我國汽車尾氣排放控制和對策研究

ANYANGINSTITUTEOFTECHNOLOGY本科畢業(yè)論文我國汽車尾尾氣排放放控制和和對策研研究TheAAnallysiisoofCChinna'ssAuutommobiileExhhausstEEmisssioonCConttrollanndCCounnterrmeaasurres學院名稱：：機械工工程學院院專業(yè)班級：：汽車服服務工程程學生姓名：：QGZ學生學號：：2011x010090xxxx指導教師姓姓名：xxxxxx指導教師職職稱：副教教授2014年55月畢業(yè)設計（論論文）原原創(chuàng)性聲聲明和使使用授權權說明原創(chuàng)性聲明明本人鄭重承承諾：所所呈交的的畢業(yè)設設計（論論文），是是我個人人在指導導教師的的指導下下進行的的研究工工作及取取得的成成果。盡盡我所知知，除文文中特別別加以標標注和致致謝的地地方外，不不包含其其他人或或組織已已經發(fā)表表或公布布過的研研究成果果，也不不包含我我為獲得得安陽工工學院及及其它教教育機構構的學位位或學歷歷而使用用過的材材料。對對本研究究提供過過幫助和和做出過過貢獻的的個人或或集體，均均已在文文中作了了明確的的說明并并表示了了謝意。作者簽名名：日期期：指導教師簽簽名：日期：使用授權說說明本人完全了了解安陽陽工學院院關于收收集、保保存、使使用畢業(yè)業(yè)設計（論論文）的的規(guī)定，即即：按照照學校要要求提交交畢業(yè)設設計（論論文）的的印刷本本和電子子版本；；學校有有權保存存畢業(yè)設設計（論論文）的的印刷本本和電子子版，并并提供目目錄檢索索與閱覽覽服務；；學?？煽梢圆捎糜糜坝?、縮縮印、數數字化或或其它復復制手段段保存論論文；在在不以贏贏利為目目的前提提下，學學?？梢砸怨颊撜撐牡牟坎糠只蛉績热萑?。作者簽名：：日期期：目錄中文、摘要要1英文、摘要要2第1章緒論論31.1論文文研究的的背景331.2論文文研究的的目的及及意義331.3論論文的主主要內容容及結構構安排33第2章汽車車尾氣排排放污染染物的種種類及其其危害552.1一氧氧化碳的的危害552.1.11CO的危害害52.1.22CO形成成的影響響因素662.2氮氧氧化合物物的危害害72.2.11NOxx的危害害72.2.22NOOx形成成的影響響因素882.3碳氫氫化合物物的危害害92.3.11HC的危危害92.3.22HC的形形成的影影響因素素102.4微粒粒的危害害102.4.11微粒的的危害1102.4.22微粒生生成的影影響因素素10第3章汽車車尾氣排排放控制制技術1123.1機內內凈化技技術1223.1.11燃燒室室結構的的改進技技術1223.1.22曲軸箱箱強制通通風技術術123.1.33電控燃燃油噴射射技術1133.1.44廢氣再再循環(huán)控控制（EEGR）技技術1663.11.5稀稀薄燃燒燒技術1173.2機外外凈化技技術1993.2.11三元催催化轉技技術1993.2.22熱力學學機外凈凈化技術術213.2.33燃油蒸蒸發(fā)控制制22第4章我國國汽車尾尾氣排放放控制技技術的發(fā)發(fā)展趨勢勢244.1新型型清潔燃燃料2444.2稀燃燃催化技技術2444.3均質質混合氣氣壓燃225結論26致謝27參考文獻228PAGE40我國汽車尾尾氣排放放控制與與對策研研究摘要：：隨著市市場經濟濟的快速速發(fā)展和和社會進進步，人人們在生生活水平平提高的的同時，壞壞境問題題日益成成為人們們日益關關注的焦焦點。汽汽車尾氣氣排放問問題也越越來越被被世界各各國政府府所重視視。為了了治理環(huán)環(huán)境污染染，各國國相繼針針對汽車車尾氣排排放制定定強制性性排放標標準，以以減少和和控制污污染物的的排放量量。本本文以我我國汽車車尾氣排排放控制制技術以以及發(fā)展展趨勢為為主。解解析了汽汽車尾氣氣排放與與對策的的背景及及現狀，同同時指出出汽車尾尾氣污染染物的種種類和形形成機理理及影響響因素，主主要包括括CO、HHC、NNox，以以及這些些污染物物對人們們的危害害。闡述述了現有有汽車尾尾氣排放放控制的的響應的的技術措措施，重重點是機機內控制制技術和和機外控控制技術術。機內內控制技技術主要要包括燃燃燒室結結構的改改進技術術、曲軸軸箱強制制通風、電電控燃油油噴射技技術、廢廢氣再循循環(huán)、多多氣門技技術、稀稀薄燃燒燒技術，機機外控制制技術主主要包括括三元催催化技術術、熱力力學機外外凈化技技術、燃燃油蒸發(fā)發(fā)控制技技術，并并對以后后汽車尾尾氣排放放控制技技術的發(fā)發(fā)展進行行了展望望。關鍵詞：汽汽油機排放放控制機內內凈化機外外凈化TheAAnallysiisoofCChinna'ssAuutommobiileExhhausstEEmisssioonCConttrollanndCCounnterrmeaasurresAbstrractt：WitthtthedevveloopmeentofsocciettyaandtheeimmproovemmenttoffPeeopllesLivveeenviironnmenntallprrobllemisbeccomiingtheefoocussoffthhewworlld..Theepoolluutioonffrommauutommobiileismorreaandmorresseriiouss.MMoreeanndmmoreeatttenntioonffrommthheggoveernmmenttanndssociietyyarreppaiddonnveehiccleemiissiionss.FForconntroolppolllutiion,,evveryycoounttryconntroolrrequuireemenntaabouutttheemiissiionpollluttionn:coonsttituutetheecoompeelliingemiissiionstaandaardsstoocoontrroltheeemmisssionnfrromauttomoobille.Thisartticllettakeesoourcouuntrryaautoomobbileeexxhauustemiissiionconntroolttechhnollogyyanndddeveeloppmenntttrennds..Annalyysessthhebbackkgroounddoffveehiccleemiissiionssanndccounnterrmeaasurresanddthheppressenttsiituaatioon,poiinteedoouttheetyypessoffveehiccleexhhausstppolllutaantanddthhefformmatiionmecchannismmanndiinflluenncinngffacttorss,mmainnlyinccluddinggCOO,HHC,NNox,anddthheseepoolluutioontss’haarmtohummanboddy.Theeannalyysissonnreeasoonfforforrminngoofaautoomibbleemiissiion,,anndaanallyzeesttheinfflueenciingfacctorrs.Desscriibinngtthemobbileeemmisssionncoontrroltecchnoologgyiineexisstennce..Noow,theemaainconntroolttechhnollogiiesathommeaandabrroaddarreeengiinginssideecoontrroltecchniiqueeanndeengiineouttsiddecconttrollteechnniquueiinsiideconntroolttechhniqquemaiinlyyinncluudessthheccombbusttionnchhambberstyyucttureeoffthheiimprroveemennt,theecrrankkcassefforccedvenntillatiion,,EleectrroniicFFuellInnjecctioonttechhnillogyy,wwastteggasreccycllingganndvvalvvettechhnollogyy,tthinncoombuustiiontecchnoologgy,enggineeouutsiideconntroolttechhniqquemaiinlyyinncluudessThhreee-waay-CCataalysst(TTWC)),ttherrmoddynaamissicsscaakelayyerpurrifiicattionnteechnnoloogy,,fuuelevaaporratiionconntroolttechhnollogyy.Anddinnthheffutuuretheegaasonnlinneeengiineemiissiionconntroolttechhnollogyydeevellopmmenttdiirecctioonwwasgivven..Keywwordds：GGasoonliine;;EmiissiionConntrool;PuuriffyIIn-eengiine;;ExxterrnallPuurifficaatioon第1章緒論1.1論論文研究究的背景景世界上第一一輛現代代汽車被被制造出出來后，人人們的生生活發(fā)生生著翻天天覆地的的變化。汽車成為為人們的的大眾消消費品。據不完全統(tǒng)計，我國在幾年前擁有駕駛證的人就已經超過了兩億，而且還在以年增長人數為萬人數增長，同時，截至2010年，我國居民擁有汽車達到一億多輛，且年增長達到一千五百多萬輛，其中十八個大中城市汽車保有量就超過了百萬輛。截止到2011年年末，全國私人汽車共有九千三百多萬輛。目前我國汽汽車基本本是以汽汽油、柴柴油等為為燃料，這這些燃料料燃燒后后會產生生許多復復雜混顆顆粒物，且大多多數化合合物會對對環(huán)境造造成嚴重重污染。汽車尾氣的危害眾所周知，不但能夠破壞我們現有的環(huán)境，還能對我們自身身體健康產生極大不良影響。首先，汽車車排放的的尾氣含含有大量量CO2，是造造成溫室室效應的的重要因因素，近近年來城城市的熱熱島效應應不斷增增強，這這與日益益增多的的汽車尾尾氣排放放量是呈呈正相關關的。其其次，汽汽車尾氣氣中所含含有的CCO極易易與人體體血液中中血紅蛋蛋白結合合，從而而使得血血紅蛋白白的攜氧氧運輸的的能力大大大減弱弱，使得得神經中中樞系統(tǒng)統(tǒng)缺氧，嚴嚴重的將將直接致致人死亡亡。再次次，汽車車尾氣中中常有大大量含鉛鉛物質，且且顆粒較較小的鉛鉛可以被被人體肺肺部吸收收，積累累到一定定程度會會對人的的心臟、肺肺等造成成嚴重損損害，尤尤其對于于兒童智智力發(fā)展展有著不不可低估估的傷害害。同時時，汽車車尾氣中中含有的的氰化物物和NOOx能夠夠在強烈烈太陽光光紫外線線的照射射下產生生一種復復雜的光光化學反反應，最最后形成成光化學學污染，影影響人們們的身體體健康。由此看看出，我我國汽車車產業(yè)的的蓬勃發(fā)發(fā)展，對對我國城城市建設設和生態(tài)態(tài)環(huán)境帶帶來了前前所未有有的壓力力和挑戰(zhàn)戰(zhàn)。1.2論論文研究究的目的的及意義義研究本課題題的目的的就是要要充分認認識汽車車污染物物分類和和生成機機理以及及影響汽汽車污染染物形成成的因素素，了解解我國現現階段對對于汽車車尾氣排排放所執(zhí)執(zhí)行的控控制標準準和執(zhí)行行現狀。其其意義是是可以通通過了解解分析汽汽車污染染物的分分類、形形成原因因、影響響因素等等對我國國汽車排排放控制制方面有有更深一一步的認認識，進進而在解解決我國國汽車尾尾氣排放放控制問問題時找找到合理理有效的的方法。這這對于我我國汽車車工業(yè)的的可持續(xù)續(xù)發(fā)展以以及人民民的健康康生活有有著不可可代替的的意義和和作用。1.3論論文的主主要內容容及結構構安排論文共分四四章。第1章緒緒論，提提出了本本論文研研究的背背景、主主要內容容，課題題研究的的意義及及目的。第2章汽汽車尾氣氣排放污污染物的的種類、危危害，主主要是通通過對污污染物的的分類、形形成進行行了解，并并對影響響因素進進行分析析。第3章汽汽車尾氣氣排放控控制技術術方法及及其原理理，通過過敘述現現階段各各種尾氣氣排放控控制方法法，分析析其工作作原理和和影響因因素。第4章我我國汽車車尾氣排排放控制制技術發(fā)發(fā)展趨勢勢，通過過介紹各各種在汽汽車尾氣氣排放控控制方面面的新技技術對其其發(fā)展趨趨勢作出出合理預預測。第2章汽車尾尾氣排放放污染物物的種類類及其危危害汽車尾氣排排放污染染物的成成分復雜雜，除氮氮、氧、CO?、氫和水蒸氣等無害氣體外，其他均為有害成分。它們一方面是從排氣管排出的廢氣和其他部位漏出的燃料蒸汽，另一方面來自曲軸箱竄氣。主要包括不完全燃燒的CO，未燃燒的HC，高溫燃燒生成的NOx，燃燒生成的SO2、微粒物等。汽車尾氣造成的空氣污染的危害深遠而廣泛，已成為威脅人類社會持續(xù)發(fā)展的一大威脅。2.1一氧氧化碳的的危害CO是不不完全燃燃燒的產產物之一一。若能能組織良良好的燃燃燒過程程，即具具備充足足的氧氣充分混混合，足足夠高的的溫度和和較長滯滯留時間間，中間間產物CCO最終終會燃燒燒完畢，生生成COO?或H?O。因因此，控控制COO排放不不是企圖圖抑制它它的形成成，而是是努力之之完全燃燒燒。它的主主要形成成過程是是：C++O?(不充充足)→COO2.1.11COO的危危害CO是一種種對血液液和神經經系統(tǒng)毒毒性很強強的污染染物?？湛諝庵械牡囊谎趸迹ㄍㄟ^呼吸吸系統(tǒng)進進入人體體血液內內，與血血液中的的血紅蛋蛋白、肌肌肉中的的肌紅蛋蛋白、含含二價鐵鐵的呼吸吸酶結合合，形成成可逆性性的結合合物。正常情情況下，經經過呼吸吸系統(tǒng)進進入血液液的氧，將將與血紅紅蛋白結結合，形形成氧血血紅蛋白白被輸送送到機體體的各個個器官和和組織，參參與正常常的新陳陳代謝活活動。如如空氣中中CO濃度度過高，大大量的進進入血液液的COO，優(yōu)先先與血紅紅蛋白結結合，形形成碳氧氧血紅蛋蛋白。CO與血血紅蛋白白結合，不不僅降低低血球攜攜帶氧的的能力，而而且還延延緩氧血血紅蛋白白的解析析和釋放放，導致致機體組組織因缺缺氧而壞壞死，嚴嚴重者可可能危及及人的生生命。人體內正常常水平CCOHbb含量為為0.55%左右右，安全全值約為為10%%。當CCOHbb含量達達到255%～330%，顯顯示中毒毒癥狀，幾幾小時后后陷入昏昏迷。當當COHHb含量量達到770%，即即刻死亡亡。血液液中COOHb含含量達到到30%%～400%，血血液呈現現櫻紅色色，皮膚膚、指甲甲、口唇唇部均有有顯示。同同時，還還出現頭頭痛、惡惡心、嘔嘔吐、心心悸等癥癥狀，甚甚至突然然昏倒。深深度中毒毒者出現現驚厥，腦腦和肺部部出現水水腫，心心肌受到到損害等等癥狀，如如不及時時搶救，極極易導致致死亡。美國衛(wèi)生部門把COHb不超過2%作為制定空氣中的CO限值標準的依據。考慮到老人、兒童和心血管疾病患者的安全，我國環(huán)境衛(wèi)生部門規(guī)定：空氣中CO日平均濃度不得超過1毫克/立方米（0.8ppm）；一次測定最高容許濃度為3毫克/立方米（2.4ppm）。具體的CO對人體危害見表2.1，2.2所示表2.1CO對對人體影影響CO(pppm)CO(%))中毒程度對人危害1001600.010.0166慢性中毒長期接觸使使人頭痛痛、乏力力、記憶憶力減退退、失眠眠4000.04輕度中毒1小時后頭頭痛、頭頭暈、疲疲倦、惡惡心6008000.060.08中度中毒1小時后心心悸、呼呼吸困難難甚至昏昏厥，00.5--1小時時后呼吸吸困難、昏昏迷10004000100000重度中毒出現昏迷、陣陣發(fā)性抽抽搐、很很快昏迷迷、搶救救不及時時會短時時間失去去知覺甚甚至死亡亡表2.2COO對人體體危害CO濃度（11/100000000）對人體影響響5-10對呼吸道患患者有影影響30人滯留8hh，視力力及神經經機能出出現障礙礙，血液液中COO-Hbb=5%%40人滯留8hh，出現現氣喘120人1h滯留留，中毒毒，血液液中COO-Hbb>100%250人2h接觸觸，頭痛痛，血液液中COO-Hbb=400%500人3h接觸觸，劇烈烈心痛、眼眼花、虛虛脫300030minn即死亡亡2.1.22COO形成的的影響因因素CO是人們們最早發(fā)發(fā)現的污污染物之之一，它它是汽車車尾氣排排放中有有害濃度度最大的的成分。它它的生成成主要和和混合氣氣質量及及濃度有有關。首先，燃料料不完全全燃燒是是CO形形成的主主要因素素。COO是烴類類燃料在在燃燒過過程中由由缺氧而而不能完完全燃燒燒形成的的中間產產物，一一般認為為空燃比比A/FF=144.7時時，烴類類燃料會會完全燃燃燒，生生成COO2和水；；空燃比比A/FF<144.7時時，混合合氣過濃濃，燃料料不能完完全燃燒燒，生成成中間產產物COO；空燃燃比A//F>114.77時，烴烴類燃料料完全燃燃燒，尾尾氣排放放中不含含有COO，而有有剩余的的氧氣。其次，混合合氣混合合不均也也是造成成CO形形成的重重要原因因。理論論上在富富氧燃燒燒（A//F>114.77）時，排排氣中CCO不會會存在，而而會剩余余過多的的氧氣。但但在實際際中混合合氣不可可能絕對對均勻，總總會有過過濃區(qū)和和稀薄區(qū)區(qū)。加上上進氣管管壁面上上有油膜膜存在，油油膜隨著著進氣過過程邊流流動邊蒸蒸發(fā)，也也會造成成混合氣氣不均，且且由于各各缸工作作不平衡衡等現象象，都會會造成CCO的產產生。再者，COO2和水蒸蒸氣在高高溫時分分解也可可能造成成CO產產生。即即使在稀稀薄燃燒燒時，有有足夠氧氧氣供應應，且混混合氣混混合均勻勻，但由由于發(fā)動動機缸內內燃燒后后溫度很很高，超超過20000度度時，已已經形成成的COO2也會有有一部分分產生高高溫離解解反應。而而且，溫溫度愈高高，離解解反應愈愈劇烈，生生成的CCO會愈愈多。水水蒸氣在在高溫時時也會分分解成氫氫氣和氧氧氣，氫氫氣參加加燃燒反反應，會會使COO2還原成成CO。由此可見，CCO在燃燃燒過程程中形成成的主要要原因可可歸結為為氧的不不足，一一旦它形形成后，如如不及時時在燃燒燒中獲得得氧的補補充就會會以不完完全氧化化狀態(tài)排排出機外外。同時時，以下下因素也也會對CCO的產產生有較較大影響響。1..負荷的的影響。隨隨著發(fā)動動機負荷荷由大到到小不斷斷變化，進進氣管壓壓力也由由小到大大。在發(fā)發(fā)動機小小負荷和和大負荷荷工況時時，所提提供的混混合氣較較濃，此此時，CCO排放放濃度較較高。2..怠速的的影響。適適當提高高怠速轉轉速可降降低COO排放量量。因為為隨著怠怠速的提提高，進進氣節(jié)流流度將減減小，進進入的氣氣體量將將增加，燃燃燒較充充分，從從而COO排放量量降低。3..點火時時刻影響響。點火火時刻推推遲可降降低COO排放量量，但推推遲點火火時刻，發(fā)發(fā)動機燃燃油經濟濟性會下下降。點點火時刻刻過分推推遲，CCO排放放量還會會增加，這這是發(fā)動動機燃燒燒時間短短氧化不不完全的的結果。2.2氮氮氧化合合物的危危害2.2.11NOOx的危危害NOx是在在燃燒過過程中的的高溫條條件下在在燃燒室室內形成成的，它它是在燃燃燒過程程中氮和和氧原子子的許多多基本反反應的結結果。捷捷尓杜維維奇鏈式式反應機機理認為為NO的的形成反反應與分分解有以以下反應應支配：：N+O?＝NOO+O（可逆逆）NO排入大大氣后，又又被氧化化成NOO?。它與空空氣中的的水結合合最終會會轉化成成硝酸和和硝酸鹽鹽，硝酸酸是酸雨雨的成因因之一；；它與其其他污染染物在一一定條件件下能產產生光化化學煙霧霧污染。而酸雨危害是多方面的，包括對人體健康、生態(tài)系統(tǒng)和建筑設施都有直接和潛在危害。酸雨可使兒童免疫功能下降，慢性咽炎、支氣管哮喘發(fā)病率增加，同時可使老人眼部、呼吸道患病率增加。酸雨還可使農作物大幅度減產，特別是小麥，在酸雨影響下可減產13%至34%。大豆、蔬菜也易受酸雨危害導致蛋白質含量和產量下降。酸雨對植物危害也較大，常使森林和其他植物大面積死亡。此外，NOx還可對中樞神經系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等產生危害。具體的NO2對人的健康的影響如表2.3以及一些大城市對空氣中NO的含量測定見表2.4表2.3不同同濃度的的二氧化化氮對人人體健康康的影響響濃度（pppm）對人體影響響1.0聞到氣味5.0聞到很強的的臭味10-155眼、鼻、呼呼吸道受受到強烈烈刺激501分鐘內人人體呼吸吸異常、鼻鼻受到刺刺激803-5分鐘鐘內引起起胸痛100-1150人在0.55-1小小時會因因為肺水水腫而死死亡200以上上人會瞬間死死亡表2.4一一些大城城市對空空氣中NNO的含含量測定定一氧化氮二氧化氮日最大含量量（pppm）0.13--0.3370.05--0.112月最小含量量（pppm）0.01--0.0040.01--0.004月最大含量量（pppm）0.05--0.1110.04--0.006年平均含量量（pppm）0.03--0.0070.02--0.0052.2.22NOOx形成成的影響響因素NOx生成成量很大大程度上上取決于于溫度，并并呈指數數關系。它它是由燃燃燒所產產生高溫溫使空氣氣中的氧氧氣和氮氮氣分解解化合生生成的，燃燃燒溫度度越高，尾尾氣中NNOx的的含量越越大。NNOx含含量也與與氧氣濃濃度有很很大關系系，氧濃濃度高時時有利于于生成NNOx。1.過量空空氣系數數和燃燒燒溫度的的影響。過量空氣系系數在11.1附附近時，NNOx生生成量最最高，過過濃過稀稀都會降降低。當當過量空空氣系數數小于11時，燃燃燒實在在還原氣氣氛中進進行，NNO難以以形成；；燃料過過稀時，會會由于燃燃燒溫度度下降，使使NO的的生成速速度減慢慢；只有有在過量量空氣系系數等于于1.11附近，才才能兼有有高溫和和富氧兩兩個必要要條件，最最有利于于NO生生成。2.殘余余廢氣分分數的影影響。殘余廢氣分分數定義義為缸內內殘余廢廢氣質量量與進氣氣終了時時氣缸充充氣質量量的比。當當可燃混混合氣中中的廢氣氣分數增增大時，即即減小了了的發(fā)熱熱量又增增加了混混合氣比比熱容，都都使最高高燃燒溫溫度下降降，從而而使NOO的排放放量降低低。3.點火火時刻的的影響。當點火提前前角減小小時，NNO不斷斷下降。增增大點火火提前角角使較大大部分燃燃料在壓壓縮上止止點前燃燃燒，增增大了最最高燃燒燒壓力值值，從而而導致較較高的燃燃燒溫度度，并使使已燃氣氣體在高高溫下停停留的時時間較長長，而這這將會NNO排放放量增加加。2.3碳碳氫化合合物的危危害2.3.11HCC的危害害汽車未燃烴烴排放系系指排放放的沒有有燃燒或或部分燃燃燒的HHC的總總稱。包包括排氣氣中的未未燃烴，燃燃油供給給系統(tǒng)和和燃燒室室的蒸發(fā)發(fā)排放和和泄露的的HC。排排氣中的的HC是是由未燃燃燒的燃燃燒烴、不不完全氧氧化產物物及燃燒燒過程中中部分被被分解的的產物所所組成。HHC濃度度日變化化規(guī)律當當大氣中中碳氫化化合物濃濃度達到到一定值值后，在在氣象條條適應的的情況下下，便會會發(fā)生光光化學反反應，產產生的某某些強氧氧化物質質會對人人體的視視覺器官官及呼吸吸系統(tǒng)產產生巨大大危害。HC對人體體有傷害害的主要要是苯類化合合物，含含笨的化化合物一一般都有有毒，常常見的有有甲苯，二甲甲苯，苯類化合合物一般般都能使使人致癌癌。甲苯苯、丙烴烴醛等醛醛類氣體體濃度超超過1//100000000時就就會對眼眼睛、呼呼吸道和和皮膚有有較強的的刺激作作用；濃濃度超過過25//100000000時，會會引起頭頭暈、嘔嘔吐，紅紅白血球球減少，貧貧血；濃濃度超過過10000/1100000000時，會會急性中中毒。多多環(huán)芳香香烴是強強致癌物物，烴類類成分也也是引起起化學煙煙霧的重重要物質質。HC的生成成原因較較復雜，可可從以下下幾方面面分析。1.室壁激激冷效應應汽油機室壁壁激冷效效應是指指當火焰焰?zhèn)鞑r時，因接接近燃燒燒室壁面面的混合合氣被冷冷卻，火火焰到達達燃燒室室壁面前前就消失失的一種種現象。汽汽油機氣氣缸內燃燃料和空空氣的均均質混合合氣是靠靠火焰?zhèn)鱾鞑ザ既紵模鸹鹧婷媲扒暗?mmm-22mm為為預熱層層。預熱熱層中燃燃料和部部分氧化化產物不不能夠進進一步轉轉化為燃燃燒產物物，而以以未燃烴烴和含氧氧碳氫化化合物的的形式排排出。汽汽油機在在正常的的工作情情況下，排排氣中的的HC主主要來自自室壁激激冷效應應的未燃燃烴。2.燃燒室室縫隙效效應火焰不能在在激冷縫縫隙內傳傳播的現現象稱為為燃燒室室縫隙效效應。一一般在小小于1mmm的縫縫隙內，如如活塞頂頂部與第第一道氣氣環(huán)間空空隙混合合氣因火火焰無法法傳入其其中而不不能完全全燃燒，是是HC排排放的來來源之一一。3.燃料燃燃燒不完完全在發(fā)動機機工作時時，燃料料不完全全燃燒與與著火前前混合氣氣條件、燃燃燒室內內燃燒條條件、膨膨脹行程程溫度條條件及排排氣系統(tǒng)統(tǒng)反應條條件均有有密切的的關系。HHC既有有未燃的的燃料，也也有燃燒燒不完全全的產物物和部分分被分解解的產物物，所以以一切妨妨礙燃料料燃燒的的條件都都是HCC形成的的原因。混混合氣過過濃、過過稀、燃燃燒霧化化不良或或混入廢廢氣過多多時，使使未燃部部分的燃燃料以HHC的形形式排出出。2.3.22HCC的形成成的影響響因素（１）空燃燃比對碳碳氫化合合物排放放量的影影響。當當空燃比比低于118：11時，未未燃HCC排放量量隨著混混合氣濃濃度的下下降而降降低。因因為隨著著空氣燃燃油混合合比的增增大，缸缸壁冷面面和冷隙隙縫中的的碳氫化化合物含含量將減減少。氣氣缸內含含氧量增增加，HHC可充充分燃燒燒?？諝鈿馊加突旎旌媳燃s約為177:1時時，發(fā)動動機運行行在理想想狀態(tài)，未未燃燒的的HC排排放量達達到最低低。當空空氣燃油油混合比比高于118:11時，混混合氣過過于稀薄薄，容易易發(fā)生火火焰?zhèn)鞑ゲゲ煌耆踔翑鄶嗷穑次碒C排排放量也也將增加加。（2）負荷荷對于HHC排放放量的影影響。當當發(fā)動機機在小負負荷工況況時，供供給發(fā)動動機的混混合氣較較濃，缸缸壁冷面面和冷隙隙縫作用用較強，HHC含量量較高。若若壓力低低于200Kpa，還還可能發(fā)發(fā)生火焰焰?zhèn)鞑ゲ徊煌耆?，使使HC含含量明顯顯增加。當當進氣管管壓力升升高時，混混合氣濃濃度變稀稀，HCC排放量量也會相相應降低低。（3）發(fā)動動機轉速速對HCC排放量量的影響響。發(fā)動動機轉速速升高，增增強了氣氣缸中的的擾流混混合和渦渦流擴散散，從而而改善了了氣缸內內的燃燒燒效果，增增強了缸缸壁冷面面的氧化化狀況，使使HC排排放量降降低。2.4微微粒的危危害2.4.11微粒的的危害由于燃燒不不完善，產產生的碳碳粒子及及氣相物物統(tǒng)稱為為炭煙。汽車發(fā)動機排出的炭煙微粒主要由碳粒子、未燃的碳氫化合物、硫化物、氧化物及含金屬成分的揮發(fā)等組成。通常將顆粒直徑大于0.002μm的任何固體或液體粒子稱為微粒(PM)。汽車排放出的炭煙微粒是由燃油、潤滑油以及其中的添加劑未完全燃燒的產物，再加上運動零件磨損下來的金屬屑、未過濾掉的空氣中雜質以及它們的燃燒產物所構成。如不加區(qū)分可將它們概括稱之為總炭煙微粒。柴油機排放放物含的的一些多多環(huán)芳香香烴，如如苯并芘芘、蒽丁丁二稀及及醛類等等有毒物物質。國國際癌癥癥研究機機構等單單位19998年發(fā)發(fā)表的研研究報告告指出。柴柴油機微微粒排放放中的一一些物質質如苯并并芘、苯苯蒽等具具有形成成腫瘤及及致癌的的潛在危危險。國國際上及及我國一一些大城城市呼吸吸系統(tǒng)疾疾病及肺肺癌死亡亡率上升升與汽車車有毒排排放物有有密切的的關系。2.4.22微粒生生成的影影響因素素汽油機的排排氣微粒粒主要有有三種來來源：含含鉛汽油油中的鉛鉛、有機機微粒、來來自汽油油中的硫硫所產生生的硫酸酸鹽。硫酸酸鹽的排排放主要要涉及排排氣系統(tǒng)統(tǒng)中有氧氧化催化化劑的車車用發(fā)動動機。汽汽油中的的硫在燃燃燒中轉轉化為SSO2，被排排氣系統(tǒng)統(tǒng)中催化化劑氧化化成SOO3后，與與水結合合成硫酸酸霧。因因此，汽汽油機硫硫酸鹽的的排放量量直接取取決于汽汽油中的的硫含量量。炭煙煙排放只只在用很很濃的混混合氣時時才會遇遇到，對對調整好好的汽油油機不是是主要問問題。此此外，當當發(fā)動機機技術狀狀態(tài)不良良導致潤潤滑油消消耗很大大時，會會使排氣氣冒藍煙煙，這是是未燃燒燒潤滑油油微粒構構成的氣氣溶膠。１．負荷與與轉速的的影響發(fā)動機負荷荷于轉速速影響微微粒的形形成，在在高速小小負荷時時，單位位油耗的的微粒排排放量較較大，且且隨著負負荷的增增大，微微粒排放放量降低低；而在在低速大大負荷時時，微粒粒排放量量又由于于燃空比比的增加加而有所所上升。微微粒排放放量隨負負荷有這這樣的變變化趨勢勢，是由由于小負負荷時燃燃空比和和溫度均均較低，氣氣缸內稀稀薄混合合區(qū)較大大，且處處于燃燒燒界限之之外而不不能燃燒燒，造成成了冷凝凝聚合的的有利條條件，從從而有較較多的微微粒生成成；在大大負荷時時，燃空空比和溫溫度均較較高，造造成了裂裂解和脫脫氫的有有利條件件，使微微粒排放放量又有有了上升升；在接接近全負負荷時微微粒排放放急劇增增加，這這時雖然然總體過過量空氣氣系數仍仍大于11，但是是由于燃燃燒室內內可燃混混合氣不不均勻，局局部會有有過濃，導導致微粒粒大量生生成。２．燃料的的影響柴油中的芳芳香烴含含量及柴柴油的餾餾程對柴柴油機的的微粒排排放量有有明顯的的影響。實實驗表明明：燃油油中芳香香烴含量量及餾程程越高，在在相同的的試驗條條件下，微微粒排放放量越大大；而烷烷烴含量量越高，微微粒排放放量越少少。燃油油的十六六烷值對對煙粒排排放也有有明顯影影響。試試驗表明明：柴油油機的排排煙濃度度隨十六六烷值的的提高而而增大。其其原因可可能是由由于十六六烷值較較高的燃燃油穩(wěn)定定性較差差，在燃燃燒過程程中炭粒粒的生成成速率較較高所致致。３．空氣渦渦流的影影響適當增加空空氣渦流流，可使使油滴蒸蒸發(fā)加快快，空氣氣卷入量量增多，有有利于改改善混合合氣品質質，以減減少炭煙煙排放量量。但是是，對于于減少炭炭煙排放放有利的的渦流，不不一定有有利于減減少其他他微粒和和有害物物的排放放。４．其他因因素的影影響由于高溫缺缺氧是造造成坦言言生成量量增加的的重要原原因，所所以凡是是能提高高充氣效效率以及及增大進進氣量的的措施，都都可以減減少炭煙煙排放。適適當提高高燃燒內內的空氣氣溫度和和壁溫，可可以改善善燃料著著火條件件，減少少微粒排排放。另另外，噴噴油定時時、噴油油規(guī)律、噴噴油壓力力以及噴噴油嘴噴噴射狀況況等各種種噴油參參數也會會對炭煙煙的產生生產生一一定的影影響。第3章汽車尾尾氣排放放控制技技術汽車尾氣排排放控制制技術有有很多，主主要分為為機內凈凈化和機機外凈化化技術。機內凈化就就是從有有害排放放物的產產生機理理及其影影響因素素出發(fā)，以以改進發(fā)發(fā)動機燃燃燒過程程為核心心，以達達到減少少和抑制制污染物物生成為為目標的的各種技技術，主主要包括括燃燒室室結構的的改進、曲曲軸箱強強制通風風、廢氣氣再循環(huán)環(huán)技術、稀稀薄燃燒燒技術、電電控技術術等。3.1機內內凈化技技術3.1.11燃燒室室結構的的改進技技術燃燒室形形狀優(yōu)化化燃燃燒室形形狀優(yōu)化化原則是是盡可能能緊湊，面面積比SS/V要要??；火火花塞裝裝在燃燒燒室中央央的位置置，以縮縮短火焰焰的傳播播距離。其其主要優(yōu)優(yōu)點如下下：（1）緊湊湊的燃燒燒室可使使燃燒時時間縮短短，混合合氣燃燒燒迅速，提提高熱效效率，可可降低CCO和HHC的排排放；（22）緊湊湊的燃燒燒室可有有效提高高機械辛辛烷值，防防止爆震震。汽油油機可以以進一步步提高壓壓縮比以以改善熱熱效率；；（3）面面積比SS/V變變小，可可減輕燃燃燒壁面面的淬熄熄效應，減減少HCC排放。(4)改善善缸內氣氣流運動動提高氣氣缸內混混合氣的的湍流程程度，有有助于混混合氣快快速和完完全燃燒燒。這是是因為靜靜止或層層流混合合氣的火火焰?zhèn)鞑ゲニ俣纫灰话悴怀^1mm/s，而而湍流時時可達到到1000m/ss以上。改改善氣流流運動的的主要方方法有加加強進氣氣渦流和和壓縮渦渦流。進進氣渦流流可以通通過改進進進氣道道形狀來來實現。3.1.22曲軸箱箱強制通通風技術術1.曲軸箱箱竄氣的的危害曲軸箱強制制通風裝裝置是將將曲軸箱箱中的碳碳氫化合合物強行行導入發(fā)發(fā)動機進進氣歧管管和燃燒燒室重新新燃燒，以以免碳氫氫化合物物進入大大氣造成成污染。在在發(fā)動機機工作時時，由于于活塞環(huán)環(huán)不能使使活塞和和氣缸壁壁之間完完全密封封，一些些未燃燒燒的空氣氣燃油混混合氣和和已燃燒燒的其他他物質在在壓力和和動力沖沖程的作作用下，通通過活塞塞環(huán)進如如曲軸箱箱。這些些氣體主主要是碳碳氫化合合物，人人們把它它稱為曲曲軸箱竄竄氣。它它不僅會會造成大大氣污染染，還有有氣體嚴嚴重危害害。竄氣氣中包涵涵碳氫化化合物、水水蒸氣、煙煙灰和塵塵土等。它它們進入入曲軸箱箱后首先先和發(fā)動動機機油油混合，造造成機油油黏度和和潤滑性性下降。水水蒸氣如如果冷凝凝，會和和其他物物質形成成鹽酸，嚴嚴重腐蝕蝕發(fā)動機機內部軸軸承表面面，加速速零件的的磨損。為為防止這這一情況況，之前前的車輛輛是安裝裝從曲軸軸箱引出出的通風風管道，使使這些氣氣體逸入入大氣?，F現在，各各國排放放法規(guī)都都要求必必須將這這些混合合氣引回回到燃燒燒室重新新燃燒。2.曲軸箱箱強制通通風控制制策略一般來說，進進氣歧管管真空度度對竄氣氣混合氣氣的產生生的影響響對發(fā)動動機轉速速更大因因此，如如果氣缸缸蓋罩和和進氣歧歧管只是是簡單的的用以根根管子連連接，不不會很有有效的解解決這一一難題。因因為歧管管負壓在在低負荷荷時最強強，而這這時竄缸缸混合氣氣少；在在高負荷荷時最弱弱，而這這時竄缸缸混合氣氣多。這這就是說說，竄缸缸混合氣氣多時，歧歧管所能能吸收的的卻很少少，反之之亦然。故故此，在在曲軸箱箱和進氣氣歧管之之間安裝裝曲軸箱箱強制通通風閥（PPCV），以便便根據歧歧管真空空度改變變容許進進入氣缸缸重新燃燃燒的竄竄缸混合合氣量。相相關原理理如圖33.1..3.1PPCV閥閥工作原原理圖（1）發(fā)動動機停機機或回火火時。由由于其自自身重量量和彈簧簧重量，PPCV閥閥關閉。（2）怠速速運轉或或減速時時。負壓壓很強，PPCV閥閥上移打打開。但但是由于于真空通通道仍然然狹窄，竄竄氣混合合氣量還還是很少少。（3）正常常運轉時時。真空空度正常常，真空空通道擴擴寬，部部分打開開。（4）加速速或高負負荷時。PPCV閥閥完全打打開，真真空通道道也完全全開啟。3.1.33電控燃燃油噴射射技術為了進一步步降低排排放，改改善燃油油經濟性性，燃油油電控技技術得到到飛速發(fā)發(fā)展。目目前，國國內外主主要采用用的有：：怠速控控制、減減速斷油油控制、冷冷啟動控控制、電電子點火火控制等等。這些些都是目目前燃油油發(fā)動機機排放控控制的主主流技術術。1.電控燃燃油噴射射技術的的工作原原理電控燃油噴噴射系統(tǒng)統(tǒng)利用各各種傳感感器檢測測發(fā)動機機的各種種工況，經經電控單單元的判判斷、計計算，使使發(fā)動機機在不同同的狀態(tài)態(tài)下都能能獲得合合適的空空燃比的的混合氣氣。在閉閉環(huán)控制制系統(tǒng)中中采用氧氧傳感器器反饋控控制，可可使空燃燃比的控控制精度度進一步步提高。在在汽車運運行各種種條件下下空燃比比得到適適當的修修正，使使發(fā)動機機在各種種工況下下獲得最最佳空燃燃比。過過量空氣氣系數直直接決定定燃料在在氣缸內內燃燒的的狀況。當當它大于于1時，氣氣缸內的的空氣在在理論上上是富氧氧，然山山完全，生生成污染染物很少少。是在在過量空空氣系數數約為11.1時時，最有有利于氮氮氧化合合物的生生成。電電子控制制燃油噴噴射系統(tǒng)統(tǒng)可以用用微機來來控制每每個循環(huán)環(huán)的噴油油時刻和和噴油量量，可按按照各個個工況要要求對噴噴油量進進行校正正，精確確控制過過量空氣氣系數，從從而使污污染降到到最低。2.電控噴噴射系統(tǒng)統(tǒng)的組成成電控燃油噴噴射系統(tǒng)統(tǒng)主要有有空氣供供給系、燃燃油供給給系、工工況數據據采集系系、噴油油控制系系四個模模塊。空空氣供給給系主要要有空氣氣濾清器器、進氣氣總管、進進氣歧管管組成，主主要功能能是為發(fā)發(fā)動機可可燃混合合氣的形形成提供供必要的的空氣，并并檢測進進氣量。燃燃油供給給系有燃燃油泵、燃燃油箱、燃燃油濾清清器、燃燃油壓力力調節(jié)器器和噴油油器組成成，主要要功能是是將燃油油箱中的的燃油輸輸送給各各噴油器器，并建建立噴油油所需要要的油壓壓。工況況采集系系主要由由空氣流流量傳感感器、氧氧傳感器器、節(jié)氣氣門位置置傳感器器、曲軸軸位置傳傳感器、發(fā)發(fā)動機轉轉速傳感感器、進進氣溫度度傳感器器、冷卻卻液溫度度傳感器器和數據據線組成成，其主主要功能能是把各各種傳感感器采集集到的發(fā)發(fā)動機各各種工況況參數輸輸送到控控制單元元。噴油油控制系系主要是是ECUU，把傳傳感器采采集到的的信號進進行判斷斷計算，產產生控制制噴油器器的合適適脈沖，控控制噴油油時間從從而控制制噴油量量。3.電控燃燃油控制制的控制制策略發(fā)動機怠速速控制系系統(tǒng)由各種傳傳感器、信信號控制制開關、電電控單元元ECUU、怠速速控制閥閥和節(jié)氣氣門旁通通空氣道道等組成成。ECCU接收收各相關關傳感器器所發(fā)出出的信號號，通過過分析判判別后，對對怠速控控制閥（ISCCV）發(fā)發(fā)出相應應指令，進進而控制制節(jié)氣門門旁路中中的空氣氣流量。以以下是對對發(fā)動機機不同工工況的控控制：（1）怠速速控制指對怠速空空氣量的的控制。它它要實現現的功能能除了穩(wěn)穩(wěn)定基本本怠速以以外還可可以將一一些過去去要利用用各種附附加裝置置才能實實現的功功能集中中起來，使使進氣系系統(tǒng)更加加簡化，可可以加速速排放量量提高燃燃油經濟濟性。發(fā)發(fā)動機怠怠速運行行時，節(jié)節(jié)氣門處處于全關關位置，即即進入發(fā)發(fā)動機的的空氣量量不再由由節(jié)氣門門進行調調節(jié)。怠怠速控制制的實質質就是通通過怠速速執(zhí)行器調節(jié)節(jié)進氣量量，同時時配合噴噴油量及及點火提提前角的的控制，改改變怠速速工況燃燃料消耗耗所發(fā)出出的功率率，以穩(wěn)穩(wěn)定或改改變怠速速轉速。（2）啟動動控制：：發(fā)動機機啟動時時，怠速速控制系系統(tǒng)控制制怠速執(zhí)執(zhí)行器使使旁通進進氣量最最大以利利于啟動動，啟動之之后，再再根據冷冷卻水溫溫度來確確定旁通通進氣量量的大小小。（3）暖機機控制：：暖機階階段，怠速控控制系統(tǒng)統(tǒng)根據冷冷卻水溫溫度的變變化不斷斷調整旁旁通進氣氣量的大大小，使發(fā)動動機在溫溫度狀態(tài)態(tài)變化的的情況下下保持穩(wěn)穩(wěn)定的轉轉速。（4）怠速速反饋控控制：當暖機機過程結結束，或或者ECCU檢測測到節(jié)氣氣門全關關信號，且且車速低低于2kkm/hh，則怠怠速控制制系統(tǒng)開開始進行行怠速反反饋控制制。電器器負載增增多時的的怠速控控制：當同時時使用的的電器增增多時，怠怠速控制制系統(tǒng)也也要相應應增加旁旁通進氣氣量，提提高發(fā)動動機的怠怠速轉速速。當發(fā)發(fā)動機怠怠速負荷荷增大時時，ECCU控制制怠速控控制閥使使進氣量量增大，從從而使怠怠速轉速速提高，防防止發(fā)動動機轉速速不穩(wěn)或或熄火；；當發(fā)動動機怠速速負荷減減小時，EECU控控制怠速速控制閥閥使進氣氣量減少少，從而而使怠速速轉速降降低，以以免怠速速轉速過過高。怠怠速轉速速的控制制過程如如圖3..2所示示。圖3.2怠怠速控制制原理圖圖4.電控燃燃油控制制的分類類控制（1）減速速斷油控控制當汽車在高高速運轉轉時突然然減速，發(fā)發(fā)動機仍仍在慣性性下高速速運轉。此此時節(jié)氣氣門已經經關閉，進進入氣缸缸的空氣氣量很少少，若繼繼續(xù)正常常噴油，則則會造成成燃燒不不完全，廢廢氣中HHC和CCO排量量增加。減減速斷油油控制是是在汽車車突然減減速時，由由ECUU自動控控制中斷斷燃油噴噴射，直直至發(fā)動動機轉速速下降到到設定的的低速時時再恢復復噴油。其其目的是是為了減減少燃油油消耗，同同時控制制急減速速時有害害物質的的排放。減減速斷油油控制是是電腦根根據節(jié)氣氣門位置置、發(fā)動動機轉速速、冷卻卻液溫度度等參數數作出判判斷，在在滿足一一定條件件時執(zhí)行行減速斷斷油。該該條件是是：節(jié)氣氣門位置置傳感器器的怠速速開關接接通，冷冷卻液溫溫度正常常，發(fā)動動機的轉轉速高于于減速斷斷油轉速速。（2）冷啟啟動控制制發(fā)動機在冷冷啟動時時油氣混混合不足足，仍需需要適當當過量供供油才能能使發(fā)動動機可靠靠啟動。這這將造成成大量未未燃HCC進入排排氣管中中的催化化轉換器器。但是是此時，催催化劑正正處于低低溫狀態(tài)態(tài)，遠未未達到起起燃溫度度，這造造成HCC排量很很高。冷冷啟動控控制對不不同溫度度下的啟啟動起始始空燃比比進行恰恰當的標標定，然然后ECCU根據據轉速傳傳感器、節(jié)節(jié)氣門位位置傳感感器、冷冷卻液溫溫度傳感感器等確確定的條條件按照照標定的的空燃比比進行噴噴油量控控制。（3）電子子點火控控制混合氣的時時機和能能量都會會對燃燒燒過程產產生巨大大的影響響，點火火控制包包括點火火能量、點點火提前前角電子子控制。點點火提前前角選取取合理可可以增大大發(fā)動機機功率，提提高經濟濟性，降降低混合合氣在氣氣缸內的的燃燒溫溫度，抑抑制了氮氮氧化物物的生成成。同時時，還會會使后燃燃增加，促促進HCC的氧化化，降低低其排放放。提高高點火能能量可以以提高著著火的可可靠性，擴擴大混合合氣的著著火界限限，提高高點火能能量的方方法有增增大電極極電壓、增增大火花花塞間隙隙、延長長放電時時間。該該系統(tǒng)由由微處理理機、傳傳感器及及其接口口、執(zhí)行行器等組組成。它它根據傳傳感器測測得的發(fā)發(fā)動機參參數進行行計算、判判斷、點點火時間間的調節(jié)節(jié)，保證證發(fā)動機機在最佳佳點火提提前角下下工作，降降低油耗耗和排放放。目前前，出現現了一種種無分電電器微機機控制點點火系統(tǒng)統(tǒng)，改由由ECUU內部控控制各缸缸配電。點點火線圈圈產生的的高壓電電直接送送至火花花塞發(fā)生生點火，可可消除火火頭與分分電器蓋蓋邊電極極的火花花放電現現象，減減少電磁磁干擾。3.1.44廢氣再再循環(huán)控控制（EEGR）技術（1）EGGR的組組成和工工作原理理通過前面對對排放污污染物的的產生機機理我們們知道，NNOx是是在高溫溫燃燒下下產生的的。因此此，控制制燃燒室室的最高高溫度可可以減少少它的生生成量。廢廢氣再循循環(huán)就是是在這基基礎上產產生的一一種降低低NOxx的排放放控制措措施。主主要有電電控單元元、EGGR閥、EEGR閥閥位置傳傳感器等等構成。傳統(tǒng)做法是是的把EEGR的的位置信信號傳給給電控單單元，電電控單元元經過計計算控制制EGRR閥的開開度。當當部分排排氣經過過EGRR閥流回回進氣系系統(tǒng)，一一方面廢廢氣稀釋釋了新鮮鮮空氣中中的氧濃濃度，導導致燃燒燒速度降降低。另另一方面面，除怠怠速外的的其他工工況下的的一氧化化碳、碳碳氫化合合物、氮氮氧化物物濃度都都小于11%，廢廢氣中的的主要成成分為氮氮氣、CCO2、水水蒸氣，而而且三原原子氣體體的比熱熱較高，從從而提高高了混合合氣的比比熱容，加加熱這種種經過廢廢氣稀釋釋后的混混合氣所所需要的的熱量隨隨之增大大，在燃燃燒放出出的熱量量不變時時，最高高溫度可可降低。兩兩者都可可以讓燃燃燒溫度度降低，因因而可以以抑制當當NOxx的生成成。相關關原理如如3.33圖示。圖3.3EGRR工作原原理圖1－返回廢廢氣22－COO２EGGR3－EEGR控控制閥4－EEGR返返回管5－進進氣門6－排排氣門7－排氣8－活活塞99－COO２miix10..吸入空空氣（２）EGGR的控控制技術術由于Noxx排放量量隨負荷荷的增加加而增加加，因而而EGRR量也隨隨著負荷荷的增加加而增加加。隨著著EGRR率的增增加，NNO的排排放量迅迅速下降降。由于于這是靠靠降低燃燃燒速度度燃燒溫溫度得到到的，因因而會導導致全負負荷時最最大功率率下降；；中負荷荷時的燃燃油消耗耗量增大大，HCC排放量量上升；；小負荷荷特別是是怠速時時燃燒不不穩(wěn)定甚甚至失火火。為實實現EGGR最佳佳效果，要要保證再再循環(huán)的的廢氣在在各缸間間分配均均勻，即即保證各各缸EGGR率相相同。因因此，必必須對EEGR率率進行適適當控制制，使之之在不同同情況下下都可以以理想工工作。以以下指不不同情況況下的工工作狀態(tài)態(tài)：（1）怠速速和小負負荷時，NNox排放放濃度低低，不進進行EGGR。（2）在在發(fā)動機機暖機過過程時，冷冷卻液溫溫度和進進氣溫度度都較低低，Noox排放放也很低低，混合合氣供給給不均勻勻，為防防止EGGR破壞壞燃燒穩(wěn)穩(wěn)定性，啟啟動暖機機時也不不進行EEGR。（3）大大負荷、高高速時，為為保證發(fā)發(fā)動機有有較好動動力性，此此時溫度度雖高，但但氧濃度度不足，NNox排放放也較，通通常也不不進行或或減少EEGR。3.1.55稀薄燃燃燒技術術為降低發(fā)動動機的廢廢氣排放放和提高高熱效率率，人們們采用了了各種方方法來研研究發(fā)動動機的燃燃燒技術術，以降降低發(fā)動動機的排排放問題題。汽油油機上開開發(fā)的有有稀薄燃燃燒技術術和缸內內直噴技技術。稀稀薄燃燒燒簡單來來說就是是用增加加發(fā)動機機進氣系系數的方方式達到到完善的的燃油燃燃燒環(huán)境境。一般般發(fā)動機機節(jié)氣門門設計的的開啟角角度以及及開啟時時間都無無法達到到“微調”的工作作狀態(tài)，例例如發(fā)動動機轉速速變動范范圍較少少時，傳傳統(tǒng)的發(fā)發(fā)動機各各個傳感感器無法法偵測到到如此細細微的差差別，節(jié)節(jié)氣門的的工作方方式也不不會隨著著發(fā)動機機工作狀狀態(tài)隨時時調整，而而是由各各個傳感感器輸送送信息于于下次工工作時作作出修改改指令。稀薄燃燃燒則可可以達到到微調狀狀態(tài)，發(fā)發(fā)動機發(fā)發(fā)生很小小的工況況變化就就可以調調節(jié)噴油油量，以以達到理理想狀態(tài)態(tài)。直噴式汽油油發(fā)動機機采用類類似于柴柴油發(fā)動動機的供供油技術術，通過過一個高高壓油泵泵提供所所需的1100bbar以以上的壓壓力，將將汽油提提供給位位于汽缸缸內的電電磁燃油油噴嘴。然然后通過過電腦控控制噴射射器將燃燃料在最最恰當的的時間直直接注入入燃燒室室，通過過對燃燒燒室內部部形狀的的設計，讓讓混合氣氣能產生生較強的的渦流使使空氣和和汽油充充分混合合。然后后使火花花塞周圍圍區(qū)域能能有較濃濃的混合合氣，其其他周邊邊區(qū)域有有較稀的的混合氣氣，保證證了在順順利點火火的情況況下盡可可能的實實現稀薄薄燃燒。FFSI發(fā)發(fā)動機油油三種工工作方式式：分層層燃燒、均均質稀燃燃和均質質燃燒。如如圖3..4所示示圖3.4薄薄燃燒原原理圖1.汽油機機稀薄燃燃燒實現現的關鍵鍵技術(1)提高高壓縮比比。采用用緊湊型型燃燒室室，通過過改進進進氣口位位置使缸缸內形成成較強的的空氣運運動渦流流，提高高氣流速速度；將將火花塞塞置于燃燃燒室中中央，縮縮短點火火距離；；提高壓壓縮比至至13::1左右右，促使使燃燒速速度加快快。(2)分層層燃燒。如如果稀燃燃技術的的混合比比達到225:11以上，按按照常規(guī)規(guī)是無法法點燃的的，因此此必須采采用由濃濃到稀的的分層燃燃燒方式式。通過過缸內空空氣的運運動在火火花塞周周圍形成成易于點點火的濃濃混合氣氣，混合合比達到到12;;1左右右，外層層逐漸稀稀薄。濃濃混合氣氣點燃后后，燃燒燒迅速波波及外層層。分層層燃燒有有多種實實現方式式:一種種是在中中小負荷荷時，在在壓縮行行程后期期開始噴噴油，在在火花塞塞附近形形成較濃濃可燃混混合氣，在在遠離火火花塞區(qū)區(qū)域，形形成稀薄薄分層的的混合氣氣；大負負荷及全全負荷時時，在早早期進氣氣行程中中將燃油油噴入氣氣缸，形形成完全全的均質質化學計計量比進進行燃燒燒。另一一種是采采用分段段噴油技技術分層層混合氣氣，即在在進氣早早期開始始噴油，使使燃油在在氣缸內內均勻混混合，在在進氣后后再次噴噴油，最最終在火火花塞附附近形成成較濃的的可燃混混合氣。(3)高能能點火。高高能點火火和寬間間隙火花花塞有利利于火核核形成，火火焰?zhèn)鞑ゲゾ嚯x短短，燃燒燒速度增增快，稀稀燃極限限大。有有些稀燃燃發(fā)動機機采用雙雙火花塞塞或者多多級火花花塞裝置置來達到到上述目目的。比較著名的的三菱缸缸內噴射射汽油機機（GDDI）,它采采用立式式吸氣口口，從氣氣缸蓋的的上方稀稀奇的獨獨特方式式產生強強大的下下沉氣流流。這種種下沉氣氣流在彎彎曲頂面面活塞附附近得到到加強并并在氣缸缸內形成成縱向旋旋轉渦流流。在高高壓旋轉轉噴注器器的作用用下，壓壓縮行程程后期被被直接噴噴注進缸缸內的燃燃料形成成濃密的的噴霧，噴噴霧在彎彎曲頂面面活塞的的頂面空空間中不不是擴散散而是氣氣化。這這種混合合氣被縱縱向渦流流帶到火火花塞附附近，在在火花塞塞四周形形成較密密的層狀狀混合狀狀態(tài)。這這種混合合氣雖然然從燃燒燒室整體體來看十十分稀薄薄，但由由于呈現現從濃密密到稀的的層狀分分布，因因此能保保證點火火且穩(wěn)定定燃燒。大眾的直噴噴式汽油油發(fā)動機機（FSSI），則則是采用用了一個個高壓泵泵，汽油油通過一一個分流流軌道到到大達電電磁控制制的高壓壓噴射氣氣門。它它的特點點是在進進氣道中中已經產產生可變變渦流，使使進氣形形成最佳佳的渦流流形式進進入燃燒燒室內，以以分層填填充的方方式推動動，使混混合氣集集中在位位于燃燒燒室中央央的火花花塞周圍圍。2.稀薄燃燃燒技術術的優(yōu)缺缺點（1）分層層燃燒的的好處在在于熱效效率高、節(jié)節(jié)流損失失少、有有限的燃燃料盡可可能多地地轉化成成工作能能量。分分層燃燒燒模式下下節(jié)氣門門不完全全打開，保保證進氣氣管內有有一定真真空度。這這時，發(fā)發(fā)動機的的扭矩大大小取決決于噴油油量，與與進氣量量和點火火提前角角關系不不大。(2)均質質稀燃模模式混合合氣形成成時間長長，燃燒燒均勻，通通過精確確控制噴噴油，可可以達到到較低的的混合氣氣濃度；；點火時時間選擇擇范圍寬寬，有很很好燃油油經濟性性；油氣氣混合時時間長，形形成均質質混合氣氣。根據稀燃發(fā)發(fā)動機運運轉狀態(tài)態(tài)，在分分層稀薄薄燃燒到到均質理理論空燃燃比燃燒燒過程中中空燃比連續(xù)續(xù)變化。因因此，三三效催化化轉化器器不能夠夠凈化排排放氣體體中的NNOx。這這是因為為三效催催化轉化化器要利利用排氣氣中的HHC或CCO進行行NOxx還原反反應的緣緣故。在在稀薄燃燃燒中，在在排放氣氣體中殘殘留很多多氧氣，不不能進行行NOxx還原反反應。為為了使NNOx吸吸儲型催催化劑獲獲得高效效功能，其其溫度必必須保持持在2550-5500℃℃范圍內內。當超超過這一一溫度范范圍發(fā)動動機會自自動轉換換到均質質理論空空燃比燃燃燒，并并通過三三效催化化轉化器器進行廢廢氣處理理。然而而這又與與燃油經經濟性下下降相關關，為此此，必須須增加廢廢氣冷卻卻裝置。3.2機外外凈化技技術機外凈化就就是在廢廢氣排入入大氣前前，利用用進化轉轉換裝置置在排氣氣系統(tǒng)中中進行處處理，以以減少污污染物排排入大氣氣為目的的的各項項技術，主主要包括括三元催催化轉化化技術、熱熱力學機機外凈化化、燃油油蒸發(fā)控控制技術術等。3.2.11三元催催化轉技技術1.三元催催化器的的構成三元催化器器，是安安裝在汽汽車排氣氣系統(tǒng)中中最重要要的機外外凈化裝裝置，它它可將汽汽車尾氣氣排出的的CO、HHC和NNOx等等有害氣氣體通過過氧化和和還原作作用轉變變?yōu)闊o害害的COO2、水和和氮氣。當當高溫的的汽車尾尾氣通過過凈化裝裝置時，三三元催化化器中的的凈化劑劑將增強強CO、HHC和NNOx三三種氣體體的活性性，促使使其進行行一定的的氧化--還原化化學反應應，其中中CO在在高溫下下氧化成成為無色色、無毒毒的COO2氣體體；HCC化合物物在高溫溫下氧化化成水和和CO22；NOOx還原原成氮氣氣和氧氣氣。三種種有害氣氣體變成成無害氣氣體，使使汽車尾尾氣得以以凈化三三元催化化器的工工作原理理是：當當高溫的的汽車尾尾氣通過過凈化裝裝置時，三三元催化化器中的的凈化劑劑將增強強CO、HHC和NNOx三三種氣體體的活性性，促使使其進行行一定的的氧化--還原化化學反應應，其中中CO在在高溫下氧氧化成為為無色、無無毒的CCO2氣體；；HC化化合物在在高溫下下氧化成成水(HH20))和COO2；NNOx還還原成氮氮氣和氧氣。三三種有害害氣體變變成無害害氣體，使使汽車尾尾氣得以以凈化。2.三元催催化器的的性能指指標(1)起燃燃溫度特特性催化化器轉化化效率的的高低與與溫度有有著密切切的關系系,催催化器只只有達到到一定的的溫度以以上能開開(即即起燃))。轉化效效率隨溫溫度的變變化曲線線稱為起起燃溫度度特性,如下下圖所示示。而而達到50%轉化化效率時時的溫度度稱為起起燃溫度度T550。(2)空燃燃比特性性催化器轉化化效率的的高低還還與空燃燃比AA/FF或過量量空氣系系數有有關,,下圖是是三元催催化器的的空燃比比特性曲曲線。由由圖可知知,三三元催化化器在理理論空燃燃比((λ)附近對對CO、HC和NNOx的轉化化效率同同時達到到最高,在在實際使使用中為為滿足這這一條件件需要要閉環(huán)電電子控制制燃油供供給系和和氧傳感感器。(3)空速速特性空速(空間間速度))被定義義為每小小時流過過催化器器的排氣氣體積流流量(換換算到狀狀態(tài))與與催化器器容積之之比,它它表示了了反應氣氣體在催催化器中中停留的的時間。如如下圖所所示,性能差差的催化化器盡管管在怠速速時表現現出很高高的轉化化效率,,但實際際上在汽汽車行駛駛時的轉轉化率是是很低的的。(4)流動動特性。由于催化器器橫截面面上流速速分布不不均勻，不不僅會使使流動阻阻力增加加，而且且會使轉轉換器轉轉化效率率下降和和劣化加加速。流流速分布布不均一一般是中中心區(qū)域域流速高高，外圍圍流速低低，這樣樣一來中中心部分分的溫度度過高，使使該區(qū)催催化劑很很容易劣劣化，縮縮短了使使用壽命命，而外外圍溫度度又過低低，使該該區(qū)催化化劑得不不到充分分利用，造造成總體體轉化效效率降低低。3.2.22熱力學學機外凈凈化技術術熱力學機外外凈化主主要有二二次空氣氣噴射及及吸入系系統(tǒng)、熱熱反應器器及二次次燃燒。1.二次空空氣噴射射及吸入入系統(tǒng)新鮮空氣被被吸入或或噴入發(fā)發(fā)動機排排氣門后后面，促促使高溫溫廢氣中中的COO和HCC與新鮮鮮空氣中中的氧氣氣進一步步化合成成無害的的水和CCO2，以以降低廢廢氣中的的HC和和CO。（11）二次次空氣吸吸入（AAS）系系統(tǒng)：利利用廢氣氣的波動動打開和和關閉片片簧閥，讓讓空氣斷斷續(xù)進入入排氣歧歧管。用用這個方方法吸入入排氣歧歧管的空空氣和用用AI法法相比，其其量甚小小，所以以AS法法僅用于于相對體體積較小小的發(fā)動動機。（22）二次次空氣噴噴射（AAI）系統(tǒng)（圖圖3.55）：利利用空氣氣泵，迫迫使空氣氣進入排排氣歧管管將燃燒燒后的廢廢氣中的的有害物物質再次次燃燒，以以改善排排放。圖3.5二二次空氣氣噴射及及吸入系系統(tǒng)原理理圖1-排氣管管2--缸頭3-補補氣鋼管管4--橡膠管管5--組合閥閥6--補氣空空氣流向向7-螺螺釘88-過濾濾器99-橡膠膠管110-歐歐二裝置置111-控控制負壓壓112-進進氣管113-燃燃油噴射射系統(tǒng)144-歐一一裝置155-空濾濾器116-橡橡皮管17--曲軸廢廢氣流向向18--油氣分分離器19--橡膠管管200-曲軸軸箱2.熱反應應器和二二次燃燒燒熱反應器安安裝在排排氣道出出口處，它它有殼體體、外筒筒和內筒筒構成，中中間加保保溫層，使使內部保保溫。一一般和二二次空氣氣噴射同同時使用用，使二二次空氣氣和未燃燃氣體混混合后，利利用本身身的余熱熱延長廢廢氣在高高溫狀態(tài)態(tài)的滯留留時間，使使HC和和CO進進行后反反應，從從而使其其排出濃濃度降低低。熱反反應器在在發(fā)動機機冷啟動動時不能能發(fā)揮作作用，啟啟動后為為了工作作可靠，要要求排氣氣中有足足夠的可可燃物質質以保證證產生自自燃反應應，這就就需要使使混合氣氣的濃度度大于最最經濟時時的濃度度，從而而導致油油耗增大大。熱反反應器不不能凈化化氮氧化化合物。二二次燃燒燒是在排排氣管中中設置點點火源，使使排氣中中的COO和HCC燃燒而而凈化，但但是由于于二次燃燃燒法不不僅結構構復雜，而而且要增增加燃料料消耗，所所以應用用很少。3.2.33燃油蒸蒸發(fā)控制制1.燃油蒸蒸發(fā)控制制的作用用燃油蒸發(fā)控控制裝置置限制燃燃油的蒸蒸發(fā)氣體體瀉出車車外，并并將它們們重新導導入發(fā)動動機進行行燃燒，以以免排出出車外污污染大氣氣。