三元催化转换器

三、催化器的结构、工作条件
壳体
• 工作条件： 1.燃油要求 2.使用要求 3.温度要求
垫片
涂敷催化剂的载体
结构:由壳体、减震垫、绝热层、载体和催 化剂涂层这几部分构成。 载体:分金属和稀土陶瓷两种，形状为蜂窝 状，现主要使用400目的载体. 催化剂涂层:主要为Pt(铂)、Rh（铑）、Pd （钯）和助催化剂CeO2（二氧化铈）、氧 化催化剂γ-Al2O3（三氧化二铝）组成，涂 在载体中通气管路的内壁上。
涡轮增压式与自然吸气式比较
•
涡轮增压的缺点
• 涡轮增压器虽然有协助发动机增力的作用，但也有它的缺 点：其中最明显的是，“滞后响应”， 即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，即使经 过改良后的反应时间也要1.7秒， 使发动机延迟增加或减少输出功率。 这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上 劲的感觉。
1、工作条件
• 三元催化器工作条件:
– 燃油要求：汽油中铅的含量导致三元催化器的转换效 率严重下降，也是导致其烧缩、烧结的主要原因之一 。对硫、磷等杂质的含量也有要求。 – 使用要求：三元催化器必须和闭环电喷控制发动机同 时使用。才能保持比较高的转换效率，即发动机理论 空燃比为14.7：1。 – 温度要求：在350℃到850℃，低于或高于正常的工作 温度就会导致三元催化器的转换效率和使用寿命的降 低。
（பைடு நூலகம்）废气涡轮增压系统
• 废气涡轮增压器：废气涡轮 与压气机通常装成一体。 特点：其结构简单，工作 可靠，一般自吸式发动机， 合理加装废气涡轮增压系 统后，可提高功率30％～ 50％，降低比油耗5％左右 ，有利于改善整机动力性 能、经济性能及排放品质， 因而得到广泛应用。
（3）复合式增压系统
• 结构：将废气动力涡轮与 废气涡轮增压器串联 起来工作。 • 特点：可充分利用废气能 量，使动力性能、经济性 能大为改善，但结构复杂 ，成本高且技术难度大。
（5）工作原理（重点）
1、涡轮增压器实际上是一种空气压缩机， 通过压缩空气来增加进气量。 2、利用发动机排出的废气惯性冲 力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮 又带动同轴的叶轮，叶轮压送由 空气滤清器管道送来的空气， 使之增压进入气缸。 3、当发动机转速增快，废气排出速度 与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更 多的空气进入气缸，空气的压力和密度 增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃 料量和调整一下发动机的转速，就可以 增加发动机的输出功率了。
谢谢观赏
WPS Office
@WPS官方微博 @kingsoftwps
Make Presentation much more fun
4、注意事项
• 怠速和低负荷时，NOx排放浓度低，为了保证稳定燃烧 ，不进行EGR。 只有热态下进行EGR。发动机温度低时，NOx排放 浓度也较低，为了保证正常燃烧，冷机时不进行EGR。 大负荷、高速时，为了保证发动机有较好的动力性 ，此时混合气较浓，NOx排放生成物较少，可不进行EGR 或减少EGR率。 废气再循环量对NOx排放和油耗的影响还受到空燃 比、点火提前角等因素的影响。因此在EGR率进行控制时 ，同时对点火等进行综合控制，就能得到较好的发动机性 能。
• 1）改变发动机的结构参数（如增加气缸数，增大气缸直 径D、活塞行程S和减少冲程数τ等）。
• 2）提高发动机转速n或活塞平均速度Cm。
• 3）提高发动机的平均有效压力pme。
二、结构
涡轮增压
• 1、功用
将排气中的部分废气通过管路导回进气管中，与 进气管中气体回合，然后进入汽缸再循环。能有 效地减少N0X的排放。 作用：降低尾气中的NOx 含量 注意：系统只在发动机部分负荷工况下工作，在 怠速和全负荷工况不工作
三、涡轮增压的分类
• 按进气方式的不同，可以分为：
机械增压、涡轮 增压、复合增压 气波增压
增压系统的结构形式分类
• （1）机械增压系统
增压器可用离心式压气机、罗茨 式压气机、螺旋转子式压气机或滑 片 转子式压气机等。 • 应用：机械增压系统可有效地提高 内燃机功率并能用于二冲程发动机 扫气，以及用于复合增压系统中。 Pk值不宜超过160～170kPa， 否则，将导致整机性能下降，特别 是比油耗上升。
思考与练习
• 选择题
– 行驶时( )排放量最多，( )排放量最少。 A．NOx……HC； B．NOx……CO； C．HC……CO； D．CO……HC – 减速时( B)排放量最少，( )排放量显著增加。 A．NOx……HC； B．NOx……CO； C．HC……CO； D．CO……HC – 发动机工作时的燃油量是( )。 A．喷油器喷油量； B．燃油泵供油量； C．来自燃油箱的蒸发控制燃油蒸气量； D．A+B – 废气再循环的作用是抑制( )的产生。 A．HC； B．CO； C．NOx； D．有害气体 – 在( )时废气再循环控制系统不工作。 A. 正常行驶； B．怠速； C．高转速； D．热车 – 采用三元催化转换器必须安装( )。 A．前氧传感器； B．后氧传感器； C．前、后氧传感器； – 如果三元催化转换器良好，后氧传感器信号波动( )。 A．频率高； B．增加； C．没有； D．缓慢 – 发动机过热将使( )。 A．EGR系统工作不良； B．燃油蒸发量急剧增多； C．三元催化转换器易损坏； D．曲轴箱窜气增加
废气涡轮增压
主要内容与要求 理解和掌握提高发动机功率的方法。 理解和掌握废气能量的利用。 理解和掌握废气涡轮增压器的基本结构和工作原理。 理解和掌握汽油机涡轮增压的主要技术措施。
一、概述
增压：就是利用增压器将空气或可燃混合气进行压缩，再送 入发动机气缸的过程。 目的：提高发动机功率和改善经济性能。 提高发动机的单机功率有以下三条途径：
（6）工作条件(难点）
• 安装位置：涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上。 工作条件：处在高温，高压和高速运转的工作状况下，其 工作环境非常恶劣，工作要求又比较苛刻，因此对制造的 材料和加工技术都要求很高。 材料：制造难度最高的是支承涡轮轴运转的“浮式轴承” ，它工作转速可达10万转/分以上，加上环境温度可达六 、七百度以上，决非一般轴承所能承受，由于轴承与机体 内壁间有油液做冷却，又称“全浮式轴承”。
（4）气波增压系统
• 气波增压：是由曲轴驱动一个 特殊转子，在转子中废气直 接与空气接触，利用高压废气的 脉冲气波迫使空气在互相不混合 的情况下受到压缩，从而提高进 气压力。 • 特点：结构简单，加工方便； 但还存在不少问题。 • 总结：从实际应用的情况来看， 较为常见的是涡轮增压和机械增压， 其中涡轮增压占了绝大部分。
三元催化转换器（TWC）与涡轮增压
主讲人：马志路
三元催化转换器
• 本章主要内容与要求 1.理解和掌握安装位置
2.理解和掌握催化器的作用（重点）
3.理解和掌握催化器的结构、工作原理（难点）
4.理解和掌握催化器使用注意事项
一、催化器的安装位置
• 位置：排气歧管后边，消音器前面。
二、催化器作用
• 作用：利用转换器中的催化剂，将发动机排除废气中的CO 、HC、NOX变成无害气体。
2、闭环控制
• 闭环电喷系统的控制框架图
进 气 道
E C U
点 火 系 统
燃 烧 室
喷
油
嘴
氧 传 感 器
三 元 催 化 转 换 器
经消音器 尾气排出
将氧传感器数据 传回 ECU 以便及 时调整发动机
四、催化器的使用注意事项
注意事项 1.排气温度过高因查明原因，及时排除故障 2.装有氧传感器和TWC的汽车，应禁用含铅汽油 3.长时间大负荷工作或燃烧不完全，转换效率下降 4.TWC固定不牢或颠簸，催化器载体易损坏