第六章发动机有害排放物的控制
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第6章发动机有害排放物的控制
§ 例如，在美国特别是在加利福尼亚州，自1990年以来，排放标准 愈以严格。为了满足排放标准，必须对发动机的排气进行净化。 近几年来，汽车界开发和创造出许多净化排气新技术和新装置。
2020/11/28
第6章发动机有害排放物的控制
2020/11/28
第6章发动机有害排放物的控制
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第6章发动机有害排放物的控制
2020/11/28第6章发动机有害排放物来自控制2020/11/28
第6章发动机有害排放物的控制
第二节 强制式曲轴箱通风系统
§ 简介 § PCV系统的组成 § PCV阀
（在PCV系统中最重要的控制元件）
2020/11/28
第6章发动机有害排放物的控制
在新鲜的混和气中掺入废气之后，混和气的热值降低，致使发动机 的有效功率下降。为了做到既能减少NOx的排放，又能保持发动机的 动力性，必须根据发动机的工况对再循环的废气量加以控制。NOx的 生成量随发动机负荷的增大而增多，因此，再循环的废气量也应随负荷 而增加，，在暖机期间或怠速时，NOx生成量不多，为了保持发动机 运转的稳定性，不进行排气再循环。在全负荷或高转速下工作时，为了 使发动机有足够的动力性，也不进行排气再循环。
•更进一步
2020/11/28
第6章发动机有害排放物的控制
▪
CO是燃油的不完全燃烧产物，是一种无臭无味的气体。它与
血液中血红素的亲和力是氧气的300倍，因此当人吸入CO后，血液
吸收和运送氧气的能力降低，导致头晕，头痛等中毒症状。当吸入
体积分数为0.3%的CO气体时，可致人于死亡。
▪
NOx主要指NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环境中。
2020/11/28
第6章发动机有害排放物的控制
2020/11/28
第6章发动机有害排放物的控制
2020/11/28
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第6章发动机有害排放物的控制
2020/11/28第6章发动机有害排放物来自控制2020/11/28
第6章发动机有害排放物的控制
第二节 强制式曲轴箱通风系统
§ 简介 § PCV系统的组成 § PCV阀
（在PCV系统中最重要的控制元件）
2020/11/28
第6章发动机有害排放物的控制
在新鲜的混和气中掺入废气之后，混和气的热值降低，致使发动机 的有效功率下降。为了做到既能减少NOx的排放，又能保持发动机的 动力性，必须根据发动机的工况对再循环的废气量加以控制。NOx的 生成量随发动机负荷的增大而增多，因此，再循环的废气量也应随负荷 而增加，，在暖机期间或怠速时，NOx生成量不多，为了保持发动机 运转的稳定性，不进行排气再循环。在全负荷或高转速下工作时，为了 使发动机有足够的动力性，也不进行排气再循环。
•更进一步
2020/11/28
第6章发动机有害排放物的控制
▪
CO是燃油的不完全燃烧产物，是一种无臭无味的气体。它与
血液中血红素的亲和力是氧气的300倍，因此当人吸入CO后，血液
吸收和运送氧气的能力降低，导致头晕，头痛等中毒症状。当吸入
体积分数为0.3%的CO气体时，可致人于死亡。
▪
NOx主要指NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环境中。
汽车构造 吉大版
汽车构造CAI《汽车构造（上册）第3版》机械工业出版社作者：王伟华 马天飞（总论、第1、2、3、6、7、8、9、12章） 姚为民 陈 静（第4、5、10、11章）责任编辑：赵爱宁目 录总论第一篇 汽车发动机第一章发动机的工作原理和总体构造第二章曲柄连杆机构第三章配气机构第四章汽油机供给系统第五章柴油机供给系统第六章发动机有害排放物的控制系统第七章车用发动机的增压系统第八章发动机冷却系统第九章发动机润滑系统第十章发动机点火系统第十一章发动机起动系统第十二章新型车用发动机总论一、汽车的分类二、国产汽车产品的编制规则三、汽车总体构造四、汽车的布置形式五、汽车行驶基本原理一、汽车的分类——轿车微型轿车普通级轿车中级轿车中高级轿车高级轿车一、汽车的分类——客车 微型客车轻型客车中型客车大型客车特大型客车一、汽车的分类——货车 微型货车轻型货车中型货车重型货车二、国产汽车产品的编制规则 三、汽车总体构造组成：发动机、底盘、车身、电器设备五、汽车行驶基本原理四、汽车的布置形式汽车的布置形式是指发动机和传动系统的布置位置驱动条件：驱动力要足以克服行驶阻力之和。
附着条件：驱动力的大小要受到附着力的限制。
第一章 发动机的工作原理和总体构造第一节 发动机的分类第二节 四冲程发动机的工作原理第三节 二冲程发动机的工作原理第四节 发动机的总体构造第五节 发动机主要性能指标与特性第六节 内燃机产品名称和型号编制规则第一节 发动机的分类汽油机——柴油机二冲程机——四冲程机风冷式——水冷式单缸机——多缸机第二节四冲程发动机的工作原理一、汽油机工作原理1、基本术语：上止点下止点活塞行程（冲程）燃烧室容积气缸工作容积气缸总容积发动机工作容积（排量）示功图第二节四冲程发动机的工作原理一、汽油机工作原理2、工作过程第二节四冲程发动机的工作原理二、柴油机工作原理柴油机与汽油机的区别第三节 二冲程发动机的工作原理二冲程发动机的工作循环是在两个行程内完成的。
发动机原理之有害排放物的生成与控制
9.1有害排放物的生成机理
9.1.1有害排放物的种类及危害
6.硫氧化物（SO x） ●成分：内燃机排放的硫氧化物主要是SO 2,也有少量的SO3，总称 SOx。 ●危害：Sox直接对人体有毒害作用，排放到大气中的Sox出了是形 成酸雨的主要成分外，还会有50%变成硫酸盐，形成二次微粒。
9.1有害排放物的生成机理
发动机原理之有害排放物的 生成与控制
9.7非排放污 染物控制技术
9.6柴油机排 放后处理技术
9.1有害排放物的 生成机理
有害排放 物的生成 与平控制
9.2排放法规及 测试法
9.3汽油机的 机内净化技术
9.5汽油机排 放后处理技术
9.4柴油机的 机内净化技术
9.1有害排放物的生成机理
9.1.1有害排放物的种类及危害
9.1有害排放物的生成机理
9.1.1有害排放物的种类及危害
1.一氧化碳（CO） ●成分：CO是一种无色、无臭、窒息性很强的气体。 ●危害：CO与血液中作为输氧载体的血红素蛋白（Hb）的亲和力比 O2 高200~300倍很容易结合成碳氧血红丝蛋白（CO-Hb），使血液的输 氧能力大大降低，导致心脏、大脑等重要器官严重缺氧。轻度CO中毒 时，会出现头晕、头痛、呼吸障碍等症状，中枢神经系统将受到损害 ；严重CO中毒时，会出现恶心、心痛、昏迷等症状、甚至死亡。大气 中的CO浓度超过0.3%时，30min之内可致人死亡。
9.1有害排放物的生成机理
9.1.3有害排放物的生成机理
1）柴油机微粒的基本特征
①微粒的构成及主要成分 柴油机微粒主要由三部分构成，即 （干）碳烟、可溶性有机物和硫酸 盐。
②PM的粒径和排放数量 20世纪80年代前的车用柴油机微 粒粒径在1~10μm范围内，后来随 高压喷射技术的采用和汽油混合过 程的改善，粒径已基本在1μm以 下。
发动机有害排放物的控制(PPT 37张)
哈尔滨工业大学（威海）
第7页
2019/2/28
二、恒温进气空气滤清器
恒温进气空气滤清器也称进气温度自动调节式空气滤清器。它 是在普通空气滤清器上增设一套空气加热与控制系统构成的(图61)。气道燃油喷射式发动机不采用恒温进气空气滤清器。恒温进气 空气滤清器多用于化油器式或节气门汽油喷射式发动机上。恒温 进气空气滤清器的功用就是当发动机冷起动之后，向发动机供给 热空气。在这种情况下，即使化油器供给稀混合气，热空气也能 促使燃油充分汽化和燃烧，从而既减少了CO和HC的排放，又改 善了发动机低温运转性能。当发动机温度升高后，恒温进气空气 滤清器向发动机供给环境温度的空气。因此，这种空气滤清器是 一种排气的净化装置。
哈尔滨工业大学（威海）
第23页
2019/2/28
一种由电脑控制的排气再循环系统如图6-7 所示。排气再循环阀(EGR 阀)8用来控制再循环的废气量。进气管真空度经电磁阀6和真空调节 阀7作用到EGR阀 8的真空膜片室12，吸引膜片13向上并带动锥形阀14 升起，这时发动机排出的废气由排气支管经锥形阀进入进气支管。作 用在膜片上的真空度越大，锥形阀的开度就越大，再循环的废气量也 越多。如果没有真空度传送到真空膜片室，弹簧11推压膜片向下，使 锥形阀关闭，这时废气不能进行再循环。真空调节阀的作用是根据进 气管真空度的变化或节气门开度的大小调节通往EGR阀的真空度，使 再循环的废气量随节气门开度或发动机负荷的增大而增加。电磁阀由 电脑3控制。电脑根据空气流量计2，节气门位置传感器1，冷却越温 度传感器4和发动机转速传感器5等输入的信号，使电磁阀通电或断电。 当发动机冷却温度低于50℃时，或发动机在怠速工作时，或发动机转 速超过预定值时，电脑使电磁阀断电，电磁阀中的可动铁心隔断真空 传送通道，同时空气经电磁阀进入真空调节阀，使锥形阀14关闭，不 进行排气再循环。
第6章 发动机有害排放物的控制系统
优点简便易行测试装置价格便宜和便于携带检测时间短缺点测量结果缺乏全面代表性测量精度较低2工况法将汽车发动机在一个测试循环中排出的废气经稀释后收集起来用废气分析仪测量出废气浓度并推算出每次测试或每公里平均的有害物排放量
第六章发动机有害排放物控制系统
§1．概述 §2．汽车排放法规 §3．汽油机的排放控制装 §4．柴油机排气后处理装置
三效催化转化器的作用
三效催化转化器控制系统
催化转换器
催化转换器是利用催化剂的作用将排气中的CO 、 HC和 NOx转换为对人体无害的气体的一种排气净化装置。 催化剂：金属铂、钯和铑；稀土材料。 氧化催化转换器：只将排气中的CO和HC氧化为CO2和H2O 三效催化转换器：把NOx还原为氮(N2)和氧(O 2)，而CO和 HC在还原反应中被氧化为CO2和H2O。 排气经过三效催化转换器之后，部分未被氧化的CO和HC继 续在氧化催化转换器中与供入的二次空气进行氧化反应。
二氧化碳（CO2） 1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式
（1）形成原因
完全燃烧的产物。
（2）危害
引起大气层的温室效应，造成对生 态环境的影响。
概述
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式
（1）汽油机油箱、化油器浮子室、 汽油泵、汽油管接头等处蒸发出来 的汽油蒸汽，其有害成分以HC为主； （2）曲轴箱通气管排出的“窜气”， 其有害成分以HC为主； （3）排气管排出的废气，其有害成 分是CO、HC、NOx和颗粒。
典型的汽油蒸发控制系统
汽油机排放控制系统
1. 燃油蒸发控制装置 2. 曲轴箱强制通风装置 3. 废气再循环装置 4. 三效催化转化器
第六章发动机有害排放物控制系统
§1．概述 §2．汽车排放法规 §3．汽油机的排放控制装 §4．柴油机排气后处理装置
三效催化转化器的作用
三效催化转化器控制系统
催化转换器
催化转换器是利用催化剂的作用将排气中的CO 、 HC和 NOx转换为对人体无害的气体的一种排气净化装置。 催化剂：金属铂、钯和铑；稀土材料。 氧化催化转换器：只将排气中的CO和HC氧化为CO2和H2O 三效催化转换器：把NOx还原为氮(N2)和氧(O 2)，而CO和 HC在还原反应中被氧化为CO2和H2O。 排气经过三效催化转换器之后，部分未被氧化的CO和HC继 续在氧化催化转换器中与供入的二次空气进行氧化反应。
二氧化碳（CO2） 1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式
（1）形成原因
完全燃烧的产物。
（2）危害
引起大气层的温室效应，造成对生 态环境的影响。
概述
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式
（1）汽油机油箱、化油器浮子室、 汽油泵、汽油管接头等处蒸发出来 的汽油蒸汽，其有害成分以HC为主； （2）曲轴箱通气管排出的“窜气”， 其有害成分以HC为主； （3）排气管排出的废气，其有害成 分是CO、HC、NOx和颗粒。
典型的汽油蒸发控制系统
汽油机排放控制系统
1. 燃油蒸发控制装置 2. 曲轴箱强制通风装置 3. 废气再循环装置 4. 三效催化转化器
第6章发动机有害排放物的控制
几种工况：
发动机不工作时
PCV阀中的弹篱2将其中的锥形阀3压在阀座4 上，关闭曲轴箱与进气管的通路
怠速或减速时
进气管真空度很大，真空度克服弹簧压力 把锥形阀高高吸起，这时锥形阀3与PCV阀 体1之间只有很小的缝隙，该工况窜入曲轴 箱的气体很少，PCV阀开度虽小，但足以使 曲轴箱气体流出曲轴箱。
节气门部分开度时
温度在30一53度之间 进气温度传感器根据温度的高低部分地开启通气阀，使进气 管真空度只有一部分传送到控制膜盒。在此部分真空度的作 用下，控制阀部分地开启导流管。
进气温度超过53度 双金属进气温度传感器使通气阀关闭，真空软管与膜盆隔断， 没有真空度传到膜盒，膜片在膜片弹簧3的推压下向下移动。控 制阀将进气导流管全部打开，而将热空气管完全封闭。
微粒：
主要是指柴油机排气中的碳烟，而汽油机的 排气微粒微不足道。微粒表面吸附的可溶 性有机物对人的呼吸道有害。
满足新排放标准的技术措施
• 发动机改进
• 燃烧室改进
• 点火系统改进
汽油车
• EGR • 电控喷射
柴油车
• 稀薄燃烧
• 排气后处理
• 三效催化器
• NOx催化器
• 发动机改进
• 燃烧室改进 • EGR
功用：
四、催化转换器
利用催化剂的作用将排气中的CO、HC和NOx转换为对人体无 害的气体
类型：
氧化催化转挽器和三效催化转换器
氧也化称催做化二转效换催器化只转将换排器气。中的CO和HC氧化为CO2，和H2O，
必须向氧化催化转换器供给二次空气作为氧化剂，才能使其 有效地工作。
三效催化转换器可同时减少CO、HC和N0x的排放
NOx高温的产物， NOx的体积分数达(10～20)×10-4 ％可刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等。体积分数超过 500×10-4 ％时、几分钟可使人出现肺气肿而死亡
第六章 发动机有害排放物的控制系统
HC包括未燃和未完全燃烧的燃油和润滑油蒸气。HC和NOX 在阳 光照射下形成光化学烟雾，其中主要的生成物是臭氧(O3)，它具有强 氧化性，可使橡胶开裂，植物受害，大气能见度降低，并刺激人眼和 咽喉。
微粒主要是指柴油机排气中的碳烟，而汽油机的排气微粒微不足 道。微粒表面吸附的可溶性有机物对人的呼吸道有害。
烟台大学
汽车构造
三、氮氧化合物（NOx）
NOX主要是指NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环境中。空气中含NOX 的体积分数达(10～20)×10-4％可刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等。当NOX 的体积分数超过500×10-4％时，几分钟可使人出现肺气肿而死亡。
NOx是NO和NO2的总称， NO约占95%，燃烧后期或排气过程中，部分NO氧 化成NO2 NO在大气层中，与O3反应急速氧化成NO2 ，直接破坏大气层, 有强烈的 刺激味，对肺和心肌等有很强的损坏作用。体积分数超过500x104 %出 现肺气肿 形成光化学烟雾 控制方法：降低混合气中氧的浓度，降低燃烧温度，缩短高温燃烧带内 的滞留时间，改善混合气的形成
烟台大学
汽车构造
第六章 发动机有害排放物的控制系统
CO是不完全燃烧产物，是一种无色无味的气体。它与血液中血 红素的亲和力是氧气的300倍，因此当人吸入CO后，血液吸收和运送 氧的能力降低，导致头晕、头痛等中毒症状。当吸入体积分数为0.3 ％的CO气体时，可致人于死亡。
NOX主要是指NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环境中。 空气中含NOX的体积分数达(10～20)×10-4％可刺激口腔及鼻粘膜、 眼角膜等。当NOX 的体积分数超过500×10-4％时，几分钟可使人出 现肺气肿而死亡。
汽车构造
第六章 发动机有害排放物的控制
第一节 汽车发动机的有害排放物 汽车发动机排放的污染物主要有一氧化碳（CO）、碳氢化 合物（HC）、氮氧化合物（NOX）和微粒。 一. 发动机有害排放物 一氧化碳:吸入体积分数为0.3%->死亡 氮氧化合物:体积分数超过500x 104 %出现肺气肿 碳氢化合物:刺激人眼和咽喉 氮氧化合物+碳氢化合物->形成烟雾 微粒：柴油机排气中的碳烟。微粒表面吸附的可溶性有机物 对人的呼吸道有害。
微粒主要是指柴油机排气中的碳烟，而汽油机的排气微粒微不足 道。微粒表面吸附的可溶性有机物对人的呼吸道有害。
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三、氮氧化合物（NOx）
NOX主要是指NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环境中。空气中含NOX 的体积分数达(10～20)×10-4％可刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等。当NOX 的体积分数超过500×10-4％时，几分钟可使人出现肺气肿而死亡。
NOx是NO和NO2的总称， NO约占95%，燃烧后期或排气过程中，部分NO氧 化成NO2 NO在大气层中，与O3反应急速氧化成NO2 ，直接破坏大气层, 有强烈的 刺激味，对肺和心肌等有很强的损坏作用。体积分数超过500x104 %出 现肺气肿 形成光化学烟雾 控制方法：降低混合气中氧的浓度，降低燃烧温度，缩短高温燃烧带内 的滞留时间，改善混合气的形成
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第六章 发动机有害排放物的控制系统
CO是不完全燃烧产物，是一种无色无味的气体。它与血液中血 红素的亲和力是氧气的300倍，因此当人吸入CO后，血液吸收和运送 氧的能力降低，导致头晕、头痛等中毒症状。当吸入体积分数为0.3 ％的CO气体时，可致人于死亡。
NOX主要是指NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环境中。 空气中含NOX的体积分数达(10～20)×10-4％可刺激口腔及鼻粘膜、 眼角膜等。当NOX 的体积分数超过500×10-4％时，几分钟可使人出 现肺气肿而死亡。
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第六章 发动机有害排放物的控制
第一节 汽车发动机的有害排放物 汽车发动机排放的污染物主要有一氧化碳（CO）、碳氢化 合物（HC）、氮氧化合物（NOX）和微粒。 一. 发动机有害排放物 一氧化碳:吸入体积分数为0.3%->死亡 氮氧化合物:体积分数超过500x 104 %出现肺气肿 碳氢化合物:刺激人眼和咽喉 氮氧化合物+碳氢化合物->形成烟雾 微粒：柴油机排气中的碳烟。微粒表面吸附的可溶性有机物 对人的呼吸道有害。
第六章发动机有害排放物的控制系统
颗粒型
（3）催化转换器结构形式
如图6—5a由100个直径为2~3
mm的多孔型陶瓷小球构成的反应床
整体型
是一个有很多蜂窝状小孔的陶 瓷块。如图6—5b 特点：体积小，排气接触面积大，
排 气阻力小。 陶瓷小球和陶瓷快块镀有金属铂、钯或铑均装在不锈钢外壳内。
（4）催化转换器使用条件：
• ①只能使用无铅汽油， • ②当温度超过360℃时，催化转换器才起催化反应； • ③必须供给理论混合气。
四、催化转换器
•
（1 ）
功用：将排气中的CO、HC和Nox转换为对
人体无害的气体的一种排气净化装置。 金属铂、钯或铑均可作催化剂，只起促进 反应的进行，不是反应物的一部分。
（2）类型
• 氧化催化转换器（二效）——将排气中的CO、HC氧化 为CO2，H2O 。 • 三效催化转换器——将排气中的CO、HC氧化为CO2， H2O ， Nox还原为N2、O2。
五、柴油机微粒过滤器
如图6—6（滤芯有多孔陶瓷制造）
六、排气再循环系统--把排出的部分废气回
送到进气管，与新鲜混合气一起再进入汽缸。
• 1.功用：净化排气中的Nox.
2）排气再循环系统
• 在暖机和怠速时、在全 负荷或高转速下工作时， 不进行排气再循环，由 电磁阀的通电和断电来 实现，电磁阀由ECU来 控制。
原理：如图6—3
a)发动机前罩下温度在 30°C以下，通气阀开 启，控制阀关闭； b ）发动机前罩下温度 在30~53°C之间，通 气阀部分开启，控制阀 部分开启； c）发动机前罩下温度 超过53°C之后，通气 阀关闭，控制阀开启。
注意：气道燃油喷
射式发动机不采用。
三、二次空气喷射系统
• 功用：利用空气泵将新鲜空气经空气喷管喷入排Fra bibliotek如图6—7
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热空气
5
当汽车前罩下的环境温度在30 C ~53 C之间时，进气温度传感器部分地开 启通气阀，使进气管真空度只有一部分传送到控制膜盒。控制阀部分地开启进 气导流管，热空气管也部分地开启。因此，部分冷空气和热空气供入发动机， 使进气温度基本恒定。见图（b）所示。 当环境温度超过53 C后，双金属进气温度传感器将通气阀关闭，真空软管 与膜盒隔断，膜片弹簧力使控制阀关闭热空气管，将进气导流管完全打开，供 入发动机的全部是环境空气。见图（c）所示。
为什么要进行进气温度调节？
真空控 进气导 制膜盒 流管 控制阀 进气温度传感器
当发动机冷起动后，在怠速或小 节气门开度下工作时，发动机气 缸中的浓混合气，燃烧不完全， 发动机排气中CO和HC较多。恒温 进气空气滤清器的作用就是当发 动机冷起动后，向发动机供给热 空气，这样，即使供给气缸的是 稀混合气，热空气也能保证燃油 充分汽化和燃烧，从而既减少了 CO和HC排放，又能使发动机在低 温下稳定工作。当发动机工作温 度升高后，恒温进气空气滤清器 向发动机供给环境温度的空气。
气再循环的废气比例）。
1、在暖机期间或怠速时，NOx生成量不多，为了保持发动机运转 的稳定性，不进行排气再循环。 2、在全负荷或高转速下工作时，为了使发动机有足够的动力性， 也不进行排气再循环。
11
现代轿车发动机排气再循环（EGR）系统由电脑控制，主要由废气再
循环阀（EGR阀）控制废气再循环的废气量。而EGR阀的开度大小由电 磁阀和真空调节阀控制作用在EGR阀上真空膜片室内的进气管真空度大
8
注 意 （2）催化转换器仅在温度超过350C才起作用，因此，催化转换器 事 都安装在温度较高的排气歧管后面附近； 项
使转换器过热。
（1）催化转换器不能使用加铅汽油，会使催化剂失效；
（3）混合气空燃比必须在14.7附近。混合气过浓或气缸缺火，都会
三元催化转换器
氧化催化转换器
9
（4）排气再循环（EGR）系统
强制式曲轴箱通风装置就是防止曲轴箱内碳氢燃料蒸汽和燃烧 产物排放到大气中的净化装置。
曲轴箱强制通风系统将漏到曲轴箱内的汽油蒸汽和废气引导到 发动机的进气系统，吸入气缸内烧掉，大大减少了发动机的废
气排放量。
16
曲轴箱通风装置工作演示
17
节气门下方的真空度
强制式曲轴箱通风 装置最重要的控制元 件是PCV阀，其功用是
20
PCV阀堵塞，会造成曲轴箱通风不畅
PCV软管漏气，会造成发动机怠速不稳 若气缸的密封性能良好，PCV系统应该使曲轴箱内的 压力略低于大气压力（才能形成强制通风的作用）
21
（6）柴油机微粒过滤
微粒是柴油机排放的突出问题。 对车用柴油机排气微粒的处理，主要采用过滤法。 微粒过滤器的滤芯由多孔陶瓷制造，它有较高的过滤效率。 排气穿过多孔陶瓷滤芯进入排气管，而微粒则滞留在滤芯上。过滤器工 作一段时间后，需及时清除积存在滤芯上的微粒，以恢复过滤器的工作 能力和减小排气阻力。为此，在过滤器入口处设置一个燃烧器，通过喷 油器向燃烧器内喷入少量燃油，并供入二次空气，利用火花塞或电热塞 将其点燃，将滞留在滤芯上的微粒烧掉。
环境空气
环境空气
热空气
6
（2）二次空气喷射系统
二次空气喷射系统的主要功用是在冷起动时由ECU根据发动机温度，
控制来自空气泵的新鲜空气喷入排气歧管或三元催化转换器中，使排气 中的CO和HC进一步氧化或燃烧成为二氧化碳（CO2）和水（H2O）， 以控制尾气中CO和HC 成分，同时，加快三元催化转换器的升温过程。
小，改变膜片的位置，就改变了EGR阀的开度大小，从而改变了废气再
循环的废气量。
电子控制EGR系统
12
（5）曲轴箱通风及汽油蒸发控制系统
发动机工作时，有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由气缸 窜入曲轴箱内（曲轴箱窜气）。当发动机在低温下运行时，还可能 有液态燃油漏入曲轴箱内。这将导致润滑油变质，造成机件腐蚀或 锈蚀，并且对大气环境HC等气体的污染。
1.汽油蒸汽
冷凝
稀释机油
冷凝
机油变质
2.废气中水蒸气和二氧化硫
3.废气中二氧化硫 4.废气进入
遇水
机油泡沫
遇氧
破坏机油供给
机件腐蚀
亚硫酸
硫酸 机油泄露
曲轴箱压力增大
13
曲轴箱通风装置
一、功用：
a.防止曲轴箱内气压过高，
机油渗漏； b.把渗入曲轴箱油蒸气
引入气缸内燃烧；
c.防止油蒸气稀释机油而 变质。
废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气管，并与新鲜混 合气一起进入气缸。由于废气中含有大量的CO2，不参与燃烧，却吸收了 大量的热，因此，降低了最高燃烧温度，又使混合气中氧的成份降低，因 此减少了NOx排放。
排气管
进气管
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废气再循环使发动机动力性能和经济性能下降，尤其是 废气再循
环过多，会影响发动机怠速、低转速小负荷、暖机工况的运转稳定 性，因此，必须根据发动机工况的变化控制废气再循环率（参与废
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通风方式
自然通风：从曲轴箱内抽出的气体直接导入大气中去。 强制通风：用进气管的真空将曲轴箱内抽出的气体导入发动机进气管道中。
自然通风
强制通 风
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为了在发动机高、低负荷工况下都能使曲轴箱内压力稳定（低
负荷时漏气量少，高负荷时漏气量大），需要曲轴箱强制通风 (Positive Crankcase Ventilation，PCV)系统。
空气滤清器
热空气管
热炉
冷空气入口
热空气出口
排气支管
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进气管真空度是如何作用到真空控制膜盒上的呢？见图所示的恒温进气空 气滤清器的工作原理示意图。 双金属进气温度传感器4在环境温度低于30C开启，进气管真空度经真空软 管6作用到真空控制膜盒1，并吸引膜片2克服弹簧3弹力向上，通过连杆带动控 制阀9将进气导流管10关闭。此时，热空气管7打开，被排气支管8加热的热空 气进入空气滤清器。
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真空管
通进 气道
二次空气喷射系 统主要由空气泵、内 部开关阀和单向阀等 组成。空气泵通常由 发动机带驱动，单向
来自旁 通阀 通向催化转化器
分流阀
来自 空气泵 通向 分流阀
空气分配管
流入 大气
阀的功用是防止废气
返回空气泵。
排气支管 排气管
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（3）催化转换器
催化转换器安装在排气歧管之后、排气消声器之前的排气管中。其 作用是利用催化剂（通常是金属铂、钯或铑）的作用将排气中的 CO、 HC和NOx转换为对人体无害的正常气体。 催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器。氧化转换器只将排 气中的CO、HC氧化成CO2和H2O，又称为二元催化转换器，必须提供二 次空气作为氧化剂。三元催化转换器可以同时降低CO、HC和NOx的排放。 它可以以排气中的CO和HC作为还原剂，将NOx还原成氮气（N2）和氧气 （O2），而CO和HC则被氧化为CO2和H2O。当空燃比在理论空燃比 （14.7）附近时，氧化-还原反应达到平衡， CO、HC和NOx的排放同时 达到最低。 如果在三元催化转换器之后再连接一个氧化催化转换器，排气管中未 被氧化的CO和HC继续与供入的二次空气进行氧化反应，进一步降低CO 和HC排放。
第六章
发动机有害排放物的控制
以活塞式内燃机为动力的汽车是城市大气的主要污染源之一。汽车 排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物 (NOx)和微粒。
（1）一氧化碳（CO）：碳氢燃料的不完全产物，人吸入后将降低 血液吸收和运送氧气的能力。 （2）碳氢化合物（HC）：包括未燃和未完全燃烧的燃油和润滑油 蒸汽。 （3）氮氧化合物（NOx）：燃烧室内高温富氧环境中的产物。 HC和NOx在阳光照射下形成光化学烟雾，其主要生成物是臭氧，具有强 烈氧化性，对人类、环境危害极大。 （4）微粒排放：主要指柴油机排气中的碳烟，其表面吸附的可融性有机物 对人的呼吸道有害。
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排气净化装置
仅涉及发动机的机外净化装置，有： （1）恒温进气空气滤清器 （2）二次空气喷射系统 （3）催化转换器 （4）排气再循环系统 （5）曲轴箱通风及汽油蒸发控制系统
（6）柴油机微粒过滤
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（1）恒温进气空气滤清器
也称进气温度自动调节式空气滤清器（增加一套空气加热和控制装置）。 多用于化油器式或节气门体汽油喷射式发动机上。
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部分节气门开度时PCV阀的开度 进气管真空度比怠速时小，在弹簧的作用 下锥形阀与PCV阀体之间的缝隙增大。由于窜 入曲轴箱的气体较怠速时多，所以需要较大的 PCV阀开度。
节气门下方的真空度
节气门下方的真空度
发动机在大负荷工作时PCV阀的开度 节气门全开，进气管真空度较小，弹簧将锥形阀进 一步下压，使PCV阀的开度达到最大。此时，将产生 更多的曲轴箱气体，必须使PCV阀开度最大。
根据发动机工况的变
化自动调节进入气缸 的曲轴箱内气体的数
PC开度 当发动机不工作时，PCV阀中的弹簧 2将其中的锥形阀3压在阀座4上，关 闭了曲轴箱与进气管的通路。 节气门下方的真空度
阀体 锥形阀 弹簧 阀座
发动机在怠速或减速时PCV阀的开度 在怠速或减速时，进气管真空度很大， 克服弹簧力把锥形阀高高举起，这时锥形 阀与PCV阀体之间只有很小的缝隙。