内燃机学教学课件作者周龙保84课件

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1、第四节内燃机的排气后处理EXHAUSTGASAFTERTREATMENT三效催化转换器（TWC）氧化催化转化器富氧降NOx催化转化器柴油机排气微粒捕集器（DPT）主要学习内容1三效催化转化器（TWC）1.三效催化转化器的结构2催化剂铂与钯氧化CO和HC为无害的H2O和CO2催化剂铑还原NOX为无害的氧和氮32.催化转化器的空燃比特性43.催化转化器的起燃特性（Light-off）5氧化反应（HC,COoxidation）2CO＋O2→2CO22CcHh+(2c+0.5h)O2→2cCO2+hH2O水煤气反应（Watergasshift）CO

2、＋H2O→CO2+H2CcHh+cH2O→cCO+(c+0.5h)H22H2＋O2→2H2O4.三元催化氧化－还原反应6还原反应（NOreduction）2NO+2CO→2CO2+N22NO+2H2→2H2O+N(2c+0.5h)NO+CcHh→(c+0.25h)N2+0.5hH2O+cCO2若发动机混合气过浓NO+2.5H2→NH3+H2O2NO+5CO+3H2O→2NH3+5CO27定义:单位催化剂体积的被催化气体体积流量。5.催化器的空速特性(speedvolume)物理意义:空速SV的大小表示反应气体在催化剂的停留时间长短tr。SV

3、越高,tr越短。催化剂体积与发动机排量之比为0.5－1.0。8流动阻力≤5kPa。阻力与流速、孔道长度成正比。阻力与孔道面积成反比。6．催化器的流动阻力特性97、耐久特性热失活、化学失活1-新鲜催化剂2-活性位损失3-扩散不畅4-严重覆盖和堵塞10氧化催化转化器OC四冲程汽油机：早期，氧化HC+CO二冲程汽油机：催化氧化器&二次空气喷射（HC）稀燃汽油机：催化氧化器（HC）CO、HC和SOF(PAH)inPM.醛类,减轻柴油机排气臭味。汽油机的催化氧化器柴油机的催化氧化器11富氧NOx催化转化器DeNOxDeNOx技术还原剂NOx最大减少幅

4、度稀NOx（被动）HC15%稀NOx（主动）后喷的HC30%SCR尿素、氨85%NOx吸附催化转化HC，CO，H290%富氧NOx催化技术比较12利用载体吸附的HC载催化剂表面进行NOx的还原。被动稀NOx技术：利用废气中的HC作为还原剂。主动稀NOx技术：主动的向催化剂提供一定的燃油来增加HC的储备量。一、LeanNOx原理车用意义不大。13利用一些碱金属氧化物对NOx的吸附作用，在λ＞1的条件下与二者反应生成硝酸盐，在λ＜1的条件下遇到HC、CO时迅速释放吸附的NO2，并将其还原成N2。二、吸附－还原法的催化器（NOxTrap）14三、

5、选择性催化还原器（SCR）原理：利用氨（NH3）在催化剂的作用下，有选择的催化还原汽车尾气中的NOx。催化剂：一般用V2O5－TiO2、Ag－Al2O3以及含Cu、Pt、Co或Fe的人造沸石（Zeolite）等。工作温度：250-500℃。15HY（hydrolysis水解）(NH2)2CO+H2O→NH3+CO2SCR:6NO+4NH3→5N2+6H2O4NO+4NH3+O24N2+6H2O6NO2+8NH37N2+12H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2OSCR反应16SCR系统HYSCRHYSCROXHYSCROXHYS

6、CROXTrapOX17Selectivecatalyticreduction(SCR)systemusingureaforon-roaduse18柴油机排气微粒捕集（DPF）一、微粒过滤器(DPF)191.DPF的热再生二、DPF的再生DPFRegeneration定义：热再生就是由外界提供热量，提高滤芯的温度，使沉积在滤芯中的PM燃烧，恢复滤芯的洁净状态。热量可由燃烧器、电阻加热器、微波发生器、红外发射器等产生。20原理：氧化催化反应器把排气中的NO氧化成NO2,利用NO2的氧化能力，氧化DPF中积聚的碳烟颗粒。燃油要求：柴油硫含量≤3

7、5ppm（欧4）2.连续再生捕集器（CRT）21