第4章 汽油机后处理净化技术
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课程小结课程名称:汽车排放及控制技术学生姓名:陈圆磊学号:1221402014 专业:车辆工程_______________ 所在学院:龙蟠学院_______________2013 年 12 月 15 日汽油机后处理净化技术之———三效催化转化技术本课程小结内容:本人主要根据现有教材并通过校内网络资源查得的文献,介绍了现代汽车排放及控制技术众多技术之一的汽油机后处理净化技术,用于汽油机后处理净化装置众多之一的三效催化转化器技术。
着重介绍:1、改善汽油机后处理净化技术的意义;2、三效催化转化(器)技术的应用及其实际价值,3、三效催化转化器基本结构和工作原理。
1、改善机内净化技术的意义近些年来,随着世界经济的发展中心正呈现出多极化的趋势————中国已逐渐成为对于世界经济发展不可小觑的力量。
比如在汽车制造业,连续数年中国的汽车销量在世界位居群首,然而随之带来的环境污染问题也成为我国政府要重视和加强管理的问题,比如今年全国各地区都出现了不同程度的雾霾天气,也是迄今50多年来出现的最严重和持续时间最长的污染,给人们的正常工作、生活、出行带来了极大不便。
导致这种现象的主要原因是空气中含有大量颗粒物和其他排放物质。
其中汽车排放的污染物比重最大。
因此改善汽车排放对于国家生产发展、安定,国民健康与安全有重大意义。
众所周知,机内净化技术是以改善发动机燃烧过程为主要内容,对降低排气污染起到了较大作用,但其效果有限,且给汽车的动力性和经济性带来不同程度的不利影响。
随着对发动机排放要求的日趋严格,改善发动机工作过程的难度越来越大,能统筹兼顾动力性、经济性和排放性能的发动机将越来越复杂,成本也急剧上升。
因此,世界各国都先后开发废气后处理净化技术,在不影响或少影响发动机其它性能的同时,在排气系统中安装各种净化装置,采用物理的和化学的方法降低排气中的污染物最终向大气环境的排放。
2、三效催化转化技术的应用和实际价值三效催化转化器是目前应用最多的废气后处理净化技术。
一、填空题1、汽车排放的污染物主要有_ 一氧化碳_、氮氧化合物_、_ 碳氢化合物__和__微粒____。
2、柴油机氮氧化物的生成主要受三个要素的影响,分别是_ 喷油定时_、 放热规律___和 负荷与转速的影响_。
3、三元催化转化器的起燃特性有两种评价方法,对于催化剂常用__ 起燃温度 __来评价,而对于整个催化转化系统则用__ 起燃时间 _来评价。
4、微粒捕集器的过滤机理存在四种,即_ 扩散机理、 拦截机理_、 惯性碰撞机理_、 重力沉积机理_。
5、电控柴油喷射系统已发展了三代,第一代是 位置控制_ 系统,第二代是_ 时间控制__系统,第三代是 电控高压共轨 系统。
6、目前控制汽油机氮氧化物排放最主要的措施是_ 废气再循环技术_。
7、常用排放污染物取样系统有 直接取样系统___、_稀释取样系统_和_定容取样系统_。
8、汽油发动机中未燃HC 的生成主要来源于_ 燃烧室未燃燃料、 窜入曲轴箱的未燃燃料和 燃油系统蒸发的燃油蒸汽_ 三种途径。
9、缸内直接喷射汽油机与其它汽油机相比,最大区别是_ 汽油喷射的位置_。
10、EGR 率是指 ×100%+返回废气量进气量返回废气量11、为使三元催化转化器的净化效率达到80%以上,其过量空气系数(Φa) “窗口”应达到的要求是“窗口”很窄,宽度只有_ 0.01~0.02__。
12、生成氮氧化物的三个要素是_ 混合气浓度_、 温度_和 氧浓度_。
13、目前微粒捕集器被动再生的方法主要有 化学催化的方法_。
14、排气成分分析中,CO 和CO2用_ 不分光红外线气体分析仪_测量,NO 用_ 化学发光分析仪_测量,HC 用 _ 氢火焰离子型分析仪_测量,氧多用 顺磁分析仪_测量。
15、烟度的测量方法主要有两类: 滤纸法__和 消光度法__。
16、目前,各国正纷纷开发各种代用燃料以解决未来石油能源枯竭的问题,其中最主要的代用燃料是 天然气__、液化石油气_、醇类燃料__和 植物油__。
汽车排放及控制技术试题答案⼀、填空题1、汽车排放的污染物主要有_ ⼀氧化碳_、氮氧化合物_、_ 碳氢化合物__和__微粒____。
2、柴油机氮氧化物的⽣成主要受三个要素的影响,分别是_ 喷油定时_、放热规律___和负荷与转速的影响_。
3、三元催化转化器的起燃特性有两种评价⽅法,对于催化剂常⽤__ 起燃温度 __来评价,⽽对于整个催化转化系统则⽤__ 起燃时间 _来评价。
4、微粒捕集器的过滤机理存在四种,即_ 扩散机理、拦截机理_、惯性碰撞机理_、重⼒沉积机理_。
5、电控柴油喷射系统已发展了三代,第⼀代是位置控制_ 系统,第⼆代是_ 时间控制__系统,第三代是电控⾼压共轨系统。
6、⽬前控制汽油机氮氧化物排放最主要的措施是_ 废⽓再循环技术_。
7、常⽤排放污染物取样系统有直接取样系统___、_稀释取样系统_和_定容取样系统_。
8、汽油发动机中未燃HC 的⽣成主要来源于_ 燃烧室未燃燃料、窜⼊曲轴箱的未燃燃料和燃油系统蒸发的燃油蒸汽_ 三种途径。
9、缸内直接喷射汽油机与其它汽油机相⽐,最⼤区别是_ 汽油喷射的位置_。
10、EGR 率是指 ×100%+返回废⽓量进⽓量返回废⽓量11、为使三元催化转化器的净化效率达到80%以上,其过量空⽓系数(Φa) “窗⼝”应达到的要求是“窗⼝”很窄,宽度只有_ ~。
12、⽣成氮氧化物的三个要素是_ 混合⽓浓度_、温度_和氧浓度_。
13、⽬前微粒捕集器被动再⽣的⽅法主要有化学催化的⽅法_。
14、排⽓成分分析中,CO 和CO2⽤_ 不分光红外线⽓体分析仪_测量,NO ⽤_ 化学发光分析仪_测量,HC ⽤ _ 氢⽕焰离⼦型分析仪_测量,氧多⽤顺磁分析仪_测量。
15、烟度的测量⽅法主要有两类:滤纸法__和消光度法__。
16、⽬前,各国正纷纷开发各种代⽤燃料以解决未来⽯油能源枯竭的问题,其中最主要的代⽤燃料是天然⽓__、液化⽯油⽓_、醇类燃料__和植物油__。
17.汽车排放污染主要来源于发动机排出的废⽓。
第4章 车用汽油机机内净化本章主要内容:介绍了汽油机机内净化技术,包括汽油喷射电控系统及其对排放的影响、典型低排放燃烧系统及其对排放的影响、废气再循环系统的工作原理及其对发动机性能的影响以及其它机内净化技术。
4.1 概述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。
4.1.1 汽油机的燃烧过程按燃烧过程的物理—化学状态,将燃烧过程分为三个阶段:着火延迟期、明显燃烧期和补燃期。
汽油机燃烧过程的展开示功图如图4-1所示。
汽油和空气按一定的比例组成的混合气,进入气缸后被压缩受热。
火花塞跳火放电时,两极电压在15000V 以上,电火花能量40~80mJ ,局部温度达2000℃,致使电极周围的预混合气热反应加速,当反应生成的热积累使反应区温度急剧升高而使火花塞电极附近的混合气着火时,即形成火焰中心。
从电火花跳火到形成火焰中心阶段称为着火延迟期,如图4-1中的1~2点。
这是燃烧的第I 阶段。
燃烧第Ⅱ阶段是指火焰由火焰中心传播至整个燃烧室,约90%的燃料被烧掉。
如图4-1中的2~3点,被称为明显燃烧期。
在均质预混合气中,火焰核心形成后,即以此为中心,由极薄的火焰层(即火焰前锋)开始向四周未燃混合气传播,直到火焰前锋扫过整个燃烧室。
这一期间的燃烧是急剧的,燃烧室的温度和压力急剧上升,通常将缸内压力达到最大值时作为急燃期的终点。
在此阶段中压力升高率和最高燃烧压力到达时刻是两个重要指标,会对发动机动力性、经济性和排放产生重大影响。
从到达最高燃烧压力点3至燃料基本完全烧完为止称为补燃期,即燃烧的第Ⅲ阶段。
此时混合气燃烧速度已开始降低,加上活塞向下止点运动,缸内压力开始下降。