(新)汽车排放污染及控制技术论文

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1、前言随着我国经济建设迅速发展,汽车运输业日益繁忙和各类机动车拥有量逐年大幅度增加,为控制随之而带来的环境污染,国家对汽车尾气排放的要求越来越严。因此,对汽油机排气净化，机内、机外净化作了详细的研究，然后作出了对汽油机排气后处理技术的研究及发展进程。最大限度地降低汽车发动机排放的污染物,以满足国内外越来越严的排放标准,已是广大汽车面临的日趋严峻的问题。第一章．车用汽油机机内净化技术所谓机内净化就是从有害排放物的生成机理及影响因素出发，以改进发动机燃烧过程为核心，达到减少和抑制污染物生成的各种技术。简单说就是降低污染物生成量的技术，如改进发

2、动机的燃烧室结构、改进点火系统、改进进气系统、采用电控汽油喷射、采用废气再循环技术等。机内净化被公认为是治理车用汽油机排气污染的治本措施。一、采用电控发动机。发动机电子控制系统是根据相应传感器的信号由汽车电脑精确的控制喷油和点火，使发动机处于最佳状态下工作，不仅使汽车的动力性得到了提高，从而也大大提高了汽车的排放性。二、曲轴箱强制通风系统的设计。把从汽缸窜人曲轴箱的汽油与空气的混合气通过该系统再循环进人进气歧管，使其再次燃烧，改变了过去将其直接排人大气所造成的污染。三、废气再循环系统的设计。发动机排气口用控制阀与进气歧管相连接，使排出的

3、气体经过再次循环，将部分的废气引人进气歧管，和新鲜的混合气一起进人汽缸，降低了燃烧室的最高温度，从而降低氮氧化物的排放量。利用废气再循环降低NOX的排放，需要与电子控制结合，根据汽油机负荷、转速、冷却水温度传感器及启动开关信号，由ECU对废气再循环率随机进行控制，保证在对汽油机性能影响不大的条件下，降低NOX的排放。四、蒸发排放控制系统的设计。燃油箱中的燃油随时都在蒸发汽化，当发动机停机时，燃油蒸汽将逸人大气，造成对环境的污染，蒸发排放控制系统就是将燃油箱中的燃油蒸气收集和储存在炭罐内，在发动机工作时再将其送人汽缸烧掉，可大大减少污染物

4、的排放。五、其它机内净化方法。鉴于混合气形成与燃烧的控制、进行情况与排放中有害气体的生成有着直接的联系，对那些混合气形成与燃烧影响大的因素进行最佳的调节与控制，也是一种机内净化的有效方法。其中包括对燃烧温度、燃烧时间、进气温度等随工况变化进行最佳调节与控制。1.进气加热系统汽油机在低温下起动或运转时，进气温度低，燃油蒸发雾化不良。这时发动机要能顺利起动或运转，不得不供给较浓的混合气，造成燃油经济性和排放性能变差，因此必须采取进气加热措施。利用发动机排气或冷却水的热量加热进气，可以改善低温时的混合气质量，降低CO和HC排放。(1)进气歧管

5、的加热。热水加热式进气歧管，冷却水加温方法是在进气管下部或周围设置水套，将冷却水通人水套中对进气管进行加热，以促进燃料的汽化。(2)排气加热式进气歧管。汽油机的进排气歧管通常都布置在发动机的同一侧，可以方便地利用排气热量加热进气。其方法是让排气从进气歧管底部流过，其间用一块薄钢板相隔，排气热量即可以经过薄钢板传人进气管将混合气加热，为了不使发动机热车后进气温度过高，造成容积效率下降，在排气管中设置一个热控制阀，热控制阀由节温弹簧控制。发动机温度低时，节温弹簧力强，使热控制阀关闭，强迫排气流经薄钢板底部排出，以加热新鲜混合气。发动机热车后

6、，节温弹赞膨胀，热控制阀打开，排气直接排出，停止加热。2.可变气门正时机构的应用汽车发动机要适应负荷和转速变化的运行条件，气门正时对充气系数、热效率和机械效率都有影响。可变气门正时的主要作用是在宽广的运行条件下改善充气系数、提高标定功率、怠速稳定性以及降低排放，从而使发动机动力性和燃油经济性得到协调统一。进气门和排气门对发动机充气交换过程的控制。其特性参数主要是3个:气门开启相位、气门开启持续角度(指气门保持升起持续的曲轴转速)和气门升程。这3个特性参数对发动机的性能、油耗和排放有重要影响。通常将气门开启相位和气门开启持续角度统称为气门

7、正时。随着发动机负荷和转速的改变，这3个特性参数(特别是进气门开启相位和开启持续角度)应对应不同的优化要求。进气门开启相位提前，一方面为进气过程提供了较多的时间，有利于解决高转速时进气时间不足的问题;另一方面，气门重叠角增大，有更多的废气进人进气管，随后又同新鲜充量一起返回气缸，造成了较高的内部排气再循环率，可降低油耗及NOx排放。进气门关闭相位推迟，一方面在高转速时有利于利用高速气流的惯性提高体积效率;另一方面在低转速时又会将已经吸人汽缸的新鲜充量又推回到进气管中。气门升程增大，一方面在高负荷时有利于提高容积效率;另一方面在低负荷时又

8、不得不将节气门关得更小，造成更大的泵气损失和节流损失。可见，出于不同的考虑，对气门特性参数提出了不同要求。为了提高标定功率，要提早开启、推迟关闭进气门，并提高进气门升程;为了提高低速转矩，要提早关闭进气门;