第九讲-技术保障体系课件

2024/7/131第九讲第九讲 城市交通可持续发展的技术保障体系城市交通可持续发展的技术保障体系第一节第一节 机动车机动车燃料改进控制体系；燃料改进控制体系；第二节第二节 机内净化措施；机内净化措施；第三节第三节 机外净化措施。机外净化措施。2024/7/132第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系一、燃料的前处理：一、燃料的前处理：就是研究燃料对发动机排放性能的就是研究燃料对发动机排放性能的影响，揭示燃料的组分和性质与发动机影响，揭示燃料的组分和性质与发动机排放之间的关系，在此基础上对燃料进排放之间的关系，在此基础上对燃料进行改进，达到降低发动机排放的目的。行改进，达到降低发动机排放的目的。2024/7/133第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系汽油的无铅化；汽油的无铅化；芳香族化合物；芳香族化合物；十六烷值；十六烷值；燃料中加入含氧剂；燃料中加入含氧剂；馏程温度。馏程温度。2024/7/134第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系1、汽油的无铅化、汽油的无铅化汽油为什么含铅？汽油为什么含铅？提高汽油的抗爆性；提高汽油的抗爆性；保证汽车良好的动力性和经济性；保证汽车良好的动力性和经济性；满足发动机高压缩比对高辛烷值的要求。满足发动机高压缩比对高辛烷值的要求。2024/7/135第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系含铅汽油的影响？含铅汽油的影响？铅毒与排气一起直接铅毒与排气一起直接危害人的健康；危害人的健康；使为了减少排污而设使为了减少排污而设置的排气后处理装置置的排气后处理装置（催化净化器）迅速（催化净化器）迅速失效失效“催化剂中催化剂中毒毒”。2024/7/136第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系解决方法解决方法改进改进石油炼制加工工艺石油炼制加工工艺 掺掺含高辛烷值组分含高辛烷值组分 添加无毒抗爆剂添加无毒抗爆剂2024/7/137第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系2 2、降低芳香族化合物的含量、降低芳香族化合物的含量减少燃料中所含芳香族化合物时，减少燃料中所含芳香族化合物时，COCO和和HCHC排放的降低表现不明显，很少出现排放的降低表现不明显，很少出现COCO和和HCHC排放增加的情况；排放增加的情况；而对而对PMPM和和NOxNOx排放的影响，则表现出一定排放的影响，则表现出一定的规律性，即一般都是随着燃料中芳香的规律性，即一般都是随着燃料中芳香族化合物含量的增加而增加。族化合物含量的增加而增加。2024/7/138第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系3、合理提高十六烷值、合理提高十六烷值2024/7/139第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系4 4、燃料中加入含氧剂、燃料中加入含氧剂添加少量的含氧剂能改善燃料的爆震性添加少量的含氧剂能改善燃料的爆震性能，从而减少芳香烃和铅的使用；能，从而减少芳香烃和铅的使用；COCO和和HCHC、PMPM的排放也会相应减少。而的排放也会相应减少。而NOxNOx的排放略有增加；的排放略有增加；排放物中醛、酮等的排放明显降低。排放物中醛、酮等的排放明显降低。2024/7/1310第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系5 5、馏程温度、馏程温度 馏程就是油品的沸点范围，一定范围内蒸馏馏程就是油品的沸点范围，一定范围内蒸馏出来的油品就叫出来的油品就叫“馏分馏分”。在研究燃料对发动。在研究燃料对发动机的排放性能影响时，常使用机的排放性能影响时，常使用T T9090或或T T9595，T T9090是是指燃料蒸馏指燃料蒸馏90%90%时的温度，时的温度，T T9595是指燃料蒸馏是指燃料蒸馏95%95%时的温度。时的温度。当馏程温度当馏程温度T T9090或或T T9595增大时，对增大时，对COCO、HCHC排放的排放的影响主要是降低的趋势，个别情况下影响主要是降低的趋势，个别情况下HCHC排放略排放略有增加；对有增加；对PMPM和和NOxNOx排放的影响较小。排放的影响较小。2024/7/1311第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系二、代用燃料二、代用燃料1、燃料、燃料天然气天然气液化石油气液化石油气甲醇（甲醇（MethanolMethanol）乙醇（乙醇（EthanolEthanol）氢氢电能电能2024/7/1312第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系天然气天然气主要成分为甲烷主要成分为甲烷压缩天然气（压缩天然气（CNG，Compressed Natural Gas）液化天然气（液化天然气（LNG，Liquefied Natural Gas）2024/7/1313第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系液化石油气（液化石油气（LPGLPG，Liquefied Petroleum GasLiquefied Petroleum Gas）天然气加工和石油气炼制的一种副产品；天然气加工和石油气炼制的一种副产品；在大气温度条件下，只要稍加压力便可以液化，在大气温度条件下，只要稍加压力便可以液化，便于各种方式的储运。便于各种方式的储运。2024/7/1314第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系甲醇（甲醇（MethanolMethanol）理化性质近似汽油，可部分或全部代替理化性质近似汽油，可部分或全部代替汽油或柴油在汽车上应用汽油或柴油在汽车上应用;生产甲醇有广泛丰富的原料（煤、天然生产甲醇有广泛丰富的原料（煤、天然气等）来源，又易于储存，所以被视为气等）来源，又易于储存，所以被视为一种非常有希望的代用燃料。一种非常有希望的代用燃料。甲醇毒性很高，存在安全使用的问题甲醇毒性很高，存在安全使用的问题 2024/7/1315第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系乙醇（乙醇（EthanolEthanol）乙醇可用作汽油或柴油的调和组分，乙醇可用作汽油或柴油的调和组分，主要使用的有主要使用的有E85E85（多用于轻型车）和（多用于轻型车）和E95 E95（多用于重型车）。（多用于重型车）。“喝酒喝酒”的汽车的汽车2024/7/1316第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系氢：氢：氢气是最为清洁的一种燃料，它燃烧的氢气是最为清洁的一种燃料，它燃烧的直接产物是水，污染物排放很低直接产物是水，污染物排放很低;氢气作为汽车燃料，经济上可行，同时氢气作为汽车燃料，经济上可行，同时燃料资源丰富，它和电动汽车一起被看燃料资源丰富，它和电动汽车一起被看作是解决汽车尾气和能源持续利用问题作是解决汽车尾气和能源持续利用问题的长远办法。的长远办法。2024/7/1317第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系2024/7/1318第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系电能：电能：使用电能作为使用电能作为驱动的汽车是最驱动的汽车是最清洁的汽车，其清洁的汽车，其尾气排放为零，尾气排放为零，所以又称所以又称“零排零排放汽车放汽车”。2024/7/1319第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系2 2、代用燃料汽车、代用燃料汽车（AFVAFV，Alternative Fuel VehiclesAlternative Fuel Vehicles）：）：从广义上讲，是指除汽（柴）油燃料从广义上讲，是指除汽（柴）油燃料汽车以外，使用其他形式燃料（动力）汽车以外，使用其他形式燃料（动力）的车辆。的车辆。2024/7/1320第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系（1 1）按燃料种类分类）按燃料种类分类 燃气汽车燃气汽车压缩天然气汽车：普及应用广压缩天然气汽车：普及应用广液化天然气汽车：应用较少液化天然气汽车：应用较少液化石油气汽车：获得广泛应用液化石油气汽车：获得广泛应用2024/7/1321第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系2024/7/1322第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系 醇类燃醇类燃料汽车料汽车甲醇汽车甲醇汽车基本基本达到实用达到实用阶段阶段2024/7/1323第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系乙醇汽车乙醇汽车有希有希望的代用望的代用燃料燃料2024/7/1324第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系 电动汽车：电动汽车：脱离了燃油脱离了燃油发动机，以发动机，以自载蓄电池自载蓄电池为电源为电源2024/7/1325第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系2024/7/1326第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系（2 2）按汽车结构形式分类）按汽车结构形式分类单一燃料汽车（单一燃料汽车（Dedicated VehicleDedicated Vehicle）：）：能且仅能使用上述代用燃料中的一种作能且仅能使用上述代用燃料中的一种作为车辆引擎的动力来源。为车辆引擎的动力来源。2024/7/1327第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系双燃料汽车（双燃料汽车（Dual-Fuel VehicleDual-Fuel Vehicle）：）：一般是指具有两套燃料供应系统（其一般是指具有两套燃料供应系统（其一为代用燃料），使用中可以在两种燃一为代用燃料），使用中可以在两种燃料之间进行灵活切换的一类车辆。料之间进行灵活切换的一类车辆。2024/7/1328第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系混合动力汽车混合动力汽车（Hybrid-Hybrid-Electrical Electrical VehicleVehicle）：是指既）：是指既安装有蓄能系统，安装有蓄能系统，又有燃料驱动系统又有燃料驱动系统的汽车。的汽车。2024/7/1329第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系三、三、电力驱动汽车技术电力驱动汽车技术 通常人们习惯把蓄电池或燃料电池作通常人们习惯把蓄电池或燃料电池作为部分动力或全部动力的汽车统称为电为部分动力或全部动力的汽车统称为电动汽车。动汽车。主要包括：主要包括：EV、HEV、FEV。2024/7/1330第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系1.1.电动汽车的特点电动汽车的特点操作性操作性维修和可靠性维修和可靠性安全性安全性费用费用目前主要的技术难点：怎样才能把更多的能量装目前主要的技术难点：怎样才能把更多的能量装到电瓶里去，解决到电瓶里去，解决续驶里程续驶里程短的问题。短的问题。2024/7/1331第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系2 2电动汽车的环境效益电动汽车的环境效益电动汽车与燃油汽车废气排放的比较电动汽车与燃油汽车废气排放的比较 （单位：（单位：g/kmg/km）废气组成废气组成 电动汽车电动汽车 燃油汽车燃油汽车 COCO 0 17.0 0 17.0 HC 0 2.7 HC 0 2.7 NOx 0 NOx 0（0.0230.023）0.740.74 CO CO2 2 0 0（130130）320320 注：括号中的数据考虑了电厂排放的废气注：括号中的数据考虑了电厂排放的废气2024/7/1332第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系 电动汽车与燃油汽车运行噪音比较电动汽车与燃油汽车运行噪音比较 噪声噪声dBdB电动汽车电动汽车燃油汽车燃油汽车35km/h35km/h（匀速）（匀速）6666676750 km/h50 km/h（匀速）（匀速）6666696935 km/h35 km/h（加速）（加速）6666757540 km/h40 km/h（加速）（加速）666672722024/7/1333第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系3 3、纯电动汽车、纯电动汽车 （Pure Electric VehiclePure Electric Vehicle，EVEV）（1 1）概念和特点）概念和特点 纯电动汽车是只用电力驱动的汽车。纯电动汽车是只用电力驱动的汽车。与传统燃油汽车相比，具有以下特点：与传统燃油汽车相比，具有以下特点：没有尾气排放，车辆噪音低，是真正的环保汽车没有尾气排放，车辆噪音低，是真正的环保汽车;能源效率高，节能性优越，能源效率高，节能性优越，通过有效利用夜间能通过有效利用夜间能源，可望实现电能的均衡性。源，可望实现电能的均衡性。2024/7/1334第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系（2 2）纯电动汽车技术）纯电动汽车技术 制约电动汽车发展的主要因素是蓄电池和电动机。制约电动汽车发展的主要因素是蓄电池和电动机。蓄电池是制约电动汽车发展的最大因素，它关系到蓄电池是制约电动汽车发展的最大因素，它关系到电动汽车的价格、稳定性、行驶里程等多个方面电动汽车的价格、稳定性、行驶里程等多个方面;常常用用的的电电池池包包括括：铅铅酸酸电电池池、镉镉镍镍电电池池、镍镍氢氢电电池池锂电池和燃料电池。锂电池和燃料电池。2024/7/1335第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系电动机直接决定电动汽车性能的好坏。电动机直接决定电动汽车性能的好坏。电动机选择的原则应是具有良好的调速性能，能够电动机选择的原则应是具有良好的调速性能，能够实现直流电向交流电的转换以及电池与电机之间电压实现直流电向交流电的转换以及电池与电机之间电压的变换；另外还要求电动汽车制动时能够实现制动再的变换；另外还要求电动汽车制动时能够实现制动再发电、回收部分能量及对电池组进行管理等。发电、回收部分能量及对电池组进行管理等。包括：直流电动机、交流电动机、永磁无刷电机和包括：直流电动机、交流电动机、永磁无刷电机和开关磁阻电机等。开关磁阻电机等。2024/7/1336第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系车车 型型燃油公共汽车燃油公共汽车无轨电车无轨电车电动公共汽车电动公共汽车能源种类能源种类汽油汽油电电电电每日能源消耗量每日能源消耗量60（升）（升）230（度）（度）200（度）（度）能源价格能源价格（元）（元）6/升升0.9/度度0.9/度度年需费用年需费用（元）（元）131,40075，59165，700电动公共汽车、无轨电车、燃油公共汽车年运营成本比较电动公共汽车、无轨电车、燃油公共汽车年运营成本比较 2024/7/1337第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系4 4、混合动力电动汽车、混合动力电动汽车（Hybrid Electric VehicleHybrid Electric Vehicle）是指在同一辆汽车中同时采用了电动是指在同一辆汽车中同时采用了电动机和发动机作为其动力装置，通过先进机和发动机作为其动力装置，通过先进的控制系统使两种动力装置有机谐调配的控制系统使两种动力装置有机谐调配合，实现最佳能量分配，达到低能耗、合，实现最佳能量分配，达到低能耗、低污染和高度自动化的新型汽车。低污染和高度自动化的新型汽车。2024/7/1338第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系混合动力电动汽车的特征混合动力电动汽车的特征:吸收了电动汽车和普通内燃汽车两者的优点。吸收了电动汽车和普通内燃汽车两者的优点。正常情况下电能储存系统不需要充电；正常情况下电能储存系统不需要充电；起动和低速行驶时电能储存系统提供动力；起动和低速行驶时电能储存系统提供动力；超过一定速度后内燃机驱动；超过一定速度后内燃机驱动；上坡和加速超车时内燃机和电动机联合驱动；上坡和加速超车时内燃机和电动机联合驱动；减速刹车和高速公路正常行驶时回收能量、充电减速刹车和高速公路正常行驶时回收能量、充电;内燃机还可以改用内燃机还可以改用CNGCNG、甲醇、乙醇等代用燃料。、甲醇、乙醇等代用燃料。包括：并联式构造和串联式构造。包括：并联式构造和串联式构造。2024/7/1339第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系国内外发展状况国内外发展状况国外：技术成熟，性能优良可靠；国外：技术成熟，性能优良可靠；国内：技术开发完成，轿车和大客车已国内：技术开发完成，轿车和大客车已批量生产。批量生产。丰田丰田Prius Prius 汽油电力混合动力轿车汽油电力混合动力轿车东风东风EQ6110HEVEQ6110HEV混合动力大客车混合动力大客车 2024/7/1340第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系5 5、燃料电池汽车、燃料电池汽车（Fuel Cell VehicleFuel Cell Vehicle）燃料电池汽车是指直接燃料电池汽车是指直接将化学能转换为电能驱动将化学能转换为电能驱动车辆行驶的车辆。车辆行驶的车辆。2024/7/1341第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系燃料电池燃料电池 燃料电池是将储存在燃料和氧化剂中的化学能燃料电池是将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。由通过电极反应直接转化为电能的发电装置。由燃料、氧化剂、电极组成。燃料、氧化剂、电极组成。优点：无需充电，比能量高，无污染。优点：无需充电，比能量高，无污染。缺点：成本高，燃料贮藏和运输较为困难。缺点：成本高，燃料贮藏和运输较为困难。2024/7/1342第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系燃料电池汽车特点燃料电池汽车特点能量转换效率高能量转换效率高;水和水和COCO2 2是唯一的排放物，环境污染小是唯一的排放物，环境污染小;运行噪音低运行噪音低;燃料来源具有多样性燃料来源具有多样性;操作上不需要对传统汽油车做任何基础操作上不需要对传统汽油车做任何基础改变。改变。2024/7/13432024/7/1344第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系燃料电池汽车的成本分析燃料电池汽车的成本分析 在使用周期内，氢燃料电池汽车比混合氢燃料在使用周期内，氢燃料电池汽车比混合氢燃料车的成本低；车的成本低；除了小型短程的汽车，燃料电池汽车比蓄电池除了小型短程的汽车，燃料电池汽车比蓄电池电动车使用周期成本低电动车使用周期成本低 ；当甲醇和氢都来自原料时，甲醇燃料电池车的成当甲醇和氢都来自原料时，甲醇燃料电池车的成本比氢燃料电池车的成本低得多；本比氢燃料电池车的成本低得多；太阳能氢燃料电池汽车在所有类型的汽车中是成太阳能氢燃料电池汽车在所有类型的汽车中是成本最高的，但其导致的环境影响也是最小的。本最高的，但其导致的环境影响也是最小的。2024/7/1345第一节第一节 机动车燃料改进控制体系机动车燃料改进控制体系燃料电池汽车的环境效益燃料电池汽车的环境效益以氢为燃料的燃料电池汽车是真正的零排放汽车以氢为燃料的燃料电池汽车是真正的零排放汽车;若采用甲醇作为燃料，反应器会产生痕量的若采用甲醇作为燃料，反应器会产生痕量的NONOX X和和COCO，燃料供应和贮存系统会有少量的甲醇蒸发，燃料供应和贮存系统会有少量的甲醇蒸发;以汽油和其它石油产品为燃料，也存在一定排放，以汽油和其它石油产品为燃料，也存在一定排放，来自反应器、燃料箱和升流系统等来自反应器、燃料箱和升流系统等;噪声也较低，运行时噪音值只有噪声也较低，运行时噪音值只有6060分贝分贝。2024/7/1346案例：案例：GEF、UNDP支持发展中国家发展支持发展中国家发展FCBs2024/7/1347中国燃料电池巴士商业化示范项目中国燃料电池巴士商业化示范项目2024/7/13482024/7/13492024/7/1350智能汽车智能汽车TESLA（特斯拉）（特斯拉）2024/7/1351第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术所谓所谓机内净化机内净化技术，是指从发动机有技术，是指从发动机有害污染物的生成机理及影响因素出发，害污染物的生成机理及影响因素出发，通过对发动机进行调整或改进，达到控通过对发动机进行调整或改进，达到控制燃烧，减少和抑制污染物生成的各种制燃烧，减少和抑制污染物生成的各种技术。技术。2024/7/1352第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术措施1.废气再循环技术（EGR）2.改进发动机的燃烧室结构，优化燃烧系统设计 3.改进点火系统4.改进燃料供给系统，调制混合气和控制空燃比5.采用电子控制燃油喷射新技术6.开发分层充气及均质稀燃的新型燃烧系统7.采用综合控制的发动机管理系统2024/7/1353第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术一、废气再循环一、废气再循环1.1.概念：概念：废气再循环就是将一部分发动机排气引入废气再循环就是将一部分发动机排气引入汽缸内重新燃烧，利用发动机汽缸内重新燃烧，利用发动机含氧量低含氧量低和热容和热容量大的特点，降低汽缸内氧气含量和量大的特点，降低汽缸内氧气含量和最高燃烧最高燃烧温度温度，从而降低，从而降低NOxNOx生成量的方法，简称生成量的方法，简称EGR(Exhaust Gas Recirculation)EGR(Exhaust Gas Recirculation)。2024/7/1354第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术2.EGR2.EGR装置基本组成：装置基本组成：EGREGR阀、温度控阀、温度控制开关、接真空信制开关、接真空信号的软管和通废气号的软管和通废气的金属管等。的金属管等。2024/7/1355第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术3 3、EGREGR量对发动机性能的影响量对发动机性能的影响 废气混入的多少用废气混入的多少用EGREGR率表示：率表示：EGREGR率率 废气还流量废气还流量 /（废气还流量（废气还流量 进气进气量）量）100 1002024/7/1356第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术 不同EGR对油耗和排放的影响2024/7/1357第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术 EGREGR增加，由于燃烧速度变慢，动力性和增加，由于燃烧速度变慢，动力性和经济性变差；经济性变差；EGREGR过小，过小，NOxNOx排放达不到法规要排放达不到法规要求，易产生爆燃和发动机过热等现象。由此可求，易产生爆燃和发动机过热等现象。由此可见，见，EGREGR是以降低发动机的工作效率、动力性是以降低发动机的工作效率、动力性和燃油经济性为代价，来减少和燃油经济性为代价，来减少NOxNOx排放的。排放的。因因此，此，EGREGR的量必须控制在一定范围内。的量必须控制在一定范围内。2024/7/1358第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术4 4、EGREGR率率的的控制要求控制要求对于汽油机而言：对于汽油机而言：当EGR率10时，燃油消耗量基本不增加；当EGR率20%时，NOx浓度下降60%70%，油耗上升只有3%；当EGR率20时，发动机燃烧不稳定，工作粗暴，HC将增加10。2024/7/1359第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术对于柴油机而言：对于柴油机而言：必须使用更大量的必须使用更大量的EGREGR才能有效地降低才能有效地降低NOxNOx。一般直喷式和非直喷式柴油机的一般直喷式和非直喷式柴油机的EGREGR率可分别率可分别超过超过40%40%和和25%25%。2024/7/1360第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术二、燃烧系统的优化设计二、燃烧系统的优化设计燃烧室形状燃烧室形状降低降低COCO、HCHC 燃烧室面积和容积的比燃烧室面积和容积的比S/VS/V要小要小,即尽可能紧凑即尽可能紧凑,可降可降低低COCO、HC HC；火花塞尽可能；火花塞尽可能布置在燃烧室中央，以缩布置在燃烧室中央，以缩短火焰传播距离。短火焰传播距离。2024/7/1361第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术紧凑的燃烧室热效率高；紧凑的燃烧室热效率高；燃烧的改善，使不完全燃烧产物燃烧的改善，使不完全燃烧产物COCO排放下降；排放下降；S/VS/V的的下下降降，使使表表面面冷冷激激淬淬熄熄效效应应减减小小，使使未未燃燃HCHC排放下降；排放下降；紧紧凑凑燃燃烧烧室室的的快快速速燃燃烧烧使使最最高高燃燃烧烧温温度度上上升升，导致导致NOxNOx生成量增加。生成量增加。2024/7/1362第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术缸内气流运动缸内气流运动降低降低HCHC、NONOX X燃烧室内气流也是影响发燃烧室内气流也是影响发动机排放动机排放HCHC和和NOxNOx的重要因的重要因素；素；提高缸内混合气的提高缸内混合气的涡流涡流和和湍流湍流程度，有助于加强油程度，有助于加强油气的均匀混合，为点火和气的均匀混合，为点火和快速燃烧、完全燃烧创造快速燃烧、完全燃烧创造良好条件，良好条件，HCHC的排放就得的排放就得到减少。到减少。2024/7/1363第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术三、点火系统的改进三、点火系统的改进 点火系统是点燃式内燃机的重要组成点火系统是点燃式内燃机的重要组成部分，点火系统通过对部分，点火系统通过对点火时间点火时间、点火点火能量能量的控制，可以控制燃料燃烧的时间、的控制，可以控制燃料燃烧的时间、温度以及燃料燃烧的效率，从而对减少温度以及燃料燃烧的效率，从而对减少尾气污染有很大作用。尾气污染有很大作用。2024/7/13642024/7/1365第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术改进途径主要有：改进途径主要有：减小点火提前角提高点火能量采用电子点火系统 途径2024/7/1366第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术 四、燃料供给系统的改进四、燃料供给系统的改进 燃料供给系统的功用是供给发动机在各种工燃料供给系统的功用是供给发动机在各种工况下的可燃混合气。况下的可燃混合气。改进燃料供给系统，改善燃料分配，对空燃改进燃料供给系统，改善燃料分配，对空燃比精确控制，不仅是传统内燃机排气净化的需比精确控制，不仅是传统内燃机排气净化的需要，也是稀燃和要，也是稀燃和EGREGR发动机稳定燃烧的需要。发动机稳定燃烧的需要。2024/7/1367第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术 电子控制汽油喷射系统电子控制汽油喷射系统（Electronic Fuel Injection System，简称，简称EFI）利用各种传感器检测发动机的转速、冷却水利用各种传感器检测发动机的转速、冷却水温度、进气管真空度和废气成分等参数的各种温度、进气管真空度和废气成分等参数的各种状态，经微机的判断、计算，来改变喷油量和状态，经微机的判断、计算，来改变喷油量和点火提前角，使发动机在不同工况下均能得到点火提前角，使发动机在不同工况下均能得到合适空燃比的混合气，实现最大限度的节油和合适空燃比的混合气，实现最大限度的节油和净化排气，并提高发动机的动力性。净化排气，并提高发动机的动力性。2024/7/1368第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术五、稀薄燃烧系统五、稀薄燃烧系统 稀薄燃烧（稀薄燃烧（Lean BurnLean Burn）是指能燃用空燃）是指能燃用空燃比为比为181181或更稀（或更稀（A/F18A/F18：1 1）的混合气的）的混合气的汽油机。汽油机。2024/7/1369第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术 稀薄燃烧系统的排放特性稀薄燃烧系统的排放特性2024/7/1370第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术缺陷：缺陷：空燃比过大（空燃比过大（A/F18A/F18），），HCHC会因混合气过稀使燃会因混合气过稀使燃烧不够完全而排放量增加；烧不够完全而排放量增加；汽油机燃烧效率最高的经济空燃比为汽油机燃烧效率最高的经济空燃比为A/FA/F16.616.6。2024/7/1371第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术分层进气分层进气实现稀薄燃烧的关键技术实现稀薄燃烧的关键技术 采用由浓至稀的分层进气燃烧方式。通过采用由浓至稀的分层进气燃烧方式。通过缸内空气的运动，在火花塞周围形成易于点火缸内空气的运动，在火花塞周围形成易于点火的浓混合气，混合比达的浓混合气，混合比达1212：1 1左右，外层逐渐左右，外层逐渐稀薄。这样，混合气空燃比最大值均在稀薄。这样，混合气空燃比最大值均在1818以上。以上。2024/7/1372第二节第二节 机动车机内净化技术机动车机内净化技术 由由日日本本三三菱菱公公司司研研制制成成功功的的三三菱菱缸缸内内 喷喷 注注 汽汽 油油 机机GDIGDI（Gasoline Gasoline Direct Direct InjectionInjection），可可令令混合比达到混合比达到4040：1 1。2024/7/1373第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术 所谓机外净化技术，是指发动机燃所谓机外净化技术，是指发动机燃烧生成的废气排出发动机排气门后，但烧生成的废气排出发动机排气门后，但还未排入到大气环境之前，进一步采取还未排入到大气环境之前，进一步采取净化措施，以减少最终汽车污染排放的净化措施，以减少最终汽车污染排放的技术。技术。2024/7/1374第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术一、排气后处理净化技术一、排气后处理净化技术 是对已经排出发动机燃烧室而尚未排到大是对已经排出发动机燃烧室而尚未排到大气中去的废气，在排气系统中作进一步净化处气中去的废气，在排气系统中作进一步净化处理。理。主要包括：二次空气喷射、热反应器、后主要包括：二次空气喷射、热反应器、后燃法、催化净化装置等。燃法、催化净化装置等。2024/7/1375第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术1.1.二次空气喷射二次空气喷射降低降低HCHC、COCO 二次空气喷射就是指将新鲜的空气喷射到排二次空气喷射就是指将新鲜的空气喷射到排气门附近，使高温废气和空气混合，使没有充气门附近，使高温废气和空气混合，使没有充分燃烧的分燃烧的HCHC、COCO进一步燃烧，降低污染排放的进一步燃烧，降低污染排放的方法。方法。能降低能降低HCHC、COCO的排放，可以使总排气污染下的排放，可以使总排气污染下降降5050左右。在混合气较浓时效果尤其明显。左右。在混合气较浓时效果尤其明显。2024/7/1376第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术 二次空气喷二次空气喷射装置主要包括射装置主要包括空气滤清器、空空气滤清器、空气泵、防止回火气泵、防止回火管、单向阀、空管、单向阀、空气分配管、排气气分配管、排气门、进气管和回门、进气管和回火防止阀。火防止阀。2024/7/1377第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术2.2.热反应器热反应器降低降低HCHC、COCO 热反应器是一种降低热反应器是一种降低HCHC、COCO排放的后处理装置。排放的后处理装置。基于高排气温度、足够的氧气及增加排气停留时基于高排气温度、足够的氧气及增加排气停留时间能促使间能促使HCHC和和COCO在排气系统中高度氧化的原理设计。在排气系统中高度氧化的原理设计。安装在发动机排气道的出口处，一般与二次空气安装在发动机排气道的出口处，一般与二次空气喷射一起使用。喷射一起使用。2024/7/1378第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术 热反应器由壳体、热反应器由壳体、外筒和内筒三层壁构外筒和内筒三层壁构成。壳体与外筒之间成。壳体与外筒之间是保温层，填有绝热是保温层，填有绝热材料，使内部保持高材料，使内部保持高温，以利于温，以利于HC和和CO的再燃烧。的再燃烧。2024/7/1379第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术与二次空气喷射系统结合使用效果更好。与二次空气喷射系统结合使用效果更好。2024/7/1380第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术3.3.催化净化装置催化净化装置 催化净化装置是一种内部装有催化剂的装催化净化装置是一种内部装有催化剂的装置，安装在发动机的排气管中，通过催化剂的置，安装在发动机的排气管中，通过催化剂的作用，将作用，将HCHC、COCO氧化成氧化成H H2 2O O、COCO2 2，并将，并将NOxNOx还原还原生成生成N N2 2，以减少尾气排放的装置。，以减少尾气排放的装置。2024/7/1381第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术 系统特性系统特性系统种类系统种类空燃比的空燃比的控制方法控制方法催化剂的种类催化剂的种类降低排放的对象降低排放的对象氧化催化净化系统氧化催化净化系统开环控制开环控制氧化催化剂氧化催化剂COCO、HCHC三效催化净化系统三效催化净化系统反馈控制反馈控制三效催化剂三效催化剂COCO、HCHC、NOxNOx还原催化净化系统还原催化净化系统开环控制开环控制还原催化剂还原催化剂NOxNOx吸附吸附(选择选择)还原净化系统还原净化系统反馈控制反馈控制吸附吸附(选择选择)还原催化剂还原催化剂NOxNOx催化净化系统的分类催化净化系统的分类2024/7/1382第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术系统的组成系统的组成;三元催化反应器三元催化反应器发生作用要求发动发生作用要求发动机有比较精确的空机有比较精确的空燃比，才能保证对燃比，才能保证对三种气体排放有效三种气体排放有效净化。系统主要由净化。系统主要由氧传感器、控制单氧传感器、控制单元和催化器组成。元和催化器组成。2024/7/1383第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术影响转换效能和使用寿命的因素影响转换效能和使用寿命的因素:1234四因素四因素燃油质量燃油质量工作温度工作温度发动机的工发动机的工作状态作状态选用新材料，开发新选用新材料，开发新技术，以提高催化反技术，以提高催化反应器的净化效能和寿应器的净化效能和寿命命2024/7/1384第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术二、非排气污染物净化技术非排气污染物净化技术 是指由排气管以外的其他途径排放到大气中是指由排气管以外的其他途径排放到大气中的有害污染物。主要指曲轴箱窜气和燃油蒸发的有害污染物。主要指曲轴箱窜气和燃油蒸发所产生的所产生的HCHC排放。排放。控制技术主要包括：控制技术主要包括：曲轴箱密闭；曲轴箱密闭；燃油蒸气的储存和吸附。燃油蒸气的储存和吸附。2024/7/1385第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术1.曲轴箱通风系统曲轴箱通风系统 曲轴箱窜气（曲轴箱窜气（blow-bygasblow-bygas）是指在压缩过）是指在压缩过程和燃烧过程中，由活塞与气缸之间的间隙窜程和燃烧过程中，由活塞与气缸之间的间隙窜入曲轴箱的油气混合气和已燃气体，并与曲轴入曲轴箱的油气混合气和已燃气体，并与曲轴箱内的润滑油蒸气混合后，由通风口排入大气箱内的润滑油蒸气混合后，由通风口排入大气中的污染气体。窜气的主要成分为未燃中的污染气体。窜气的主要成分为未燃HCHC，另，另外还有约外还有约1 12 2的的COCO和和NOxNOx。2024/7/1386第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术2.2.蒸发排放控制系统蒸发排放控制系统 蒸发排放是指汽油机曲轴箱、油箱、化油蒸发排放是指汽油机曲轴箱、油箱、化油器、浮子室、油泵接头等处蒸发的汽油蒸气，器、浮子室、油泵接头等处蒸发的汽油蒸气，主要成分为主要成分为HCHC。控制原理：将燃油蒸气直接送入进气系统控制原理：将燃油蒸气直接送入进气系统或将燃油蒸气直接贮存起来，等到某种运转工或将燃油蒸气直接贮存起来，等到某种运转工况时，再进入进气系统。分为两类方法：曲轴况时，再进入进气系统。分为两类方法：曲轴箱存储式和活性炭罐吸附式箱存储式和活性炭罐吸附式2024/7/1387第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术三、柴油机机外净化技术三、柴油机机外净化技术 柴油机排气有害成分主要有：柴油机排气有害成分主要有：COCO、HCHC、NOxNOx、硫化物以及颗粒物、硫化物以及颗粒物PMPM（Particulate Particulate MatterMatter）、臭味等。）、臭味等。柴油机的柴油机的NOxNOx和和PMPM的降低一直是各个国家的降低一直是各个国家或地区严格控制的重点。或地区严格控制的重点。2024/7/1388第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术1.1.催化反应方法催化反应方法氧化催化转化器，用于氧化催化转化器，用于HCHC和和COCO；2024/7/1389第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术NOxNOx还原催化转化器，用于降低还原催化转化器，用于降低NOxNOx排放。排放。2024/7/1390第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术2.吸附滤清方法吸附滤清方法 微粒捕集器的原理：先用过滤装置过滤废气中的颗微粒捕集器的原理：先用过滤装置过滤废气中的颗粒物质，当捕集器收集到的颗粒物太多影响柴油机粒物质，当捕集器收集到的颗粒物太多影响柴油机工作时，然后采用更换捕集器或对收集的颗粒采用工作时，然后采用更换捕集器或对收集的颗粒采用氧化或燃烧技术进行清洁，使微粒捕集器恢复原状氧化或燃烧技术进行清洁，使微粒捕集器恢复原状重新工作。重新工作。2024/7/1391第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术 使用微粒捕集器可使用微粒捕集器可使排气中碳的过滤效使排气中碳的过滤效率达到率达到60%60%以上。以上。其关键技术包括过其关键技术包括过滤材料和过滤体再生。滤材料和过滤体再生。2024/7/1392第三节第三节 机动车机外净化技术机动车机外净化技术 微粒捕集器的再生：因此需要定期清除沉积微粒捕集器的再生：因此需要定期清除沉积在过滤体中的微粒，使排气背压降低到原有水在过滤体中的微粒，使排气背压降低到原有水平。平。再生一般是利用外界能量提高微粒捕集器内再生一般是利用外界能量提高微粒捕集器内的温度，使微粒着火燃烧，或通过使用某种催的温度，使微粒着火燃烧，或通过使用某种催化剂使微粒能在正常的柴油机排气温度下进行化剂使微粒能在正常的柴油机排气温度下进行燃烧。燃烧。