资源描述
,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,Slide,*,第十一章,城市机动车污染控制,第十一章城市机动车污染控制,1,Emission control of Internal Combustion Engines,Emission control of Internal C,2,主要内容,1.城市交通趋势及影响,2.Spark Ignition Engines,3.,Compressed Ignition Engines,4.,Advanced technology,主要内容1.城市交通趋势及影响,3,Section 1,城市交通趋势及影响,Section 1城市交通趋势及影响,4,世界机动车增长趋势,世界机动车增长趋势,5,城市机动车污染现状,随着经济的快速发展，我国汽车保有量连年高速增长,汽车单车排放因子高,机动车污染物排放总量大，城市机动车污染分担率高,严重影响城市大气环境质量,城市机动车污染现状随着经济的快速发展，我国汽车保有量连年高速,6,中国机动车保有量增长情况,近10年来，全国机动车保有量迅速增加，平均增长速度约14%,重点大城市保有量增长更快，北京市92年以来平均增长速度超过20%,机动车收入弹性系数研究表明：收入增长1%，机动车保有量增长1.021.94,我国经济发展水平决定城市机动车保有量将会在一定时期内保持迅速增加,中国机动车保有量增长情况近10年来，全国机动车保有量迅速增加,7,中国机动车保有量增长情况,中国机动车保有量增长情况,8,中美机动车排放因子比较,中美机动车排放因子比较,9,北京市机动车排放污染分担率,北京市机动车排放污染分担率,10,汽车污染物产生来源,曲轴箱,HC,的 20%,排气管,所有的,CO、NO,X,、Pb,和,HC,的 60%,油箱和化油器蒸发,HC,的15%,汽车污染物产生来源 曲轴箱排气管油箱和化油器蒸发,11,Section 2,Spark Ignition Engines,Section 2Spark Ignition Engine,12,汽车动力系统 Theoretical Combustion,Fuel,+,Oxygen,Carbon,Dioxide,Energy,动力,Ignition,点火,Water,Vapor,et,汽油车:0.250.3,柴油车:,0.30.45,汽车动力系统 Theoretical CombustionF,13,EngineCylinder,汽油机,=610，,而柴油机,=1624,=(,V,c,+,V,d,)/,V,c,EngineCylinder汽油机=610，而柴油机,14,Actual Combustion,Lead,Hydrocarbons,Carbon Monoxide,Oxides of Nitrogen,Carbon Dioxide,Particulates,Other pollutants,Water Vapor,Ambient Air,Real Fuel,Engine/Emission,Technology,尾气管排放物,Actual CombustionLeadAmbient A,15,Stoichiometry等当点,汽油(,C,8,H,17,),理论空燃比:,约14.7,CO:,局部不均匀,残余,HC,Stoichiometry等当点汽油(C8H17)理论空燃比,16,HC:,不完全燃烧,壁面猝灭,油膜吸附,HC:,17,NO,x,:,Thermal NO,Prompt NO,Fuel NO,NOx:,18,汽油车 Other Emissions,Evaporative Emissions,diurnal,running losses,hot soak,Crankcase Losses,due to blow-by,Refueling Losses,displaced vapors,Other Emissions,brake linings,tire wear,fluid leaks,汽油车 Other EmissionsEvaporative,19,讨论1:汽车污染产生,汽油发动机空燃比对污染物排放有何影响?,汽车排放的污染物有哪些?,汽油车污染排放包括哪些环节?,这些环节排放哪几种污染物?,-目标是提高燃烧效率,降低排放,讨论1:汽车污染产生汽油发动机空燃比对污染物排放有何影响?,20,New Cars Are Cleanerand More Efficient,-85%,-70%,+100%,HC,-85%,MPG,NO,x,CO,Percent change compared to new cars of the 1970 Model Year,注:,MPG:,英里/加仑,New Cars Are Cleanerand More,21,排放性能的劣化,Conventional carburetor car,HC emissions of LDGV,y,=0.0114,x,+0.6433,R,2,=0.1748,0,0.5,1,1.5,2,2.5,0,20,40,60,Accumulated Mileage(10,4,km),Emission Factor,(g/km),排放性能的劣化 Conventional carburet,22,行驶工况的影响 (IM240),行驶工况的影响 (IM240),23,汽油车行驶工况与排放,1.怠速,减速时,CO,HC,排放高,浓度约为:,CO:1.0%6%;HC:4003000ppm,NO,x,:10100ppm,2.,加速,定速时,NO,x,高,浓度约为:,NO,x,:10004000ppm,CO:0.53.0%;HC:200600ppm,加速时,碳烟约为:0.005,g/m,3,汽油车行驶工况与排放1.怠速,减速时CO,HC排放高,24,讨论2:影响排放的因素,汽车使用中哪些因素对排放影响大?,如何考虑汽车行驶工况对排放的影响?,(如制定标准时,计算排放量时),讨论2:影响排放的因素汽车使用中哪些因素对排放影响大?,25,主要控制技术,前处理:无铅汽油(0.013,g/L),低硫汽油和柴油(1200,ppm50ppm),废气再循环(,EGR):20%,循环,降低,NO,x,约60%,但油耗增加3%,机内控制:发动机设计,表面积/容积 越小越好;电子控制技术;多气门技术,机外控制技术:热反应器,催化反应器(氧化,还原-三效),主要控制技术前处理:无铅汽油(0.013g/L),低硫汽,26,改进点火系统,改进点火系统,27,电控燃油,喷射系统,电控燃油,28,废气再循环(EGR),废气再循环(EGR),29,三效催化净化技术(TWC),同时净化3种污染物:,CO,HC,NO,x,只能在很窄的空燃比窗口工作:闭环电控燃油喷射技术,三效催化净化技术(TWC)同时净化3种污染物:CO,HC,30,三效催化净化技术(TWC),主要使用贵金属+陶瓷载体,Pt,Rd,Pd,寿命要求80000160000,km,防中毒很关键!,三效催化净化技术(TWC)主要使用贵金属+陶瓷载体,Pt,31,曲轴箱(crankcase)排放控制,曲轴箱(crankcase)排放控制,32,Evaporative emission control,Evaporative emission control,33,中国的机动车污染控制,Clean Air Strategy Developed,Complete Lead Phase Out by 2000,Introduce Euro 1(1992 Vintage,Catalyst Based)Standards for Cars&Lt.Trucks in 2000(Beijing,Shanghai 1999),Heavy Truck Standard,Euro 1,also in 2001(2000 in Beijing),I/M Pilot Being Developed in Shanghai,中国的机动车污染控制Clean Air Strategy D,34,讨论3:控制技术,目前最主流的汽油车排放控制技术组合是什么?,三效催化技术有哪几个关键?,车用汽油哪些指标对排放最重要?,-更新的标准导致更新的技术,讨论3:控制技术目前最主流的汽油车排放控制技术组合是什么?,35,Section 3,Compressed Ignition Engines,Section 3Compressed Ignition E,36,汽油,柴油发动机的区别,汽油发动机燃烧为预混火焰,柴油为扩散火焰,柴油发动机压缩比高,热效率高3050%,柴油发动机以喷油雾化方式燃烧,产生碳烟较多,柴油车经济性好,马力大,最先实现3升车,汽油车加速性好,正在开发缸内直喷发动机技术,汽油,柴油发动机的区别汽油发动机燃烧为预混火焰,柴油为扩,37,Formation path of Soot,Formation path of Soot,38,Pollutants and Air-fuel ratio,NO,x,HC,CO,排放的体积分数/10,-6,碳烟排放/,g,m,-3,Pollutants and Air-fuel ratioN,39,柴油车行驶工况与排放,1.,CO,总是很低,约0.1%,2.减速,怠速时,HC,相对较高,浓度约为400,ppm,此时,NO,x,较低,约为3070,ppm,3.,加速,定速时,NO,x,高,浓度约为:,NO,x,:8002500ppm,此时,HC:90200ppm,4.,加速时碳烟最高,约为0.30,g/m,3,柴油车行驶工况与排放1.CO总是很低,约0.1%,40,Turbo-charge and Emission,Inter-cooler,Turbo-charge and EmissionInter,41,Oxidation catalyst,Oxidation catalyst,42,Particulate Trap,Particulate Trap,43,Section 4,Advanced Technology,Section 4Advanced Technology,44,最新控制技术,冷启动排放控制,催化剂需要一定的起燃温度,前级催化剂,电加热催化剂,车载诊断技术(,OBD),自动检测诊断车辆排放系统状况,自动提示故障,存储信息有利于维修,最新控制技术冷启动排放控制,45,未来汽车技术,稀燃缸内直喷汽油发动机,柴油车,PM,及,NO,x,机外净化技术,混合动力技术,燃料电池汽车技术,未来汽车技术稀燃缸内直喷汽油发动机,46,讨论4:未来控制技术,传统汽车技术还有哪些不足?,现代汽车排放控制技术的难点?,将来的汽车革命可能是什么?,-除了汽车,还需要配套条件和适用性,讨论4:未来控制技术传统汽车技术还有哪些不足?,47,
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