汽车排放污染物净化方案及分析
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主讲人：衣丰艳
《汽车排放污染及控制》目录 第1章 绪论 第2章 汽车排放污染物的生成 理和影响因素 第3 章 汽车发动机的排放特性 第4章 车用汽油机机内净化 第5章 车用柴油机机内净化 第6章 车用汽油机后处理净化
SDJT UNIVERSITY
机
《汽车排放污染及控制》目录
第9章
汽车排放污染物净化方案及分析
概述：主要内容
讨论了汽油车和柴 油车分别达到欧II、欧 III和欧IV排放标准的 一般净化方案，介绍了 混合动力新技术。
SDJT UNIVERSITY
第9章
汽车排放污染物净化方案及分析
SDJT UNIVERSITY
汽油车排放污染物净化方案
对汽油车来说，可采用 闭环电控燃油系统加三效催化 转化器以达到欧II排放标准。
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汽车排放污染物净化方案及分析
汽车集成电力电子模块技术
混合动力汽车的控制 系统的开发是混合动力系统 最关键的技术创新，其目的 是要实现发动机与电动机的 最优耦合功率分配比。该系 统要具备高功率密度、低耗 损的开关、电容和电感等器 件；要求控制装置采用功率 密度高、散热性能好的可高 速运行的半导体芯片。
SDJT UNIVERSITY
对于要求更为严格的 欧III标准，要使催化剂的 起燃温度尽可能低；还应使 用强制加热方式使转化器内 的温度在起动时就已超过起 燃温度。
第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
汽油车排放污染物净化方案
三效催化转化器
要满足欧III排放标准， 二气门、非增压汽油机可采用 闭环电控燃油喷射系统加紧凑 耦合型三效催化转化器或前置 双催化转化器或三效催化转化 器辅以强制加热；对于多气门、 增压汽油机则可采用闭环电控 燃油喷射系统加低起燃温度的 三效催化转化器或紧凑耦合型 三效催化转化器。
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第9章
汽车排放污染物净化方案及分析
作业:
9.1要使汽油机达到欧Ⅲ排放标准需要采 用哪些措施？ 9.2试拟定能满足欧Ⅳ排放标准的汽油机 净化方案。 9.3要使柴油机达到欧Ⅲ排放标准需要采 用哪些措施？ 9.4试拟定能满足欧Ⅳ排放标准的柴油机 净化方案。 9.5试比较三类混合动力汽车的在排放性 能的优劣。 9.6混合动力汽车在未来需要解决的关键 技术有哪些？
第9章
汽车排放污染物净化方案及分析
汽油车排放污染物净化方案
对于欧IV排放标准，二 气门和非增压汽油机难以满足 该标准，一般在多气门增压汽 油机上采用综合控制的发动机 管理系统加紧凑耦合型三效催 化转化器或前置双催化转化器 或三效催化转化器辅以强制加 热实现，同时采用废气再循环 可进一步降低NOX排放。
汽车排放污染物净化方案及分析
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发动机管理系统
第9章
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柴油车排放污染物净化方案
对于欧II排放标准，可以采 用涡轮增压中冷和高压喷射减少微 粒，采用废气再循环降低NOX。要 达到欧III排放标准，需采用电子 控制，喷油压力要高，且每循环多 次喷射。在此基础上采用微粒捕集 器，进一步降低微粒；采用多级中 冷废气再循环进一步降低NOX，再 加上先进的电控技术，可以使柴油 车达到欧IV排放标准。
从目前的研究表明， 直喷式柴油机将是 混合动力车系统示意图 首选的混合动力单 元。 第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
能量存储技术
能量存储装置也称之为 载荷调节装置，其目的 是通过它的调节作用来 提高燃油经济性和减少 排放。
第9章
目前用于混合动力汽车的 能量存储装置主要还是高 能蓄电池，镍氢电池和锂 离子电池的技术也较成熟。 未来能量存储装置的研究 应该包括：电池内部的连 接、检测、监控和电池设 计制造方面的改进，降低 制造成本，改善电池性能， 提高电池使用寿命。
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第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
柴油车排放污染物净化方案
要满足规定的排放 限值，还要求使用无铅 低含硫量的燃油。欧II 标准要求使用含硫量 500ppm (0.05%)的柴油； 欧III标准要求使用含硫 量200ppm (0.02%)的柴 我国第一台拥有自主知识 产权的欧IV柴油发动机 油；而欧IV标准要求使 YC6L-40 用含硫量55ppm (0.0055%)的柴油。
第7章 车用柴油机后处理净化 第8章 燃料与排放 第9章 汽车排放污染物净化方案及分析 第10章 汽车排放及测试 第11章 排放标准
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第9章
汽车排放污染物净化方案及分析
9.1
9.2 9.3
汽油车排放污染物净化方案
柴油车排放污染物净化方案 混合动力车
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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 汽车排放污染物净化方案及分析
混合动力汽车发展概况
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，也取得了一定的进 10月，全球首辆商业性混 展。 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
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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。
混合动力汽车类型
根据动力系统的连接方式，目前开发研制的混 合动力汽车基本上可分为三类 串联式混合动力汽车
第9章
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满足欧II排放标 准的CA4DS2系列 柴油机
汽车排放污染物净化方案及分析
柴油车排放污染物净化方案
SDJT UNIVERSITY
满足欧III标准的柴油车可以考虑采用的部分关键技术
第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
柴油车排放污染物净化方案
满足欧III标准的柴油车可以考虑采用的部分关键技术
SDJT UNIVERSITY
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 汽车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。
汽车排放污染物净化方案及分析
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第9章
汽油车排放污染物净化方案
要满足欧III排放 标准，也可采用缸内直 喷稀薄燃烧汽油机—GDI 发动机，该发动机包括 以下四项技术：二阶段 燃烧，提前激活催化剂； 反应式排气管；大量EGR； 采用GDI技术的发动机 稀NOX催化剂。
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能量存储 技术 混合动力 单元技术 汽车集成 电力电子 模块技术
混合动 力汽车
混合动力单元技术
混合动力汽车的动力可以同时来自热力发动机和电动 机。在混合动力汽车上，发动机又被称为混合动力单 元。
SDJT UNIVHale Waihona Puke BaiduRSITY
混合动力汽车的主要 目标就是降低排放， 所以，控制混合动力 单元的排放将是今后 研究的重点。
第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
SDJT UNIVERSITY
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混合动力汽车
丰田混合动力车Prius
混合动力汽车(HEV)， 是将一种或多种的能量 转换技术(如发动机、 燃料电池、发电机、电 机)和一种或多种能量 存储技术(如燃料、电 池、超级电容器、飞轮) 集合于一体的汽车。
第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
SDJT UNIVERSITY
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。
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并联式混合动力汽车
混联式混合动力汽车
第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
混合动力汽车需要解决的关键技术问题
SDJT UNIVERSITY
混合动力汽车要进入实用化，需要具备高比能 量和高比功率的能量存储装置，低成本、高效 率的功率电子设备和燃料经济性高、排放低的 高效发动机。需要解决的关键技术问题主要有：
主讲人：衣丰艳
《汽车排放污染及控制》目录 第1章 绪论 第2章 汽车排放污染物的生成 理和影响因素 第3 章 汽车发动机的排放特性 第4章 车用汽油机机内净化 第5章 车用柴油机机内净化 第6章 车用汽油机后处理净化
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机
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第9章
汽车排放污染物净化方案及分析
概述：主要内容
讨论了汽油车和柴 油车分别达到欧II、欧 III和欧IV排放标准的 一般净化方案，介绍了 混合动力新技术。
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第9章
汽车排放污染物净化方案及分析
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汽油车排放污染物净化方案
对汽油车来说，可采用 闭环电控燃油系统加三效催化 转化器以达到欧II排放标准。
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汽车排放污染物净化方案及分析
汽车集成电力电子模块技术
混合动力汽车的控制 系统的开发是混合动力系统 最关键的技术创新，其目的 是要实现发动机与电动机的 最优耦合功率分配比。该系 统要具备高功率密度、低耗 损的开关、电容和电感等器 件；要求控制装置采用功率 密度高、散热性能好的可高 速运行的半导体芯片。
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对于要求更为严格的 欧III标准，要使催化剂的 起燃温度尽可能低；还应使 用强制加热方式使转化器内 的温度在起动时就已超过起 燃温度。
第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
汽油车排放污染物净化方案
三效催化转化器
要满足欧III排放标准， 二气门、非增压汽油机可采用 闭环电控燃油喷射系统加紧凑 耦合型三效催化转化器或前置 双催化转化器或三效催化转化 器辅以强制加热；对于多气门、 增压汽油机则可采用闭环电控 燃油喷射系统加低起燃温度的 三效催化转化器或紧凑耦合型 三效催化转化器。
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第9章
汽车排放污染物净化方案及分析
作业:
9.1要使汽油机达到欧Ⅲ排放标准需要采 用哪些措施？ 9.2试拟定能满足欧Ⅳ排放标准的汽油机 净化方案。 9.3要使柴油机达到欧Ⅲ排放标准需要采 用哪些措施？ 9.4试拟定能满足欧Ⅳ排放标准的柴油机 净化方案。 9.5试比较三类混合动力汽车的在排放性 能的优劣。 9.6混合动力汽车在未来需要解决的关键 技术有哪些？
第9章
汽车排放污染物净化方案及分析
汽油车排放污染物净化方案
对于欧IV排放标准，二 气门和非增压汽油机难以满足 该标准，一般在多气门增压汽 油机上采用综合控制的发动机 管理系统加紧凑耦合型三效催 化转化器或前置双催化转化器 或三效催化转化器辅以强制加 热实现，同时采用废气再循环 可进一步降低NOX排放。
汽车排放污染物净化方案及分析
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发动机管理系统
第9章
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柴油车排放污染物净化方案
对于欧II排放标准，可以采 用涡轮增压中冷和高压喷射减少微 粒，采用废气再循环降低NOX。要 达到欧III排放标准，需采用电子 控制，喷油压力要高，且每循环多 次喷射。在此基础上采用微粒捕集 器，进一步降低微粒；采用多级中 冷废气再循环进一步降低NOX，再 加上先进的电控技术，可以使柴油 车达到欧IV排放标准。
从目前的研究表明， 直喷式柴油机将是 混合动力车系统示意图 首选的混合动力单 元。 第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
能量存储技术
能量存储装置也称之为 载荷调节装置，其目的 是通过它的调节作用来 提高燃油经济性和减少 排放。
第9章
目前用于混合动力汽车的 能量存储装置主要还是高 能蓄电池，镍氢电池和锂 离子电池的技术也较成熟。 未来能量存储装置的研究 应该包括：电池内部的连 接、检测、监控和电池设 计制造方面的改进，降低 制造成本，改善电池性能， 提高电池使用寿命。
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第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
柴油车排放污染物净化方案
要满足规定的排放 限值，还要求使用无铅 低含硫量的燃油。欧II 标准要求使用含硫量 500ppm (0.05%)的柴油； 欧III标准要求使用含硫 量200ppm (0.02%)的柴 我国第一台拥有自主知识 产权的欧IV柴油发动机 油；而欧IV标准要求使 YC6L-40 用含硫量55ppm (0.0055%)的柴油。
第7章 车用柴油机后处理净化 第8章 燃料与排放 第9章 汽车排放污染物净化方案及分析 第10章 汽车排放及测试 第11章 排放标准
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第9章
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9.1
9.2 9.3
汽油车排放污染物净化方案
柴油车排放污染物净化方案 混合动力车
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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 汽车排放污染物净化方案及分析
混合动力汽车发展概况
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，也取得了一定的进 10月，全球首辆商业性混 展。 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
SDJT UNIVERSITY
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。
混合动力汽车类型
根据动力系统的连接方式，目前开发研制的混 合动力汽车基本上可分为三类 串联式混合动力汽车
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满足欧II排放标 准的CA4DS2系列 柴油机
汽车排放污染物净化方案及分析
柴油车排放污染物净化方案
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满足欧III标准的柴油车可以考虑采用的部分关键技术
第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
柴油车排放污染物净化方案
满足欧III标准的柴油车可以考虑采用的部分关键技术
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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 汽车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。
汽车排放污染物净化方案及分析
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第9章
汽油车排放污染物净化方案
要满足欧III排放 标准，也可采用缸内直 喷稀薄燃烧汽油机—GDI 发动机，该发动机包括 以下四项技术：二阶段 燃烧，提前激活催化剂； 反应式排气管；大量EGR； 采用GDI技术的发动机 稀NOX催化剂。
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能量存储 技术 混合动力 单元技术 汽车集成 电力电子 模块技术
混合动 力汽车
混合动力单元技术
混合动力汽车的动力可以同时来自热力发动机和电动 机。在混合动力汽车上，发动机又被称为混合动力单 元。
SDJT UNIVHale Waihona Puke BaiduRSITY
混合动力汽车的主要 目标就是降低排放， 所以，控制混合动力 单元的排放将是今后 研究的重点。
第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
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混合动力汽车
丰田混合动力车Prius
混合动力汽车(HEV)， 是将一种或多种的能量 转换技术(如发动机、 燃料电池、发电机、电 机)和一种或多种能量 存储技术(如燃料、电 池、超级电容器、飞轮) 集合于一体的汽车。
第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
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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。
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并联式混合动力汽车
混联式混合动力汽车
第9章 汽车排放污染物净化方案及分析
混合动力汽车需要解决的关键技术问题
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混合动力汽车要进入实用化，需要具备高比能 量和高比功率的能量存储装置，低成本、高效 率的功率电子设备和燃料经济性高、排放低的 高效发动机。需要解决的关键技术问题主要有：