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1、汽车柴油机排放及控制技术姓名潘善右班级200905120240专业汽车检测与维修专业教 学 系汽车与动力工程系指导老师孙永刚完成时间 2011 年10月1日至2011 年11月 2日【摘要】随着经济条件的迅猛发展，汽车在全国范围内已越来越普及，在人们交通越来越便利的同时，汽车尾气排放的污染也越来越成为威胁人们赖以生存的环境的主要途径之一。分析了汽车尾气的主要成分危害以及治理方法，对柴油机排气净化，机内、机外净化作了详细的研究，然后作出了对柴油机高压共轨多次喷射技术的改进，排气后处理技术的研究及发展进程等。最后提出了努力发展研制可替代能源的环保型汽车的一些方法和具体行动，为未来汽车污染的有效控制
2、以及新一代更为环保型汽车指明了有效的途径。关键词柴油机排放污染物净化技术【目录】摘要 .1第一章绪论 .1第二章柴油机机内净化 .12. 1概述 .12. 2增压技术 .12. 3废气再循环系统 .22. 4多气门技术 .22. 5以增压为核心的进气系统改进 .3第三章柴油机尾气后处理技术 .33.1概述 .33.2氧化催化剂 .43.3柴油机颗粒物过滤器 .43.3. 1柴油机尾气过滤材料 .53.3. 2过滤体的再生技术 .53.4NOx 和 PM 组合净化技术与四效催化剂 .6第四章柴油机排放污染物净化方案 .64.1柴油机排放污染物净化方案 .6第五章结论 .7参考文献.8第一章绪论随
3、着经济的高速发展，21 世纪的今天，汽车是人类不可缺少的交通工具，但汽车污染却是环境的主要污染源。本文的目的在于帮助大家认清汽车污染的危害性，增强人们的环保意识，唤起人们加快治理汽车污染的步伐，同时列举出一些必要的措施。自上世纪70 年代，随着全球石油资源短缺的加剧与cO，减排压力的增加，国外出现车用动力柴油机化的态势，欧洲和日本率先实现了载货汽车和大型客车的柴油机化。目前， 欧洲轿车年产量中40已采用柴油发动机，在法国、西班牙等国家更高达50以上。而目前中国柴油轿车用户所占的市场份额比例非常低，2004 年国内共销售柴油轿车12654 辆，仅约占所有轿车销量225 万辆的 0 6，这种结构制
4、约了中国汽车工业的进一步发展。第二章柴油机机内净化2.1概述所谓的机内净化就是从有害排放物的生成机理及影响因素出发，以改进发动机燃烧过程为核心，达到减少和抑制污染物生成的各种技术。简单的说就是降低污染物生成量的技术，如改进发动机的燃烧室结构、改进点火系统、改进进气系统、采用电控汽油喷射、采用废气再循环技术等。在过去的 20 年，柴油机采用了一系列的新技术，大大地降低了污染物排放柴油机排出的 CO 和 HC 仅为汽油机的1 10 或更少因此，柴油发动机的机内净化技术主要是针对PM 和 NO ，其中高压喷射、 进气增压主要是针对PM 控制，而增压中冷和废气再循环(EGR)则主要是针对NOx排放，仍
5、处于研究中的均质预混合燃烧则同时具有降低PM和NOx的潜能2. 2增压技术在发动机中，燃料所供能量中有20%-45%是由排气带走的，对于非增压柴油机可取上述百分比范围的低限制。例如，一台平均有效压力为1.8MPa 的高增压中速四冲程柴油机，燃料中将近47%的能量传给活塞做功，约 10%的能量通过汽缸壁散失掉，约 43%的能量随排气流出汽缸。 涡轮增压系统的作用就在于利用这部分排气能量，使它转换为压缩空气的有效工以增加发动机的充气量。增压是提高柴油机升功率和改善其排放的主要手段。涡轮增压在大功率强化柴油机上的应用已半个世纪有余，但作为车用柴油机来说，涡轮增压的应用却相对滞后，增压车用柴油机的广泛
6、应用不过30 年左右的历史。原因有二：一是小型涡轮增压器制造技术不成熟，以至可靠性不符合汽车的要求，同时成本过高； 二是增压柴油机过度工况性能不好，尤其是加速性能较差。当汽车主要在市区或者等级较低的公路上行驶时， 经常制动、加速，增压柴油机驱动性能不能很好的发挥，反而引起加速冒烟等弊病。但是，随着小型高速涡轮增压器设计技术和制造工艺的成熟， 涡轮增压器的效率大大提高，工作可靠性显著改善，成本也明显降低，增压柴油机的加速性得到明显的改善。然而，对于涡轮增压在车用柴油机上的应用，最大的推动力来自于排放控制法规的日趋严格。现在，不仅重型车用柴油机几乎毫无例外地采用增压， 且中性、 轻型车， 甚至轿车
7、车用柴油机都采用增压，而且增压度越来越高，增压中冷的应用也越来越多。2. 3废气再循环系统废气再循环 （ EGR ）技术首先应用于汽油机上，长期以来， 一直被认为是一种降低汽油机 NOx 排放的有效措施。从20 世纪 70 年代开始，国外就将废气再循环技术用于柴油机，研究表明，它同样适用于柴油机，并且能有效的降低柴油机的NOx 排放量。柴油机燃烧时温度高、持续时间长、燃烧时的富氧状态是生成NOx 的三个要素。钱二个要素随转速和负荷大的增加而迅速增加，而富氧状态则与空燃比直接相关。因此，采取有效措施降低燃烧峰值温度、缩短高温持续时间，同时采用适当的空燃比，以降低 NOx 排放。柴油机通过废气再循
8、环来降低NOx 排放量的基本原理和汽油机大致相同。2. 4 多气门技术以前的发动机每个汽缸只有 2 个气门（进、排气门各一个） ，如果每个汽缸多于二个气门，就称为多气门发动机。车用柴油机的转速一般可达 5500r/min 以上，完成一个工作冲程只有极短的时间。高转速的强化柴油机燃烧更多的燃料， 相应也需要更多的新鲜空气， 传统的二气门已经很难在这么短的时间内完成换气工作。在一段时间内气门技术甚至成为阻碍发动机技术进步的瓶颈。唯一的办法只能是扩大气体出入的空间，为此，多气门技术应运而生。2. 5以增压为核心的进气系统改进进气涡轮增压技术是使发动机轻量化、提高输出功率的有效措施，也是现代柴油机的代表性技术经涡轮增压后，进气温度提高、滞燃期缩短、混合气可适当变稀，这些因素能使柴油机的噪声、 cO 和 Hc 排放以及油耗都有所降低特别是进气增压后，由于进气量大幅度增加， 可使柴油机的空燃比进一步提高，同时允许燃油喷射压力进一步提高，这些措施可大幅度降低PM 排放目前，车用中、小型柴油机已普遍使用四气门(两进两排 )，以增大进气通过的最小截面积，增加循环进气量，改善其动力性、经济性及排放性能但是，柴油机涡轮增压后进气温度升高、混合气氧含量
