汽车排放及控制技术第7章柴油机后处理净化PPT课件
柴油车排放教材后处理
柴油机后处理技术LegislationEmission Reductions Evolutiong / k W . h r * PM scale x10 *16 14 12 108 6 4 2 01990-43% -12%-56%Euro 0Euro 1Euro 2NOx -86%18 years-29% -33%Euro 31992 1994 1996 1998 2000 2002 2004PM -95%13 years-30% -43%-80%Euro 4 Euro 52006 2008 2010Aftertreatment Technology OptionsDiesel Engine Emission Technology ApproachEmissions LevelEuro-ⅡEuro-ⅢEuro-ⅣEuro-ⅤEuro-ⅥFuel Sulfur(ppm) 2000300<10<10<10Electric ControlFuel Injection Pressure (MPa)Turbocharging and Intercooling80 TurbochargeExhaust Gas Recirculation at Full LoadAftertreatmentNone None√ 120 Turbocharge<5% None√ 160Variable Geometry Turbochgar ge(VGT)<15%DPF√ 200Variable Geometry Turbochgar ge(VGT)<20%SCR+DPF√ 240Variable Geometry or Multistag Turbochar ge LTCSCR+DPF要实现欧Ⅳ对NOx和PM较低的限值，目前大致上有两 条机后净化技术路线：其一是先通过优化燃烧（降低PM排放），再使用选择 性催化还原SCR来降低因燃烧优化而产生的NOx排放(多在欧洲使用，故称为欧洲路线)。
柴油机排放后处理技术
柴油机排气后处理技术进入二十世纪九十年代以来，能源危机和环境污染两大问题，严重危害人类社会的可持续发展，日益受到各国政府和民间的重视。
随着汽车工业的发展，汽车保有量的增加，对能源和环境的压力日益加剧，新的排放法规的要求日趋严格，研究开发低排放、低油耗的汽车新技术势在必行[1]。
柴油机作为一种高效节能的动力机械，在军车动力中占据这越来越重要的地位。
为了保持柴油机卓越的燃油经济性，同时又能满足越来越严格的排放法规要求，电控燃油喷射、可变截面涡轮增压器和废气再循环、排气后处理等技术被相继采用，并逐渐成为先进柴油机的通用技术标准。
然而，随着排放法规的日益严格，机内净化技术实现起来已经愈有难度且成本较高，排气后处理技术成为了减少尾气污染的重要手段。
本文章主要介绍柴油机主要污染物生成机理，柴油机排气后处理技术的相关情况。
一柴油机排放主要污染物生成机理柴油机排放的主要污染物有：NO x、微粒。
1.NOx的生成机理感兴趣的氮氧化物是指NO，N2O（燃气轮机）和NO2，其中常见的是NO和NO2，它们统称为NOx。
在燃烧后的排气过程中，更加稳定的NO几乎总是超过其它氮氧化物占主要地位。
NO的生成途径以确定有两种：1.高温途径即在已燃区产生的NO称为热NO；2.瞬发途径。
即在火焰区产生的NO称为瞬发NO；氮氧化合物是在燃烧过程中由燃烧空气中的氮或来自化石燃料中的含氮有机物（主要是在重油和煤中）生成的。
若NOx排放受到热力学平衡约束条件控制的话，则氮氧化物的浓度在排气温度下将小于1×10-6。
当燃烧产物的温度下降，NOx浓度开始降低，但在火焰温度下，供NOx分解的时间在通常的燃烧设备中都太短，难以达到平衡状态，以及氮氧化合物在数十到数千（与燃烧的情况有关）10-6的浓度下被激冷。
这样，NOx生成和分解的化学过程是由化学动力学而不是热力学控制的。
NO和NO2浓度是彼此被另一个快速活性基反应连系在一起的：NO2和O，H和OH反应生成NO，而NO和HO2反应生成NO2。
第七章车用柴油机后处理净化资料
惯性碰撞机理与综合过滤机理
惯性碰撞机理一般把 微粒理想化为只有质 量而没有体积的质点。 当气流转折时，微粒 仍有足够的动量按原 运动方向继续对着捕 集物前进而偏离流线， 使一些微粒碰撞到捕 集物而被捕集。
综合过滤机理认为在 微粒的过滤过程中， 扩散、拦截和惯性碰 撞通常是组合在一起 同时起作用的，但这 三种机理并不是完全 独立的。
2-拦截机理微粒； 3-惯性沉积机理微粒
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第七章 车用柴油机后处理净化
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扩散机理
微粒的尺寸越小，排气 温度越高，则布朗运动 越剧烈，扩散沉积作用 越明显。
不同直径微粒的扩散捕集效率
当微粒直径小于1μm时，需要考虑微粒的扩散作用，当 微粒的直径小于0.1μm时，扩散作用已经十分显著。
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第七章 车用柴油机后处理净化
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再生技术
除去微粒捕集器内 沉积的微粒的过程
称为再生。
微粒捕集器
在微粒捕集器再生过程的研究中，经常要涉 及过滤体中已经沉积的微粒质量或过滤体负 载量以及再生效果两个概念。
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第七章 车用柴油机后处理净化
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过滤体负载量
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第七章 车用柴油机后处理净化
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过滤机理
通过对多种柴油机排气微 粒捕集途径的研究比较， 宜采用多孔介质或纤维过 滤材料对排气进行过滤， 目前应用最多的是壁流式 蜂窝陶瓷。一个好的过滤 体应该是过滤效率高且压 力损失低。
微粒捕集示意图
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第七章 车用柴油机后处理净化
过滤体负载量用无量纲的负载参数M表征
M p1 / pe
Δp1 —沉积或负载微粒后的排气背压； Δpe —洁净的捕集器在同一工况下的排气背压。
汽车排放污染及控制
喷油控制 反馈控制
SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY 在排气管上加装氧传感器，根据 排气管中氧的含量，测定进入发 动机燃烧室混合气的空燃比值， 并输入给ECU。ECU将此信号与 ECU ECU 设定的目标空燃比值进行比较， 不断修正喷油量，使空燃比保持 在设定目标值附近。
1. 喷油时刻的控制
对于多点喷射发动机，ECU以曲轴转角传感器的信号为依据 进行喷油时刻的控制，使各缸喷油器能在设定的时刻喷油。 喷油时刻控制方式有三种：同时喷射、分组喷射和顺序 喷射。
2. 喷油量的控制
喷油量的控制，其目的是使发动机燃烧混合气的空 燃比符合各工况的需要。
第4章 车用汽油机机内净化 章
SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY
第4章 车用汽油机机内净化
SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
第4章 车用汽油机机内净化 章
冷起动及暖机阶段排放控制 喷油控制对排放的影响
SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY SDJT UNIVERSITY
为了减小汽油喷射发动机冷起动和暖机 阶段排放， 阶段排放 ，要对开环控制的空燃比进行精确 的标定，不要过量供给燃油。 的标定，不要过量供给燃油。 冷起动阶段： 冷起动阶段：混合气浓度一般要低于化 油器式发动机。 油器式发动机。 暖机阶段：不要提供太浓的混合气。 暖机阶段：不要提供太浓的混合气。
柴油机排气的净化
二、柴油机机外净化
•1、氧化催化剂
•柴油机加装氧化型催化转化器是一种有效的机外净化排气中的可燃气体和SOF的 常用措施。
2、柴油尾气过滤材料
• 目前，部分过滤式金属过滤体、堇青石过滤体、碳化硅过滤体和钛酸铝过滤 体在国外都有研究和应用，一般用于轿车柴油车和轻型柴油车的颗粒物控制。
学习小结
柴油机净化措施有防止机油串入燃烧室 、采用柴油电控高压喷射 技术、提高喷油压力和减小喷孔直径 、改进燃烧系统、采用废气 再循环、催化转化器、柴油尾气过滤
课堂练习
• 填空题：
• 1.控制柴油机尾气排放主要是控制（ ）和NO生成。
汽车认识
柴油机排气的净化
任务描述
本次任务需要你了解柴油机排气净化的措施
学习目标
通过本任务学化的措施
•
柴油机自问世以来，凭借其良好的动力性、经济性和耐久性等优点在各种动 力装置、和车辆上得到日益广泛的应用。车用柴油机主要排放物为PM（颗粒 状物质）和NOx，而CO和HC排放较低。控制柴油机尾气排放主要是控制颗粒物 质PM和NO生成（2_2_4_12_柴油机排气的净化_1.jpg）。
• 3、提高喷油压力和减小喷孔直径
• 提高喷油压力和减小喷孔直径可明显地降低PM的排放。
4、改进燃烧系统
•
改进燃烧系统指的是燃烧室的形状、供油系统、进气流动的最佳匹配，既可 改善柴油机性能，又可降低柴油机尾气排放物，尤其是颗粒PM物质的排放。
•5、采用废气再循环（EGR）
•
EGR是将一部分排气导入进气系统中，通过降低燃烧室燃烧的最高温度来降 低NOX的排放。
一、柴油机机内净化
•1、防止机油串入燃烧室
•由于柴油机排放颗粒状物质的相当部分是由串入燃烧室的机油的不完全燃烧造 成的，所以应尽可能地减少串机油量。
第7章 柴油机后处理净化
特点：容易保证完全燃烧，但
需单独的高压丙烷气瓶。
特点：比较方便，但燃烧过程的
组织比较困难，尤其在冷启动时 可能导致燃烧不良，造成二次污 染。
转折时，微粒 仍有足够的动 量按原运动方 向继续对着捕 集物前进而偏 离流线，使一 些微粒碰撞到 捕集物而被捕 集分离。
假设：微粒是只有
质量而没有体积的质 点
注意：由于柴油机
微粒质量太小，其 扩散作用要强于惯 性作用。
4．综合过滤机理
❖ 如果扩散、拦截和惯性碰撞三种机理同时作用， 则有：
❖ 理论上存在透过性最大的微粒直径； ❖ 若微粒小于这个直径，扩散作用占主导，总的捕
集效率随直径的减小而增加； ❖ 若微粒大于这个直径，拦截和惯性碰撞作用占主
导，总的捕集效率随直径的增大而增加。
7.2.2 过滤体材料及结构
❖ 微粒捕集器对过滤材料的要求是：
（1）高的微粒过滤效率； （2）低的排气阻力；
矛盾!!!
（3）高的机械强度和抗振动性能；
（4）并且还须具备抗高温氧化性、耐热冲击性和
微粒接近 过滤表面， 一旦微粒 与过滤表 面的距离 小于或等 于其半径 （即微粒 半径大于 或等于过 滤微孔直 径）时， 微粒就被 拦截捕集。
假设：微粒只有大小 而没有质量
由于各沉积机理综合的作用，微 粒会在过滤体表面形成堆积（等 同于减小过滤体微孔孔径），使 拦截作用加强。
3．惯性碰撞机理
原理：当气流
微粒捕集器
微粒捕集器的关键技术 是过滤材料的选择与过滤 体的再生，其中又以后者 尤为重要。
本节主要介绍微粒捕集 器的过滤机理、过滤体材料 及其结构、过滤体再生三个 方面的问题。
柴油机微粒捕集器
7.2.1 过滤机理
车用柴油机的机内净化(共10张PPT)
电控高压共轨燃油喷射系统的组成
电控高压共轨燃油喷射系统主要由电控单元（ECU）、高压油 泵、共轨管、高压油管、电控喷油器及各种传感器等组成，如下图 所示。低压油泵将燃油送入高压油泵，高压油泵将燃油加压后 送入共轨管，与高压共轨管相连的各缸喷油器按电控单元从预 值的供油量脉谱图中确定的喷油量向缸内喷油。
涡流室式燃烧室
预燃式燃烧室
第2页，共10页。
一、涡流室式燃烧室
涡流室式燃烧室如右图所示，作 为涡流室的副燃烧室设置在气缸盖上， 其容积与整个燃烧室容积的比约为
50%～70%。主燃烧室由活塞顶与气缸
盖间的空间构成，主副燃烧室间由一 狭窄的通道相连，通道方向与涡流室 壁面相切。由于涡流室式燃烧室的燃 烧过程采用浓、稀两段燃烧方式，前
第9页，共10页。
电控高压共轨燃油喷射系统的特点
喷油量精确，喷油压力高（120～200MPa），燃油雾
②汽油机主第副燃三烧代室都的设置柴有进油气门电。控燃油喷射系统。尽管电喷柴油机的商品化比汽油机晚，
盖间的空间构成，主副燃烧室间由一
狭普窄通的 低通速道废但相气连涡它，轮已通增道压发方器向；展与涡到流室了第三代。第一代是基于用线位移或角位移电磁机构控制
位置控制系统 柴通油常机 比分较隔大油式，燃有量烧时调室甚与至节汽比油主杆机燃分烧位隔室式还移燃要的烧大室；的根本烧室速总容强积力的20电%，磁而柴溢油流机的阀副燃烧室
段的浓混合气抑制了NOx的生成，后段 的二次涡流加速了稀混合气的燃烧。促使碳烟及燃烧中间产物 的快速氧化。因此，NOx、碳烟及CO和HC的排放量都较低。
第3页，共10页。
二、预燃式燃烧室
预燃式燃烧室的结构如下所示，主燃烧室和副燃烧室间由
柴油国四发动机后处理系统课件
后处理系统是柴油国四发动机的核心技术之一，对于满足国家排放法规具有重要 意义。
作用
后处理系统能够显著降低发动机尾气中的有害物质含量，如氮氧化物、颗粒物等， 减少对环境的污染，同时也有助于提高发动机燃油经济性，提升发动机整体性能。
02
后处理系统核心组件与技术
氧化催化器
功能
工作原理
通过贵金属催化剂（如铂、钯等）降 低CO和HC的氧化活化能，使其在较 低的温度下与排气中的氧气发生氧化 反应。
柴油国四发动机后处理 系统课 件
contents
目录
• 柴油国四发动机后处理系统概述 • 后处理系统核心组件与技术 • 后处理系统故障诊断与排除 • 后处理系统维护与保养
01
柴油国四发动机后处理系统概述
系统组成与工作原理
组成部分
工作原理
技术特点与优势
高效催化转化
颗粒捕集再生 智能控制
பைடு நூலகம்
系统在发动机中的地位和作用
管路堵塞
由于油品质量、积碳等原因，可 能导致后处理系统管路堵塞，影
响系统正常运行。
故障诊断方法与步骤
01
02
使用专业诊断仪
检查传感器
03 视觉检查
常见故障排除案例分析
04
后处理系统维护与保养
系统维护周期与内容
维护周期 维护内容
保养操作方法与注意事 项
保养操作方法
注意事项
系统维护后的性能检查与评估
性能检查
在维护和保养完成后，应对后处理系统进行性能检查，包括排放性能、燃油经济性能等，确保系统正常运行，并 达到国家和地方的相关排放标准。
性能评估
根据性能检查结果，对后处理系统的性能进行评估，识别存在的问题和不足，提出改进意见和建议，为后续的系 统优化和升级提供参考。
第七章发动机排放控制系统构造与维修ppt课件全
• 三、PCV阀的故障及检测 • 3. PCV阀的检查方法 • （l）将一根干净的软管接到PCV阀出气一侧，用力向进气
一侧吹气。PCV阀是单向阀，因此如通气，应更换。
• （2）将进气一侧软管拆下，在发动机工作时，用手指封 住进气一侧的进气孔。如感觉不到真空吸力，说明PCV阀 或强制通风的软管堵塞，应清洗或更换。
阀通向炭罐电磁阀的真空软管，用手指堵住真空管，怠速时 无真空吸力为正常。踩加速踏板加速到2000r／min，真空 软管有吸力为正常。如不正常应更换。 • 炭罐电磁阀为两位两通常闭式电磁阀，没有通电时，对炭罐 电磁阀吹气应不通气；通电后吹应通气。如不正常应更换。 • 炭罐电磁阀自身是否有短路或断路，可用欧姆表检查端子间 的电阻值。
• 排气再循环系统（EGR阀）
• 二、废气再循环（EGR）装置故障与检测 • 1.EGR阀关闭不严引发的故障 • EGR阀在起动、怠速、低速、急加速、减速和全负荷时应关
闭。如开启或关闭不严，可燃混合气被EGR阀进入的废气稀 释，会造成：
• （1）EGR控制电磁阀与底座密封不良，使EGR阀始终处于开 启状态，会造成怠速不稳定，低速时会喘振。
强制式曲轴箱通风系统（PCV系统）
• 三、PCV阀的故障及检测 • 1. PCV阀的故障 • PCV阀如果卡滞在打开的位置，过量的空气流入进气歧管，
使用AFS系统的会使空燃比变稀，会出现怠速不稳和发动机 过载熄火的故障。 • PCV阀或强制通风的软管堵塞，会造成怠速不稳、怠速熄火 、怠速过高故障。还会造成曲轴箱压力过大而窜机油。 • 部分机油窜入燃烧室，造成排气管冒蓝烟。
等信号来决定。
ECU
• 一、废气再循环装置
• 4.EGR阀工作过程
汽车排放及控制技术--车用柴油机机内净化55页PPT
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
第7章 柴油机后处理净化技术
自行燃烧，从而达到过滤器
再生的目的。
第7章 柴油机后处理净化
催化再生
在过滤体的表面浸渍催化剂，催化器与捕集器是
同一整体。使用过程中铂作为催化剂，当排气温度
达到400℃左右微粒开始氧化。
催化再生器
第7章 柴油机后处理净化
催化再生
反应方程式
NO O NO2 NO2 C NO CO
1、润滑油的消耗只能减少到一定的程度，任何一种发动机不可能不消耗 润滑油；
2、机内净化主要以油气充分混合为目的，如高压喷射技术对大微粒的减 少是以增加细小微粒数量为代价，而细小微粒对人体和环境的危害更大； 3、降低微粒与降低NOX之间存在一定的矛盾。
第7章 柴油机后处理净化
降低NOx的排放
催化还原净化技术
应用催化再生的主要缺点：
固体微粒与催化剂的接触反应极不均匀，很难进行完全再生。
柴油机排气中的微粒含量很大，随着时间的推移，催化剂的
作用会逐渐减弱甚至完全消失，即催化剂中毒。
第7章 柴油机后处理净化
燃油添加剂再生
在燃油中加入金属催化剂（如金属铈Ce)，添加
剂与燃油一起在气缸内参与燃烧，燃烧后生成的金
捕集物对微粒的运动起汇的作用，
从而造成排气中微粒分布的浓度 梯度，引起微粒的扩散输运，使 微粒脱离原来的运动轨迹向捕集 物运动而被捕集。
微粒沉积的三种机理 1-扩散机理微粒； 2-拦截机理微粒； 3-惯性沉积机理微粒
第7章 柴油机后处理净化
扩散机理
微粒的尺寸越小，排气温 度越高，则布朗运动越剧烈， 扩散沉积作用越明显。
NOX选择性催化还原
选择性催化还原SCR（Selective Catalytic Reduction）
第7章 柴油机后处理净1
第7章柴油机后处理净化本章主要内容：分析了车用柴油机微粒捕集器的过滤机理，介绍了常用过滤材料及其再生技术。
同时还讨论了NO X的吸附催化还原、选择性非催化还原、选择性催化还原以及等离子辅助催化还原等NO X的机外净化技术和氧化催化转化器。
7.1概述随着柴油机在汽车中的应用日益广泛以及排放法规日趋严格，在对柴油机进行机内净化的同时，必须进行后处理净化。
柴油机与同等功率的汽油机相比，微粒和NO X是排放中两种最主要的污染物，尤其是微粒排放是汽油机的30～80倍。
柴油机微粒能够长时间悬浮在空中，严重污染了环境，影响人类的健康。
柴油机排放控制技术已经成为柴油机行业的研究重点，其研究具有巨大的社会效益和经济效益。
随着排放法规的进一步严格，仅靠机内净化方法将很难使柴油机的微粒排放满足新的排放法规，必须采用微粒后处理技术。
德国FEV的Hartmut Lüder等人认为尾气后处理技术将是排放控制的发展趋势。
首先，针对柴油机排气中含有的大量微粒，研制开发柴油机微粒捕集器成为柴油机后处理的热点；其次，降低NO X排放的成为研究的热点，各种催化还原净化技术应运而生；另外，借鉴汽油机的氧化催化技术，开发适用于柴油机的氧化催化转化器，降低微粒中的可溶性有机物（SOF）以及净化柴油机排放的CO和HC。
今后，柴油机后处理净化方法的研究重点是结合机内净化措施使柴油机排放的微粒与NO X同时减少；另一方面，应该推广低硫燃油的使用，从根本上减少微粒的生成，降低催化剂中毒情况的发生。
机内净化措施有效的降低了微粒排放，但由于一是润滑油的消耗只能减少到一定的程度，任何一种发动机不可能不消耗润滑油，二是机内净化主要以油气充分混合为目的，如高压喷射技术对大微粒的减少是以增加细小微粒数量为代价，而细小微粒对人体和环境的危害更大，三是降低微粒与降低NO X之间存在一定的矛盾。
因此仅仅依靠机内净化技术是不够的，必须同时采取机外净化技术。
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当粒速 的 小微的，决滞粒直扩定留直径散了时径小捕微间集小于粒，效于0在排.率11过气μμ越mm滤流高时时体速。，，内越扩需散要作考用虑已微经粒十的分扩显散著作。用，当微
提问6
1、什么是机外净化技术？
2、过量空气系数是多少时，三效催化器对汽车尾气 有害气体的转化效果最好？
3、催化器由哪些部分组成？各部分的作用是什么？ 4、三效催化剂的由哪些贵金属组成？各自的作用是
什么？ 5、试简单阐述催化剂的反应机理。 6、简述三效催化剂的劣化机理。
7、简述三效催化转化器的主要性能指标及影响因素
柴油机微粒捕集器
本节主要介绍微粒捕集器的过滤机理、过滤体材 料及其结构、过滤体再生等三个方面的问题。
过滤机理
通过对多种柴油机排气微 粒捕集途径的研究比较， 宜采用多孔介质或纤维过 滤材料对排气进行过滤， 目前应用最多的是壁流式 蜂窝陶瓷。一个好的过滤 体应该是过滤效率高且压 力损失低。
微粒捕集示意图
第7章 柴油机Leabharlann 处理净化技术7.1 概述 7.2 微粒捕集技术 7.3 氮氧化物后处理净化技术 7.4 氧化催化技术 7.5 柴油机后处理复合净化技术
第7章 车用柴油机后处理净化
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
主要内容
分析柴油机微粒捕集器的过 滤机理，介绍了常用过滤材 料及其再生技术。还讨论 NOX的选择性催化还原、选 择性非催化还原、吸附催化 还原以及等离子辅助催化还 原等NOX的后处理净化技术 并介绍柴油机后处理复合净 化技术。
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
概述
随着排放法规的进一步严格，仅仅靠机内净化 技术是不够的，必须同时采取机外净化技术。
必须同时采取机外净化的理由： 1.润滑油的消耗只能减少到一定的程度，任何一种发
动机不可能不消耗润滑油。 2.机内净化主要以油气充分混合为目的，如高压喷射
技术对大微粒的减少是以增加细小微粒数量为代价， 而细小微粒对人体和环境的危害更大。 3.降低微粒与降低NOx之间存在一定的矛盾。
第七章 车用柴油机后处理净化
7
柴油轿车排放限值演变过程
8
欧V排放标准的要求
9
柴油机排气后处理技术路线
匀性不会发生改变。但是，当流场
中出现捕集物后，捕集物对微粒的
运动起到了汇集的作用，从而造成 排气中微粒分布的浓度梯度，引起 微粒的扩散输运，使微粒脱离原来 的运动轨迹向捕集物运动而被捕集。
微粒沉积的三种机理
1-扩散机理微粒； 2-拦截机理微粒； 3-惯性碰撞机理微粒
第七章 车用柴油机后处理净化
扩散机理
第七章 车用柴油机后处理净化
拦截机理
当微粒接近过滤表面， 一旦微粒与过滤表面的 距离小于或等于其半径， 即微粒直径大于或等于 过滤微孔直径时，微粒 就被拦截捕集，过滤体 起了筛子的作用，这就 是拦截机理。
拦截机理
第七章 车用柴油机后处理净化
惯性碰撞机理与综合过滤机理
惯性碰撞机理一般把微 粒理想化为只有质量而 没有体积的质点。当气 流转折时，微粒仍有足 够的动量按原运动方向 继续对着捕集物前进而 偏离流线，使一些微粒 碰撞到捕集物而被捕集 分离。由于柴油机微粒 质量太小，其扩散作用 要强于惯性作用，所以 过滤体对柴油机微粒的 惯性捕集效率较扩散捕 集效率低。
综合过滤机理认为在微粒的过 滤过程中，扩散、拦截和惯性 碰撞通常是组合在一起同时起 作用的，但这三种机理并不是 完全独立的。事实上，如果扩 散、拦截和惯性碰撞三种机理 同时作用，理论上存在透过性 最大的微粒直径，若微粒小于 这个直径，扩散作用占主导， 总的捕集效率随直径的减小而 增加；若微粒大于这个直径， 拦截和惯性碰撞作用占主导， 总的捕集效率随直径的增大而 增加。
金属基和复合基三大类。
采用不同过滤材料的微粒捕集器结构可能不同，
但过滤机理基本一致。
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过滤机理的分类
第七章 车用柴油机后处理净化
扩散机理
在排气气流中，微粒由于受到气体
分子热运动的碰撞而作布朗运动，
使微粒的运动轨迹与流体的流线不
一致。初始排气中的微粒浓度分布
是均匀的，布朗运动不会引起微粒
的宏观输运，即微粒浓度分布的均
10
柴油机排气后处理技术路线
11
12
7.2 微粒捕集技术
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
微粒捕集器
通过对多种捕集柴油机排气微粒途 径的研究比较，普遍认为可行性较 大的方案是采用过滤材料对排气进 行过滤捕集，即微粒捕集器法。柴 油 机 微 粒 捕 集 器 （ DPF ， diesel particulate filter）被公认为是柴油 机微粒排放后处理的主要方式。微 粒捕集器的关键技术是过滤材料的 选择与过滤体的再生，其中又以后 者尤为重要。
。
8、简述稀薄燃烧尾气处理方法与普通发动机尾气处
理方法有什么区别。
9、简述吸附还原催化技术反应原理。
1
汽车排放与污染控制
主讲:穆桂脂
山东农业大学 机械与电子工程学院
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MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
第七章 车用柴油机后处理净化
微粒捕集过程按过滤体结构特征不同分为：
表面过滤型：用较密实的表面过滤微粒。单位体 积表面积大，材料壁薄，过滤效率高，流动阻力小 ，但过滤体形状复杂，在高温度下易损坏。
体积过滤型：用比较疏松
的过滤体容纳微粒。难以
兼顾高效率和低阻力，但结
构均匀，不易产生很大的热
应力。
捕集器过滤材料有陶瓷基、