發(fā)動機(jī)排放控制技術(shù)應(yīng)用分析

1、發(fā)動機(jī)排放控制技術(shù)應(yīng)用分析LI 錄 摘要（2）1 緒論 （3）2 排放系統(tǒng) （ 3）2. 1 發(fā)動機(jī)排放系統(tǒng)的構(gòu)成 （3）2. 2 設(shè)計排放系統(tǒng)的必要性及其功能3 發(fā)動機(jī)排放控制技術(shù)的應(yīng)用 （ 3）3.1 三元催化器 （3）3. 1. 1 簡介 43. 1.2 工作原理 （ 4）3. 1.3 性能特點 （ 4）3. 2 曲軸箱通風(fēng) （5）3. 2. 1 作3.2.2 形式與特點 （5）4 排放后處理 （ 7 ）4.1 排氣后處理所要研究解決的主要問題 （7）4. 2 排放系統(tǒng)設(shè)訃及催化劑發(fā)展的趨勢 （8）4. 3 基本的化學(xué)反應(yīng) （9）4. 4 基本的后處理方案 （9）5 結(jié)論 （10）參考文

2、獻(xiàn) （ 10）致謝語 （11 ）發(fā)動機(jī)排放控制技術(shù)應(yīng)用分析【摘要】隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展 , 我國的汽車保有量急劇增加，汽車廢氣對 空氣 的污染已成為嚴(yán)重的社會公害。 在汽車密集的城市 , 汽車排放污染， 不僅是一個 環(huán)境保護(hù) 問題，而且本身也造成能源浪費(fèi)。汽車排氣中的 CO 、HC 對大氣產(chǎn)生很大的 污染。汽車 排放污染對人們的生活環(huán)境造成了極大的影響，嚴(yán)重地威脅到人們的身 體健康，同時也 危害著一些動、植物的生存和生長 , 破壞了自然界的生態(tài)平衡。因此 , 解決汽車的排氣污 染成為亟待認(rèn)真研究的重要課題。 為了保護(hù)我們的生存環(huán)境， 關(guān) 愛生命健康 , 必須嚴(yán)格限 制汽車尾氣排放。嚴(yán)格汽車排

3、放關(guān)愛生命健康。【關(guān)鍵詞】污染排放研究生態(tài)平衡1. 緒論為車發(fā)動機(jī)的排放達(dá)到較低的法規(guī)限值要求，僅僅幕改善燃料品質(zhì)及發(fā)動機(jī)工 作 過程是很難實現(xiàn)的，需要通過排氣后處理系統(tǒng)才能達(dá)到 LI 的?？谇皣鴥?nèi)大部分汽 車還 沒有排氣后處理裝置，然而根據(jù)國外汽車排放控制技術(shù)發(fā)展的趨勢，汽車不僅需 要裝后 處理器，而且要設(shè)計控制排放的整個系統(tǒng)，成為發(fā)動機(jī)供油、冷卻、潤滑等系 統(tǒng)之外的 一個新系統(tǒng)，簡稱為排放系統(tǒng)。2 排放系統(tǒng)2. 1 發(fā)動機(jī)排放系統(tǒng)的構(gòu)成(1) 排氣管(2) 后處理裝置(3) 消聲器2. 2 設(shè)計排放系統(tǒng)的必要性及其功能將發(fā)動機(jī)排氣管、后處理裝置及消聲器等作為一個單獨的系統(tǒng)設(shè)汁，除了因為 降

4、 低排放日益顯得重要外，還有下列原因：(1) 低排放、低油耗及高功率是現(xiàn)代車用發(fā)動機(jī)追求的主要 U 標(biāo)，然而有些發(fā) 動 機(jī)參數(shù)的控制措施對實現(xiàn)這三大 LI 標(biāo)是矛盾的，例如混合氣空燃比的控制，為了實現(xiàn)低油耗及低 C02 排放，需要采用稀混合氣燃料 , 而當(dāng)前使用的三元催化劑并不能適 應(yīng)稀混 合氣的燃燒。如果將三者統(tǒng)一作為單獨的系統(tǒng)處理，就能較好地解決矛盾。(2) 現(xiàn)有排氣系統(tǒng)除了要考慮低排放外，還要考慮降低噪聲及排氣熱量的再利 用， 因此要將三者統(tǒng)一起來，納入一個新的系統(tǒng)一排放系統(tǒng)。(3) 至今無論發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)還是后處理裝置的方案及型式都較多，隨著公司發(fā)動機(jī)系列不同而不同。 同時現(xiàn)代汽車使用

5、燃料的種類乂增多， 使用的燃料不同 , 排放物 的組成及降低排放物的對策也不同，很有必要將排放問題從一個系統(tǒng)角度考 慮，逐步實 現(xiàn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化或者模塊化。(4) 現(xiàn)代電子技術(shù)及發(fā)動機(jī)可變技術(shù)的發(fā)展，有可能將原來發(fā)動機(jī)排氣管路的 設(shè) 計與降低排放結(jié)合起來，成為一個單獨的排放系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)訃。3. 發(fā)動機(jī)排放控制技術(shù)的應(yīng)用3. 1 三元催化器3.1.1 簡介三元催化器，是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中最重要的機(jī)外凈化裝置 , 它可將汽車尾 氣排 出的 CO、 HC 和 NOx 等有害氣體通過氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的二氧化碳、水和氮氣。當(dāng)高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中的凈化劑將增強(qiáng)CO 、 HC

6、和NOx 三種氣體的活性，促使其進(jìn)行一定的氧化 -還原化學(xué)反應(yīng)，其中 CO 在高溫 下氧化 成為五色、無毒的二氧化碳?xì)怏w；HC化合物在高溫下氧化成水(H20)和二氧 化碳;NOx還 原成氮氣和氧氣。三種有害氣體變成無害氣體，使汽車尾氣得以凈化。3. 1. 2 工作原理三元催化器的工作原理是 : 當(dāng)高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中 的凈 化劑將增強(qiáng) CO、 HC 和 NOx 三種氣體的活性 ,促使其進(jìn)行一定的氧化 -還原化學(xué) 反應(yīng)， 其中 CO 在高溫下氧化成為五色、無毒的二氧化碳?xì)怏w ; HC 化合物在高溫下氧 化成水 (H20) 和二氧化碳 ; NOx 還原成氮氣和氧氣。三種有害氣

7、體變成無害氣體，使 汽車尾氣得 以凈化。3. 1. 3 性能特點三元催化器性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、壽命長，其產(chǎn)品廣泛適用于本田、奧徳賽、 別克、奧 迪、帕薩特、桑塔納、現(xiàn)代、別克、奧拓、昌河、捷達(dá)等車型。另外承攬 不銹鋼制品、 過濾器、機(jī)箱機(jī)柜等加工業(yè)。三元催化器的載體部件是一塊多孔陶瓷 材料, 安裝在特制 的排氣管當(dāng)中。稱它是載體，是因為它本身并不參加催化反應(yīng)，而 是在上面覆蓋著一層 釦、銬、鋰等貴重金屬。它可以把廢氣中的HC、CO 變成水和 C02, 同時把 Nox 分解成氮氣和氧氣。HC、CO是有毒氣體，過多吸入會導(dǎo)致人死亡 ,而0X會直接導(dǎo)致光化學(xué)煙 霧的發(fā)生。經(jīng)過研究證明，三元催化器是減

8、少這些排放 物的最有效的方法。通過氧化和 還原反應(yīng)，一氧化碳被氧化成二氧化碳，碳?xì)浠衔?被氧化成水和二氧化碳 , 氮氧化合 物被還原成氮氣和氧氣。三種有害氣體都變成了 無害氣體。三元催化劑最低要在 350 攝 氏度的時候起反應(yīng)，溫度過低時，轉(zhuǎn)換效率 急劇下降 ; 而催化劑的活性溫度 （最佳的工作 溫度）是400 °C到800 C左右，過高 也會使催化劑老化加劇。在理想的空燃比 （14.7 :1） 下，催化轉(zhuǎn)化的效果也最好。3.2 曲軸箱通風(fēng)3. 2. 1 作用在發(fā)動機(jī)工作時，總有一部分可燃混合氣和廢氣經(jīng)活塞環(huán)竄到曲軸箱內(nèi)，竄到曲軸箱內(nèi)的汽油蒸氣凝結(jié)后將使機(jī)油變稀，性能變壞。廢氣內(nèi)含

9、有水蒸氣和二氧化硫，水蒸氣凝結(jié)在機(jī)油中形成泡沫，破壞機(jī)油供給 , 這種現(xiàn)象在冬季尤為嚴(yán)重；二氧化 硫遇水 生成亞硫酸，亞硫酸遇到空氣中的氧生成硫酸，這些酸性物質(zhì)的出現(xiàn)不僅使機(jī)油變質(zhì)，而且也會使零件受到腐蝕。山于可燃混合氣和廢氣竄到曲軸箱內(nèi)，曲軸箱內(nèi)的壓力將增大，機(jī)油會從曲軸油封、曲軸箱襯墊等處滲出而流失。流失到大氣中的機(jī)油蒸氣會加大發(fā)動機(jī)對大氣的污染。發(fā)動機(jī)裝有曲軸箱通風(fēng)裝置就可以避免或減 輕上述現(xiàn)象，因此發(fā) 動機(jī)曲軸箱通風(fēng)裝置的作用是： 1 .防止機(jī)油變質(zhì) ：2. 防止曲軸 油封、曲軸箱襯墊滲 漏;3. 防止各種油蒸氣污染大氣。3.2.2 形式與特點1.自然通風(fēng)自曲軸箱內(nèi)抽出的氣體可以直接導(dǎo)

10、入大氣中去 , 這種通風(fēng)方式叫自然通風(fēng)。這 種 通風(fēng)方式結(jié)構(gòu)比較簡單，使用方便，但導(dǎo)入大氣中的可燃混合氣和機(jī)油蒸氣容易污染大氣，因此，現(xiàn)代發(fā)動機(jī)使用不多。按導(dǎo)入大氣中的方式自然通風(fēng)有普通式和呼吸器式。(1) 普通式曲軸箱內(nèi)的油蒸氣通過機(jī)油管的加油口直接與大氣相通。這種通風(fēng)方式不需 要專 門的機(jī)件，各種油蒸氣直接排入到大氣中去，對大氣產(chǎn)生了污染，因此它適用于 要求 不高的農(nóng)村用的一些拖拉機(jī)上的內(nèi)燃機(jī)。(2) 呼吸器式曲軸箱內(nèi)的油蒸氣通過一個呼吸器式的裝置與大氣相通。這種呼吸器裝置是 一個 過濾裝置可將有害氣體吸附，防止污染大氣。圖 1 為南京躍進(jìn)集團(tuán)與意大利合 資生產(chǎn) 的依維柯輕型客車發(fā)動機(jī)的呼吸器