汽车构造石晓辉第6章发动机有害排放物的控制系统
合集下载
发动机有害排放物的控制(PPT 37张)
哈尔滨工业大学（威海）
第7页
2019/2/28
二、恒温进气空气滤清器
恒温进气空气滤清器也称进气温度自动调节式空气滤清器。它 是在普通空气滤清器上增设一套空气加热与控制系统构成的(图61)。气道燃油喷射式发动机不采用恒温进气空气滤清器。恒温进气 空气滤清器多用于化油器式或节气门汽油喷射式发动机上。恒温 进气空气滤清器的功用就是当发动机冷起动之后，向发动机供给 热空气。在这种情况下，即使化油器供给稀混合气，热空气也能 促使燃油充分汽化和燃烧，从而既减少了CO和HC的排放，又改 善了发动机低温运转性能。当发动机温度升高后，恒温进气空气 滤清器向发动机供给环境温度的空气。因此，这种空气滤清器是 一种排气的净化装置。
哈尔滨工业大学（威海）
第23页
2019/2/28
一种由电脑控制的排气再循环系统如图6-7 所示。排气再循环阀(EGR 阀)8用来控制再循环的废气量。进气管真空度经电磁阀6和真空调节 阀7作用到EGR阀 8的真空膜片室12，吸引膜片13向上并带动锥形阀14 升起，这时发动机排出的废气由排气支管经锥形阀进入进气支管。作 用在膜片上的真空度越大，锥形阀的开度就越大，再循环的废气量也 越多。如果没有真空度传送到真空膜片室，弹簧11推压膜片向下，使 锥形阀关闭，这时废气不能进行再循环。真空调节阀的作用是根据进 气管真空度的变化或节气门开度的大小调节通往EGR阀的真空度，使 再循环的废气量随节气门开度或发动机负荷的增大而增加。电磁阀由 电脑3控制。电脑根据空气流量计2，节气门位置传感器1，冷却越温 度传感器4和发动机转速传感器5等输入的信号，使电磁阀通电或断电。 当发动机冷却温度低于50℃时，或发动机在怠速工作时，或发动机转 速超过预定值时，电脑使电磁阀断电，电磁阀中的可动铁心隔断真空 传送通道，同时空气经电磁阀进入真空调节阀，使锥形阀14关闭，不 进行排气再循环。
汽车构造石晓辉发动机有害排放物的控制系统课件
常见排放控制系统故障及排除
燃油系统故障
01
探讨燃油系统常见故障，如供油不足、喷油器堵塞等的排除方
法和维修策略。
进气系统故障
02
分析进气系统常见故障，如进气泄漏、进气门故障等的诊断和
修复方案。
排放后处理系统故障
03
研究排放后处理系统（如三元催化转化器、颗粒捕集器）常见
故障的排除方法和修复技术。
排放控制系统的维修与保养
02
发动机有害排放物的生成机理
燃烧过程与排放物的生成
80%
燃烧不完全
当燃料在发动机中燃烧不完全时 ，会产生一氧化碳（CO）等有 害排放物。
100%
高温分解
高温下，燃料中的碳氢化合物会 分解产生挥发性有机物（VOCs ）。
80%
氮氧化物生成
在高温富氧环境中，空气中的氮 气与氧气反应生成氮氧化物（ NOx）。
形成机理
这些有害物质是发动机燃烧过 程中不完全燃烧、高温高压下 氮氧反应等产生的。
对环境和健康的影响
这些有害物质对环境和人类健 康造成严重影响，如空气污染 、温室效应、呼吸道疾病等。
排放控制的重要性
法规要求
随着环保意识的提高，各国政府制定了严格的排放 法规，要求汽车制造商降低发动机排放。
社会责任
汽车制造商和消费者有责任保护环境和人类健康， 减少发动机排放是履行这一责任的重要措施。
新能源汽车对排放控制的影响
排放法规的推动
新能源汽车的普及和发展，促使政府制定更为严格的排放法规，倒 逼传统汽车产业加快技术创新和转型升级。
产业链协同创新
新能源汽车的发展推动了电池、电机、电控等关键零部件产业的快 速发展，为排放控制技术的创新提供了更多可能性和支持。
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章进排气系统及排气净化装置
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
进气歧管
将空气、燃油混合气或洁净空气尽可能均匀地分配到各 个气缸，为此进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等。 为了减小气体流动阻力，提高进气能力，进气歧管的内 壁应该光滑
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
第一节 进气系统
空气滤清器 1、空气滤清器的功用 2、空气滤清器的结构 3、空气滤清器进气导流管 进气歧管 1、进气歧管结构 2、进气歧管加热 3、谐振进气系统 4、可变进气歧管
第三节 排气净化装置
发动机的有害排放物 恒温进气系统 二次空气喷射系统 催化转换器 柴油机微粒过滤器 排气再循环系统（EGR）
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
柴油机微粒过滤器 微粒过滤器的滤芯由多孔陶瓷制造 过滤器入口处设置一个燃烧器，通过喷油器向
燃烧器内喷入少量燃油，并供入二次空气，利 用火花塞或电热塞将其点燃，将滞留在滤芯上 的微粒烧掉
谐振室组成谐振进气系统，并使其固有频率与 气门的进气周期调谐，那么在特定的转速下， 就会在进气门关闭之前，在进气歧管内产生大 幅度的压力波，使进气歧管的压力增高，从而 增加进气量。 只能增加特定转速下的进气量和发动机转矩
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
第一节 进气系统
强制式曲轴箱通风装置最重要的控制元件是PCV 阀，其功用是根据发动机工况的变化自动调节 进入气缸的曲轴箱内气体的数量
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
第五节 汽油蒸发控制系统
汽油箱和化油器浮子室中的汽油随时都在蒸发 汽化，若不加以控制或回收，则当发动机停机 时，汽油蒸气将逸入大气，造成对环境的污染。 汽油蒸发控制系统的功用便是将这些汽油蒸气 收集和储存在炭罐内，在发动机工作时再将其 送入气缸燃烧。
进气歧管
将空气、燃油混合气或洁净空气尽可能均匀地分配到各 个气缸，为此进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等。 为了减小气体流动阻力，提高进气能力，进气歧管的内 壁应该光滑
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
第一节 进气系统
空气滤清器 1、空气滤清器的功用 2、空气滤清器的结构 3、空气滤清器进气导流管 进气歧管 1、进气歧管结构 2、进气歧管加热 3、谐振进气系统 4、可变进气歧管
第三节 排气净化装置
发动机的有害排放物 恒温进气系统 二次空气喷射系统 催化转换器 柴油机微粒过滤器 排气再循环系统（EGR）
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
柴油机微粒过滤器 微粒过滤器的滤芯由多孔陶瓷制造 过滤器入口处设置一个燃烧器，通过喷油器向
燃烧器内喷入少量燃油，并供入二次空气，利 用火花塞或电热塞将其点燃，将滞留在滤芯上 的微粒烧掉
谐振室组成谐振进气系统，并使其固有频率与 气门的进气周期调谐，那么在特定的转速下， 就会在进气门关闭之前，在进气歧管内产生大 幅度的压力波，使进气歧管的压力增高，从而 增加进气量。 只能增加特定转速下的进气量和发动机转矩
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
第一节 进气系统
强制式曲轴箱通风装置最重要的控制元件是PCV 阀，其功用是根据发动机工况的变化自动调节 进入气缸的曲轴箱内气体的数量
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
陈家瑞第五版《汽车构造》第6章
第五节 汽油蒸发控制系统
汽油箱和化油器浮子室中的汽油随时都在蒸发 汽化，若不加以控制或回收，则当发动机停机 时，汽油蒸气将逸入大气，造成对环境的污染。 汽油蒸发控制系统的功用便是将这些汽油蒸气 收集和储存在炭罐内，在发动机工作时再将其 送入气缸燃烧。
发动机原理之有害排放物的生成与控制
混合动力技术：结合燃油喷射和缸内直喷技术，提高燃烧效率，降低排放
智能控制技术：通过智能控制，优化燃油喷射和缸内直喷技术，提高燃烧效率，降低排 放
废气再循环 （EGR）技术： 通过将部分废气 重新引入发动机， 降低燃烧温度， 减少有害排放物
生成
增压技术：通 过增加进气压 力，提高发动 机功率和效率， 同时减少有害
节能环保：降低能 耗，提高排放物处 理效率，实现环保 目标
氢燃料电池： 生物燃料：
清洁、高效、 可再生、环
无污染
保、可降解
太阳能：清 风能：清洁、 水力发电：
洁、可再生、 可再生、无 清洁、可再
无污染
污染
生、无污染
地热能：清 洁、可再生、 无污染
汇报人：
排放物生成
废气再循环和 增压技术的结 合：实现更高 效、更环保的
发动机性能
未来发展趋势： 更高效、更环保 的发动机技术， 如混合动力、电 动化等，将进一 步减少有害排放
物生成
智能控制：通过传 感器和算法实现对 催化转化器的智能 控制
实时监测：实时监 测发动机排放物， 实现精准控制
Байду номын сангаас
自适应技术：根据 发动机工况和排放 物浓度，自适应调 整催化转化器参数
应用：广泛应用于 现代汽车发动机， 提高燃油经济性和 环保性能
原理：将燃油直接 喷射到气缸内，实 现更精确的燃油控 制
优点：提高燃油效 率，降低排放
应用：广泛应用于 现代汽车发动机
挑战：需要解决燃 油喷射系统的可靠 性和耐久性问题
原理：将部分 废气重新引入 发动机燃烧室， 降低燃烧温度， 减少有害排放
曲轴箱内的气体循环 进入气缸，会导致气 缸内压力升高，影响 发动机的正常工作
智能控制技术：通过智能控制，优化燃油喷射和缸内直喷技术，提高燃烧效率，降低排 放
废气再循环 （EGR）技术： 通过将部分废气 重新引入发动机， 降低燃烧温度， 减少有害排放物
生成
增压技术：通 过增加进气压 力，提高发动 机功率和效率， 同时减少有害
节能环保：降低能 耗，提高排放物处 理效率，实现环保 目标
氢燃料电池： 生物燃料：
清洁、高效、 可再生、环
无污染
保、可降解
太阳能：清 风能：清洁、 水力发电：
洁、可再生、 可再生、无 清洁、可再
无污染
污染
生、无污染
地热能：清 洁、可再生、 无污染
汇报人：
排放物生成
废气再循环和 增压技术的结 合：实现更高 效、更环保的
发动机性能
未来发展趋势： 更高效、更环保 的发动机技术， 如混合动力、电 动化等，将进一 步减少有害排放
物生成
智能控制：通过传 感器和算法实现对 催化转化器的智能 控制
实时监测：实时监 测发动机排放物， 实现精准控制
Байду номын сангаас
自适应技术：根据 发动机工况和排放 物浓度，自适应调 整催化转化器参数
应用：广泛应用于 现代汽车发动机， 提高燃油经济性和 环保性能
原理：将燃油直接 喷射到气缸内，实 现更精确的燃油控 制
优点：提高燃油效 率，降低排放
应用：广泛应用于 现代汽车发动机
挑战：需要解决燃 油喷射系统的可靠 性和耐久性问题
原理：将部分 废气重新引入 发动机燃烧室， 降低燃烧温度， 减少有害排放
曲轴箱内的气体循环 进入气缸，会导致气 缸内压力升高，影响 发动机的正常工作
发动机有害排放物的控制系统
发动机有害排放物的控制系统一、发动机的有害排放物汽车排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氧氮化合物(NOx)和微粒。
1、CO：是燃油的不完全燃烧产物，是一种无色无臭无味的气体。
它与血液中血红素的亲和力是氧气的300倍，因此当人吸入CO后，血液吸收和运送氧的能力降低，导致头晕、头痛等中毒症状。
当吸入CO气体的体积分数达到0．3％时，可致人于死亡。
生成CO的主要原因是CH燃料的不完全燃烧，除此之外，在燃烧过程中局部高温热分解也是重要原因。
2、Nox：主要是指NO和NO2，其中绝大部分是NO(约占95％)，在燃烧后期或排气过程中，部分NO氧化成NO2，NOx产生于燃烧室内高温富氧的环境中。
NOx和HC一样也是形成光化学烟雾的主要元素之一。
控制NOx产生的主要方法有：降低混合气中氧的浓度，降低燃烧温度，缩短在高温燃烧带内的滞留时间以及改善混合气的形成等。
3、HC：作为燃烧产物，大体上可分为不含氧的HC和醛类等含氧的HC化合物两大类。
HC化合物在阳光照射下引起光化学反应，产生臭氧(O3)、PAH(多环芳香族HC化合物)等具有强氧化特性的物质，形成光化学烟雾。
它不仅降低大气能见度，使橡胶开裂，植物受害，刺激人的眼睛和咽喉，而且在HC化合物中的PAH是致癌物质，是导致碳烟的副产物。
HC化合物产生的主要原因有未完全燃烧生成的HC、由燃料供给系统泄漏产生的HC以及未燃燃料从燃烧室直接排出的HC等三种。
其中引起未完全燃烧的原因是燃烧室内的氧气量不足，燃烧室壁面温度过低，以及混合气形成不充分或燃烧室内局部混合气过浓等。
HC化合物的控制方法主要有采用C含量少的代用燃料；或采用电控技术改善燃烧，保证混合气的浓度和燃烧温度最佳等。
4、微粒：主要是指柴油机排气中的碳烟，微粒尺寸比较小，可长期悬浮在大气中，不仅降低大气的可见度，而且易于被人吸人肺部，同时微粒中的SOF成分具有致癌物。
碳烟是HC系列燃料的燃烧产物，所以其产生与HC系列燃料的燃烧状态直接有关。
第六章 发动机有害排放物的控制系统
HC包括未燃和未完全燃烧的燃油和润滑油蒸气。HC和NOX 在阳 光照射下形成光化学烟雾，其中主要的生成物是臭氧(O3)，它具有强 氧化性，可使橡胶开裂，植物受害，大气能见度降低，并刺激人眼和 咽喉。
微粒主要是指柴油机排气中的碳烟，而汽油机的排气微粒微不足 道。微粒表面吸附的可溶性有机物对人的呼吸道有害。
烟台大学
汽车构造
三、氮氧化合物（NOx）
NOX主要是指NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环境中。空气中含NOX 的体积分数达(10～20)×10-4％可刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等。当NOX 的体积分数超过500×10-4％时，几分钟可使人出现肺气肿而死亡。
NOx是NO和NO2的总称， NO约占95%，燃烧后期或排气过程中，部分NO氧 化成NO2 NO在大气层中，与O3反应急速氧化成NO2 ，直接破坏大气层, 有强烈的 刺激味，对肺和心肌等有很强的损坏作用。体积分数超过500x104 %出 现肺气肿 形成光化学烟雾 控制方法：降低混合气中氧的浓度，降低燃烧温度，缩短高温燃烧带内 的滞留时间，改善混合气的形成
烟台大学
汽车构造
第六章 发动机有害排放物的控制系统
CO是不完全燃烧产物，是一种无色无味的气体。它与血液中血 红素的亲和力是氧气的300倍，因此当人吸入CO后，血液吸收和运送 氧的能力降低，导致头晕、头痛等中毒症状。当吸入体积分数为0.3 ％的CO气体时，可致人于死亡。
NOX主要是指NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环境中。 空气中含NOX的体积分数达(10～20)×10-4％可刺激口腔及鼻粘膜、 眼角膜等。当NOX 的体积分数超过500×10-4％时，几分钟可使人出 现肺气肿而死亡。
汽车构造
第六章 发动机有害排放物的控制
第一节 汽车发动机的有害排放物 汽车发动机排放的污染物主要有一氧化碳（CO）、碳氢化 合物（HC）、氮氧化合物（NOX）和微粒。 一. 发动机有害排放物 一氧化碳:吸入体积分数为0.3%->死亡 氮氧化合物:体积分数超过500x 104 %出现肺气肿 碳氢化合物:刺激人眼和咽喉 氮氧化合物+碳氢化合物->形成烟雾 微粒：柴油机排气中的碳烟。微粒表面吸附的可溶性有机物 对人的呼吸道有害。
微粒主要是指柴油机排气中的碳烟，而汽油机的排气微粒微不足 道。微粒表面吸附的可溶性有机物对人的呼吸道有害。
烟台大学
汽车构造
三、氮氧化合物（NOx）
NOX主要是指NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环境中。空气中含NOX 的体积分数达(10～20)×10-4％可刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等。当NOX 的体积分数超过500×10-4％时，几分钟可使人出现肺气肿而死亡。
NOx是NO和NO2的总称， NO约占95%，燃烧后期或排气过程中，部分NO氧 化成NO2 NO在大气层中，与O3反应急速氧化成NO2 ，直接破坏大气层, 有强烈的 刺激味，对肺和心肌等有很强的损坏作用。体积分数超过500x104 %出 现肺气肿 形成光化学烟雾 控制方法：降低混合气中氧的浓度，降低燃烧温度，缩短高温燃烧带内 的滞留时间，改善混合气的形成
烟台大学
汽车构造
第六章 发动机有害排放物的控制系统
CO是不完全燃烧产物，是一种无色无味的气体。它与血液中血 红素的亲和力是氧气的300倍，因此当人吸入CO后，血液吸收和运送 氧的能力降低，导致头晕、头痛等中毒症状。当吸入体积分数为0.3 ％的CO气体时，可致人于死亡。
NOX主要是指NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环境中。 空气中含NOX的体积分数达(10～20)×10-4％可刺激口腔及鼻粘膜、 眼角膜等。当NOX 的体积分数超过500×10-4％时，几分钟可使人出 现肺气肿而死亡。
汽车构造
第六章 发动机有害排放物的控制
第一节 汽车发动机的有害排放物 汽车发动机排放的污染物主要有一氧化碳（CO）、碳氢化 合物（HC）、氮氧化合物（NOX）和微粒。 一. 发动机有害排放物 一氧化碳:吸入体积分数为0.3%->死亡 氮氧化合物:体积分数超过500x 104 %出现肺气肿 碳氢化合物:刺激人眼和咽喉 氮氧化合物+碳氢化合物->形成烟雾 微粒：柴油机排气中的碳烟。微粒表面吸附的可溶性有机物 对人的呼吸道有害。
129664841691726250第六章 汽车有害物排放控制系统
发动机
PDF created with pdfFactory Pro trial version
4、光化学烟雾（O3）
a.生成机理：汽车排气中的HC和NOx在太阳光 作用下进行光化学反应，生成的光化学过氧化物 而形成的烟雾。
发动机
PDF created with pdfFactory Pro trial version
5、硫氧化物（SO2)
a.生成机理：含硫燃料的燃烧产物 b.危 害：可形成酸雨
发动机
PDF created with pdfFactory Pro trial version
6、颗粒（PM＝Particle Matter）
a.组 成： 由原始微粒和二次微粒组成，包括铅化 物、碳烟、油雾等。
发动机
PDF created with pdfFactory Pro trial version
3）废气再循环技术EGR
废气再循环EGR是为 了减少排气中的NOx 。 部分的排气通过 EGR阀与新鲜空气混合 进入发动机，这样缸内 混合气的含氧量就降 低，从而降低氮氧化合 物排放。
发动机
PDF created with pdfFactory Pro trial version
发动机
PDF created with pdfFactory Pro trial version
2、宏观措施
1）鼓励开发和使用低油耗、低污染或 无污染汽车 2）减少汽车使用量 3）制定严格法规
（液化石油气）
发动机
PDF created with pdfFactory Pro trial version
n
n
n
压缩天然气CNG是天然气 压缩天然气 加压并以气态储存在容器 中。主要成分为甲烷。可 作为车辆燃料使用。 液化天然气LNG可以用来 制作压缩天然气CNG。 液化石油气LPG的主要组 分是丙烷，还有少量的丁 烷，LPG在适当的压力下 以液态储存在储罐容器 中，被用作民用燃料和车 辆燃料。
汽车构造-6.发动机有害排放物的控制系统
第二节 汽油机的排放控制装置
废气再循环系统
工作原理：
当发动机超过一定的转速、负荷及达到一定的温度时，发动机控制电脑控制 少部分废气参与再循环，即排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混 合气混合后进入气缸参与燃烧。由于少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧， 降低了燃烧时气缸中的温度，同时又因NOx是在高温富氧的条件下生成的，故 抑制了NOx的生成。
第二节 汽油机的排放控制装置
三元催化转化装置
工作原理： 当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂
将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧 化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为五色、无毒的二 氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳； NOx还原成氮气和氧气。
第六章 发动机有害排放物的控制系统
第一节 发动机有害排放物
CO、HC、NOX和微粒
CO——燃料燃烧不充分、局部高温热分解。 HC——未完全燃烧燃料直接排出、燃料供给系统泄露。 NOX——发动机内，空气中的氮和氧发生反应形成的多 种化合物。 微粒（碳烟）——由于在柴油机燃烧室内混合气极不均匀，尽
管总体上是富பைடு நூலகம்燃烧，但局部缺氧，特别是燃烧后半期随活塞的 下移，缸内温度和压力降低，使燃烧过程不稳定，不能保证微粒 的充分氧化时间，最终导致微粒生成。
第三节 其它排放物的控制
汽油蒸发控制系统
强制曲轴箱通风系统(PCV)
汽车发动机构造与维修课件 第六章 燃油供给系
目前，汽车工业发达的国家在汽油车上均采用汽油喷射系统，以 满足日益严格的排放要求
2.汽油发动机电控燃油喷射系统的优点
汽油发动机电控燃油喷射系统（EFI 系统）利用安装在发动机不同 部位上的各种传感器所测得的工作情况参数和使用条件参数，按电 子控制单元中设定的控制程序，通过对喷油器通电时间的控制来调 节喷油量，从而改变混合气的浓度，使发动机在各种工况和使用条 件下都能获得与之匹配的最佳空燃比。汽油发动机电控燃油喷射系 统的发动机由于精确地控制了混合气的浓度，与化油器式发动机相 比有如下优点：
3.汽油发动机电控燃油喷射系统的分类 1）按喷射装置的控制方式分类 汽油发动机电控燃油喷射系统按喷射装置的控制方式可分为机械控制式、机 电混合控制式和电子控制式三种方式。 （1）机械控制式。 机械控制式燃油喷射系统又称 K 系统，其特点是喷油器由供油管路中的油 压控制，而供油管路中的油压由进气管中空气计量器承压板的机械作用来控 制。该系统采用连续喷油的方式，其喷油量的多少取决于供油管路中油压的 高低。 （2）机电混合控制式。 机电混合控制式燃油喷射系统又称 KE 系统，为了提高对喷油量控制的精确 度和灵活性，在K 型的基础上增设了一个电控单元。该系统仍然采用连续喷 油的方式，其喷油量的多少仍取决于供油管路中油压的高低。 （3）电子控制式。 电子控制式燃油喷射系统又称 EFI 系统，其特点是采用间歇喷油的方式， 喷油器靠电磁驱动，喷油量的多少取决于喷油器的通电时间长短
（2）多点喷射（MPI）。
多点喷射是指每一个气缸设置一个喷油器或每两个气缸合用一个喷 油器，这
种系统可以保证各缸混合气浓度的一致性和分配的均匀性。
4）按喷油器工作的时间分类 汽油发动机电控燃油喷射系统按喷油器工作的时间可分为连续喷射和间歇
2.汽油发动机电控燃油喷射系统的优点
汽油发动机电控燃油喷射系统（EFI 系统）利用安装在发动机不同 部位上的各种传感器所测得的工作情况参数和使用条件参数，按电 子控制单元中设定的控制程序，通过对喷油器通电时间的控制来调 节喷油量，从而改变混合气的浓度，使发动机在各种工况和使用条 件下都能获得与之匹配的最佳空燃比。汽油发动机电控燃油喷射系 统的发动机由于精确地控制了混合气的浓度，与化油器式发动机相 比有如下优点：
3.汽油发动机电控燃油喷射系统的分类 1）按喷射装置的控制方式分类 汽油发动机电控燃油喷射系统按喷射装置的控制方式可分为机械控制式、机 电混合控制式和电子控制式三种方式。 （1）机械控制式。 机械控制式燃油喷射系统又称 K 系统，其特点是喷油器由供油管路中的油 压控制，而供油管路中的油压由进气管中空气计量器承压板的机械作用来控 制。该系统采用连续喷油的方式，其喷油量的多少取决于供油管路中油压的 高低。 （2）机电混合控制式。 机电混合控制式燃油喷射系统又称 KE 系统，为了提高对喷油量控制的精确 度和灵活性，在K 型的基础上增设了一个电控单元。该系统仍然采用连续喷 油的方式，其喷油量的多少仍取决于供油管路中油压的高低。 （3）电子控制式。 电子控制式燃油喷射系统又称 EFI 系统，其特点是采用间歇喷油的方式， 喷油器靠电磁驱动，喷油量的多少取决于喷油器的通电时间长短
（2）多点喷射（MPI）。
多点喷射是指每一个气缸设置一个喷油器或每两个气缸合用一个喷 油器，这
种系统可以保证各缸混合气浓度的一致性和分配的均匀性。
4）按喷油器工作的时间分类 汽油发动机电控燃油喷射系统按喷油器工作的时间可分为连续喷射和间歇
第六章发动机有害排放物控制系统
gkm发动机构造发动机构造第二节汽油机排放控制装置?催化转化装置?降低低温ch排放装置?稀薄氮氧化合物催化转化装置?废气再循环系统发动机构造一催化转化装置氧化催化转化装置一催化转化装置还原催化转换装置三元催化转换装置还原催化转换装置三元催化转换装置发动机构造1氧化催化转化装置氧化转换器只将排气中的cohc氧化成co22和h22o又称为o又称为二元催化转换器必须提供二次空气作为氧化剂
（4） 曲轴箱强制通风
从曲轴箱抽出的气体导 入发动机的进气管，吸入气 缸再燃烧。这种通风方式称 为强制通风，汽油机一般都 采用这种曲轴箱强制通风方 式，这样，可以将窜入曲轴 箱内的混合气回收使用，有 利于提高发动机的经济性。
强制式曲轴箱通风装置（ PCV系统）
发动机工作时， 进气管真空度沿着曲 轴箱气体软管所形成 的通道，将进入空滤 器的新鲜空气经空气 软管吸入气缸盖罩内， 再由缸盖和机体上的 孔道进入曲轴箱，与 曲轴箱气体混合后， 经PCV阀进入进气管 和气缸。
（2）通风方式 一种是自然通风，另一种是强制通风。
（3） 自然通风
从曲轴箱抽出的气体直 接导入大气中的通风方式 称为自然通风。柴油机多 采用这种曲轴箱自然通风 方式。在曲轴箱连通的气 门室盖或润滑油加注口接 出一根下垂的出气管，管 口处切成斜口，切口的方 向与汽车行驶的方向相反。 利用汽车行驶和冷却风扇 的气流，在出气口处形成 一定真空度，将气体从曲 轴箱抽出。
第六章 发动机有害排放物的控制
本章主要内容 汽车发动机的有害排放物 汽油机的排放控制装置 其他排放物的控制系统 柴油机的排放控制系统
发动机构造
第一节 汽车发动机的有害排放物
发动机的有害排放物：主要有一氧化碳（CO）、碳氢 化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）和微粒排放。
（4） 曲轴箱强制通风
从曲轴箱抽出的气体导 入发动机的进气管，吸入气 缸再燃烧。这种通风方式称 为强制通风，汽油机一般都 采用这种曲轴箱强制通风方 式，这样，可以将窜入曲轴 箱内的混合气回收使用，有 利于提高发动机的经济性。
强制式曲轴箱通风装置（ PCV系统）
发动机工作时， 进气管真空度沿着曲 轴箱气体软管所形成 的通道，将进入空滤 器的新鲜空气经空气 软管吸入气缸盖罩内， 再由缸盖和机体上的 孔道进入曲轴箱，与 曲轴箱气体混合后， 经PCV阀进入进气管 和气缸。
（2）通风方式 一种是自然通风，另一种是强制通风。
（3） 自然通风
从曲轴箱抽出的气体直 接导入大气中的通风方式 称为自然通风。柴油机多 采用这种曲轴箱自然通风 方式。在曲轴箱连通的气 门室盖或润滑油加注口接 出一根下垂的出气管，管 口处切成斜口，切口的方 向与汽车行驶的方向相反。 利用汽车行驶和冷却风扇 的气流，在出气口处形成 一定真空度，将气体从曲 轴箱抽出。
第六章 发动机有害排放物的控制
本章主要内容 汽车发动机的有害排放物 汽油机的排放控制装置 其他排放物的控制系统 柴油机的排放控制系统
发动机构造
第一节 汽车发动机的有害排放物
发动机的有害排放物：主要有一氧化碳（CO）、碳氢 化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）和微粒排放。
第六章 辅助控制系统排放控制系
②. 检查EGR温度传感器供电电路
a.关闭点火开关； b.断开EGR温度传感器线束连接器； c.接通点火开关，用万用表测量EGR温度传感器端 子2与搭铁间的电压，应为5V。
⑪系统外观检查
管路是否有泄漏、破裂，接头 是否松动，EVAP电器连接是 否可靠，有无腐蚀等。
⑫检查碳罐工作是否正常
①.关闭点火开关； ②.从EVAP碳罐处断开接至EVAP 碳罐清洗控制电磁阀的EVAP清 洁软管； ③.启动发动机，怠速运转至少 80s； ④.在怠速时检查EVAP软管应不 存在真空； ⑤.发动机转速约为2000r/min 时检查EVAP软管应存在真空。
4.三元催化转换器、氧传感器闭环控制装置
三元催化器，是安装在汽车排气系统中最重要的 机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx 等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化 碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的工 种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。
三元催化转化装置其 内部一般分为三部分 ， 前面的为催化还原床 、 中间部分为混合床， 后部为催化氧化床。
⑦用诊断仪检查EVAP碳罐清洗控制电磁阀的动作（以日 产车为例） a.启动发动机； b.用CONSULT-II“ACTIVE TEST”（主动测试）“模式 中执行”PURG VOL CONT/V（清洗控制电磁阀），如图所 示。 检查发动机转速随阀门开度的变化情况。
3.电控废气再循环系统（EGR）检修
5.二次空气喷射装置
二次空气喷射系统的实质是将一定量的空气引入 排气管中，使废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步 燃烧，以减少一氧化碳和碳氢化合物的排放，同时加 快三元催化转化装置的升温过程。
系统主要组成 元件为： 1.空气滤清器 2.二次空气泵 3.发动机控制 单元 4.二次空气继 电器 5.二次空气控 制阀 6.二次空气机 械阀
- 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)。
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
概述
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式
颗粒（PM）
（1）形成原因
碳烟是由烃类燃料在高温缺氧条件 下裂解生成的。
（2）危害
0.1m以下的微粒对人体的危害最大， 吸入肺叶后会吸附在肺细胞上，其 中可溶性有机物、多环芳香烃等是 致癌物质。
燃油蒸发控制系统的组成
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
活性炭罐
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
燃油蒸发控制系统的组成
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
曲轴箱强制通风装置
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
强制式曲轴箱通风系统
l 在发动机工作时，会有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞 环由气缸窜入曲轴箱内，还可能有液态燃油漏入曲轴箱。 这些气体将加速润滑油变质并使机件受到腐蚀或锈蚀。又 因为窜入曲轴箱内的气体中含有HC及其他污染物，所以采 用的强制式曲轴箱通风系统，避免这种气体排放到大气中。
（3）改进燃油
通过对燃油的脱硫、重整以及加入 添加剂等，可以改善燃烧，延缓催 化剂的老化。
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
减少排放的概念（柴油机）
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
汽车排放法规简介
1. 排放测试方法 2. 工况法测试系统 3. 测试循环 4. 排放法规及限值
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
概述
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式
碳氢化合物（HC）
（1）形成原因
汽油机——主要是因为低温缸壁的 冷激作用，使火焰消失；电火花太 弱，不能点燃混合气；进排气门重 叠期间，新鲜混合气泄漏；曲轴箱 窜气，汽油箱或化油器浮子室内汽 油蒸发等。
汽油机排放控制系统
1. 燃油蒸发控制装置 2. 曲轴箱强制通风装置 3. 废气再循环装置 4. 三效催化转化器
功用：
采 用 PCV （ Positive Crankcase Ventilation）阀，将燃烧室窜入曲轴 箱的油气混合气、已燃气体和曲轴箱 内的润滑油蒸汽一起被吸入气缸烧掉。
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
欧洲和美国排放法规演变过程
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
美国控制汽车排放的成效
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
日本控制汽车排放的成效
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
汽油机排放控制系统
1. 燃油蒸发控制装置 2. 曲轴箱强制通风装置 3. 废气再循环装置 4. 三元催化转化器
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式
（1）汽油机油箱、化油器浮子室、 汽油泵、汽油管接头等处蒸发出来 的汽油蒸汽，其有害成分以HC为主；
（2）曲轴箱通气管排出的“窜气”， 其有害成分以HC为主；
（3）排气管排出的废气，其有害成 分是CO、HC、NOx和颗粒。
NO是在燃烧过程的高温条件下生成 的，其生成量取决于氧的浓度、温 度及反应时间。废气排入大气后形 成NO2。
（2）危害
NO吸入人体后会造成中枢神经系统 障碍。NO2会造成血液中血红蛋白变 性，使血液输气能力下降，轻则引 起呼吸异常、胸痛、恶心、咳嗽， 重则导致肺气肿，直至死亡。此外， 它还易于HC在阳光紫外线的作用下， 产生素性很大的光化学烟雾。
柴油机——主要是混合气形成不良 或温度过低而形成。
（2）危害
HC吸入人体后会破坏造血机能，造 成贫血、神经衰弱等，同时也会致 癌。
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
概述
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式
氮氧化物（NOx）
（1）形成原因
（1）形成原因
汽油机——主要是由可燃混合气过浓造 成的。
柴油机——主要是由燃烧室内部缺氧或 温度过低造成的。
（2）危害
是一种无色、无味的有毒气体，吸入人 体后，能以比氧强210倍的亲和力同血液 中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白， 阻碍血液向心脏、脑等器官输送氧气， 从而引起各种中毒症状，直至使人窒息 死亡。
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
工况法排放测试系统
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
汽车排放法规简介
1. 排放测试方法 2. 工况法测试系统 3. 测试循环 4. 排放法规及限值
世界上三大汽车排放循环： （1）欧洲联盟测试循环 （2）美国联邦测试循环 （3）日本测试循环
采用ECE+EUDC循环的主要国家和地区： 中国、新加坡、马来西亚、泰国、沙特、 土耳其、匈牙利、波兰、俄罗斯等。
采用美国FTP-75循环的主要国家和地区： 加拿大、阿根廷、巴西、智利、墨西哥、 新西兰、韩国、台湾等。
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
欧洲联盟测试循环
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
汽车构造石晓辉第6章发 动机有害排放物的控制
系统
2020/11/23
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
§1．概述 §2．汽车排放法规 §3．汽油机的排放控制装 §4．柴油机排气后处理装置
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
概述
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
汽油车排放的来源
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
概述
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式
（1）机内净化
通过改善可燃混合气的品质和燃 烧状况，抑制污染物的产生。
（2）机外净化
利用设置在发动机外部的附加装 置，对排放污染物进行净化处理 后，再排入大气。
PCV阀的工作过程
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
各工况下PCV阀的开度
l 1、发动机不工作时，PCV阀中的弹簧2将其中的锥形阀3压 在阀座4上，关闭了曲轴箱与进气管的通路。
l 2、在怠速或减速时，进气管真空度很大，真空度克服弹 簧压力把锥形阀高高吸起，这时锥形阀3与PCV阀体1之间 只有很小的间隙。因为发动机在怠速或减速工作时，窜入 曲轴箱的气体很少，所以PCV阀开度虽小，但足以便曲轴 箱气体流出曲轴箱。
功用：
将燃油箱和化油器浮子室中的汽油蒸 汽收集和储存在炭罐内，在发动机工 作时再将其送入气缸烧掉。
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
汽油蒸发控制系统
l 发动机停机后，燃油箱1中的汽油蒸气经气-液分离器3和 汽油蒸气管4进入炭罐5。浮子室12中的汽油蒸气则经汽油 蒸气管15进入炭罐。汽油蒸气进入炭罐后，被其中的活性 炭吸附。
废气再循环通道开启的程度决 定于进气管真空度的大小，因 此当节气门开度和发动机转速 变化时，再循环的废气量将会 自动地得到调节。
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
电控废气再循环控制系统
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
真空机械式废气再循环装置
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
排气再循环(EGR)系统
为保持发动机的动力性， 必须根据发动机运转的工 况对再循环的废气量加以 控制。
（1）一氧化碳（CO）：不完全燃烧 产物。
（2）碳氢化合物（HC）：未燃和未 完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解 产物和部分氧化产物。
（ 3 ） 氮 氧 化 合 物 （ NOx ） ： 在 燃 烧 过程中和排入大气后造成的氮的各 种氧化物（NO、NO2为主）的总称。
（ 4 ） 颗 粒 排 放 物 (PM ） ： 主 要 是 碳 烟、未燃燃油和润滑油液态颗粒， 以及其他碳氢化合物、硫化物、含 金属的灰分等。
（1）怠速法——在汽车不行驶、发动机怠速的情 况下，将探头插入排气尾管，一般仅测量CO和HC 的排放。适合环保部门或汽修厂进行监测。
优点：简便易行，测试装置价格便宜和便于 携带，检测时间短
缺点：测量结果缺乏全面代表性，测量精度 较低
（2）工况法——将汽车发动机在一个测试循环中 排出的废气经稀释后收集起来，用废气分析仪测 量出废气浓度并推算出每次测试或每公里平均的 有害物排放量。一般用于新车的认证和出厂检测。
l 3、节气门部分开度时的，进气管真空度减小，在弹簧的 作用下锥形阀与阀体间的缝隙增大。因为在部分节气门开 度下发动机的负荷比怠速时大，窜入曲轴箱的气体较多，
所以较大的PCV阀开度可以使所有曲轴箱气体被吸入进气管。
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
各工况下PCV阀的开度
4、发动机在大负荷工作时，进气管真空度较小，弹簧将 锥形阀进一步向下压，使PCV阀的开度达到最大。因为大 负荷时将产生更多的曲轴箱气体，所以只有PCV阀开度很 大才能使曲轴箱气体全部流进进气管。
l 发动机工作时、进气管真空度作用到PCV阀6，此真空度还 吸引新鲜空气经空气滤清器1、滤网2、空气软管3进入气 缸盖罩4内，再出气缸盖和机体上的孔道进入曲轴箱。
l 在曲轴箱内，新鲜空气与曲轴箱气体混合并经气-液分离 器5、PCV阀6和曲轴箱气体软管7进入进气管8，最后经进 气门进入燃烧室挠掉。
汽车构造石晓辉第6章发动机有害排 放物的控制系统
l 发动机起动之后，进气管真空度经真空软管10传送到限流 阀8，将限流孔开启。新鲜空气自炭罐底部经滤网7向上流 过炭罐，并携带吸附在活性炭表面的汽油蒸气，经限流孔 和汽油蒸气管9进入进气支管。