9发动机原理B-第九章发动机排气污染及噪声控制-2012概论
浅析汽车发动机的噪声污染及控制
浅析汽车发动机的噪声污染及控制随着汽车的普及，汽车噪声已成为城市环境噪声的主要源头。
汽车发动机是汽车噪声的主要贡献者之一。
汽车发动机噪声主要源自气缸内爆燃运动和排气管脉冲，以及机械运动和配电系统发出的噪声。
为了减少汽车发动机噪声对环境和人类健康的影响，现代汽车发动机噪声控制研究已成为汽车工业的重要领域之一。
汽车发动机噪声主要分为气动和机械噪声。
气动噪声是指来自气体流动的噪声，主要源自气缸内爆燃和排气管脉冲，特别是在高转速下会发生爆燃噪声。
机械噪声是指来自发动机机械部件的噪声，如齿轮、链条、曲轴和连杆等等。
机械噪声可以通过优化润滑和减少摩擦来降低。
为了控制汽车发动机噪声，可以从以下几个方面入手：（1）减少气动噪声：对气缸和排气管进行流场分析，优化气缸和充气系统的形状和尺寸，使气流更加平稳，减少爆燃噪声和气缸内压力变化，从而降低气动噪声。
同时，可以合理设计排气管的长度和弯曲度，减少排气管脉冲对环境的影响。
（2）减少机械噪声：采用先进的制造工艺和材料，如摩擦削减技术和高强度、低噪声的发动机部件，降低发动机的机械噪声。
同时，采用先进的噪声控制技术，如声学耦合和噪声控制电路，对发动机的机械噪声进行控制。
（3）隔声降噪技术：在汽车发动机的结构中采用隔声材料和结构，如隔音材料、减震垫、减震弹簧和隔振支撑等，将发动机产生的噪声隔离在发动机外部，并减少对车内乘客的噪声影响。
综上所述，汽车发动机噪声污染是城市环境噪声的主要贡献者之一。
为了减少汽车发动机噪声对环境和人类健康的影响，可以从减少气动和机械噪声入手，并采用隔声降噪技术对发动机噪声进行控制。
随着科学技术的不断进步，相信未来汽车发动机噪声污染必将得到更好的控制。
汽车发动机排气系统的原理与排放控制技术
汽车发动机排气系统的原理与排放控制技术汽车发动机的排气系统在车辆的动力性能、燃油经济性以及环境影响方面起着重要的作用。
它负责排放废气，同时也通过一系列的装置对废气进行处理，以减少对环境的污染。
本文将介绍汽车发动机排气系统的基本原理和常用的排放控制技术。
一、排气系统的组成汽车发动机排气系统由排气歧管、催化转化器、消声器和排气管组成。
排气歧管连接到发动机的排气口，将废气从每个汽缸中集中到一起。
催化转化器是一种排放控制装置，通过化学反应将有害物质转化为无害物质。
消声器的作用是减少排气系统产生的噪音。
排气管连接消声器和车辆后部，将废气排放到大气中。
二、排气系统的原理汽车发动机在燃烧燃料的过程中会产生废气，包括氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物等有害物质。
排气系统的主要目标是将这些有害物质转化为无害物质，并减少对环境的污染。
在发动机工作时，废气从每个汽缸中排出，并经过排气歧管集中到一起。
排气歧管的形状和长度会影响废气的流速和流向，从而影响发动机的动力性能。
合理的排气歧管设计可以提高排气能力，降低发动机排气时的压力损失。
废气进入催化转化器后，催化剂会触发化学反应，将有害物质转化为无害物质。
常用的催化转化器有三元催化器和氧化催化器。
三元催化器主要用于减少氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物的排放，而氧化催化器主要用于减少一氧化碳的排放。
排气系统中的消声器通过利用吸音材料和反射法降低排气噪音。
吸音材料可以吸收排气中的声波能量，而反射法则利用消声器内部的腔体结构将声波反射并消散，从而达到减少噪音的效果。
三、排放控制技术为了减少废气的排放，汽车制造商采用了多种排放控制技术。
首先是燃烧系统的优化。
通过调整发动机的点火时机、燃油喷射和进气控制等参数，可以提高燃烧效率，降低废气中有害物质的产生。
其次是尾气循环系统（EGR）。
尾气循环系统将一部分废气重新引入到进气道中，减少氮氧化物的生成。
这样可以有效地降低废气中的有害物质排放，并提高燃油经济性。
汽车发动机原理与汽车理论第9章
第一节 排放物及危害
二、排放物危害 4.颗粒——黑烟和铅 • 汽车排出的黑烟主要为微小的炭粒,它们是直径为 0.5~1μm的微粒,根本无法滤除。人吸入后易积存于肺中, 附着于支气管可引起哮喘病。这种粒子的毒害不像CO中 毒那样在复原后可完全消除其影响,而是逐步积累增多,故 危害性更大。排烟能妨害视野,恶化照明,引起交通事故。 动物试验证明,排烟显示有致癌作用。 • 汽油机中的抗爆剂四乙基铅或四甲基铅所含铅量的70% 随废气排入大气中(其余30%沉积于内燃机燃烧室及排气 通道中),其中约40%的颗粒较大者迅速沉降于地面上,其 余60%的颗粒较小者能在大气中停留相当长的时间。
第一节 排放物及危害
二、排放物危害 2.碳氢化合物(HC) • 汽车排气中含有多种碳氢化合物,现已分析出的有200多 种。在这些多种碳氢化合物中,各个成分对人的影响各不 相同。一般在低浓度下看不出直接的影响。当浓度达到 万分之一时,便可使人发生中毒症状。 • 碳氢化合物刺激眼和鼻,降低鼻的嗅觉机能。碳氢化合物 的不完全燃烧产物构成醛类,它是柴油机排气中刺激性臭 味的来源。醛类强烈刺激眼、呼吸器官、皮肤等,对植物 也有害。一般在浓度达千万分之四时,人眼即可感受到刺 激。
第一节 排放物及危害
二、排放物危害
3.氮氧化合物(NOx) • 汽车排出的氮氧化合物中,95%是一氧化氮(NO),二氧化
氮(NO2)只占3%~4%。但NO排到大气中后会逐步转变为 NO2。NO2有剧烈的毒性,长期暴露在低浓度下,会使人发 生萎缩性病变,引起呼吸机能障碍。在150×10-6~200×106的浓度下,短时间可使人的肺脏纤维化。NO2刺激呼吸道 可引起喘息、支气管炎、肺气肿,NO2在一定浓度下,由于 对光的吸收作用能使大气着色,从而明显地降低大气能见 度,影响地面或空中交通。
浅析汽车发动机的噪声污染及控制
浅析汽车发动机的噪声污染及控制汽车发动机作为汽车的心脏，是整个汽车动力系统的核心部件。
随着汽车数量的不断增加，汽车发动机的噪声污染也成为了一个不容忽视的问题。
噪声不仅会影响驾驶者的健康，还会对周围环境产生负面影响。
对汽车发动机的噪声污染进行控制十分必要。
一、汽车发动机噪声污染的成因1、燃烧噪声汽车发动机在工作时，燃烧过程会产生一定的噪声。
燃烧噪声的产生主要与燃烧室内燃油的燃烧速度、燃烧稳定性及燃烧室的结构有关。
燃烧噪声不仅会通过汽车排气管传播至外部环境，也会通过汽车发动机的机壳和冷却缸传至汽车车内，影响驾驶者的舒适性。
2、机械噪声汽车发动机在工作时，各个机械部件相互摩擦、碰撞会产生机械噪声。
气门的打开关闭、活塞的往复运动、连杆的旋转等都会产生一定的噪声。
特别是在高速运转时，机械噪声会更为显著。
3、空气噪声汽车发动机在工作时，进气口和排气管都会产生一定的空气噪声。
特别是在高速运转时，进气口和排气管的流体动力学噪声会更为显著。
4、冷却系统噪声汽车发动机在工作时，冷却系统也会产生一定的噪声。
水泵、风扇等冷却设备的运转会产生一定的噪声。
冷却系统中的流体循环也会引起一定程度的噪声。
二、控制汽车发动机噪声污染的方法1、优化燃烧过程通过提高燃油的燃烧效率，减少不完全燃烧和爆震现象的发生，可以有效降低燃烧噪声的产生。
设计合理的燃烧室结构和喷油系统，也可以减少燃烧噪声的发生。
2、优化机械结构通过改善发动机内部的机械结构，减少摩擦、碰撞和振动，可以有效降低机械噪声的产生。
采用高精度的加工工艺和优质的轴承材料，可以减少机械部件的摩擦和磨损，从而减少机械噪声。
3、优化进排气系统通过优化进气口和排气管的设计，减少空气噪声的产生。
采用消音器和减震器，可以有效降低排气管的流体动力学噪声。
4、优化冷却系统通过优化冷却系统的设计，减少冷却设备的运转噪声。
采用低噪声的水泵和风扇，可以有效降低冷却系统的噪声。
5、隔声隔音在汽车发动机的外壳内部加入隔音材料，可以有效减少发动机噪声的传播。
汽车发动机排气系统工作原理
汽车发动机排气系统工作原理汽车发动机排气系统是发动机的重要组成部分，它的功能是将燃烧产生的废气从发动机中排出，并起到净化环境和提高发动机性能的作用。
本文将从排气系统的组成、工作原理和主要组件等方面进行介绍。
一、排气系统的组成汽车发动机排气系统由排气歧管、催化转化器、消声器和尾气管等组成。
1. 排气歧管：排气歧管是连接发动机缸体和催化转化器的管道，它的设计能够将发动机排出的废气有效地输送到催化转化器，提供最佳的排气流动性能。
2. 催化转化器：催化转化器是排气系统中的核心部件，其主要作用是将废气中的有害物质，如一氧化碳、氮氧化物等，转化为无害的物质。
它通过使用催化剂，如铂、钯等，将废气中的有害成分催化氧化或还原，从而净化废气。
3. 消声器：消声器是用来减少发动机排气产生的噪音的装置。
它通过运用消音原理和吸声材料，使废气的流动能够产生适当的阻尼和吸收，从而达到降低噪音的效果。
4. 尾气管：尾气管是将经过处理的废气排放到大气中的管道。
一般情况下，尾气管上还会装有尾气嘴，用来改变排气流动的方向和形态，以达到净化环境和美观的目的。
二、排气系统的工作原理汽车发动机排气系统的工作过程主要包括四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
在这四个步骤中，排气是其中一个最重要的环节。
1. 进气：汽车发动机通过进气门将空气和燃油混合物吸入到气缸内，形成可燃气体。
2. 压缩：活塞向气缸内移动，将进气混合物压缩，增加其密度和压力，为燃烧创造条件。
3. 燃烧：发动机点火后，点燃进气混合物，产生高温高压气体，释放能量推动活塞做功。
4. 排气：在燃烧后，废气会产生，并通过排气门排出。
排气门在发动机的特定时机打开，废气经过排气歧管和催化转化器等组件后，经过消声器减少噪音，并最终排出尾气管。
三、排气系统的主要组件及其功能1. 废气涡轮增压器（可选）：它利用废气的能量驱动涡轮从而帮助提高发动机的进气效率。
2. 废气再循环系统（EGR）：EGR系统将一部分排气重新引入到气缸中，减少氮氧化物的生成和发动机燃烧过程的温度，提高燃烧效率和降低排放。
《发动机排放污染及控制》教学大纲
教学大纲一、教学目的和任务本课程系统而深入的介绍了与发动机排放相关的新知识、新内容和新技术。
通过本课程的学习，帮助学生掌握发动机排放污染物的生成机理、排放污染物的控制技术以及汽车排放测试等方面的知识，从而使学生初步具备发动机排放及控制领域的研究能力。
本课程的目的：1、掌握发动机排放污染物的生成机理及其影响因素；2、掌握发动机主要有害排放污染物的机内净化技术、后处理净化技术、排放测试基本方法及其排放标准；3、掌握发动机主要排放污染物的一般净化方案。
本课程的任务：1、培养学生自主学习的能力。
通过小论文的形式，要求学生查阅相关资料，对资料进行整理和分析，培养其自主获得知识的能力；2、培养学生的分析能力。
能够根据排放污染物的特点，分析和提出排放污染物的一般进化方案，初步具有分析和解决热动力设备排放污染物及控制的能力；3、培养学生的创新意识。
分析机内净化技术和后处理净化技术的优缺点，并结合各技术的局限性进行讨论，能够拓展学生的思维，激发学生的创新意识。
二、授课手段与教学方法授课手段：课堂多媒体演示讲解，课堂讲解，课程讨论，课程论文等。
教学方法：充分发挥学生的主体作用，采用“场景—课件—网络—习题”的多元化教学平台，将理论教学与教师引导和教师非引导的自主学习相融合，实行以能力培养为轴心，动用所有教学要素，立体化、全方位地融学习与研究为一体的以学生为本的立体教学方法，营造自主学习的学习氛围，建立民主平等的师生关系，让学生在互动中优化思维，激发学生的学习兴趣，提高学生的创新意识。
三、教学内容1、绪论：环境污染与保护，发动机排放污染物及危害。
2、发动机排放污染物的生成机理和影响因素：一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化物NOx和微粒等的生成机理和影响因素。
3、发动机的排放特性：汽油机和柴油机的稳态和瞬态排放特性。
4、汽油机机内净化技术：主要包括汽油机的燃烧过程、汽油喷射电控系统、低排放燃烧系统、废气再循环等。
5、柴油机机内净化技术：主要包括柴油机低排放燃烧系统、低排放柴油喷射系统、多气门技术、增压技术、废气再循环系统和电控柴油喷射系统等。
发动机原理排气污染与控制
发动机原理简介
发动机是车辆的心脏，通过内燃作用将燃料转化为动力。
排气污染的主要来源
尾气排放
燃烧过程中产生的污染物质排放到空气中。
颗粒物排放
燃料燃烧产生的颗粒物排放到大气中。
机油燃烧
机油泄漏或老化后燃烧，产生有害物质。
废气回收系统失效
废气回收系统无法有效控制排放。
发动机原理排气污染与控 制
驾驶车辆时，我们经常忽略了排气污染对环境和健康的影响。了解发动机原 理及排气污染的主要来源和控制技术，可以帮助我们更好地保护环境。
排气污染的影响
1 空气质量下降
排气中的污染物质会导致空气污染，影响人们的健康。
2 气候变化加剧
排放的温室气体会加速气候变化，造成全球变暖。
3 环境生态失衡
发动机排气污染控制技术
1
三元催化转化器
将有害气体转化为无害气体。
2
汽油直喷技术
燃料喷射技术的改进降低了排放。
3
柴油颗粒过滤器
过滤掉颗粒物质，减少大气污染。
调整燃烧过程以降低排气污染
• 优化燃烧室设计，提高燃烧效率。 • 改善点火系统，减少尾气排放。 • 应用先进的喷油系统，降低燃料消耗和排放。
排气净化技术
SCR技术
选择性催化还原技术，有效净化 尾气。
颗粒捕集器
捕集和过滤发动机排放的颗粒物 质。
废气再循环
将部分废气重新引入燃烧室减少 排放。
发动机控制系统对排气污染控制的作 用
传感器
监测排气中的污染物质含量。
计算机控制单元
根据传ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ器数据调整燃料喷射和点火时机。
废气处理系统
控制废气处理设备的工作效果。
浅析汽车发动机的噪声污染及控制
浅析汽车发动机的噪声污染及控制1. 引言1.1 背景介绍汽车发动机是汽车的心脏，它的运转过程中会产生噪声。
随着汽车数量的增加和城市化进程的加快，汽车发动机噪声污染越发引起人们的关注。
汽车发动机噪声主要是由气流变动、排气脉动、活塞与气缸壁碰撞、机械传动系统以及振动等因素共同造成的。
这些噪声不仅会影响行驶舒适性，还会对周围环境和居民的生活造成影响。
随着人们生活水平的提高，对于舒适、安静的生活环境的需求也变得越来越迫切。
控制汽车发动机噪声污染已经成为当前的一个重要课题。
通过研究噪声的来源和产生机理，以及应用相关的控制技术，可以有效降低汽车发动机的噪声污染，提高汽车的使用舒适性，减少对环境的影响。
加强对汽车发动机噪声污染的研究和控制具有重要的现实意义和深远的发展价值。
1.2 问题意义汽车发动机的噪声污染是一个日益严重的问题，对人类健康和环境造成了不可忽视的影响。
发动机噪声不仅会影响驾驶员的驾驶体验，还会引发听力损伤、心血管疾病等健康问题。
发动机噪声还会扰乱周围环境，对城市居民的生活造成困扰。
由于汽车数量的不断增加和交通拥堵现象的加剧，发动机噪声已成为城市环境中一种常见的污染源。
尤其是在工业化程度较高的城市，发动机噪声污染更是一大难题。
研究和控制汽车发动机的噪声污染具有重要的现实意义和深远的社会意义。
解决汽车发动机噪声污染问题，不仅可以改善城市环境质量，提升居民的生活品质，还能促进汽车工业的健康发展。
加强对汽车发动机噪声污染问题的研究和控制，对提升城市环境质量和促进汽车产业可持续发展具有重要的意义。
2. 正文2.1 噪声污染的来源汽车发动机的噪声污染是由多种因素共同作用所导致的。
主要的噪声来源包括以下几个方面：1.气流噪声：当发动机工作时，气缸内的气体受到点燃后的高温高压气体的冲击而产生激烈的气流运动，从而产生气流噪音。
气缸盖、气道、活塞等部件的速度、位置变化也会产生气流噪声。
2.排气噪声：发动机工作时，由排气门排放的废气中含有高速流动的气体，排气门在关闭时会产生回声、共振等震动而发出噪声。
发动机排放与控制技术 第9章
第9章 发动机排放污染物净化方案及分析
混合动力汽车发展前景
混合动力汽车在现有技术的基础上达到了提 高燃油经济性和减少排放的目的，因而极具 发展前景。在美、日、欧下一代汽车开发计 划中，混合动力汽车处于战略发展的位置。 混合动力汽车使人们看到了在短期内大幅提 高燃油经济性和减少排放的可能性。
第9章 发动机排放污染物净化方案及分析
HEV既发挥了发动机持续工作时间长，动力性好的优 点，又利用了电动机无污染、低噪声的长处，二者取 长补短，汽车的热效率得以提高，废气排放得到改善。
第9章 发动机排放污染物净化方案及分析
混合动力汽车发展概况
图9-7 国产混合动力车
混合动力汽车在发达国家 九十年代起，我国开始电 已日益成熟，有些国家已 动汽车和混合动力汽车的 经进入实用阶段。1997年 研制，取得了一定的进展。 10月，全球首辆商业性混 合动力型汽车“PRIUS” 由日本丰田公司研制成功。 随后，其它汽车公司也推 出了相应的混合动力汽车 产品。 国产混合动力车
随着排放法规日趋严格，混合动力汽车性能日益提高 及其成本的不断降低，混合动力汽车的市场份额将逐 渐增大，已成为本世纪头20年重点发展的新型汽车。
第9章 发动机排放污染物净化方案及分析
混合动力汽车控制策略 先进的驱动技术是混合动力汽车取得成功并实 现其优越性的关键。混合动力汽车是将电力驱 动和辅助动力单元(Auxiliary Power Unit，APU) 合用到一辆汽车上。 一方面，发动机始终在最佳工作点上驱动发电 机或直接驱动汽车，排放少、效率高； 另一方面，蓄电池又可得到发电机的不断补充 充电，在减小蓄电池容量和体积的同时提高了 汽车最高速度，加大了续驶里程，延长了蓄电 池的使用寿命。
混合动力车系统示意图
浅析汽车发动机的噪声污染及控制
浅析汽车发动机的噪声污染及控制汽车发动机的噪声污染是指发动机运转过程中产生的噪音，给人类和周围环境带来的负面影响。
噪声污染不仅会影响驾驶员的舒适感和心理健康，还会干扰城市居民的休息和集中注意力，甚至可能导致听力受损等健康问题。
控制汽车发动机的噪声污染势在必行。
汽车发动机噪声主要来源于以下几个方面：机械噪声、气动噪声、排气噪声和震动噪声。
机械噪声是由于发动机各部件的摩擦和运动产生的，如活塞与汽缸的摩擦、气门与座圈的接触和齿轮传动等；气动噪声是由于进气和排气过程中的气体流动引起的，如气缸内气体的压缩和膨胀会引起气流的湍流，产生噪音；排气噪声是由于发动机排气系统中的气体流动和振动引起的；震动噪声是由于发动机运转时产生的机械振动传到车辆结构和车身上，产生噪音。
为了控制汽车发动机的噪声污染，可以从多个方面入手。
在发动机设计阶段就应该注重减少噪声产生的源头。
通过改进发动机结构和材料，降低发动机各部件的摩擦和振动，可以有效减少机械噪声的产生。
优化发动机进气和排气系统的设计，合理选择相关元件的形状和材料，减少流动中的湍流和阻力，降低气动噪声和排气噪声。
增加隔音材料和结构，增强车身的刚度和密封性，可以减少发动机震动噪声对车内外的传递。
可以采用主动消声技术，通过对发动机内部和排气系统的声音进行反馈和控制，实现噪音的主动消除。
除了在发动机设计和制造阶段采取相应的措施，还应在汽车使用阶段进行噪声污染的控制。
驾驶员可以通过减少过度加速和高速行驶，避免持续在高转速下行驶，来减少发动机噪声的产生。
定期进行发动机的维护保养，保持发动机的正常工作状态，也有助于减少发动机噪声。
控制汽车发动机的噪声污染是一项重要的任务。
从发动机设计到汽车使用，都需要采取相应的措施来减少噪声的产生和传播。
只有全面把控噪声污染，才能提高驾驶员的舒适感和周围居民的生活质量。
浅析汽车发动机的噪声污染及控制
浅析汽车发动机的噪声污染及控制汽车发动机的噪声污染是目前城市噪声污染的重要组成部分，不仅影响了人们的生活质量，还对周围的环境产生了严重的影响，因此必须开展有针对性的控制。
下面将从发动机噪声污染的原因、控制措施和发展趋势等方面展开浅析。
1、噪声污染的原因发动机的噪声主要来自气门、燃烧过程、排气系统、润滑系统和外部声源等几个方面。
其中，气门的打开和关闭会产生明显的机械噪声，此外，由于燃烧过程中高温高压的作用，会引起爆炸声，这是噪声来源的主要原因。
同时，排气系统中的排气管、排气管之间的接口也会产生噪声。
润滑系统中，由于油压及流量的变化，润滑油激发振动会引起发动机噪声。
最后，外部声源例如行车和风等也是影响发动机噪声污染的一种因素。
2、噪声控制措施为了降低发动机的噪声污染，必须在多个方面进行控制。
在气门系统中，采用摩擦力小的材料、减小气门轴的偏差、摩擦力较小的轴承等措施可以有效地降低气门发出的噪声。
在燃烧过程中，采用低噪声燃烧室设计、进气阀门启闭时间的合理调整等措施可以有效地降低噪声污染。
在排气系统中，合理设计排气管道以及采用消声器和静消器等装置也可以有效地控制噪声。
在润滑系统中，加强对润滑系统的设计和管理，采用飞轮阻尼器、密封橡胶配件等措施，可以有效地降低润滑系统噪声。
最后，通过减少与外部声源的接触来控制噪声污染的影响，如采用低噪音轮胎、改善道路质量等措施可以降低噪声污染。
3、控制发展趋势随着汽车工业的发展，发动机噪声控制技术也在不断发展。
目前，主要采用的控制措施是采用音响工程学原理，采用主动噪声控制（ANC）和被动噪声控制（PNC）等技术。
在主动噪声控制中，通过发动机或车身上安装的多个麦克风、控制器和音源将相等但反相的声波发射到噪声源周围，以抵消噪声源发出的声波；被动噪声控制则是通过加装隔板等降低噪声源的噪声能量传递，使其不易到达驾驶员或车内乘客的耳朵中。
这些控制技术都可以有效降低噪声污染，提高汽车的使用体验。
浅析汽车发动机的噪声污染及控制
浅析汽车发动机的噪声污染及控制汽车发动机的噪声污染是指发动机在运行过程中产生的噪音对环境和人体健康所造成的影响。
噪音是一种机械振动引起的声音，它会对周围环境造成扰动，并且长时间暴露在高噪声环境下会影响人的听觉、神经和心理健康。
汽车发动机的噪声污染主要包括机械噪声、气流噪声和排气噪声三个方面。
机械噪声是由于发动机内部运转中各种机械零件之间的摩擦和碰撞所产生的声音，例如曲轴、连杆、活塞等零部件的振动和冲击声。
气流噪声是由于进气、排气和发动机内部的气体流动所产生的噪音，例如气流经过排气管或进气口时产生的呼啸声。
排气噪声是指排气系统中废气流经消声器和排气管时产生的噪音。
为控制汽车发动机的噪声污染，可以从多个方面进行控制。
首先是从发动机本身的设计和制造上进行优化，采用先进的材料和工艺，减少振动和摩擦噪声的产生。
其次是通过改进排气系统的设计，增加消声器的数量和容量，减少排气噪声的传播。
还可以采取隔音措施，使用隔音材料包裹发动机和车内的隔音结构，减少噪音的传播和穿透。
除了从发动机本身进行控制外，还可以通过改善道路和交通环境来减少汽车发动机噪声的影响。
在城市规划和道路建设中采取合理的规划和设计，设置合适的隔音屏障和绿化带来降低噪音的传播。
加强交通管理和执法，严格控制车辆的排放和速度，减少交通拥堵和车辆的喇叭声。
汽车发动机噪声的控制对于改善城市环境质量和人们的生活质量具有重要意义。
降低汽车发动机的噪声污染可以减少人们暴露在高噪声环境下的风险，对于保护人们的听力和健康至关重要。
减少汽车发动机噪声还可以改善城市的环境质量，提高居民的生活品质和幸福感。
控制汽车发动机噪声污染是一个综合性的工程问题，需要从发动机本身的设计和制造、排气系统的改进以及道路和交通环境的优化等多个方面进行控制。
通过科学合理的措施和手段，可以有效减少汽车发动机噪声对环境和人体健康造成的影响，改善城市的环境质量和居民的生活质量。
发动机噪声 抑制原理
发动机噪声抑制原理发动机噪声是指发动机在运行过程中产生的噪音。
随着汽车行业的发展，人们对汽车噪声的要求也越来越高。
过大的发动机噪声不仅会影响驾驶者的舒适性，还会对周围环境造成干扰。
因此，对于发动机噪声的抑制成为了汽车工程师们的重要任务之一。
发动机噪声的产生原因有很多，包括机械噪声、气流噪声、燃烧噪声等。
机械噪声是由于发动机内部各种机械部件的运动和摩擦所产生的噪声。
气流噪声则是由于气缸内气流的变化引起的。
燃烧噪声是由于燃烧过程中产生的高温高压气体快速膨胀引起的。
为了抑制发动机噪声，汽车工程师们采取了多种措施。
首先，他们通过改进发动机设计来减少机械噪声的产生。
例如，采用更精密的加工工艺和材料，提高发动机的密封性和刚度，减少零部件之间的摩擦和振动。
此外，还可以采用减振器和吸音材料等措施来降低机械噪声的传导和辐射。
汽车工程师们还致力于减少气流噪声的产生。
他们通过改进进气和排气系统的设计，优化气缸和气门的形状，减小气流的湍流和噪声。
同时，还可以在进气和排气管道中安装消声器等装置，降低气流噪声的传播。
对于燃烧噪声的抑制，工程师们也进行了一系列的研究和改进。
他们通过优化燃烧室的结构和喷油系统的设计，改善燃烧过程，减少燃烧噪声的产生。
同时，还可以采用隔音罩等装置来隔离燃烧噪声的辐射和传播。
除了上述措施，还有一些其他的方法可以用来抑制发动机噪声。
例如，在车辆的内饰中加入吸音材料，减少噪声的传递和反射。
此外，还可以采用主动噪声控制技术，通过发出与噪声相反的声波来抵消噪声。
发动机噪声的抑制是一项复杂而重要的任务。
汽车工程师们通过改进发动机设计、优化气流系统、改善燃烧过程等多种措施，不断提高发动机的噪声性能。
随着技术的不断进步，相信未来发动机噪声的抑制将会取得更大的突破，为人们创造更安静、舒适的驾驶环境。
发动机排气噪声的特性及控制方法
10.16638/ki.1671-7988.2016.12.060发动机排气噪声的特性及控制方法安宇航（长春汽车工业高等专科学校，吉林长春130000）摘要：发动机噪声主要由空气动力性噪声、机械噪声和燃烧噪组成，其中空气动力性噪声的排气噪声所占的比重最大。
控制排气噪声可以通过声源控制和使用消声器两种途径，目前常用的控制方法是使用消声器。
关键词：噪声控制；排气噪声；消声器中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2016)12-178-02The characteristics and the control method of engine exhaust noiseAn Yuhang（Changchun Automobile Industry Insititute, Jilin Changchun 130000）Abstract: Engine noise contains air dynamic noise and mechanical noise and combustion noise.The air dynamic noise is the most important noise.Noise source control and muffler can control the exhaust noise.At present, to use the muffle is used commonly.Keywords: noise control; exhaust noise; mufflerCLC NO.: U464 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-178-021、发动机噪声的组成发动机是由两大机构和五大系统组成的十分复杂的机器，其在运转过程中会发出多声源复杂的噪声。
发动机的噪声主要有：各部件工作时的机械噪声，燃料燃烧时产生的噪声，气体所带来空气动力性的噪声。
浅析汽车发动机的噪声污染及控制
浅析汽车发动机的噪声污染及控制汽车发动机噪声是城市环境噪声的主要来源之一，对环境和人类健康造成严重威胁。
因此，控制汽车发动机噪声对于减少环境噪声和改善城市居民的生活质量具有重要意义。
汽车发动机噪声通常来自于三个方面：气缸内噪声、气门噪声和机壳噪声。
气缸内噪声是发动机工作时产生的，是由于燃烧过程、气缸内的压力和温度变化以及曲轴机构的运动等因素引起的。
气门噪声是气门和汽缸壁之间摩擦和振动引起的。
机壳噪声是发动机工作时机壳固有的振动和共振引起的。
因此，控制汽车发动机噪声需要从这三个方面入手，采取适当的控制措施。
在气缸内噪声方面，可以采取改进燃烧过程、降低排放和减少活塞、连杆及曲轴的惯性质量等措施。
例如，采用高压缩比和内冷循环等技术可以改善燃烧过程，进而降低噪声。
此外，采用冷却循环废气回收技术和燃油直喷技术，可以有效控制排放。
降低活塞、连杆及曲轴的惯性质量可以减少内部运动时产生的振动，降低噪声。
在气门噪声方面，可以采取优化气门的几何形状、改变气门的工作方式、优化阀门弹簧等措施。
例如，增加气门扭矩可以减少气门的开启和关闭时间，从而降低振动和噪声。
此外，优化气门设计可以改善气门的接触情况，减少振动和噪声的产生。
优化阀门弹簧则可以减少阀门在高速运动时产生的振动和噪声。
在机壳噪声方面，可以采取优化机壳的结构和材料、采用吸音材料等措施。
例如，在机壳的设计中，可以采用抗振材料和结构设计进行改进，从而减少振动和共振。
此外，采用吸音材料可以减少机壳内的反射和散射，降低机壳内的噪声。
总之，控制汽车发动机噪声需要采取综合的措施，涉及到汽车发动机的设计、制造工艺和材料等方面的改进。
随着技术的不断进步，汽车发动机噪声的控制将会越来越有效，从而更好地满足人们对于环境和生活质量的需求。
第九章 噪声控制技术
②不同类型内燃机的比较： 二冲程机大于四冲程机：二冲程机排气开始时刻早、单位 时间内排气次数多、为保证扫气效果不宜采用结构复 杂的消声器 柴油机大于汽油机：柴油机最高爆发压力和压力升高率大 于汽油机，因此同等功率时柴油机排气噪声大；同功 率下汽油机缸数比柴油机多，排气系统中的气流脉动 小 ③涡轮增压的影响：排气门开启瞬间所产生的噪声经过涡 轮后，其能量得到很大衰减，再自涡轮出口排出时噪 声明显降低
四、内燃机噪声控制技术 1、排气噪声控制：排气消声器 有两大类：无源消声器、有源消声器 （1）无源消声器：有抗式、阻式、阻抗复合式三种
（2）有源消声器
2、风扇噪声 兼顾冷却性能和降低噪声，风扇的一般设计原则是： (1) 依据风扇定则，综合考虑风量Q，消耗功率和噪声，合理 选 择风扇的参数。宜取较大的风扇直径和较低的转速。 (2) 按降噪要求设计风扇叶片的要点： —定Q下选用较宽的风扇叶片。这样可降低转速n o 一定Q下选用较大的叶片安装角( 40 ～ 50o )； 叶片数不大于6。叶片数从2到6，Q呈直线增加。超过6时，Q的 增加率不大，而每增加一片，噪声约增高1dB。 （3）合理布置冷却系统：护风圈与风扇叶尖的径向间隙尽可能 小；气流通道通畅。 (4) 采用翼型断面风扇。其叶型按空气功力学设计成机翼型， 效率高、涡流噪声小。 （5）结合节能采用温控离合式风扇，使之仅在需要冷却的严重 工况下工作。
2、排气噪声 是内燃机的最主要的噪声源，往往比内燃机整机噪声 （不包含排气噪声）高10～15dB(A)。 （1）产生机理与频率特性 排气噪声包含如下成分： ①以每秒钟排气次数为基频的排气噪声，属于低频噪声源 ②管道内气柱共振噪声：在周期性排气噪声的激发下，排气系 统管道中的气柱因发生共振而产生的噪声，其低频部分可能 与基频噪声产生叠加，是中心频率在500Hz和1000Hz 频带 内的噪声的主要来源 ③排气支管处的气流吹气声（高频噪声） ④废气喷注和冲击声：排气阀处产生的连续宽带的高频噪声
汽车发动机原理第九章 发动机排气污染及其控制
的一层润滑油膜，有可能在燃烧前、后吸收或放出
燃料中的HC成分。
(４)在发动机作加、减速等瞬态工况运行时，
点火定时、空燃比以及排气再循环值均不处于最佳
不过，在实际发动机中，因为燃烧过程经历的 时间极短(ms级)，温度上升和下降都很迅速，尽管 NO的生成(正向反应)没有达到平衡浓度，可是NO分
解(逆向反应)所需的时间也不足，从而使缸内NO的
实际浓度由于逆向反应速率太低而几乎没有下降。 这种反应“冻结”使实际排出NO的浓度大大高于排 气温度相对应的平衡浓度。在柴油机中发生冻结， 比在汽油机中更快。
要的弱点。
汽车有害排放物对城市大气污染构成严
重影响，因此制定法规对其进行控制十分必
要。不过影响有害排放物生成的因素很复杂， 特别是由于汽油机与柴油机在燃烧机理上的 差异，使这两类机型的有害排放物的生成显 示出不同的特点。本章着重介绍以下内容:
(１)介绍有害排放物的生成，重点分析影响汽油
机、柴油机排放物生成的主要因素。
醛等损伤眼睛、上呼吸道及中枢神经，3· 4苯并芘是一种强
致癌物质。另外，HC可在阳光作用下与NO，进行光化学 反应，形成一种毒性较大的光化学烟雾。其中最主要的生 成物是臭氧O3它具有很强的氧化力和特殊的臭味，使橡胶 裂开，植物受损，可见度降低，并刺激眼睛及咽喉。
排气中的微粒是指经空气稀释后的排气，它是 在低于52℃温度下，在涂有聚四氟乙烯的玻璃纤维 滤纸上沉积的除水以外的物质，如柴油机的炭烟粒
但NO在大气中缓慢氧化形成NO2，NO2是褐色有刺激 性的气体，空气中含10 ×10 －6 ~20×10 －6可刺激 口腔及鼻道黏膜，50×10－6~300×10 －6则头痛出 汗、损伤肺组织，在大于500 ×10－6时，几分钟就 可使人出现肺浮肿而死亡。
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发动机原理武汉理工大学汽车工程学院刘志恩lzen@2012年6月目录☐绪论☐第一章发动机的性能☐第二章发动机的换气过程☐第三章燃料与燃烧☐第四章汽油机混合气的形成和燃烧☐第五章柴油机混合气的形成和燃烧☐第六章发动机的特性☐第七章发动机电控燃油喷射（EFI）☐第八章发动机废气涡轮增压☐第九章排气污染及控制第九章排气污染及控制☐发动机在进行动力输出的同时，也产生了有害气体、微粒、噪声等污染。
☐发动机的排气污染已经成为地球环境的主要污染源，因此世界各国和地区都制定了日益严格的排放法规，对发动机的排放进行控制。
☐9.1 发动机排气污染概述☐9.2 汽油机有害排放物的生成机理和影响因素☐9.3 汽油机有害排放物控制技术☐9.4 柴油机有害排放物的生成机理和影响因素☐9.5 柴油机有害排放物控制技术☐9.6 排放法规与试验方法☐9.7 发动机噪声及其控制第一节发动机排气污染概述9.1 发动机排气污染概述☐以发动机为动力的汽车是城市大气污染的主要来源。
☐发动机的主要有害排放污染物包括一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化物NOx、微粒和硫化物等。
☐据世界一些主要大城市的统计表明，在未治理前，汽车排放中的主要有害成分占城市大气该污染物总量中的比例很高：CO HC NO X88-99%63-95%31-53%一氧化碳CO排放☐一氧化碳CO主要是在缺氧环境下的不完全燃烧产物，是一种无色无臭无味的气体。
☐一氧化碳CO被人体大量吸入之后会使人发生恶心、头晕、疲劳症状，严重时会使人窒息死亡。
☐CO和血液中输送氧的载体血红蛋白的亲和力是氧的240倍，人体吸入微量，将破坏造血功能，呈中毒症状；吸入含体积浓度0.3％的CO气体，则可在30min内使人致命。
碳氢化合物HC排放☐HC包括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。
☐HC中的大部分对人体健康不产生直接影响，但其中的某些醛类和多环芳香烃对人体有严重危害。
☐HC可在阳光作用下与NO进行光化学反应，形成一X种毒性较大的光化学烟雾。
其中最主要的生成物是臭氧O，它具有很强的氧化力和特殊的臭味。
3☐光化学烟雾指HC和NOX在阳光作用下发生化学反应而生成的刺激性产物。
氮氧化物NO X 排放☐NO X 主要是指NO 和NO 2，一般用NO X 表示。
发生在与燃料燃烧反应相伴的高温与富氧的环境中。
☐NO 是一种无色无味的气体，稍溶于水，一般空气中的NO 对人体无害，但NO 在大气中缓慢氧化形成NO 2。
☐NO 2是褐色有刺激性的气体，具有腐蚀性和生理刺激作用，对肺和心肌有很强的毒害作用。
还能降低远方物体的亮度和反差，是形成光化学烟雾的主要物质。
☐NO X 是在地面附近形成光化烟雾的主要因素之一。
微粒（PM）排放☐一般概念中的微粒是指空气中分散的液态或固态物质，其粒度在分子级，即直径在0.0002-500微米之间，包括气溶胶、烟、尘、雾和炭烟等。
☐发动机排气中的微粒是指经空气稀释后的排气，它是在低于52℃温度下，在涂有聚四氟乙烯的玻璃纤维滤纸上沉积的除水以外的物质，如柴油机的碳烟粒子，汽油机的铅及硫酸盐等。
☐微粒物对人的呼吸系统的有影响，并影响城市空气质量，如：PM2.5，使可见度降低，易引发交通事故。
第二节汽油机有害排放物的生成机理和影响因素☐一氧化碳（CO）是碳氢燃料在燃烧过程中生成的重要的中间产物。
CO生成的机理比较复杂，但一般认为，燃料分子（RH）经高温氧化生成CO要经历如下步骤：☐RH→R→RO→RCHO→RCO→CO2☐这里R代表碳氢根。
CO在火焰中及火焰后，以缓慢的速率氧化成CO。
2☐CO的生成受混合气浓度的影响。
☐未燃碳氢化合物（HC）的生成与排出有三个渠道：➢发动机废气排出：占6O％以上➢曲轴箱窜气：占25％➢从油箱、化油器等处油的蒸汽泄漏：占15％～20％左右☐燃烧过程中HC生成的主要途径➢1）缝隙效应（主要来源）➢2）壁面激冷与淬熄➢3）润滑油膜吸附➢4）减速及怠速工况三、NOX的生成机理☐发动机排出的氮氧化物（NOX ）主要是NO，NO2排出量较少。
☐NO的产生：可以认为，氮的氧化反应发生在燃料燃烧反应所形成的环境中，其主导反应过程是：➢O＋N2NO＋N➢N＋O2NO＋O☐促使NOX生成的因素➢（1）高温➢（2）富氧➢（3）充足的反应时间四、影响因素1. 混合气成分☐混合气成分是影响排放的最主要的因素。
☐CO随着空燃比A/F增加，CO浓度逐渐下降；在大于理论A/F以后，CO浓度很低。
☐NOx两头低，中间高；峰值出现在理论A/F靠稀的一侧。
☐HC则是两头高，中间低。
➢当浓混合气逐渐变稀，在缝隙容积与激冷层中混合气燃料比例减少，因此HC量减少。
➢处于最佳燃烧的A/F范围内，HC及油耗均为最低。
➢但当混合气过稀，燃烧因而失火，致使HC及油耗又重新回升。
2.点火时刻（点火提前角）☐减少点火提前角对降低NO及HC均有利，但以牺牲动力性为代价➢减小点火提前角，不仅降低燃烧最高温度、减少燃烧反应滞留时间，对降低NO十分有利；➢点火推迟，膨胀时的温度及排气温度均上升，这对降低HC也很有利。
3.吸入废气量(EGR) EGR可以抑制燃烧的最高温度，有利于抑制NO的生成。
但燃烧的有效性降低，动力性变差。
4.发动机工况☐从汽油机排放特性图看出，对于不同的运行工况，各种有害排放物的差异很大。
☐怠速与减速工况，是HC生成的主要工况。
➢在怠速工况下，燃烧环境温度比较低，缸内残余废气量比较大，混合气比较浓，致使燃烧恶化，HC排放浓度增加；➢在减速工况下，很高的进气管真空度使进气管内沉积的燃料油膜大量蒸发，这是HC 增加的重要原因。
第三节汽油机有害排放物控制技术9.3 汽油机有害排放物控制技术控制措施分类☐1）以降低排放为目标，通过改进发动机燃烧过程为主的机内处理方法。
☐2）对燃烧排出的有害物，在排气系统等处进行后处理。
☐3）对曲轴箱窜气或油蒸气部分进行处理。
2）、3）又称为机外处理方法。
汽油机净化系统基本构成一、曲轴箱强制通风系统（PCV系统）☐从空气滤清器引出一股新鲜空气进入曲轴箱，再经流量调节阀（PCV 阀）把窜入曲轴箱的气体和空气的混合气一起吸入气缸烧掉。
（图a）☐当窜缸气体量大于阀门的流通能力时，曲轴箱中过量的窜气量将通过空气滤清器连接管2进入空气滤清器，进入气缸再次燃烧。
（图b）二、燃油蒸发净化装置☐常用的是活性炭罐式燃油蒸气吸附装置。
☐该系统的主要由止回阀、净化控制阀、活性炭罐等组成。
☐当燃料箱中燃油压力变高时，止回阀开启，蒸发燃料被活性炭吸附。
当由吸气压力控制的净化控制阀打开时，被吸附在活性炭上的燃料蒸气和经过活性炭罐的空气滤清器的空气一起被吸入进气系统，再进入气缸燃烧。
三、废气再循环装置（EGR）☐使少量废气（5%～20%）再次循环进入气缸，降低燃烧温度，可抑制NOx生成。
☐根据不同工况决定是否采用废气再循环，或确定废气再循环量的多少。
➢在汽油机暖机过程中，在怠速及低负荷及高负荷、高转速或油门全开时，一般不进行废气再循环，并要求随着负荷增加，废气再循环量应增加到允许的限度。
四、汽油机三元催化转化器☐1、工作原理☐2、催化器性能评价参数☐3、催化反应条件☐4、车用三元催化剂的要求☐5、催化转化器的结构☐6、催化器的寿命与失效☐7、汽油机排气后处理之未来图9-14 催化系统构成示意图(a)氧化催化转化器(b)双床催化转化器(c) 单床催化转化器1-混和气形成装置2-二次空气喷射3-HC、CO氧化催化器4-NOx还原催化器5-电控单元6-氧传感器7-三元催化转化器HC CO NOxH2OCO2N2222NOHCONOxHCCO TWC ++−−→−++1、工作原理☐三元催化转换器的作用是把排气中的CO和HC氧化成CO2，和H2O ，把NOx的还原成N2。
☐三元催化转换器又称三效催化转换器。
2、催化器性能评价参数☐（1）转换效率%100)1(%⨯-=催化器入口浓度催化器出口浓度）转换效率（⏹催化器出、入口浓度分别代表有害气体（HC 、CO 、NOx ）的浓度。
⏹转换效率表示把HC 、CO 、NOx 等有害气体转换成无害气体的百分率。
⏹转换效率的测定一般在发动机试验台或装车试验中进行。
☐（2）空间速度）催化器体积（）量（催化器排出气体体积流331/ )(dmh dmhSV=-⏹空间速度SV简称空速，主要用于评价催化器的安装占用空间的程度。
⏹显然，在同样的排气流量下，排气催化转化器所允许的空速SV越大，催化器的体积就越小。
或者说，SV越小，在同样的排气流量下，反应气体在催化器中的停留时间越长，转换效率越高。
2、催化器性能评价参数（1）空燃比条件只有在接近理论空燃比的窄狭范围内，对这三种有害成分才有高的转换效率。
（2）温度条件☐一般称转化效率为50％所对应的温度为催化剂的起燃（Light-off）温度。
☐一般三效催化剂对各种污染物的起燃温度在220一270℃之间。
☐在发动机冷起动与暖机时，催化剂温度很低，净化效能很差。
☐用美国FTP-75测试循环进行测试时，CO和HC的50％—80％是在冷起动后1min内排放的。
☐为缓解这个问题，正在研究用电加热催化剂加速它在冷起动后的起燃或采用紧耦型催化器。
4、车用三效催化剂的要求☐起燃温度低；☐有较高的储氧能力，以补偿空燃比的波动；☐耐高温，不易热老化；☐对杂质不敏感，不易中毒；☐尽量不产生H2S、NH3等物质；☐成本合理。
☐第一代：陶瓷颗粒式☐第二代：陶瓷蜂窝式（整体式，超薄壁多目化，1200目/in2）☐第三代：金属蜂窝式☐第四代：热管式（快速起燃）5、催化转化器的结构催化转化器的结构（整体式与颗粒式）载体与催化剂贵金属Pt,Rh,Pd氧化铝助催化剂载体催化剂涂层☐载体：由于汽车尾气净化用的催化剂价格比较昂贵，故催化剂一般都涂抹在称之为载体的物体上，使催化剂成为具有保持有催化作用的催化剂层。
➢陶瓷载体：堇青石➢金属载体：一般用厚度不超过0.1mm的极薄不锈钢带，一层带波纹一层不带波纹地交替叠合，卷成螺线形或S形，焊装在金属圆筒内。
载体技术载体技术——金属载体☐优点：➢结构紧凑，热容量小，有利于提高内燃机冷起动时的净化效果；➢机械强度和热强度高，工作可靠；➢和排出气体的接触几何表面积大，有利于催化反应；➢流通阻力小，对发动机性能的影响小；☐缺点：➢质量大，成本高，涂敷活性层困难。
☐一般做成小的，安装在陶瓷主催化转化器前，用来改善冷起动净化性能，或用于振动较大的场合，如摩托车。
催化剂☐三效催化剂的主要活性材料是贵金属铂Pt和铑Rh。
Pt主要催化CO和HC的氧化反应，Rh催化NOx的还原反应。
☐一般贵金属的用量为每升载体1g，Pt/Rh比为5:1左右。
由于Pt很贵，也有研究用钯Pd部分或全部代替Pt。