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1、第9章 有害排放物的生成与控制 9.1 有害排放物的生成机理与影响因素 9.2 排放法规及测试方法 9.3 汽油机的机内净化技术 9.4 柴油机的机内净化技术 9.5 汽油机排气后处理技术 9.6 柴油机排气后处理技术 排放污染物的机内净化技术 降低排气 污染技术 机内净化 （燃烧） 机外净化 （后处理） 清洁燃料 （燃料） 柴油机 汽油机 柴油机 汽油机 常规汽油、柴油 替代燃料：CNG、LPG、甲醇、 乙醇、二甲醚、甲酯 l右图是气体排放控制的基本依据 宏观a应尽量大于1 加强气体扰动（涡流、湍流）， 避免局部a过浓 抑制壁面/淬熄效应、循环波动及 各缸不均匀 l 汽油机主要靠三效催化剂（
2、见后） l 柴油机 CO排放 柴/汽 1/10 HC排放 柴/汽 1/3 1/5 因此，一般柴油机CO和HC不超标 （从混合气形成和燃烧考虑为什么？） 1、CO、HC排放的控制 柴油机主要控制 PM、NOx （1）推迟喷油（点火）时间 主放热避开上止点 燃烧等容度 下降温度降低（对汽、柴油机都 适用） 接近上止点时喷油滞燃期缩短 初期dQB/dt 降低燃烧温度 降低（柴油） 2、NOx排放的控制 汽油机 柴油机 （1）推迟喷油（点火）时间 u问题：过度推迟会使i、PM等恶化，即Trade off关系，可 调范围有限。 2、NOx排放的控制 （2）废气再循环EGR （Exhaust Gas Re
3、circulation） 机理： CO2不活性气体 、氧浓度下降 燃烧 速度下降温度下降（如下图） 混合气的比热容上升温度下降 p同理可用内部EGR？如何实现？ 2、NOx排放的控制 nEGR的问题 随EGR率提高，PM和油 耗等恶化（Trade-off） 为此，随负荷变化，应 改变EGR率，汽/柴油机 也不同。 EGR的效果 2、NOx排放的控制 柴油机 汽油机 同时采取混合均匀和稳定燃烧的措施（如图，加强混合及强 化点火）。 冷却EGR可以降低进气温度，提高进气充量，有利于进一步降 低NOx和PM。 2、NOx排放的控制 产生涡流 （3）喷油规律优化 燃烧特性控制基本思路 前缓后急 （1）
4、初期喷油速率高； （2）初期喷油速率低； （3）预喷射（Pilot)）； （4）预喷射低初喷率。 喷油规律控制基本思路 前缓后急 2、NOx排放的控制 汽油机是否需要控制喷油规律？ 喷油规律优化-实例 Pilot喷射对燃烧过程的影响 着火落后期， 初始放热率， dp/d 燃烧温度， NOx 4、降低PM的基本原则 高温富氧 提高燃烧速度（高温） 增压（富氧） 但容易导致与NO的Tradeoff关系 混合均匀 柴油机本来不缺氧、但非均质 加强雾化（高压喷射、减小喷孔） 加强混合 同样与NO产生Tradeoff 强化后期氧化 （如右下图） 基本无NO的Trade off关系 减少润滑油消耗 柴油机
5、喷雾燃烧高速摄影 喷油后0.14ms 普通喷射压力 （60MPa） 高压喷射 （120MPa） 0.42ms 0.69ms 0.97ms l 提高喷油压力后，混合气形成加快，燃烧加快； l 油气混合均匀程度提高，燃烧温度提高，碳烟和PM下降。 ？会有什么负面影响 Soot降低，NOx升高； NOx与PM同时降低（AVL例） 高压喷射降低排放的效果 高压喷射 并用EGR 5、柴油机机内排放技术路线总结 增压EGR中冷 降低PM 降低NOx 降低NOx 现代低排放柴油机-实例 Common Rail (1500-2200 Bar) 高压喷压喷油 降低PM 小讨论 为什么柴油机容易出现PM与 NOx
6、的Tradeoff关系？ 汽油机是否出现PM与NOx的 Tradeoff关系？ 8章作业（1） 1. 将一台柴油机改装成火花点火CNG发动机后，其THC是增加 还是减少？为什么？ 2. 图9-10中，为什么汽油机在a1.1附近出现NOx峰值， 而不是a1？为什么在峰值左侧,NOx、THC、CO之间呈 相反变化关系？为什么柴油机要比汽油机在更稀的a时 出现峰值（见图911）？热效率和功率的峰值分别出现 在a为多少的点？为什么？ 3. 9-8题 8章作业（1） 1.THC在汽油机和柴油机中的生成机理有什么异同？其不同的原因与燃烧 方式有何关系？ 2.图810中，为什么汽油机在a1.1附近出现NOx
7、峰值，而不是a1 ？为什么在峰值左侧,NOx、THC、CO之间呈相反变化关系？为什么柴油 机要比汽油机在更稀的a时出现峰值（见图811）？ 3.图810中，热效率和功率的峰值分别出现在a为多少的点？为什么？ 与所谓“功率混合气”、“经济混合气”（参见6.3.1）有什么关系？ 4.结合表8-5进行分析，为什么怠速时NOx和CO排放高？加速和等速运行时 NOx排放高？而减速时THC排放高？ 5.实际上，在三效催化剂中，既有可能发生（8-1）（8-3）反应，也有 可能发生（8-4）（8-6）反应，试分析它们各在什么条件下发生？三 效催化剂高效率净化排气污染的工作条件有哪两个？柴油机不能使用三 效催化剂的原因是什么？有无解决对策？
