汽车概论课件柴油机排放控制16.ppt

四、排放控制 标定工况点 最大转矩点 降低车用柴油机排放的措施 * 降低柴油机特别是直喷式柴油机排放的主要目标是降低NOx和降低颗粒排放。 对降低颗粒排放而言，主要是通过在排气管上安装各种形式的颗粒捕集器、颗粒净化器等机外净化的方法。 对降低NOx排放来说，由于柴油机的燃烧过程是属于富氧燃烧，所以无法采用汽油机所用的在排气管上安装三元催化反应器加上氧传感器那样的反馈控制系统来降低包括NOx在内的废气中有害气体的排放。所以迄今为止，主要采取以废气再循环(EGR)为代表的机内净化措施。 所谓废气再循环(EGR)就是将一部分废气引入进气管。 废气再循环程度用EGR率来表示，其定义为： EGR率 = 再循环废气流量/(进气空气流量 + 再循环废气流量) 但,EGR不仅会使柴油机动力性和经济性下降，更严重的负面影响则是颗粒排放的增加。 所以如果要在高负荷下用EGR来控制NOx排放而又不希望产生过多的颗粒排放，必须要对EGR率进行严格控制，要有非常精确的EGR率计量系统。 低温预混合燃烧方式(MK燃烧方式） 通过推迟喷油正时、延长滞燃期来增加预混合燃烧在整个燃烧过程中的比例，在预混合燃烧过程中采用EGR率高达45％的废气再循环，通过大幅度降低缸内气体中氧浓度来降低火焰温度,从而降低NOx排放。 柴油机的排放中最成问题的是浮游粒子(PM)和氮氧化物(NOx)。 到目前为止，还没有一种有效的技术措施可以使柴油机的颗粒排放(PM)和氮氧化物(NOx)同时降低。PM和NOx之间呈现双曲线的关系：一个增加，则另一个减少。 一辆2t卡车从生产、装配、运输、使用(行驶)到修理整个过程中CO2排放量的分布情况。其中93％的CO2是在行驶过程中排出的。 越来越苛刻的排放法规 一开始，只对NOx的排放值进行限制，1994年以后才开始实施颗粒排放法规。测量方法也在不断变化。开始时是6工况，1995年改成13工况；颗粒排放在1994年以后是稳态13工况，2004年改成瞬态工况。 三、今后的动向 A：时间上相当于1989年，排放水平相当于欧I。这时采取的主要技术措施有：高喷油压力(小于100MPa)、双弹簧喷油器、废气再循环、涡轮增压、中冷装置等。 B：排放水平相当于欧II。这时采取的主要措施有：引入电控喷油技术、采用变截面涡轮增压技术，改进发动机低速时的响应特性、采用4气阀机构等。 C：排放水平相当于欧III。这时采取的主要措施有：高压喷射、采用4气阀机构、预喷射、变截面的涡轮增压器、部分排气后处理、采用含硫量相当低的燃油(≤10×10一6)。 如要达到欧III排放标准，则要求电控燃油系统、喷射压力达到140～160MPa,~采用低涡流燃烧系统、采用部分EGR系统等技术。 2005年和2008年将要实施的欧IV和欧V排放标准。 A:排放水平相当于欧I这时采取的措有:改进了燃烧系统、增压空冷、电控喷油、提高喷油时间等。 B：排放水平相当于欧II。这时采取的主要措有：低涡流燃烧系统、高喷油压力、部分废气再循环等。C：排放水平相当于欧III。这时采取的要措有：冷却的废气再循环、NOX催化剂、颗粒滤清器等。 四、几种排放法规的比较 1．大型柴油机卡车 五、降低排放的技术 降低柴油机排放都是围绕改进燃烧过程而进行的。 (1)减少预混合燃烧。 （2）促进散燃烧。 因此，对燃油系统的要求是： (1)最佳的喷油定时。 (2)减少初期喷油量。 (3)高压化、良好雾化。 (4)喷油结束干脆。 (5)电子控制。 (1)新型燃烧室+增压中冷。 (2)高的喷油压力+废气再循环(EGR)。 (3)采用新型燃油喷射装置——电控分配泵系统、电控共轨系统。 (4)后处理装置——颗粒滤清器、NOX催化剂。 *