汽車構(gòu)造-6發(fā)動機(jī)有害排放物的控制.ppt

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第六章發(fā)動機(jī)有害排放物的控制,排氣凈化裝置,僅涉及發(fā)動機(jī)的機(jī)外凈化裝置，有：（1）恒溫進(jìn)氣空氣濾清器（2）二次空氣噴射系統(tǒng)（3）催化轉(zhuǎn)換器（4）排氣再循環(huán)系統(tǒng)（5）曲軸箱通風(fēng)及汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng),HC和NOx在陽光照射下形成光化學(xué)煙霧，其主要生成物是臭氧，具有強(qiáng)烈氧化性，對人類、環(huán)境危害極大。,（4）微粒排放：主要指柴油機(jī)排氣中的碳煙，其表面吸附的可融性有機(jī)物對人的呼吸道有害。,發(fā)動機(jī)的有害排放物：主要有一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化合物（NOx）和微粒排放。,（1）一氧化碳（CO）：碳?xì)淙剂系牟煌耆a(chǎn)物，人吸入后將降低血液吸收和運(yùn)送氧氣的能力。（2）碳?xì)浠衔铮℉C）：包括未燃和未完全燃燒的燃油和潤滑油蒸汽。（3）氮氧化合物（NOx）：燃燒室內(nèi)高溫富氧環(huán)境中的產(chǎn)物。,,（1）恒溫進(jìn)氣空氣濾清器也稱進(jìn)氣溫度自動調(diào)節(jié)式空氣濾清器（增加一套空氣加熱和控制裝置）。多用于化油器式或節(jié)氣門體汽油噴射式發(fā)動機(jī)上。,為什么要進(jìn)行進(jìn)氣溫度調(diào)節(jié)？當(dāng)發(fā)動機(jī)冷起動后，在怠速或小節(jié)氣門開度下工作時(shí)，化油器供給濃混合氣，燃燒不完全，發(fā)動機(jī)排氣中CO和HC較多。恒溫進(jìn)氣空氣濾清器的作用就是當(dāng)發(fā)動機(jī)冷起動后，向發(fā)動機(jī)供給熱空氣，這樣，化油器即使供給稀混合氣，熱空氣也能保證燃油充分汽化和燃燒，從而既減少了CO和HC排放，又能使發(fā)動機(jī)在低溫下穩(wěn)定工作。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作溫度升高后，恒溫進(jìn)氣空氣濾清器向發(fā)動機(jī)供給環(huán)境溫度的空氣。,,進(jìn)氣管真空度是如何作用到真空控制膜盒上的呢？見圖所示的恒溫進(jìn)氣空氣濾清器的工作原理示意圖。雙金屬進(jìn)氣溫度傳感器4在環(huán)境溫度低于30?C開啟，進(jìn)氣管真空度經(jīng)真空軟管6作用到真空控制膜盒1，并吸引膜片2克服彈簧3彈力向上，通過連桿帶動控制閥9將進(jìn)氣導(dǎo)流管10關(guān)閉。此時(shí)，熱空氣管7打開，被排氣支管8加熱的熱空氣進(jìn)入空氣濾清器。,,,熱空氣,當(dāng)汽車前罩下的環(huán)境溫度在30?C~53?C之間時(shí)，進(jìn)氣溫度傳感器部分地開啟通氣閥，使進(jìn)氣管真空度只有一部分傳送到控制膜盒?？刂崎y部分地開啟進(jìn)氣導(dǎo)流管，熱空氣管也部分地開啟。因此，部分冷空氣和熱空氣供入發(fā)動機(jī)，使進(jìn)氣溫度基本恒定。見圖（b）所示。,當(dāng)環(huán)境溫度超過53?C后，雙金屬進(jìn)氣溫度傳感器將通氣閥關(guān)閉，真空軟管與膜盒隔斷，膜片彈簧力使控制閥關(guān)閉熱空氣管，將進(jìn)氣導(dǎo)流管完全打開，供入發(fā)動機(jī)的全部是環(huán)境空氣。見圖（c）所示。,（2）二次空氣噴射系統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)的主要功用是在冷起動時(shí)由ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)溫度，控制來自空氣泵的新鮮空氣噴入排氣歧管或三元催化轉(zhuǎn)換器中，使排氣中的CO和HC進(jìn)一步氧化或燃燒成為二氧化碳（CO2）和水（H2O），以控制尾氣中CO和HC成分，同時(shí)，加快三元催化轉(zhuǎn)換器的升溫過程。,二次空氣噴射系統(tǒng)主要由空氣泵、內(nèi)部開關(guān)閥和單向閥等組成。空氣泵通常由發(fā)動機(jī)帶驅(qū)動，單向閥的功用是防止廢氣返回空氣泵。,,（3）催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器安裝在排氣歧管之后、排氣消聲器之前的排氣管中。其作用是利用催化劑（通常是金屬鉑、鈀或銠）的作用將排氣中的CO、HC和NOx轉(zhuǎn)換為對人體無害的正常氣體。,催化轉(zhuǎn)換器有氧化催化轉(zhuǎn)換器和三元催化轉(zhuǎn)換器。氧化轉(zhuǎn)換器只將排氣中的CO、HC氧化成CO2和H2O，又稱為二元催化轉(zhuǎn)換器，必須提供二次空氣作為氧化劑。三元催化轉(zhuǎn)換器可以同時(shí)降低CO、HC和NOx的排放。它可以以排氣中的CO和HC作為還原劑，將Nox還原成氮?dú)猓∟2）和氧氣（O2），而CO和HC則被氧化為CO2和H2O。當(dāng)空燃比在理論空燃比（14.7）附近時(shí)，氧化-還原反應(yīng)達(dá)到平衡，CO、HC和NOx的排放同時(shí)達(dá)到最低。,如果在三元催化轉(zhuǎn)換器之后再連接一個(gè)氧化催化轉(zhuǎn)換器，排氣管中未被氧化的CO和HC繼續(xù)與供入的二次空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，進(jìn)一步降低CO和HC排放。,（1）催化轉(zhuǎn)換器不能使用加鉛汽油，會使催化劑失效；（2）催化轉(zhuǎn)換器僅在溫度超過350?C才起作用，因此，催化轉(zhuǎn)換器都安裝在溫度較高的排氣歧管后面附近；（3）混合氣空燃比必須在14.7附近?；旌蠚膺^濃或氣缸缺火，都會使轉(zhuǎn)換器過熱。,,,,注意事項(xiàng),（4）廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)廢氣再循環(huán)是指把發(fā)動機(jī)排出的部分廢氣回送到進(jìn)氣管，并與新鮮混合氣一起進(jìn)入氣缸。由于廢氣中含有大量的CO2，不參與燃燒，卻吸收了大量的熱，因此，降低了最高燃燒溫度，又使混合氣中氧的成份降低，因此減少了NOx排放。,廢氣再循環(huán)使發(fā)動機(jī)動力性能和經(jīng)濟(jì)性能下降，尤其是廢氣再循環(huán)過多，會影響發(fā)動機(jī)怠速、低轉(zhuǎn)速小負(fù)荷、暖機(jī)工況的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，因此，必須根據(jù)發(fā)動機(jī)工況的變化控制廢氣再循環(huán)率（參與廢氣再循環(huán)的廢氣比例）。,現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)排氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)由電腦控制，主要由廢氣再循環(huán)閥（EGR閥）控制廢氣再循環(huán)的廢氣量。而EGR閥的開度大小由電磁閥和真空調(diào)節(jié)閥控制作用在EGR閥上真空膜片室內(nèi)的進(jìn)氣管真空度大小，改變膜片的位置，就改變了EGR閥的開度大小，從而改變了廢氣再循環(huán)的廢氣量。,原因：1、汽油蒸汽冷凝稀釋機(jī)油機(jī)油變質(zhì)2、廢氣中二氧化硫遇水亞硫酸遇氧硫酸機(jī)件腐蝕3、廢氣進(jìn)入曲軸箱壓力增大機(jī)油泄露,,,,,,（5）曲軸箱通風(fēng)及汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng),發(fā)動機(jī)工作時(shí)，有部分可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物經(jīng)活塞環(huán)由氣缸竄入曲軸箱內(nèi)。當(dāng)發(fā)動機(jī)在低溫下運(yùn)行時(shí)，還可能有液態(tài)燃油漏入曲軸箱內(nèi)。這將導(dǎo)致潤滑油變質(zhì)，造成機(jī)件腐蝕或銹蝕，并且對大氣環(huán)境HC等氣體的污染。,,,發(fā)動機(jī)工作時(shí)，總有一部分可燃混合氣和廢氣經(jīng)活塞環(huán)漏到曲軸箱。漏到曲軸箱內(nèi)的汽油蒸汽凝結(jié)后造成機(jī)油變稀，性能變壞；廢氣促使機(jī)油氧化變質(zhì)，更使曲軸箱內(nèi)壓力升高，促使機(jī)油上竄到燃燒室內(nèi)燒掉，也從曲軸油封、襯墊等處滲出而流失。因此，必須在發(fā)動機(jī)高、低負(fù)荷工況下都能使曲軸箱內(nèi)壓力穩(wěn)定（低負(fù)荷時(shí)漏氣量少，高負(fù)荷時(shí)漏氣量大），這就需要曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)。曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)將漏到曲軸箱內(nèi)的汽油蒸汽和廢氣引導(dǎo)到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，吸入氣缸內(nèi)燒掉，大大減少了發(fā)動機(jī)的廢氣排放量。強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置就是防止曲軸箱內(nèi)碳?xì)淙剂险羝腿紵a(chǎn)物排放到大氣中的凈化裝置。,強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置（PCV系統(tǒng)）,曲軸箱通風(fēng)裝置,一、功用：a.防止曲軸箱內(nèi)氣壓過高，機(jī)油滲漏b.把滲入曲軸箱油蒸氣引入氣缸內(nèi)燃燒c.防止油蒸氣稀釋機(jī)油而變質(zhì),通風(fēng)方式,自然通風(fēng)：從曲軸箱內(nèi)抽出的氣體直接導(dǎo)入大氣中去。強(qiáng)制通風(fēng)：用進(jìn)氣管的真空將曲軸箱內(nèi)抽出的氣體導(dǎo)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管道中。,曲軸箱通風(fēng)裝置工作演示,,,,,,,,,,,PCV閥,強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置最重要的控制元件是PCV閥，其功用是根據(jù)發(fā)動機(jī)工況的變化自動調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的曲軸箱內(nèi)氣體的數(shù)量。因此，強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置又稱為PCV系統(tǒng)。控制元件PCV閥的作用：根據(jù)發(fā)動機(jī)工況的變化自動調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的曲軸箱氣體的數(shù)量。,節(jié)氣門下方的真空度,,發(fā)動機(jī)不工作時(shí)PCV閥的開度當(dāng)發(fā)動機(jī)不工作時(shí)，PCV閥中的彈簧2將其中的錐形閥3壓在閥座4上，關(guān)閉了曲軸箱與進(jìn)氣管的通路。,發(fā)動機(jī)在怠速或減速時(shí)PCV閥的開度在怠速或減速時(shí)，進(jìn)氣管真空度很大，克服彈簧力把錐形閥高高舉起，這時(shí)錐形閥3與PCV閥體1之間只有很小的縫隙。此時(shí)，竄入曲軸箱的氣體也很少。,節(jié)氣門下方的真空度,,部分節(jié)氣門開度時(shí)PCV閥的開度進(jìn)氣管真空度比怠速時(shí)小，在彈簧的作用下錐形閥3與PCV閥體1之間的縫隙增大。由于竄入曲軸箱的氣體較怠速時(shí)多，所以需要較大的PCV閥開度。,發(fā)動機(jī)在大負(fù)荷工作時(shí)PCV閥的開度節(jié)氣門全開，進(jìn)氣管真空度較小，彈簧將錐形閥3進(jìn)一步下壓，使PCV閥的開度達(dá)到最大。此時(shí)，將產(chǎn)生更多的曲軸箱氣體，必須使PCV閥開度最大。,PCV閥堵塞，會造成曲軸箱通風(fēng)不暢PCV軟管漏氣，會造成發(fā)動機(jī)怠速不穩(wěn)若氣缸的密封性能良好，PCV系統(tǒng)應(yīng)該使曲軸箱內(nèi)的壓力略低于大氣壓力（才能形成強(qiáng)制通風(fēng)的作用）,汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng),汽油蒸發(fā)（EVAP）排放控制系統(tǒng)的作用是防止燃油箱和化油器浮子室內(nèi)的燃油蒸發(fā)（HC化合物）排入大氣造成污染。方法是將這些汽油蒸氣收集和儲存在活性炭罐內(nèi)，在發(fā)動機(jī)工作時(shí)再將其送入氣缸燒掉。,發(fā)動機(jī)停機(jī)后，燃油蒸氣進(jìn)入炭罐，被活性炭吸附。發(fā)動機(jī)起動后，進(jìn)氣管真空度經(jīng)真空軟管10傳送到限流閥8，膜片上移并將限流孔開啟，新鮮空氣自炭罐底部向上流過炭罐，與吸附在活性炭表面的汽油蒸氣，經(jīng)限流孔和汽油蒸氣管9進(jìn)入進(jìn)氣歧管。炭罐頂部的限流閥8的作用是用來控制進(jìn)入進(jìn)氣歧管的汽油蒸氣和空氣數(shù)量。怠速時(shí)，傳送到膜片上方的真空度很小，致使孔徑較大的限流孔關(guān)閉，以免破壞怠速時(shí)混合氣的空燃比；大負(fù)荷或高轉(zhuǎn)速工況下，限流閥全開，大、小限流孔均開啟。,,燃油蒸發(fā)（EVAP）控制系統(tǒng)1-汽油箱2-燃油泵3-蒸發(fā)閥4-雙通閥5-碳罐6-EVAP控制電磁閥7-進(jìn)氣軟管8-節(jié)氣門9-濾網(wǎng)10-量孔,當(dāng)發(fā)動機(jī)在中、小負(fù)荷下工作（水溫?75?C）時(shí)，電腦給EVAP控制電磁閥提供搭鐵回路，EVAP控制電磁閥開啟，活性碳罐與進(jìn)氣管之間形成通路，新鮮空氣即從活性碳罐下方的控制量孔進(jìn)入活性碳罐，清除吸附在碳粒表面上的燃油蒸氣，并與其一起通過進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸內(nèi)燃燒。,結(jié)束,簡答題為什么曲軸箱要通風(fēng)？(P.205，書上的不夠全面)答：漏到曲軸箱內(nèi)的汽油蒸汽凝結(jié)后將機(jī)油變稀，性能變壞。廢氣含有水蒸氣和二氧化硫。水蒸氣凝結(jié)在機(jī)油中形成泡沫破壞機(jī)油的供給，這種現(xiàn)象冬季尤為嚴(yán)重。二氧化硫遇水生成亞硫酸，亞硫酸遇到空氣中的氧生成硫酸，這些酸性物質(zhì)出現(xiàn)在潤滑系中即使是少量的也會使零件受到腐蝕。此外由于混合氣和廢氣進(jìn)入曲軸箱內(nèi)，曲軸箱內(nèi)的壓力便增大，機(jī)油將從油封、襯墊等處滲出。為減少摩擦零件的磨損和腐蝕，防止發(fā)動機(jī)漏油，所以曲軸箱通風(fēng)。,第六章練習(xí)與思考,參考答案,