山东理工大学交通与车辆工程学院汽车电器与电子技术第8章2.pptVIP

3.排气后处理系统--催化净化装置 汽车上使用过的催化净化装置可以分为三种：氧化催化反应器，双床催化器和三元催化反应器。 1.氧化催化反应器 氧化催化系统自1975年后在汽车上投入使用。这种催化装置采用载体表面上的催化剂作为触媒介质，发动机的排出气体在其间通过时用其过量的空气将未燃烃HC与一氧化碳CO氧化，生成水蒸汽和二氧化碳。但是，排气中的氮氧化物NOx，经过氧化催化反应器不能降低。氧化催化器对于净化CO与HC具有一定的效果，在载货汽车上有所应用。为净化NOx加装废气再循环系统，也能取得较好的结果。 * 3.排气后处理系统--催化净化装置 双床催化反应器由两个催化器组成，该装置在两转化器之间使用二次空气。排气流先经过过一个还原催化器，随后在同一反应器壳体内再通过一个氧化催化，两者之间有二次空气吹入。 * 双床催化反应器 在第一个催化剂床中，将氮氧化物还原成氮气和二氧化碳，即： 2NO+2CO=N2+2C02， 还原剂CO来自混合气的不完全燃烧。 在第二个催化剂床中进行氧化反应，即： 2CH4+5O2+2CO =4H2O+4C02 2CO+O2=2C02 * 三元催化反应器 三元催化反应器亦称为单床三元催化器。它可同时将汽车发动机排出的三种有害气体有效的净化，也就是同时存在三种反应，即 2CO+O2=2CO2 4CH+302+ =2H2O+2C02 2NO+2CO=N2+2C02 * 三元催化反应器 要求发动机的混合气为理论混合比。使用这种净化方法使HC、CO、NOX三种有害排气成分得到大幅度的降低。它可以满足严格的排放法规的要求，在汽车获得普遍采用。 * 三元催化反应器 * 催化反应器结构 催化反应器它由三部分组成：钢壳体容器、催化剂和载体。壳体材料是耐高温，耐腐蚀的不锈钢，载体可有三种形式：松散材料(或粒状材料)制成的载体，陶瓷单体式载体与金属单体式载体。催化剂目前多数是用贵金属。 A.松散材料载体催化剂载体的常用材料是氧化铝，由粒状直径约2～4mm的颗粒堆积而成。经过研究改进为整体结构，在粒状载体上直接用活化的催化物质涂层。 * 催化反应器结构 B.陶瓷单体是由一种高温坚韧的镁，铝、硅酸盐烧结而成。陶瓷体中穿有几千个小通道，在1cm2上确 约60个通道以流过排气。陶瓷单体被固定在催化反应器壳体上，在壳体金属壁面与载体之间加入一层膨胀垫，它可以由金属织物或树脂纤维制成。金属织物一般是用0.25mm直径合金钢丝编制，可承受高温下壳体与载体材料的不同膨胀，在汽车行驶时引起的机械冲击，以及作用在陶瓷体上的气体压力等。 * 催化反应器结构 金属单体式载体结构紧凑，壳体容积比陶瓷体要小，抗震强度与性能均较好。目前，由于制造成本高的原因，只限于小批量使用。这种催化装置大多数装在发动机附近，作为前催化器或起动催化器。这样可在发动机冷车起动后，加快催化转变的作用。在金属型载体上与陶瓷体一样，需要先涂一层氧化铝助催化剂。然后再涂一层催化剂。 对于催化反应器的研究，主要是寻找催化剂，目前常用的催化剂还是用贵金属及其氧化物。在氧化催化反应器铂、铑。铂能促使一氧化碳与未燃烃的氧化，铑能加氮氧化物还原。催化反应器反应器中所含有的贵金属量约为3g。 * 催化净化装置的使用条件 使用温度对催化反应器有很重要的影响。 一般排气中有害成分的开始转化温度，需要超过250℃，当发动机起动预热5min后要经过才能达下限温度，一旦活化开始催化器便因反应放热而自动地保持高温。保持催化器高净化率，高寿命的理想运行条件的陵用温度约为400～800℃,正常寿命约10万公里。800～1000℃时，贵金属与氧化载体之间可能烧结，产生热老化，导致活化表面积的减小。使用温度超过1000℃时，因催化剂过热加快老比，以致于完全丧催化功能。因此，必须防止催化剂过热。 铅可使催化剂中毒失效，因此必须使用无铅汽油。 * 8.6.3 进气增压控制 1.废气涡轮增压 用发机机排出的高温、高压废气，驱动涡轮增压器的废气涡轮高速旋转，并驱动动力涡轮一起转动，将空气加压后吸入气缸。为保证发动机在不同转速下及工况下都得到最佳增压值，并防止发动机爆燃同时限制热负荷，对涡轮增压系统常采用增压控制与爆燃控制相结合的控制方法。 * 废气涡轮增压电子控制系统的组成 1-进气 2-动力涡轮 3-废气涡轮 4-排气系统 5--废气旁通阀 6-节气门 7-节气门位置传感器 8-冷却液温度传感器 9—爆燃传感器 10—增压压力控制电磁阀 11—ECU 12—节气门位置传感器信号 13-增压进气温度 14-点火提前角 15-发动机转速信号 16-爆燃传感器信号 17-排气流 18-通过涡轮的气流 19-通过废气旁通阀的气流 P1-增压之前的进气压力P2-