当前课程知识点：汽车发动机原理 > 第九章：有害排放物生成机理与排放控制 > 9.4 汽油机机内净化技术 > Video
同学们好
这节课我们学习
“汽油机有害物机内净化技术”
发动机排放污染控制技术
可分为三类
以改进发动机燃烧过程为核心的
机内净化技术
在发动机排气系统中
对已生成的有害排放物
进行净化的排放后处理技术
以及控制曲轴箱
和供油系统有害排放物的
非排气污染控制技术
后两类也统称为机外净化技术
降低汽油机有害物排放的
机内净化技术主要有
推迟点火时间
废气再循环
改进燃烧室设计
以及精确控制空燃比和点火等
1）推迟点火时刻
推迟点火时刻是最简单易行
也是最普遍应用的排放控制技术
如图所示
随点火提前角的减小
NOx明显降低
THC也同时降低
当点火提前角
小于最佳点火提前角
燃烧等容度降低
使燃烧最高温度降低
导致NOx降低
点火提前角减小同时
会导致后燃加重和排气温度上升
未燃THC在排气行程
以及排气管中的氧化反应加快
使最终排出的THC减少
但由图也可看出
随着点火时刻推迟
会出现燃油消耗率上升
最大功率下降等负面效果
这限制了点火时刻不能过分推迟
2）废气再循环
废气再循环（EGR）
也是一种被广泛应用的
降低NOx的技术
在空燃比不变的条件下
提高EGR率
使新鲜混合气中的
CO2等惰性气体增加
造成燃烧速度降低
同时还使混合气的比热容提高
两者共同导致了燃烧温度的降低
因而可以抑制NOx的生成
如图所示
随EGR率的增加
也会使中高负荷的
燃油消耗率上升
最大功率下降
同时
点火变得困难
燃烧逐渐不稳定
导致THC和CO排放上升
尤其是怠速和小负荷工况时最明显
为此
一般在汽油机大负荷
起动及暖机
怠速和小负荷时不使用EGR
而其它工况时的EGR率
一般不超过20%
由此可降低NOx排放量50%～70%
为了精确地控制EGR率
最好采用电子控制EGR阀系统
为了增强降低NOx的效果
可采用中冷EGR来降低进气温度
为了消除EGR对动力性
和燃油经济性的负面影响
可同时采用一些快速燃烧
和稳定燃烧的措施
如图所示
通过采用进气涡流
和双火花塞点火
使用EGR时的油耗
不仅没有恶化反而有所改善
EGR的这种效果
也可以通过调整气门重叠角来实现
如推迟进气门开启角
和提前排气门关闭角
让气门重叠角变小
甚至出现负阀重叠
让排气不充分
以增大滞留于缸内的废气量
也就是增大了残余废气系数
这种通过调节进气门早开角
和排气门晚关角
来提高废气再循环率的技术
称为内部EGR技术
3）优化燃烧系统设计
汽油机采用紧凑的燃烧室形状
可以使燃烧快速充分地进行
并减少淬熄效应
由此可降低CO和THC排放
此外
改善缸内气流运动
有助于加强油气混合
同样使燃烧快速充分地进行
还可以改善燃烧时的循环波动
而循环波动也是
THC排放的重要成因
减小活塞头部
火花塞和进排气门处
不参与燃烧的缝隙容积
也是降低THC的有效方法
如图所示 给出的例子
由原设计改为高位活塞环设计后
THC排放降低了20%
GDI发动机尤其是分层稀燃时
由于油气混合时间短
燃烧室形状复杂
以及采用壁面导流等原因
容易造成燃烧不完全
和THC排放高
因此燃烧室设计
会更显著地影响排放特性
4）提高点火能量
提高点火能量
可以提高着火的可靠性
减少循环波动率
扩大混合气的着火稀限
从而减少HC和CO排放
伴随着汽油机
稀薄燃烧技术的发展
无触点的高能电子点火系统
得到了应用
提高点火能量的措施
有增大火花塞电极间电压
极间电压一般为10～20kV
目前最高的有35kV左右
增大火花塞间隙
如由0.8mm增大至1.1mm
甚至1.5mm
以及延长放电时间等
都是提高点火能量的有效措施
5）电控技术
电子控制技术可以
更精确地进行汽油机的燃油喷射
点火以及节气门等控制
更柔性地满足各种工况的不同要求
从而可以实现排放特性
燃油经济性和动力性的综合优化
此外
三效催化转化器
与电控喷射系统的结合
已成为当前和未来较长时间内
汽油机排放控制的最有效
和最主要技术
另外
可变进气系统
可变配气相位
稀薄燃烧以及缸内直喷
增压小排量等技术
在改善汽油机动力性
和热效率的同时
也不同程度地改善了
汽油机的排放特性
关于汽油机有害物
机内净化技术就介绍到这里
同学们 再见
-0.1 总论
--Video
-0.2 车用发动机的种类
--Video
-1.1 示功图及其测取
--Video
-1.2 四冲程发动机示功图分析
--Video
-1.3 二冲程发动机示功图分析
--Video
-1.4 性能指标分类与循环指示功
--Video
-1.5 动力、经济性能指标与测定换算
--Video
-1.6 影响动力、经济性能指标的环节和因素
--Video
-第一章习题(计入课程成绩)--作业
-2.0 导论
--Video
-2.1 燃料的分类
--Video
-2.2 汽油、柴油的炼制
--Video
-2.3 汽油的理化特性
--Video
-2.4 柴油的理化特性
--Video
-2.5 燃料构成与理化特性
--Video
-2.6 汽油、柴油质量标准
--Video
-2.7 燃料与发动机工作模式
--Video
-2.8 工质主要热力参数
--Video
-2.9 燃烧热化学
--Video
-第二章习题(计入课程成绩)--作业
-3.0 导论
--Video
-3.1 热力过程与热机循环的简化
--Video
-3.2 理论循环分类及循环热效率
--Video
-3.3 理论循环热力参数对热效率的影响
--Video
-3.4 工质对循环热效率的影响
--Video
-3.5 真实循环对热效率的影响
--Video
-3.6 机械损失的构成
--Video
-3.7 机械损失的测量方法
--Video
-3.8 机械效率的影响因素
--Video
-3.9 发动机的能量分配与转化效率
--Video
-3.10 发动机的节能途径与技术
--Video
-第三章：工作循环与能量利用--第三章习题(计入课程成绩)
-4.0 导论
--Video
-4.1 四冲程发动机换气系统及换气过程
--Video
-4.2 配气相位对发动机性能的影响
--Video
-4.3 充量系数的解析式
--Video
-4.4 进气阻力对充量系数的影响
--Video
-4.5 其他因素对充量系数的影响
--Video
-4.6 充量系数的速度特性
--Video
-4.7 压力波及其传播特性
--Video
-4.8 单缸机的进排气动态效应
--Video
-4.9 多缸机的进排气动态效应与进气不均匀性
--Video
-4.10 四冲程发动机增压系统及性能
--Video
-4.11 二冲程发动机的换气过程与换气质量
--Video
-第四章习题(计入课程成绩)--作业
-5.0 导论
--Video
-5.1 发动机运行工况
--Video
-5.2 发动机特性曲线分类
--Video
-5.3 发动机速度特性
--Video
-5.4 发动机负荷特性
--Video
-5.5 发动机全特性
--Video
-5.6 发动机外特性与整车动力性
--Video
-5.7 发动机全特性与整车经济性
--Video
-5.8 混合动力专用发动机及其运行特性
--Video
-第五章习题(计入课程成绩)--作业
-期中考试（只有一次答题机会！）--期中测试题（占30%总分）
-6.0 导论
--Video
-6.1 燃烧现象及其分类
--Video
-6.2 可燃混合气的着火与着火理论
--Video
-6.3 湍流及其在燃烧中的作用
--Video
-6.4 均质混合气中的火焰传播
--Video
-6.5 液体燃料的雾化
--Video
-6.6 油滴的蒸发与燃烧
--Video
-6.7 示功图与燃烧放热率
--Video
-第六章习题(计入课程成绩)--作业
-7.1 柴油机燃烧过程分析
--Video
-7.2 柴油机燃烧放热规律
--Video
-7.3 柴油机燃油喷射系统
--Video
-7.4 柴油机喷油过程
--Video
-7.5 柴油机缸内气流运动
--Video
-7.6 柴油机燃烧室的分类及其特性
--Video
-7.7 柴油机混合气形成方式
--Video
-7.8 柴油机粗暴燃烧与燃烧噪声
--Video
-第七章习题(计入课程成绩)--作业
-8.1 汽油机燃烧过程分析
--Video
-8.2 汽油机的不正常燃烧：爆燃和表面点火
--Video
-8.3 汽油机的不规则燃烧：循环波动和各缸不均匀性
--Video
-8.4 汽油机燃油喷射系统及其演变
--Video
-8.5 非直喷汽油机燃烧室及其特性
--Video
-8.6 汽油机进气道喷射与混合气形成
--Video
-8.7 汽油机缸内直喷与混合气形成
--Video
-第八章习题(计入课程成绩)--作业
-9.1 有害排放物种类及其危害
--Video
-9.2.1 NO的生成机理
--Video
-9.2.2 CO和HC的生成机理
--Video
-9.2.3 PM和Soot的生成机理
--Video
-9.3 有害排放物生成的影响因素
--Video
-9.4 汽油机机内净化技术
--Video
-9.5 柴油机机内净化技术
--Video
-9.6 汽油机后处理技术
--Video
-9.7 柴油机后处理技术
--Video
-第九章习题(计入课程成绩)--作业
-10.1 燃烧模式及其分类
--Video
-10.2 汽油机均质混合气压燃（HCCI）模式
--Video
-10.3 柴油机均质混合气压燃（HCCI）模式
--Video
-10.4 内燃机部分预混压燃（PCCI）模式
--Video
-10.5 均质混合气引燃（HCII）模式
--Video
-10.6 天然气发动机
--Video
-10.7 氢燃料发动机
--Video
-10.8 二甲醚发动机
--Video
-10.9 甲醇发动机
--Video
-10.10 乙醇发动机
--Video
-10.11 生物柴油发动机
--Video
-第十章习题(计入课程成绩)--作业
-期末考试--期末测试题（占30%总分）
