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1、簡介降低柴油引擎排氣污染的控制技術柴油引擎發動後排出的汙染氣體有CO、HC、NOx、CO2與粒狀污染物(簡稱PM),但柴油引擎CO與HC的排放量較汽油引擎低,因此CO2.NOx與PM的排出特別受到關注,也因此發展一些新的控制技術,以降低上述的污染氣體,現敘述如下:一、CO?的減最技術(一)柴油引擎燃燒的品質取決於快速且充分的柴油與空氣混合,可減低油耗,降低CO2的排放量,故將現代較新柴油引擎的燃燒室設計只採用直接噴射室式或渦流室式兩種,捨棄預燃燒室式與空氣室式的燃燒室。(二)將裝設有排氣渦輪增壓器的柴油引擎於進氣端加裝中間冷卻器(Intercooler),以冷卻進氣,提高引擎動力輸出,降
2、低CO?的排放量。NOx的減量技術(一)將柴油引擎增加EGR控制系統,甚至使用電腦控制的EGR系統控制相關的電磁閥,以針對柴油引擎的各種運轉狀況,精確調節EGR量,如圖105所示。IntakearDPFpressuresensorVGTactuatorExhaustgastemporatuiBsensorDPFAirffowmeterIntercoolerECUeratorpedalmodule<=3rAir/fuelratiosensorCrankposition〜sensorGowpluIn/ector嚅nCampostionsensorEGRcoolerEGRvah/e創Eiect
3、fonithrottle」bodyBoostpressuresensorCommunicationlines:電腦控制共軌式柴油引擎與相關廢氣控制裝置(二)採用冷卻式的EGR系統,亦即在EGR氣體流動管上安裝冷卻裝置,當EGR氣體進入進氣管前,先降低其溫度,故燃燒溫度比一般傳統式的EGR系統明/I'VS降低,且因進氣密度高,進入燃燒室的新鮮空氣量多,使燃燒更完全。(三)採用排氣渦輪增壓器,甚至使用較新的電腦控制可變幾何渦輪增壓器(VariableGeometryTurbocharger簡稱VGT增壓器),使EGR系統的排氣回流到燃燒室的量增加,結果將可使NOx的排出量減少。)採用減少氮氧
4、化物的選擇式觸媒轉換器方法簡稱SCR(SelectiveCatalyticReductionOfNitrogenOxides)法,如圖106所示o目前轉換NOx最有效的方法是SCR法,SCR法是一種混入系統(DosingSystem),係將減低處理劑(ReductionAgent)噴入觸媒轉換器內部或燃油箱內如圖107所示。最常用的減低處理劑為尿素水溶液(CarbamideWaterSolution),將溶液以加水分解步驟(HydrolysisStage)所產生的氨水(Ammonia),為真正的減低處理劑,經過排氣處理系統電腦與SCR的排氣處理裝置,從噴射閥噴入觸媒轉換器或柴油箱,使NO
5、x降低。壓植空氣儲存筒水解觸媒轉換器尿素泵消音器壓縮空氣機旨1伞節氮閥杯禺磁閥壓力控制閥尿素僦存箱噴射閥壓力控制閥SCR觸媒轉換器氧化験煤轉換器空氣噴射頭CANECU電腦控制柴油引擎SCR法排氣處理裝置(BOSCH,TechnicalInstruction)三、PM(ParticulateMatter)的減量技術(一)將傳統柴油噴射系統更改為電腦控制共軌式高壓柴油噴射系統,能精確控制柴油噴射壓力、噴射期間的多段噴油、噴油率與噴油正時,促進柴油與空氣的混合著火後,產生規律、迅速且完全之燃燒,可減少PM的產生與排放。Exhaust-gastreatment:particulatefilter
6、withadditivesystem1Additivecontrolunit,2Enginecontrolunit,3Additivepump,4Filllevelsensor,5Additivetank,6Additiveinjectionnozzle,7Fueltank,8Dieselengine,9Oxidatioti'typecatalyticconverter,10Particulaiefilter,11Temperaturesensor,12Differentialpressuresensor.bl•排氣處理系統電腦2.引擎電腦3.尿素電腦4.尿素儲箱液位感知器5.尿素儲箱6
7、•尿素噴射閥7•柴油箱&柴油引擎9.氧化觸媒轉化器10.粒狀污染物過濾器11•觸媒轉換器的溫度感知器12.差壓感知器圖:電腦控制柴油引擎排氣處理系統(粒狀污染物過濾器與SCR裝置)(BOSCH,AutomotiveHandbook7thEDITION)(二)在排氣系統裝設粒狀污染物燒除過濾器(SootBurn-OffFilter),如圖108所示,功用是使排氣中的黑煙等粒狀污染物,先被燒除與過濾後再排於大氣中,減少空氣污染。1・柴油