行配合間隙的優(yōu)化研究，特別是熱變形條件下的研究，以達到降低機油消耗的目的 . d 燃料的改進措施 降低含硫量在燃燒過程中，柴油中 的硫約有 98%轉(zhuǎn)化為 S0。 降低燃油比重燃油比重直接影響非直噴式柴油機的微粒排放 ，即微粒排放量隨燃油比重的增加而增加 : ，這樣由于油中水的急劇汽化使油滴變得更加細小，有利于擴散然燒，可有效降低微粒排放 . 機外凈化即排氣后處理，將柴油機排氣引人專門的后處理裝置中，消除其中的部分微粒后再排人大氣 .主要的機外凈化措施示于圖 1. 機外凈化措施中應(yīng)用最廣泛的是微粒的過薄技術(shù)，即用耐高溫的過濾材料制成特定結(jié)構(gòu)的過濾體，將排氣中的微粒截留在過濾體內(nèi)，從而達到凈化的目的 .過濾體的材料和結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下要求 : ，排氣阻力盡可能小 。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()12 械性能 ，能承受很高的熱負荷 。 . 目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的過濾材料有壁流式蜂窩陶瓷、泡沫陶瓷、陶瓷纖維等 。 眾所周知，當(dāng)柴油機在最大負荷、轉(zhuǎn)速的工況下，氣缸排氣口的溫度可達到500 一 600℃ ，此時柴油機排氣微粒開始迅速氧化、升溫直至著火燃燒，以此減少微粒，從而達到過濾體的排氣阻 力和過濾效率恢復(fù)到原來的水平，即過濾體的“ 再生 ”. 目前過濾體的再生方法主要是 :“ 熱再生 ” ，即利用全負荷再生、噴油助燃 再生、電加熱再生、電自加熱再生、節(jié)流再生等，此外，也開發(fā)了如逆向噴氣再生、振動再生等非加熱再生方法，也就是利用外部熱源使積存在過濾體內(nèi)的微粒升溫、自燃，以減少過濾體內(nèi)的微粒 . 柴油機排放后處理系統(tǒng)柴油機微粒后處理系統(tǒng)是利用泡沫陶瓷過濾微粒，并利用微波對濾體進行再生 . 泡沫陶瓷過濾體將陶瓷原料配制成泥漿，并在聚醋或聚醚泡沫塑料內(nèi)浸演成型，最后經(jīng)燒制而成 .泡沫陶瓷內(nèi)部由許多小孔 (稱為“氣室 ”)組成，每個氣室通過窗口與多個鄰室相連，由于微粒直徑遠小于氣室直徑，所以微粒的捕集發(fā)生在整個氣室里 .其優(yōu)點是多孔結(jié)構(gòu)使火焰易于傳播 。 柴油機 NOX生成的原因是：燃燒過程的平均過量空氣系數(shù)雖然比較大，但因混合氣成 分不均勻，局部燃燒溫度仍很高，所以生 成大量 NOX不過，隨著柴油機負荷的降低， NOX的排放迅速減小。廢氣再循環(huán) (EGR)為什么能降低 NOX呢 ?因為 NOX的生成條件是高溫富氧，而廢氣的引入，一方面使混合氣熱容量增大，造成相同量的混合氣升高同樣溫度所需熱容量增大，從而降低最高燃燒溫度；另一方面，廢氣對新鮮充量的稀釋 也相應(yīng)降低了氧 的濃度，從而有江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆畢業(yè)論文 Opinos adugethry39。 根據(jù)廢氣進入氣缸是否通過發(fā)動機的進氣系統(tǒng)， EGR系 統(tǒng)可分為內(nèi)部EGR系統(tǒng)和外部 EGR系統(tǒng)。該系統(tǒng)不需要外加其他設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用 方便，而且可以避免再循環(huán)廢氣對管道的腐蝕，有利于提高系統(tǒng)耐久性。因此內(nèi)部 EGR對 NOX的抑制效果并不 顯著。 外部 ： EGR利用專門的管道將廢氣引入進氣歧管，使廢氣與 新鮮 空氣 在進入氣缸前充分混合。 1 增壓柴油機 EGR 的實現(xiàn) 自然吸氣柴油機所用的 EGR系統(tǒng)與汽油機類似。在現(xiàn)代增壓柴油機中，由于渦輪增壓器效率的提高，增壓器后的進氣壓力 (增壓壓力 )，在很多工況下會高于增壓器前的排氣壓力，造成 EGR的困難，至少不會獲得 足夠高的 EGR率。 ② 用節(jié)流閥 7對進氣進行節(jié)流 (見圖 3lb)，可降低柴油機前的進氣壓力，可使 EGR率大為提高。 ③ 在進氣系統(tǒng)中，裝一個文丘里管 8(見圖 3lc)，可以提高 EGR的有效壓差， 從而 擴大 EGR率的可調(diào)范圍。 ④ 用專門的 EGR泵 11(見圖 3ld)強制進行 EGR，當(dāng)然具有最大的靈活性。如圖上所示渦輪增壓器驅(qū)動一個 外加的 EGR泵 11是一個實用方案。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()14 ⑤ 用可變噴嘴增壓器 VNT（ Variable Nozzle Turbocharger） ,是實現(xiàn)增壓柴油機有效 EGR的一個新途徑。有實驗結(jié)果表明；用普通的渦輪增壓器時，只能在部分負荷下獲得 EGR率；用可變噴嘴渦輪增壓器時，柴油機大負荷時，可以通過減小渦輪噴嘴流通面積來提高排氣壓力，進而增大大負荷領(lǐng)域的 EGR率。 冷 EGR 系統(tǒng)布置如圖 31c、圖 31d 所示?，F(xiàn)已成功投產(chǎn)的 EGR 冷卻器，可在不同工況下，使 EGR 溫度下降 50150℃，使 NO 下降 10%左右。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()15 （ 1）控制方式 柴油機的 EGR 控制比較復(fù)雜，尤其是增壓柴油機，一般都采用電子控制。 開環(huán)控 制。這種方法控制簡單，目前應(yīng)用較為普遍。較典型的開環(huán)控制為對混合氣的成份加以考慮，根據(jù)不同轉(zhuǎn)速、負荷條件，由進氣和排氣中的氧氣濃度來確定最優(yōu)的 EGR率，例如在圖 3— 1a中，電控單元 1根據(jù)柴油機轉(zhuǎn)速、負荷，以及進氣和排氣中的氧氣濃度、溫度等傳感器的輸入信號，按標(biāo)定的 EGR脈譜對 EGR閥 節(jié)流閥 旁通閥 9等執(zhí)行機構(gòu)進行控制。電控 單元 1通過對一個獨立真空源產(chǎn)生的真空度加以調(diào)制，來控制真空閥的開度。 閉環(huán)控制。基于排氣氧氣傳感器的閉環(huán)控制，選取對發(fā)動機性能影響最大的兩個參數(shù) —— 進氣中的氧氣濃度和排氣中的氧氣濃度加以考慮。閉環(huán)控制可以實時根據(jù)工況的變化自動調(diào)整 EGR量， 使 EGR達到最佳。 （ 2）控制時間 汽油發(fā)動機在發(fā)動機中小負荷時將一定量的廢氣引入燃