第八章 内燃机污染物的生成与控制
第八章内燃机污染物的生成与控制
2020/12/12
第八章内燃机污染物的生成与控制
• 1)活塞顶端气环与气缸壁之间形成的夹缝内的可 燃混合气因火焰不能及时到达，而不能完全燃烧。 2)相对冷态的气缸壁对火焰产生的热与活化基物质 起着吸收的作用，促使火焰传播中断，即火焰在 气缸壁表面产生激冷与淬熄现象。 3)烧机油(润滑油）。 4)发动机瞬变工况时，点火定时、空燃比以及排气 再循环值均不处于最佳状态，燃烧恶化，HC排放 量增加，尤其是减速及怠速工况。 5)燃烧室中沉积物的影响。
每单位功率小时排出污染物的质量称为比排放量
[g／（kW·h）]。
2020/12/12
第八章内燃机污染物的生成与控制
排气冒黑烟
主要发生在大负荷工况时，如加速，爬坡时。
燃油在高温缺氧下燃烧时易形成碳烟。
减少黑烟的主要措施： 1）增加过量空气系数α，但与提高柴油机的动力性 相矛盾。 2）改善混合气的形成，与改善柴油机工作的柔和性 相矛盾。
应根据不同工况和运行条件决定是否采用废气再循环，或 确定再循环系统的控制要点：
1）发动机在起动、怠速、低转速小负荷及处于冷机运行时， 燃烧的温度低，NOx排放低，而节气门开度小，气缸内废气 稀释现象严重，不应进行废气再循环。
2）在高负荷、高速或油门全开时，追求发动机输出最高的动 力输出，因此，不希望进行再循环。
2020/12/12
第八章内燃机污染物的生成与控制
EGR率的控制方法有不同的结构形式，有进气负压 控制式、排气压力控制式、负荷比例式及电子控制式， EGR率在5%~20%。
2020/12/12
第八章内燃机污染物的生成与控制
2020/12/12
第八章内燃机污染物的生成与控制
2020/12/12
内燃机原理内燃机的排放与控制
三、机后净化的技术措施
燃气从缸内排出后，机后处理可进一步减少排气 中的有害成分，其中包括： 1、排气热反应器 2、排气催化反应器 3、微粒过滤器 4、防止汽油蒸发装置
1、排气热反应器
热反应器装在内燃机排气道的出口处，它可以进 一步氧化排气中的HC和CO，常与外源空气喷射连用 。
柴油机的燃烧过程可分为：
预混合燃烧 NOx排放量
扩散燃烧
微粒排放量
柴油机技术的发展趋势是提高喷油压力，降低进 气涡流强度，以减小进气损失，配合多孔数、小孔径 喷油器来获得良好的混合气。
（1）燃烧方式和燃烧室形状
如图所示，现代车用增压柴油机排放物的负荷特性：
（2）喷油器
在喷油嘴设计时应适当减小或取消压力室容积。
（3）气流组织和多气门技术
多气门技术扩大了进、排气门的总流通截面积， 喷油器垂直布置在气缸轴线上，有利于燃油在燃烧室 空间中均匀分布，改善了喷油器的冷却情况和活塞热 应力。
如图所示，是一台6缸、10L、4气门增压重型车 用柴油机实现低排放和高经济性的技术措施：
（4）废气再循环
柴油机也可以通过废气再循环来降低NOx排放： ❖柴油机所用EGR系统与汽油机类似。 ❖柴油机允许并需要较大的EGR率来降低NOx排放 ，如 直喷式柴油机的EGR率可以超过40％； 非直喷式柴油机的EGR率可达20％。
3、微粒过滤器
工作原理：先用收集器过滤废气中的微粒物质， 然后，通过对收集的微粒的氧化来清洁捕集器。
微粒过滤器的应用难点：
第一，过滤器的安装使排气背压增大，并且随着 收集微粒物的增加而增大，将导致柴油机性能下降；
第二，在一般柴油机运转条件下收集的微粒物不 能点燃及氧化；
内燃机学教学大纲
《内燃机学》课程教学大纲课程编号：适用专业：汽车服务工程专业学时数：32学分数：2.0执笔者：编写日期：2013年9月一、课程的性质和目的《汽车发动机原理》是四年制本科生汽车服务工程专业的一门学科基础课。
本课程的任务是使学生获得发动机的基本工作循环和性能、发动机的换气过程与增压技术、发动机混合气形成和燃烧、发动机性能的评价、发动机特性及发动机性能试验方法等知识。
通过本课程的学习，使学生掌握发动机性能提高和合理使用的基本原理，以及发动机实验的基本技能，为本专业学生日后的工作打下坚实的基础。
二、课程的教学内容和学时分配第一章概论（2学时）教学内容：发动机的分类，对汽车动力装置的要求，新型汽车能源。
教学要求：了解发动机的分类和现代发动机的发展，了解对汽车动力装置的要求及汽车常用的能源。
重点：发动机的分类。
难点：无。
第二章发动机的工作循环和性能（4学时）教学内容：发动机理论循环，发动机的实际循环，指示指标，有效指标，指标测量，机械损失及测量，热平衡。
教学要求：了解发动机的理论循环和实际循环过程，掌握发动机理论循环与实际循环的差异，熟记指示指标、有效指标和机械损失，掌握发动机两类指标和机械损失的测量方法，了解发动机的热平衡。
重点：发动机的实际工作循环，指示指标、有效指标及机械损失。
难点：实际循环的各项损失，熟记各项性能指标。
第三章发动机的换气过程与增压（4学时）教学内容：增压技术基础，发动机的换气过程，充气效率，影响因素，换气损失，提高充气效率和降低换气损失的措施，废气涡轮增压器的组成及工作原理，车用发动机的增压系统。
教学要求：了解增压的基本概念和增压方式，掌握发动机的换气过程、充气效率及其影响因素，掌握提高发动机充气效率和降低换气损失的措施，了解废气涡轮增压器的组成及工作原理，了解车用发动机的增压系统。
重点：发动机的换气过程，充气效率及其影响因素，提高充气效率和降低换气损失的措施。
难点：提高充气效率和降低换气损失的措施。
内燃机学课件第八章
（2）碳氢化合物
HC包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解和 部分氧化产物。如烷烃、烯烃、芳香烃、醛、酮、酸等 数百种成分。 烷烃基本上无味，对人体健康不产生直接影响。 烯烃略带甜味，有麻醉作用，对粘膜有刺激，经代谢转 化会变成对基因有毒的氧化衍生物。烯烃是与氮氧化物 一起在太阳光的紫外线作用下形成有毒的“光化烟雾” 的罪魁祸首之一。 芳香烃对血液和神经系统有害，特别是多环芳香烃 （PAH）及其衍生物有致癌作用。 醛类是刺激性物质，对眼、呼吸道、血液有毒害。
三、氮氧化物
内燃机排故的氯氧化物NOx主要是一氧化氮NO。NO 的主要来源是参与燃烧的空气中的氮。汽油和轻柴油 本身含氮很少，不足以产生显著的NOx排放。从大气 氮生成NO的化学机理是泽耳多维奇(Zeldovitch)机 理。在化学当量混合比(Φa＝1)附近，导致生成和消 失NO的主要反应为：
缸内最高燃烧温度是决定NOx生成量的最重要因素； NOx排放随负荷的增加而增加； 转速对NOx的影响较小； 喷油正时对燃烧过程有较大影响，推迟喷油是最高 燃烧温度和压力下降，燃烧柔和，NOx生成量减小。 采用EGR也是降低NOx的重要手段。
负荷超过一定研读时， NOx下降，因为相对缺 氧导致燃烧恶化
汽油与空气的均匀混合气在过量 空气系数Φa=1时燃烧时，根据化 学反应动力学，基本上不产生未 燃HC，但实际发动机中不是这样 (图7—3)。即使Φa=1，HC也有 相当大的数值，并随Φa的减小而 迅速增加。当混合气过稀，由于 燃烧恶化，甚至有些循环缺火会 使HC急剧增加，只有采取特殊措 施(如组织快燃)才可能缓和这种 趋势。
第八章
内燃机污染物的生成与控制
第一节 概述 第二节 污染物的生成机理和影响因素 第三节 内燃机的排放控制 第四节 内燃机排气后处理 第五节 排放测量和排放法规
内燃机12_污染及控制_
前处理
机外净化
燃料或空气在进入气缸前进行预先处理
改进内燃机工作过程
机内净化
改进内燃机的工作过程（特别是燃烧过程）和燃油系统、 点火系统、进排气系统等
后处理
机外净化
对内燃机排出的废气在进入大气前进行处理，如在排气 系统中安装催化、水洗、微粒过滤器等装置
一、机内净化测试
怠速排放的控制 化油器的改进和调整
柴油机 喷射，燃油停留时间短，…，HC排放比汽油机低得多 混合气太浓或太稀，会造成未燃HC
三、氮氧化物
NO的生成 空气中的氮在高温下氧化而成(扩充的捷尔杜维奇机理) 氧气在高温分解成氧原子诱发NO生成的链锁反应； NO生 成量还与反应时间有关
NO2及N2O4的生成 废气排出过程中，温度下降， NO缓慢氧化成NO2 ；温度 更低时， NO2聚合成N2O4
对于HC的排放，变化趋势或高、或低、或持平。
燃油掺水的方法：乳化油法、进气管和气缸内喷水 法、掺水蒸气法
排气后处理技术
氧化催化转化器
借H2助O 氧。化催化剂的作用，使CO、HC转化为CO2、 催化剂
一种能够加速化学反应速度而自身又不被消耗的化学物 质。
内燃机上常用的氧化催化剂有贵金属(铂Pt、钯Pd等)催 化剂、普通(铜、铬、镍、钴等)催化剂、含稀土催化剂 等。多采用铂催化剂。
人耳的适听范围（1000Hz的纯音）： 听域 → 痛域
2×10－5 Pa → 20 Pa <相差100万倍>
Lp
20 lg
p pr
20 lg
p 2 10 5
0 dB → 120 dB
噪声源及其控制
燃烧噪声
第八章内燃机污染物的生成与控制
第八章内燃机污染物的生成与控制第八章内燃机污染物的生成与控制第一节概述一、完全燃烧：水蒸气、二氧化碳二氧化碳（CO2）是温室气体二、有害排放物的产生实际燃烧过程：时间极短燃料与空气混合不可能完全均匀特殊工况：冷起动、怠速、全负荷等三、有害排放物的种类一氧化碳（CO）碳氢化合物（HC）氮氧化物（NO x）微粒PM第二节污染物的生成机理和影响因素一、一氧化碳是HC燃料在燃烧过程中生成的主要中间产物，如果氧浓度、温度足够高，化学反应时间足够长，可氧化为二氧化碳主要因素：可燃混合气的过量空气系数点燃式发动机：各缸空燃比的变动，怠速运转，全负荷，小型单缸点燃机压燃式发动机：燃料和空气混合不均匀接近冒烟极限或负荷很小时，排放上升明显，局部缺氧严重二、碳氢化合物1、点燃式发动机（1）排气：未完全燃烧；二冲程（2）曲轴箱窜气（3）蒸发生成机理（1）壁面淬熄；（2）狭隙效应；（3）润滑油膜的吸附和解吸；（4）燃烧室沉积物2、柴油机燃油喷注与周围空气形成的混合气很不均匀喷注的核心：不会引起很多HC排放喷注的外围：来不及着火形成稀混合气怠速或小负荷运转时HC排放高冷起动时会导致严重的HC排放：喷油与壁面的碰撞三、氮氧化物NOx主要来源：参与燃烧的空气中的氮，Zeldovitch机理；一小部分“燃油NO”NO的生成随温度的升高而呈指数函数急剧增加已燃气中NO2与NO相比可以忽略不计点燃式内燃机：过量空气系数：影响燃烧温度和氧含量点火正时：推迟点火排气再循环负荷压燃式内燃机：气缸内达到的最高燃烧温度是决定NOx的最重要因素NOx排放随柴油机负荷增大而显著增加NOx排放随转速的具体变化与燃烧系统特性有密切关系喷油正时对柴油机燃烧过程有很大影响：推迟喷油降低NOx排放四、微粒柴油机的微粒（Particulate Matter，PM）排放量比汽油机大几十倍轿车、轻型车：0.1～1.0g/km重型车：0.1～1.0g/(kW·h)柴油机PM的组成取决于运转工况，尤其是排气温度超过约5000C时，碳烟（Dry Soot）温度较低时，有机可溶成分（SOF）柴油机排气中的碳烟主要是由柴油中含有的碳产生，生成条件是高温和缺氧混合气成分不均匀，总体富氧，局部缺氧由于润滑油造成PM排放：降低润滑油消耗涡轮增压提高空燃比，有利于降低PM排放增加喷油器喷孔数、提高喷油压力，改善柴油雾化：有利于降低PM排放第三节内燃机的排放控制一、点燃式内燃机1、曲轴箱排放物：窜气：通过活塞组与气缸之间的间隙漏入曲轴箱曲轴箱强制通风系统（PCV）2、蒸发排放物：源于运转损失、热烤损失、昼夜损失、加油损失活性碳罐：很强的吸附HC能力，易再生3、冷起动、暖机和怠速排放控制（1）冷起动和暖机排放控制大量CO和未燃HC化油器式最差，气道电喷改善，缸内直喷几乎不存在（2）怠速排放控制怠速工况：一般定义为发动机不输出动力以最低转速稳定运转的工况怠速排放测试（在用车、新车）现代高速车用汽油机：800－1000rpm影响因素：空燃比、点火正时4、低排放燃料供给系统：混合气形成的空燃比特性：电喷三效催化转化器：在当量空燃比效果最好稀燃NOx催化器：直喷汽油机、稀燃汽油机5、低排放点火系统点火正时对汽油机的性能和排放影响很大点火正时脉谱、点火能量特性6、低排放燃烧系统紧凑的半球形、帐篷形燃烧室7、排气再循环降低NOx排放EGR使工作混合气的总热容大大增加，最高燃烧温度下降适当控制EGR率，使之在各种不同工况下得到各种性能的最佳折中电控EGR系统的控制脉谱通过发动机的EGR标定试验确定二、压燃式内燃机1、排放生成及控制特点富氧燃烧：CO和HC相对汽油机少得多排放的NOx与汽油机同一数量级微粒和碳烟比汽油机多几十倍以上柴油机排放控制：重点是PM和NOx，其次是HC柴油机污染物排放的根本原因是燃油和空气混合气的不均匀控制内燃机PM排放核心是改善柴油机混合气形成和燃烧过程；柴油机燃烧过程的改善往往引起NOx排放增加均匀混合气压燃式发动机（HCCI）：均匀混合气的制备和自燃的化学动力学控制2、降低柴油机排放设计要点（一）增压增压在柴油机上普遍应用：重型车、中型车、轻型车、甚至轿车主要特征：进气量大，平均φa大，DS和PM排放下降增压一般使NOx排放增加欧I：涡轮增压型；欧II：增压中冷型；欧III：可变喷嘴涡轮增压器（二）低排放燃油喷射系统（1）喷射正时的控制：推迟喷油，但需综合考虑PM排放和燃油消耗率（2）循环喷油量的控制：随负荷增加而增大，根据转速变化进行适当调节；各缸循环喷油量的均匀性；冷起动：逐次递增（3）优化喷油规律：初期缓慢、中期急速、后期快断；预喷射和主喷射组成的二次喷射；有时进行后喷射（适应后处理）（4）低排放喷油器喷油器尺寸越来越小喷油器的偏心量和倾斜角尽可能小小压力室喷嘴（5）提高喷油压力提高喷油压力泵－管－嘴式（100MPa）；泵喷嘴（180MPa）：随柴油机转速和负荷降低而降低；电控共轨喷油系统。
燃烧理论8燃烧污染物生成与控制PPT课件
污染空气 0.02-2ppm 350-370ppm 5-200ppm 0.01-0.5ppm 1-20ppm 0.2-0.4ppm 70-700 μg/m3
8.1 空气污染和空气污染物
空气污染物的组成
1、按形成过程分类：
1) 原始污染物：直接从污染源排放到大气中的有害物质， 常见的原始污染物有：SO2、CO、NOx及颗粒物
影响烟尘生成的因素
（2）氧气浓度和过剩空气系数的影响
碳黑是在富燃缺氧条 件下产生，因此如果碳氢 化合物燃烧与足够的氧气 充分混合，能防止碳黑产 生，防止产生烟尘所需要 的氧气量，随着燃烧种类 而异。
8.2 烟尘的形成与防治
影响烟尘生成的因素
（3）燃料粒径的影响 燃料粒径大，其燃烬时间也长，因而在炉内有限的停留
8.3 硫氧化物的形成与防治
SOx的生成机理
SO3除了从SO2与O2直接反应生成外，还可由下列两个途径产生：
（1）在火焰高温区内：
O2 O O SO2 O SO3
火焰温度越高，氧原子浓度越大，则SO3生成量越大
（2）受热面积上灰和氧化膜的催化作用
V2O5 SO2 V2O4 SO3 2SO2 O2 V2O4 2VOSO4 2VOSO4 V2O5 SO3 SO2
1g / m3 分子量 10－3 ppm
24.45
8.1 空气污染和空气污染物
空气污染和空气污染物
清洁空气与污染空气载某些成分的含量：
成分 SO2 CO2 CO NOx CmHn 氧化剂 颗粒物质
清洁空气 0.001-0.01ppm
310-330ppm <1ppm
0.001-0.01ppm 1ppm
内燃机排放的控制及其应用
内燃机排放的控制及其应用随着人口增长和经济发展，能源需求不断增加。
传统能源消耗带来的环境问题，尤其是空气污染问题，已经成为一个严重的问题，而内燃机也是其中污染贡献的重要来源。
为了减少内燃机排放对环境的负荷，许多控制技术被开发和应用。
本文将介绍内燃机排放的主要污染物、污染来源以及控制技术和应用。
第一章：内燃机排放的主要污染物内燃机的排放物包括氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）、颗粒物（PM）和二氧化碳（CO2）。
其中，NOx和PM是确定的污染物，而HC和CO2是扩散的温室气体。
NOx会造成光化学烟雾和酸雨，PM会对人体呼吸道和眼睛产生危害。
CO2为温室气体之一，会对全球气候产生影响。
第二章：内燃机排放的主要来源内燃机排放有两个主要的来源：发动机本身和燃料。
①发动机本身：发动机的设计和工作过程对排放产生影响。
发动机的结构和技术条件如缸壁温度、油温和气门重叠度等会对排放产生影响。
此外，高发动机速度和负载加剧了温度和压力的变化，导致排放浓度增加。
②燃料：燃料的选择和质量对排放也有很大影响。
高硫燃料会影响排放物的组成和浓度，而不同品牌的燃料在多数情况下会导致排放物组成的不同。
第三章：内燃机排放控制技术控制内燃机排放的技术包括以下几类：①内部控制：这个方法是通过对燃油、混合气、燃烧过程、发动机结构上的改进，实现减排目的，减少发动机自身的排放量。
②尾气控制：这是目前最广泛应用的方法之一。
功率、负载、温度和浓度传感器与排气气体传感器配合，可以实现高效的排放控制。
③冷却技术：冷却技术是一种较新的控制技术，主要包括冷却循环、冷却滑液控制和冷却铜垫圈控制等。
通过不同冷却控制技术的组合选择，可以有效地减少内燃机排放。
第四章：内燃机排放控制技术的应用内燃机控制技术的应用可以分为以下几个方面：①汽车：汽车的排放控制是内燃机控制技术的主要应用领域之一。
由于汽车的数量和使用频率不断增加，空气污染问题日益严重，对汽车排放控制提出了更高的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第八章内燃机污染物的生成与控制第一节概述一、完全燃烧：水蒸气、二氧化碳
二氧化碳（CO2）是温室气体
二、有害排放物的产生
实际燃烧过程：时间极短
燃料与空气混合不可能完全均匀
特殊工况：冷起动、怠速、全负荷等三、有害排放物的种类
一氧化碳（CO）
碳氢化合物（HC）
氮氧化物（NO x）
微粒PM
第二节污染物的生成机理和影响因素 一、一氧化碳
是HC燃料在燃烧过程中生成的主要中间产物，如果氧浓度、温度足够高，化学反应时间足够长，可氧化为二氧化碳
主要因素：可燃混合气的过量空气系数
点燃式发动机：各缸空燃比的变动，怠速运转，全负荷，小型单缸点燃机压燃式发动机：燃料和空气混合不均匀
接近冒烟极限或负荷很小时，排放上升明显，局部缺氧严重二、碳氢化合物
1、点燃式发动机
（1）排气：未完全燃烧；二冲程
（2）曲轴箱窜气
（3）蒸发
生成机理
（1）壁面淬熄；（2）狭隙效应；（3）润滑油膜的吸附和解吸；（4）燃烧室沉积物2、柴油机
燃油喷注与周围空气形成的混合气很不均匀
喷注的核心：不会引起很多HC排放
喷注的外围：来不及着火形成稀混合气
怠速或小负荷运转时HC排放高
冷起动时会导致严重的HC排放：喷油与壁面的碰撞
三、氮氧化物NOx
主要来源：参与燃烧的空气中的氮，Zeldovitch机理；一小部分“燃油NO”NO的生成随温度的升高而呈指数函数急剧增加
已燃气中NO2与NO相比可以忽略不计点燃式内燃机：
过量空气系数：影响燃烧温度和氧含量
点火正时：推迟点火
排气再循环
负荷
压燃式内燃机：气缸内达到的最高燃烧温度是决定NOx的最重要因素NOx排放随柴油机负荷增大而显著增加
NOx排放随转速的具体变化与燃烧系统特性有密切关系
喷油正时对柴油机燃烧过程有很大影响：推迟喷油降低NOx排放四、微粒
柴油机的微粒（Particulate Matter，PM）排放量比汽油机大几十倍
轿车、轻型车：0.1～1.0g/km
重型车：0.1～1.0g/(kW·h)柴油机PM的组成取决于运转工况，尤其是排气温度
超过约5000C时，碳烟（Dry Soot）
温度较低时，有机可溶成分（SOF）柴油机排气中的碳烟主要是由柴油中含有的碳产生，生成条件是高温和缺氧
混合气成分不均匀，总体富氧，局部缺氧
由于润滑油造成PM排放：降低润滑油消耗
涡轮增压提高空燃比，有利于降低PM排放
增加喷油器喷孔数、提高喷油压力，改善柴油雾化：有利于降低PM排放第三节内燃机的排放控制一、点燃式内燃机
1、曲轴箱排放物：
窜气：通过活塞组与气缸之间的间隙漏入曲轴箱
曲轴箱强制通风系统（PCV）
2、蒸发排放物：
源于运转损失、热烤损失、昼夜损失、加油损失
活性碳罐：很强的吸附HC能力，易再生3、冷起动、暖机和怠速排放控制
（1）冷起动和暖机排放控制
大量CO和未燃HC
化油器式最差，气道电喷改善，缸内直喷几乎不存在（2）怠速排放控制
怠速工况：一般定义为发动机不输出动力以最低转速稳定运转的工况
怠速排放测试（在用车、新车）
现代高速车用汽油机：800－1000rpm
影响因素：空燃比、点火正时4、低排放燃料供给系统：
混合气形成的空燃比特性：电喷
三效催化转化器：在当量空燃比效果最好
稀燃NOx催化器：直喷汽油机、稀燃汽油机5、低排放点火系统
点火正时对汽油机的性能和排放影响很大
点火正时脉谱、点火能量特性
6、低排放燃烧系统
紧凑的半球形、帐篷形燃烧室7、排气再循环
降低NOx排放
EGR使工作混合气的总热容大大增加，最高燃烧温度下降
适当控制EGR率，使之在各种不同工况下得到各种性能的最佳折中
电控EGR系统的控制脉谱通过发动机的EGR标定试验确定
二、压燃式内燃机
1、排放生成及控制特点
富氧燃烧：CO和HC相对汽油机少得多
排放的NOx与汽油机同一数量级
微粒和碳烟比汽油机多几十倍以上
柴油机排放控制：重点是PM和NOx，其次是HC柴油机污染物排放的根本原因是燃油和空气混合气的不均匀
控制内燃机PM排放核心是改善柴油机混合气形成和燃烧过程；
柴油机燃烧过程的改善往往引起NOx排放增加
均匀混合气压燃式发动机（HCCI）：均匀混合气的制备和自燃的化学动力学控制2、降低柴油机排放设计要点
（一）增压
增压在柴油机上普遍应用：重型车、中型车、轻型车、甚至轿车
主要特征：进气量大，平均φa大，DS和PM排放下降
增压一般使NOx排放增加
欧I：涡轮增压型；欧II：增压中冷型；欧III：可变喷嘴涡轮增压器（二）低排放燃油喷射系统
（1）喷射正时的控制：推迟喷油，但需综合考虑PM排放和燃油消耗率（2）循环喷油量的控制：随负荷增加而增大，根据转速变化进行适当调节；各缸循环喷油量的均匀性；冷起动：逐次递增
（3）优化喷油规律：初期缓慢、中期急速、后期快断；预喷射和主喷射组成的二次喷射；有时进行后喷射（适应后处理）（4）低排放喷油器
喷油器尺寸越来越小
喷油器的偏心量和倾斜角尽可能小
小压力室喷嘴
（5）提高喷油压力
提高喷油压力
泵－管－嘴式（100MPa）；泵喷嘴（180MPa）：随柴油机转速和负荷降低而降低；电控共轨喷油系统。
（三）气流组织和多气门技术
适当的缸内气流运动有利于燃烧室中燃油喷雾与空气的混合
小缸径柴油机：涡流运动，加速油膜蒸发
四气门柴油机：变涡流
重型车用柴油机：低涡流甚至无涡流（四）低排放燃烧室
非直喷式：逐渐淘汰
直喷式：尽可能增大燃烧室有效容积比
长行程、降转速的柴油机经济性和排放性好
适当提高压缩比（五）排气再循环
轻型车、轿车用柴油机：中小负荷工况，可采用较大的EGR率
重型车用柴油机：EGR率较小
排气中含氧量高，可用较大的EGR率，最大EGR率为40～50％。
综合考虑NOx与PM排放
增压器后的进气压力高于排气压力，EGR驱动措施
EGR冷却
EGR电子控制第四节内燃机的排气后处理一、必要性
机内净化（改进内燃机本身设计和优化运行参数）降低排放物有一定限度内燃机排放法规日益严格，兼顾动力性、经济性、排放性等
二、三效催化转化器
（一）催化反应机理
催化剂：催化作用的核心HC、CO的氧化反应，NO的还原反应
（二）催化转化器的构造
外壳、催化剂（载体和活性物质）、衬垫
铂Pt，钯Pd，铑Rh（三）催化转化器的工作特性
性能指标：转化效率、流动阻力、使用寿命
空燃比特性
起燃特性：起燃温度、起燃时间
空速特性：两体积流量之比
流动特性：细小孔道
耐久特性：热力因素、化学因素三、氧化催化转化器
氧化催化剂可以氧化PM中的大部分SOF
降低柴油机的CO和HC，醛类和PAH
低硫柴油四、富氧降NOx催化转化器
吸附还原催化器：稀燃储存NOx，浓燃还原NOx，对柴油机，需电控共轨喷射系统
选择性催化还原（SCR）：NH3作为还原剂，尿素溶液
开发SCR催化转化器需注意减少N2O的生成四、柴油机排气微粒捕集器（DPT）
壁流式蜂窝陶瓷块为滤芯的微粒滤清器DPF
相邻的两个孔道：一个进口堵住，一个出口堵住
DPF的再生：及时清除PM，降低排气阻力
脱机再生方法
热再生、催化再生
燃烧器
电阻加热再生
微波选择性加热
再生周期的确定
连续再生捕集器（CRT）:借助特殊催化剂把排气中的NO氧化成为NO2，再使PM发生氧化反应
第五节排放法规一、排放测试规范
轻型车：整辆汽车在底盘测功机上测量，测量结果：g/km；
瞬态循环：怠速、加速、等速、减速等行驶工况
重型车：把内燃机装在发动机测功机上测量排放，结果：g/(kW·h)
13个稳态工况组成，加权累积
全负荷烟度：全负荷稳定转速二、取样系统
排气分析仪：测量成分在排气中的体积分数，根据内燃机的排气总流量算出总排放量
对内燃机排气先用干净空气稀释，然后再定容取样
柴油机PM排放测量：稀释取样系统三、测量技术简介
（一）气体污染物的检测
排放法规规定：
CO和CO2：不分光红外线吸收型分析仪
NOx：化学发光分析仪（CLD）或加热型CLD
HC：氢火焰离子化分析仪（FID）或加热型FID
分离甲烷：气相色谱仪（GC）（二）微粒的测量和分析
内燃机的排气微粒：是指从温度低于52o C的稀释排气中采集的沉积在用聚四氟乙烯处理过的玻璃纤维滤纸上的所有物质
用取样系统把PM收集在取样滤纸上，精确测量
超细PM粒度分析仪器（三）排气可见污染物测量
用滤纸烟度和消光度表示
滤纸烟度：博世（Bosch）烟度计或滤纸烟度计
消光度：消光式烟度计或消光度计
滤纸烟度的表征：博世烟度值（BSU）或滤纸烟度值（FSN）四、排放限值
型式认证限值：限定新定型发动机或汽车排放
生产一致性：成批生产发动机
轻型车、重型车
我国目前相当欧Ⅲ排放标准.。