汽车构造--6发动机有害排放物的控制

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1、第六章发动机有害排放物的控制排气净化装置仅涉及发动机的机外净化装置，有：（1）恒温进气空气滤清器（2）二次空气喷射系统（3）催化转换器（4）排气再循环系统（5）曲轴箱通风及汽油蒸发控制系统HC和NOx在阳光照射下形成光化学烟雾，其主要生成物是臭氧，具有强烈氧化性，对人类、环境危害极大。（4）微粒排放：主要指柴油机排气中的碳烟，其表面吸附的可融性有机物对人的呼吸道有害。发动机的有害排放物：主要有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）和微粒排放。（1）一氧化碳（CO）：碳氢燃料的不完全产物，人吸入后将降低血液吸收和运送氧气的能力。（2）碳氢化合物（HC）：包

2、括未燃和未完全燃烧的燃油和润滑油蒸汽。（3）氮氧化合物（NOx）：燃烧室内高温富氧环境中的产物。（1）恒温进气空气滤清器也称进气温度自动调节式空气滤清器（增加一套空气加热和控制装置）。多用于化油器式或节气门体汽油喷射式发动机上。为什么要进行进气温度调节？当发动机冷起动后，在怠速或小节气门开度下工作时，化油器供给浓混合气，燃烧不完全，发动机排气中CO和HC较多。恒温进气空气滤清器的作用就是当发动机冷起动后，向发动机供给热空气，这样，化油器即使供给稀混合气，热空气也能保证燃油充分汽化和燃烧，从而既减少了CO和HC排放，又能使发动机在低温下稳定工作。当发动机工作温度升高后，恒温进

3、气空气滤清器向发动机供给环境温度的空气。进气管真空度是如何作用到真空控制膜盒上的呢？见图所示的恒温进气空气滤清器的工作原理示意图。双金属进气温度传感器4在环境温度低于30C开启，进气管真空度经真空软管6作用到真空控制膜盒1，并吸引膜片2克服弹簧3弹力向上，通过连杆带动控制阀9将进气导流管10关闭。此时，热空气管7打开，被排气支管8加热的热空气进入空气滤清器。热空气当汽车前罩下的环境温度在30C~53C之间时，进气温度传感器部分地开启通气阀，使进气管真空度只有一部分传送到控制膜盒。控制阀部分地开启进气导流管，热空气管也部分地开启。因此，部分冷空气和热空气供入发动机，使进

4、气温度基本恒定。见图（b）所示。当环境温度超过53C后，双金属进气温度传感器将通气阀关闭，真空软管与膜盒隔断，膜片弹簧力使控制阀关闭热空气管，将进气导流管完全打开，供入发动机的全部是环境空气。见图（c）所示。（2）二次空气喷射系统二次空气喷射系统的主要功用是在冷起动时由ECU根据发动机温度，控制来自空气泵的新鲜空气喷入排气歧管或三元催化转换器中，使排气中的CO和HC进一步氧化或燃烧成为二氧化碳（CO2）和水（H2O），以控制尾气中CO和HC成分，同时，加快三元催化转换器的升温过程。二次空气喷射系统主要由空气泵、内部开关阀和单向阀等组成。空气泵通常由发动机带驱动，单向阀的功

5、用是防止废气返回空气泵。（3）催化转换器催化转换器安装在排气歧管之后、排气消声器之前的排气管中。其作用是利用催化剂（通常是金属铂、钯或铑）的作用将排气中的CO、HC和NOx转换为对人体无害的正常气体。催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器。氧化转换器只将排气中的CO、HC氧化成CO2和H2O，又称为二元催化转换器，必须提供二次空气作为氧化剂。三元催化转换器可以同时降低CO、HC和NOx的排放。它可以以排气中的CO和HC作为还原剂，将Nox还原成氮气（N2）和氧气（O2），而CO和HC则被氧化为CO2和H2O。当空燃比在理论空燃比（14.7）附近时，氧化-还原反应达到平衡

6、，CO、HC和NOx的排放同时达到最低。如果在三元催化转换器之后再连接一个氧化催化转换器，排气管中未被氧化的CO和HC继续与供入的二次空气进行氧化反应，进一步降低CO和HC排放。（1）催化转换器不能使用加铅汽油，会使催化剂失效；（2）催化转换器仅在温度超过350C才起作用，因此，催化转换器都安装在温度较高的排气歧管后面附近；（3）混合气空燃比必须在14.7附近。混合气过浓或气缸缺火，都会使转换器过热。注意事项（4）废气再循环（EGR）系统废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气管，并与新鲜混合气一起进入气缸。由于废气中含有大量的CO2，不参与燃烧，却吸收了大量的热，

7、因此，降低了最高燃烧温度，又使混合气中氧的成份降低，因此减少了NOx排放。废气再循环使发动机动力性能和经济性能下降，尤其是废气再循环过多，会影响发动机怠速、低转速小负荷、暖机工况的运转稳定性，因此，必须根据发动机工况的变化控制废气再循环率（参与废气再循环的废气比例）。现代轿车发动机排气再循环（EGR）系统由电脑控制，主要由废气再循环阀（EGR阀）控制废气再循环的废气量。而EGR阀的开度大小由电磁阀和真空调节阀控制作用在EGR阀上真空膜片室内的进气管真空度大小，改变膜片的位置，就改变了EGR阀的开度大小，从而改变了废