发动机排放控制论述.ppt

第三章 车用汽油机机内净化 * * 3.1 概述3.2 汽油喷射电控系统3.3 低排放燃烧系统3.4 废气再循环3.5 其他机内净化措施 目录 3-1概述 一、 汽油机的燃烧过程 二、柴油机的主要排放物 三、汽油机机内净化的主要措施 一、汽油机的燃烧过程 3 1 2 1-火花塞跳火，2-形成火焰中心，3-最高压力点 1-2着火延迟期，2-3明显燃烧期。3-补燃期 二、汽油机的主要排放物 CO2 N2 H2O HC CO NOx 三、汽油机机内净化的主要措施 大力推广汽油喷射电控系统 改善点火系统 积极开发分层及均质稀燃的新型燃烧系统 选用结构紧凑和面容比较小的燃烧室，缩短燃烧室狭缝长度，适当提高燃烧室壁面温度 采用废气再循环控制 3.2 汽油喷射电控系统 一、 概述 汽油喷射的位置。 1.进气歧管或进气管道上 2.缸内直喷式 缸内直喷式汽油发动机的优点 1.油耗量低 2.升功率大----混合比达到40:1（一般汽油发动机的混合比是15:1），也就是人们所说的“稀燃”。 二、电控喷射系统的特点 用微机控制每循环的喷油量和喷油时刻，按各种工况对燃油量进行校正，排放好 在电控多点喷射系统中，每缸采用单独喷油器供油，可提高各缸空然比的均匀性和喷油量的精确性 燃油雾化特性是由喷油器的特性决定的，与汽油机转速无关。因此启动时仍保持良好的雾化特性，HC少 进气系统没有化油器喉管的节流作用，减少了进气系统的阻力损失，充气效率高 三、电控汽油喷射系统的类型 按喷油器数目分：单点喷射、多点喷射 按喷射区域分：进气道喷射、缸内喷射 按喷射方式分：连续喷射、间歇喷射 按进气量检测方法分：空气流量型L和进气压力型D 四、喷油控制 时刻的控制 喷油量的控制 喷油控制对排放的影响 同时喷射 分组喷射 顺序喷射 起动喷油控制 运转喷油控制 特殊控制－断油控制、减速控制 反馈控制 氧传感器及三元催化器闭环控制 冷起动及暖机阶段排放控制 五、点火系统的控制 微机控制点火系统 点火系统对排放的影响 点火能量对排放的影响 点火正时对排放的影响 六、怠速转速的控制 怠速自动控制系统－充气量 怠速排放的控制 提高怠速转速 高能点火 减小气门重叠角 ①提高燃烧速率和减小循环变动； ② 降低了混合气较稀时的失火概率，使发动机可燃用稍稀的混合气，从而减小了HC的排放。 七、缸内直接喷射 排放问题 1）缸内温度偏低，不利于未燃碳氢后燃等。 2）分层燃烧时在火花塞附近出现混合气局部过浓或浓混合气区域过大的状况，使NOx生成增加，较高的压缩比和放热率也将导致大负荷工况NOX增多。 3）微粒排放在小负荷、过渡工况和冷起动的情况下比传统的进气道喷射汽油机有较多的增加，但仍比柴油机要低一个到几个数量级。 成因：局部区域混合气过浓，缸内温度低。 缸内直接喷射式汽油机的排放对策 二阶段混合 进气冲程开始时第一次喷油，在缸内生成很稀的均质混合气，第二次喷射在压缩上止点前，在气缸滚流和活塞顶形状的帮助下产生分层混合气，然后点火燃烧。 3.3 低排放燃烧系统 稀薄燃烧系统 使用过量空气的稀薄混合气，可以促进燃料的充分燃 烧，提高燃料利用率，降低油耗； 正常混合气的空燃比（A／F）为14．6，当空燃比达 到22以上时油耗可降低8－10％； 空燃比增加会带来燃烧的不稳定，需要对进气道和燃 烧室等进行精心的设计，以实现分层和均质燃烧，目 前世界最高水平的空燃比已达到65左右。 分层燃烧系统 如果稀燃技术的混合比达到25：1以上，按照常规是 无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。 通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混 合气，混合比达到12：1左右，外层逐渐稀薄。浓混合气 点燃后，燃烧迅速波及外层。 燃油喷射定时与分段喷射技术，即将喷油分成两个阶 段，进气初期喷油，燃油首先进入缸内下部随后在缸内 均匀分布，进气后期喷油，浓混合气在缸内上部聚集在 火花塞四周被点燃，实现分层燃烧。 轴向分层燃烧系统 1-活塞；2-气缸；3-火花塞；4-导气屏进