内燃机排污净化9.ppt

第9章 汽车排放污染物净化方案及分析 讨论了汽油车和柴油车分别达到国II、国III和国IV及国V排放标准的一般净化方案。 1) 汽油车排放污染净化方案 2) 柴油车排放污染净化方案 第一节 汽油车排放污染净化方案 一、汽油车的国2和国3排放标准 《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(第Ⅱ阶段)》(GBl8352.2—2001)(简称国Ⅱ) 在2001年4月颁布，2004年7月1日实施。 《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)》(GBl8352.3—2005) 在2005年4月颁布，并于2007年7月1日实施。 两标准对CO排放限值基本差不多； 国3对HC和NOX分别要求，与国2合在一起要求不同，且限值大幅降低； 试验方法有所不同，国3取消了40S怠速时间； 国3增加了低温冷起动试验方法和限值；增加了OBD试验及判定要求。 二、对应的净化方案 对于国2标准，汽油车可采用闭环电控燃油系统加三效催化转化器以达到国2排放标准。 汽车排放从国2到国3，不是像国1到国2那样技术简单，而是上了一个台阶，需要三项技术。首先是增加了冷起动排放达标的要求，提高了尾气净化催化剂的要求，也是适合国2标准的催化剂达不到的。其次是在车辆电控系统中增加了专门监测排放控制系统工作状态的功能(OBD)。它能够随时监测汽车尾气排放状况，一旦出现超标，会做出提示。第三项是针对厂家提出的，要对车载诊断系统有保修措施。 满足国3标准的汽油车可以采用的关键技术有：三元催化转化器；发动机的改进；更好的催化转化器活性层；催化剂加热；催化转化器的安装位置靠近发动机；二次空气喷射；带冷却装置的废气再循环系统；燃烧系统优化设计(燃烧室形状、缸内气流运动、多气门、可变进气、可变气门正时等)。 例如：对二气门、非增压汽油机可采用闭环电控燃油喷射系统加紧凑耦合型三效催化转化器或前置双催化转化器或三效催化转化器辅以强制加热；对于多气门、增压汽油机则可采用闭环电控燃油喷射系统加低起燃温度的三效催化转化器或紧凑耦合型三效催化转化器。 三、汽油车的国3和国4排放标准 2010年12月21日，环境保护部办公厅发布公告要求从2011年7月1日起，凡不满足国4标准要求的轻型汽油车将不得销售和注册登记 。 (1) 国3和国4排放标准的差异 国4阶段轻型汽油车的各项排放指标较国3阶段下降50%左右； 国4标准对燃油质量要求更为严格。 (2) 汽油车国4排放的应对技术 机内净化技术：涡轮增压、缸内直喷和电控策略优化 机外净化措施：改善催化剂配方 对于国4排放标准，二气门和非增压汽油机难以满足该标准，一般在多气门增压汽油机上采用综合控制的发动机管理系统加紧凑耦合型三效催化转化器或前置双催化转化器或三效催化转化器辅以强制加热实现，同时采用废气再循环可进一步降低NOX排放。 不过，从国3自然吸气汽油机升级到涡轮增压或缸内直喷难度和成本太高，目前主流厂商都选择加强后处理 (增加贵金属含量)，结合电控策略优化的技术路线。整体上，汽油机从国3升国4不难，催化器成本增加(200-600元)。 四、汽油车的国5排放标准 1) 基本情况 2009年我国开始进行《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(第五阶段)》 (国5)国家标准的前期研究工作，2011年环保部发布该标准的征求意见稿，2013年9月出台正式标准。 汽油车国5标准的实施日期定于2018年1月1日实施，北上广进行先期试点运行。其中，北京在2013年2月1日实施（京V），上海于2014年4月30日实施。 国5排放限值(草案) (1) 增加了NMHC(非甲烷碳氢)和PM排放要求，其中汽油机PM仅针对直喷机；(2) 排放耐久里程从10万km增加到16万km，道路试验规范变化，新增一些OBD监测要求。 2) 汽油车国5排放的应对技术 对汽油车来说，达到国5排放主要在于减少NO排放、NMHC排放和PM排放(GDI)。 为了减小以上排放，需要从两方面做工作。第一是发动机本体。通过采用新技术，如进排气VVT等，减少发动机的原始排放；第二是催化器，通过提高催化器的转化能力，在原始排放一定的情况下，减少发动机的最终排放。成本约增加800元左右 相比排放要求，更为困难的是第三阶段乘用车油耗限值。 2005年1月我国执行第一阶段油耗限值；2008年1月我国执行第二阶段油耗限值；2015年1月全面执行第三阶段油耗限值；2014年7月我国通过了第四阶段油耗限值标准审查（ 2020年达到5L/100km ）。 第三阶段燃油限值的目标，比第二阶段再下降20%，达到7L/100km。第三阶段