发动机排放污染及控制_龚金科_第5章车用柴油机机内净化ppt课件.ppt

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1、发动机排放污染及控制主讲人龚金科等2021年9月9日概述：主要内容介绍了车用柴油机的低排放燃烧、低排放燃油喷射、多气门、增压、废气再循环以及电控燃油喷射等柴油机机内净化技术。第5章柴油机机内净化课程内容5.1概述5.2低排放燃烧系统5.3低排放柴油喷射系统5.4多气门技术5.5增压技术5.6废气再循环系统5.7电控柴油机喷射系统第5章车用柴油机机内净化第5章柴油机机内净化5.1柴油机机内净化概述柴油机的燃烧过程第5章柴油机机内净化1342第Ⅰ阶段－滞燃期柴油开始喷入气缸到着火开始的这一段时期。第Ⅱ

2、阶段－速燃期从着火开始到出现最高压力的这一段时期。第Ⅳ阶段－后燃期从缓燃期终点到燃油基本烧完的这一段时期。第Ⅲ阶段－缓燃期从最高压力点到出现最高温度时的这一段时期。柴油机的主要排放污染物控制柴油机排放物的重点在于降低柴油机的NOX和微粒（包括碳烟）的排放。第5章柴油机机内净化有害成分汽油机柴油机微粒（g/m3）0.0050.15～0.30CO（%）0.1～60.05～0.50HC（ppm）2000200～1000NOX（ppm）2000～4000700～2000柴油机与汽油机排放比较柴油机与汽油机

3、排放比较柴油机的机内净化技术第5章柴油机机内净化近年来，一些低排放、高燃油经济性的柴油机不用任何后处理装置即可以达到相关的排放法规要求，显示出柴油机机内净化技术的巨大潜力。降低车用柴油机排放的技术措施柴油机与汽油机排放比较技术对策实施方法主要控制对象燃烧室设计设计参数优化、新型燃烧方式NOX、微粒喷油规律改进预喷射、多段喷射NOX进排气系统可变进气涡流、多气门微粒增压技术增压、增压中冷、可变几何参数增压微粒废气再循环EGR、中冷EGRNOX高压喷射电控高压油泵、共轨系统、泵喷嘴微粒降低车用柴油机排

4、放的技术措施每一种技术措施在降低某种排气成分时，往往效果有限，因而实际中常常是几种措施同时并用。第5章柴油机机内净化5.2低排放燃烧系统低排放燃烧系统第5章柴油机机内净化柴油机与汽油机排放比较这两类燃烧系统在燃烧组织、混合气形成和适应性方面都各有特点，因而在有害排放物的生成量方面也有所不同。燃烧室的几何形状对柴油机的性能和排放具有重要的影响。直喷式柴油机非直喷式燃烧系统第5章柴油机机内净化柴油机与汽油机排放比较非直喷式燃烧室往往有主、副燃烧室二部分，燃油首先喷入副燃烧室内进行混合燃烧，然后冲入主燃

5、烧室进行二次混合燃烧。涡流式室燃烧室第5章柴油机机内净化柴油机与汽油机排放比较右图为涡流室式燃烧室的结构图。作为副燃烧室的涡流室设置在气缸盖上，主燃烧室由活塞顶与气缸盖之间的空间构成。主、副燃烧室之间有一通道。预燃室式燃烧室第5章柴油机机内净化柴油机与汽油机排放比较燃烧室由预燃室和活塞上方的主燃烧室所组成，两者之间由一个（图（a））或数个（图（b））孔道相连。（a）预燃室倾斜偏置,单孔道（b）预燃室中央正置,多孔道（c）预燃室侧面正置,单孔道直喷式燃烧系统第5章柴油机机内净化直喷式燃烧系统的燃烧室

6、只在活塞顶上设置一个单独的凹坑，燃油直接喷入其内。凹坑与气缸盖和活塞顶间的容积共同组成燃烧室。常见的有代表性的结构如图所示：（a）浅盆形、（b、c）深坑形、（d）球形浅盆形燃烧室第5章柴油机机内净化新型航空用喷射型燃烧室浅盆形燃烧室在活塞顶部设有开口大、深度浅的燃烧室凹坑。浅盆形燃烧室的空气利用率低，必须在过量空气系数大于1.6以上才能保证完全燃烧。深坑形燃烧室第5章柴油机机内净化ω形燃烧室ω形燃烧室在活塞顶部设有比较深的凹坑，其底部呈ω形，目的是为了帮助形成涡流以及排除气流运动很弱的中心区域的空

7、气。挤流口形燃烧室挤流口形燃烧室采用了缩口形的燃烧室凹坑。初期燃烧减慢，压力升高率较低，因此NOX排放较ω形燃烧室低。球形燃烧室第5章柴油机机内净化球形燃烧室空间混合方式以油膜蒸发混合方式为主。随着燃烧的进行，热量辐射在油膜上，使油膜加速蒸发，燃烧也随之加速。匹配良好的球形燃烧室工作柔和，NOX和炭烟排放都较低，动力性和燃油经济性也较好。球形燃烧室5.3低排放柴油喷射系统低排放柴油喷射系统第5章柴油机机内净化低排放燃烧系统应该满足以下要求：各种工况下都应有较高的喷油压力，以得到足够高的燃油流出的初

8、速度，使燃油粒度细化以提高雾化质量并加快燃烧速度，从而改善排放性能。优化喷油规律，实现每循环多次喷射。每循环的喷油量能适应各种工况的实际需要各种不同工况有合理的喷油正时，实现柴油机的动力性、经济性和排放性能综合最优。1342喷油压力第5章柴油机机内净化喷油压力愈大，则喷油能量愈高、喷雾愈细、混合气形成和燃烧愈完全，因而柴油机的排放性能和动力性、经济性都得以改善。喷油压力第5章柴油机机内净化高压喷射降低炭烟的效果喷油规律第5章柴油机机内净化结论：（1）滞燃期内的初期喷油量控制了初期放