汽车发动机原理教学课件作者阎春利9发动机噪声与排放污染(新)课件.pptVIP

第九章 发动机排放污染与噪声 目 录 第一节 排放污染及法规 第二节 发动机噪声及控制 第一节 排放污染及法规 一、排放污染物质及危害 一氧化碳 碳氢化合物 氮氧化物 微粒 二、排放污染物的形成及影响因素 1. CO的形成 CO是烃燃料燃烧的中间产物，主要是由于燃烧时氧气相对不足而产生的。 汽油机 时，燃料中的碳不能完全燃烧而生成CO。 生成量主要取决于混合气成分。 CO是汽油机排气中有害成分含量最大的物质。 二、排放污染物的形成及影响因素 1. CO的形成 柴油机的过量空气系数较大， 在全负荷和低负荷时， 由于混合气很不均匀，造成局部氧化不足，或燃气温度低，使氧化反应慢，燃烧时CO产物较多。 总体上是稀混合气，过量的氧还使CO在排气过程中氧化为CO2。 2.HC的形成 不完全燃烧的产物 燃烧过程中，由于缸壁激冷作用，燃烧室壁面内产生一个淬熄层，受低温缸壁的冷却而得不到燃烧。 当燃烧条件不利，或局部混合气不均匀，如火花塞周围的空隙，活塞和气缸盖间的挤气间隙等，造成部分混合气未燃烧完就随废气排出。 蒸发泄漏的燃油蒸气 混合气过浓、过稀、雾化不良或混入的废气过多，都会引起火焰传播不良，造成燃烧不完全或不能燃烧，都会增加HC排放量。 曲轴箱、燃油箱及化油器等处的燃油蒸气的逸出，是HC的另一来源。 3. NOx的形成 NOx是在燃烧室高温高压状态下，空气中氧和氮生成NO和少量的NO2。 NO在排人大气后又氧化成NO2。 在高温 （1000℃以上）条件下，首先是氧分子分解成氧原子，而后分子状态的氮与原子状态的氧，或氧分子与氮原子碰撞生成NO。 3. NOx的形成 NOx的生成量随着燃烧的最高温度升高，高温持续时间增长，混合气含量 （稍大于1）、压缩比增大等而增加。 反之可降低NOx的生成量。 柴油机压缩比高，混合气大部分在 的情况下，因而NOx是柴油机排放中的主要有害成分。 4. SO2的形成 石油加工中馏出的燃料中所含硫的氧化物，在燃烧后几乎全部转化为SO2，其中一部分氧化成SO3，并与水反应形成硫酸后，再转化为硫酸盐。 5. 碳烟和颗粒 碳烟是燃油没有完全燃烧时裂解后形成的产物。当排气中碳的悬浮颗粒浓度达0.15g/m3时，就会形成可见的黑烟。 颗粒主要是碳及沉积下来的高沸点碳氢化合物和硫等无机物，此外还有金属化合物、硫酸盐，胺类等。 机内净化技术 1)以降低排放为目标，通过改进发动机燃烧过程为主的。 机外净化技术 2)对燃烧排出的有害物，在排气系统等处进行后处理。 3)对曲轴箱窜气或油蒸气部分进行处理。 三、降低排放污染的措施 三、降低排放污染的措施 1. 机内措施 （1）压缩比 压缩比增加，使得气缸内的工作温度升高，有利于NOx的产生。 压缩比增加，使得淬熄层的厚度增加，不燃烧的HC的量增加。 降低HC主要是避免死角和在膨胀及排气过程中进行氧化反应。 降低NOx主要是降低燃烧期间的温度。 较高的燃烧温度和过量的氧有利于CO氧化成CO2。 1. 机内措施 （2）燃烧室形状 紧凑的燃烧室面容比较小，通过工质的紊流或涡流减小淬熄层，HC排放就少。 浓混合气通过内部冷却和较低的燃烧速度来降低最高温度，从而使NOx排放下降。柴油机的分开式燃烧室的NOx排放量比直喷式的低。 （3）混合气成分 1. 机内措施 （4）配气定时 合理选择配气定时，能够降低NOx排放量。 （5）汽油机的点火提前角 点火提前角减小时，后燃增加，气缸及排气温度上升，促进了未燃烧成分的氧化，使HC及NO排放含量均减小。当点火提前角增加时，则HC和NO排放含量增加。 1. 机内措施 （6）进气系统 进气系统温度升高，会使燃烧温度升高，NOx排放量增加。因此，增压柴油机的空气中间冷却是减少NOx排量的有效措施。 （7）燃油喷射系统 燃油喷射系统的喷油时刻、喷油量，柴油机的喷油规律和雾化质量，对排放均有影响。柴油机的喷油时刻，直接影响燃烧，延迟喷油可以减少NOx的排放，但过迟将导致CO的增加。 是指气体排出发动机气缸以后，在排气系统中进一步减少有害成分的措施，主要指催化转换器。 减少HC和CO排放的氧化催化转换器； 减少NOx排放的还原催化转换器； 同时减少HC、CO及NOx排放的三元催化转换器； 用于减少HC和CO的热反应器； 对于柴油机的碳烟微粒净化装置也属机外净化技术。 （二）机外净化技术 第二节 发动机噪声及防治措施 发动机的噪声是汽车的主要噪声源 空气动力性噪声 进气噪声、排气噪声和风扇噪声 燃烧噪声 机械噪声等 一、噪声的产生及影响因素 1．空气动力性噪声 （1）进、排气噪声 形成：发动机在