汽车排放及控制技术(精)
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1968~1973 1973~1978 1978~1979 1979~1983
安装了控制燃烧系统（CCS）降低空燃比，安装空气喷 射反应器系统(AIR)促进废气中的HC和CO燃烧
安装变速器控制火花塞系统（TCS）以延迟点火时间 安装废气再循环系统（EGR）以降低燃烧室温度，控制 NOX排放，安装活性碳罐控制燃油蒸发 安装高能点火系统，使用无铅汽油，安装催化转化器， 安装燃油蒸发控制系统 采用电控汽油喷射技术和三效催化转化器
温室效应
被污染的气体和空气中雨水混合
1979年
1998年
高 臭 氧 浓 度 低
形成酸雨
南极上空臭氧层的变化
环境空气质量
清洁空气组成：
《环境保护法》 《大气污染防治法》 《环境空气质量标准》
其他气体
氮气
氧气
二氧化碳
氮气 78.03%
环境空气质量 标准分为三级， 给出各项污染 物浓度限值
氧气 20.94%
a 1 （浓） a 1（理论）
a 1 （稀）
燃图 比 1 及 1 过汽 量油 空机 气 系排 数放 量 的 关与 系空 图 2 过 2 量 空柴 气油 系机 数排 放 的污 关染 系物 与 φa -
α 在浓混合气（φa<1), CO排量随φa的减小 而增加，这是由于缺 氧引起的不完全燃烧； 在稀混合气（φa>1), CO排量都很小。 CO Xco φa
2CO O2 2CO2
CO H 2O CO2 H 2
汽油机CO排放量：取决于可燃混合气的空燃 比α和过量空气系数Фa 14 .8 浓混合气 空气质量 空燃比 14 .8 理论混合气 燃油质量 14 .8 稀混合气
燃烧1kg燃油实际供给的空气质 量 a 完全燃烧 1kg燃油的化学计量空气质 量
谢 谢！
人 类 活 动
汽车尾气 工厂烟囱排出的滚滚浓烟
大气污染主要表现
温室效应 臭氧层的损耗与破坏 酸雨蔓延
温室效应
目前环境污染问题大部分是因使 用化石燃料引起的。有二氧化碳等造 成的温室效应以及二氧化硫及氮氧化 物等造成的酸雨正在全球范围内破环 人类赖以生存的生态环境。 温室效应： 燃烧化石燃料产生 的二氧化碳气体使地表辐射的热量留 在了大气层内，起到类似暖房的玻璃 罩或塑料大棚的作用，提高了地球表 面的温度。温室效应会导致： 地球气温上升 地球两极冰块融化，海洋水位上升 四季气候变化失衡
在柴油机的大部分 运转工况下，其空 气过量系数φa都 在1.5～3之间，故 其CO排放量要比汽 油机低得多，只有 在大负荷时，CO排 放量剧增。
影响CO生成的因素
14 .8 不存在CO 理论上 ：
实际上：因混合不均、温度过高
影响空燃比的因素 1、进气温度的影响
CO2
总有
CO
影响CO生成的因素
一氧化碳 氮氧化物 烃类化合物 微粒
一氧化碳会影响神经功能 和视力敏感性；烃类化合物与 氮氧化物混合 ，在阳光照射下， 形成光化学烟雾引发支气管炎、 肺炎及其他肺部疾病 。
汽车排放控制技术的发展
美国机动车排放控制技术宏观进程
年份 1960~1963 技术措施 加装了曲轴箱强制通风系统
表1-1
1963~1968
其他气体 0.10%
二氧化碳 0.93%
图1-1 干燥清洁空气的组成（体积分数）
机动车尾气污染严重：
资料一：通过对广州、北京等城市的烟尘、 氮氧化物、一氧化碳和二氧化硫4种主要污 染物的统计表明，由交通运输业造成的污染 已占我国大气污染物的10％。比任何其他单 一的人类活动产生的空气污染量都多。 全球因燃烧矿物燃料而 产生的CO、HC、NOX 的排放量，几乎来自百度文库0%来 自于汽油机和柴油机。
汽车排放及控制技术
本节内容
1.1 环境污染与保护 1.2 汽车排放污染物及危害 1.3 汽车排放控制技术的发展
全球的环境问题
臭氧层 空洞
温室效 应
酸雨 蔓延
森林 锐减
土地沙 漠化
生物多样 性减少
大气污染主要来源
自 然 过 程
火山爆发时会喷出大量的SO2气体和固体颗粒物 森林着火时会产生大量的CO气体
一氧化碳的生成机理
CO的产生: 燃油在汽缸中燃烧不充分所致，是氧气不足
而生成的中间产物。 一般烃燃料的燃烧反应有以下过程：
m n C m H n O2 mCO H 2 2 2
燃气中的氧气足够时有： 理论上，若氧 气充足不会生 成CO,若氧气不 足生成CO。
2H 2 O2 2H 2O
1983~1995
1996~现在
完善发动机技术，改善燃料成分和开发清洁燃料
开始实施低排放和零排放计划
由表1-1可见：汽车排放控制技术措 施是通过改变发动机空燃比、点火时间、 燃烧室温度等来实现的，这些因素与汽 车污染物CO、HC、NOX等生成有何联系？ 下面以CO为例，分析其生成机理和 影响因素。
T↑（环境）→空气ρ ↓→汽油ρ 不变→α↓ →变浓→CO ↑
2、大气压力的影响
海拔H ↑→大气压力↓→空气ρ ↓→汽油ρ 不变→α↓ →变浓→CO ↑
3、进气管真空度的影响
汽车急剧减速↓→发动机真空度达68KPa以上
→燃料急剧进入↑→α ↓→变浓→CO↑
4、怠速转速的影响 怠速转速↑→ CO↓ 5、发动机工况的影响 负荷一定时：n↑→CO ↓ 到达一定车速后，变化不大。
安装了控制燃烧系统（CCS）降低空燃比，安装空气喷 射反应器系统(AIR)促进废气中的HC和CO燃烧
安装变速器控制火花塞系统（TCS）以延迟点火时间 安装废气再循环系统（EGR）以降低燃烧室温度，控制 NOX排放，安装活性碳罐控制燃油蒸发 安装高能点火系统，使用无铅汽油，安装催化转化器， 安装燃油蒸发控制系统 采用电控汽油喷射技术和三效催化转化器
温室效应
被污染的气体和空气中雨水混合
1979年
1998年
高 臭 氧 浓 度 低
形成酸雨
南极上空臭氧层的变化
环境空气质量
清洁空气组成：
《环境保护法》 《大气污染防治法》 《环境空气质量标准》
其他气体
氮气
氧气
二氧化碳
氮气 78.03%
环境空气质量 标准分为三级， 给出各项污染 物浓度限值
氧气 20.94%
a 1 （浓） a 1（理论）
a 1 （稀）
燃图 比 1 及 1 过汽 量油 空机 气 系排 数放 量 的 关与 系空 图 2 过 2 量 空柴 气油 系机 数排 放 的污 关染 系物 与 φa -
α 在浓混合气（φa<1), CO排量随φa的减小 而增加，这是由于缺 氧引起的不完全燃烧； 在稀混合气（φa>1), CO排量都很小。 CO Xco φa
2CO O2 2CO2
CO H 2O CO2 H 2
汽油机CO排放量：取决于可燃混合气的空燃 比α和过量空气系数Фa 14 .8 浓混合气 空气质量 空燃比 14 .8 理论混合气 燃油质量 14 .8 稀混合气
燃烧1kg燃油实际供给的空气质 量 a 完全燃烧 1kg燃油的化学计量空气质 量
谢 谢！
人 类 活 动
汽车尾气 工厂烟囱排出的滚滚浓烟
大气污染主要表现
温室效应 臭氧层的损耗与破坏 酸雨蔓延
温室效应
目前环境污染问题大部分是因使 用化石燃料引起的。有二氧化碳等造 成的温室效应以及二氧化硫及氮氧化 物等造成的酸雨正在全球范围内破环 人类赖以生存的生态环境。 温室效应： 燃烧化石燃料产生 的二氧化碳气体使地表辐射的热量留 在了大气层内，起到类似暖房的玻璃 罩或塑料大棚的作用，提高了地球表 面的温度。温室效应会导致： 地球气温上升 地球两极冰块融化，海洋水位上升 四季气候变化失衡
在柴油机的大部分 运转工况下，其空 气过量系数φa都 在1.5～3之间，故 其CO排放量要比汽 油机低得多，只有 在大负荷时，CO排 放量剧增。
影响CO生成的因素
14 .8 不存在CO 理论上 ：
实际上：因混合不均、温度过高
影响空燃比的因素 1、进气温度的影响
CO2
总有
CO
影响CO生成的因素
一氧化碳 氮氧化物 烃类化合物 微粒
一氧化碳会影响神经功能 和视力敏感性；烃类化合物与 氮氧化物混合 ，在阳光照射下， 形成光化学烟雾引发支气管炎、 肺炎及其他肺部疾病 。
汽车排放控制技术的发展
美国机动车排放控制技术宏观进程
年份 1960~1963 技术措施 加装了曲轴箱强制通风系统
表1-1
1963~1968
其他气体 0.10%
二氧化碳 0.93%
图1-1 干燥清洁空气的组成（体积分数）
机动车尾气污染严重：
资料一：通过对广州、北京等城市的烟尘、 氮氧化物、一氧化碳和二氧化硫4种主要污 染物的统计表明，由交通运输业造成的污染 已占我国大气污染物的10％。比任何其他单 一的人类活动产生的空气污染量都多。 全球因燃烧矿物燃料而 产生的CO、HC、NOX 的排放量，几乎来自百度文库0%来 自于汽油机和柴油机。
汽车排放及控制技术
本节内容
1.1 环境污染与保护 1.2 汽车排放污染物及危害 1.3 汽车排放控制技术的发展
全球的环境问题
臭氧层 空洞
温室效 应
酸雨 蔓延
森林 锐减
土地沙 漠化
生物多样 性减少
大气污染主要来源
自 然 过 程
火山爆发时会喷出大量的SO2气体和固体颗粒物 森林着火时会产生大量的CO气体
一氧化碳的生成机理
CO的产生: 燃油在汽缸中燃烧不充分所致，是氧气不足
而生成的中间产物。 一般烃燃料的燃烧反应有以下过程：
m n C m H n O2 mCO H 2 2 2
燃气中的氧气足够时有： 理论上，若氧 气充足不会生 成CO,若氧气不 足生成CO。
2H 2 O2 2H 2O
1983~1995
1996~现在
完善发动机技术，改善燃料成分和开发清洁燃料
开始实施低排放和零排放计划
由表1-1可见：汽车排放控制技术措 施是通过改变发动机空燃比、点火时间、 燃烧室温度等来实现的，这些因素与汽 车污染物CO、HC、NOX等生成有何联系？ 下面以CO为例，分析其生成机理和 影响因素。
T↑（环境）→空气ρ ↓→汽油ρ 不变→α↓ →变浓→CO ↑
2、大气压力的影响
海拔H ↑→大气压力↓→空气ρ ↓→汽油ρ 不变→α↓ →变浓→CO ↑
3、进气管真空度的影响
汽车急剧减速↓→发动机真空度达68KPa以上
→燃料急剧进入↑→α ↓→变浓→CO↑
4、怠速转速的影响 怠速转速↑→ CO↓ 5、发动机工况的影响 负荷一定时：n↑→CO ↓ 到达一定车速后，变化不大。