第5章发动机排放污染与控制
汽车构造(第三版)习题册参考答案
第一章 汽车总体构造 第一节 汽车分类及结构一、填空1.动力、四个、四个、载运人员、货物2.乘用车、商用车辆3. 94. 115.客车、半挂牵引车、货车6.发动机、底盘、电气设备、车身7.发电机、蓄电池8.驾驶室、货厢9.滚动阻力、空气阻力、上坡阻力、加速阻力 10.ϕF ＝ϕN二、简答1.发动机是为汽车行使提供动力的装置。
其作用是使燃料燃烧产生动力，然后通过底盘的传动系驱动车轮使汽车行驶。
2.底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。
3.一是发动机要有足够的功率；二是驱动轮与路面间要有足够的附着力。
第二节 汽车识别代码和技术参数一、名词解释1.汽车完全装备好的质量，包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。
2.汽车满载时的总质量。
3.汽车最前端至前轴中心的距离。
4.汽车最后端至后轴中心的距离。
5.汽车满载时，最低点至地面的距离。
最小离地间隙越大，汽车越容易越过障碍物，但重心偏高，降低了稳定性。
6.汽车转向时，汽车外侧转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆半径。
转向盘转到极限位置时的转弯半径为最小转弯半径。
7.汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量。
二、简答1.（1）第一部分：世界制造厂识别代码（WMI）（2）第二部分：车辆说明部分（VDS）（3）第三部分：检验位（4）第四部分：车辆指示部分（VIS）2.（1）除挂车和摩托车外，标牌应固定在门铰链柱、门锁柱或与门锁柱接合的门边之一的柱子上，接近于驾驶员座位的地方；如果没有这样的地方可利用，则固定在仪表板的左侧。
如果那里也不能利用，则固定在车门内侧靠近驾驶员座位的地方。
（2）标牌的位置应当是除了外面的车门外，不移动车辆的任何零件就可以容易读出的地方。
（3）我国轿车的VIN码大多可以在仪表板左侧、风挡玻璃下面找到。
（4）美国规定应安装在仪表板左侧，在车外透过挡风玻璃可以清楚地看到而便于检查。
5章发动机电控技术- 辅助控制系统29
授人以鱼不如授人以渔
4. 2 汽油机进气控制系统及检修
4.2.1 谐波增压控制系统（ACIS）
1．压力波的产生
当气体高速流向进气门时，如进气门突然关闭，进气门附近气流流动突然停止，但 由于惯性，进气管仍在进气，于是将进气门附近气体被压缩，压力上升。当气 体的惯性过后，被压缩的气体开始膨胀，向进气气流相反方向流动，压力下降。 膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来，形成压力波。 2．压力波的利用方法 一般而言，进气管长度长时，压力波长，可使发动机中低转速区功率增大；进气管 长度短时，压力波波长短，可使发动机高速区功率增大。
授人以鱼不如授人以渔
4. 2 汽油机进气控制系统及检修
4.2.2 动力阀控制系统
朱明工作室 zhubob@
功用：根据发动机不同的负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能。
工作原理：受真空控制的动力阀在进气管上，控制进气管空气通道的大小。 发动机小负荷运转时，受ECU控制的真空电磁阀关闭，真空室的真空度不 能进入动力阀上部的真空室，动力阀关闭，进气通道变小，发动机输出小 功率。当发动机负荷增大时，ECU根据转速、温度、空气流量信号将真空 电磁阀电路接通，真空电磁阀打开，真空室的真空度进入动力阀，将动力 阀打开，进气通道变大，发动机输出大的扭矩和功率。
朱明工作室 zhubob@
（4-2-1）
授人以鱼不如授人以渔
汽车发动机构造-5章燃油供给系
加速：指发动机节气门迅速开大，汽油机的转速和功 率在较短时间内迅速提高的过程。要求混合气量要突增， 并保证浓度不下降。但瞬时汽油流量的增加比空气的增加 要小得多，致使混合气过稀。因此，采取强制方法额外增 加供油量。
汽车构造（上）
从以上分析可知：在发动机的不同工况，所要 求的混合气浓度是不一样的。此种特性称为理想化 油器特性。
汽车构造（上）
从简单化油器特性知道其是不能满足汽车发动机的 需要的，所以应该对其进行改进，所以就出现了： 3、现代车用化油器：
在简单化油器的基础上加上5个主要的工作系统，就 能满足发动机实际工作的需要。 ➢ 主供油系统满足发动机在中等负荷时发动机经济性的需 求。 ➢ 怠速系统满足发动机在怠速时供油。 ➢ 加浓系统满足发动机在大负荷、全负荷对动力性的需求。 ➢ 加速系统满足发动机加速时需要。 ➢ 启动系统满足发动机启动时需要。
汽油：约为44000kJ/kg(低热值) 柴油：一般为42500～44000kJ /kg(低热值) 3）抗爆性：抵抗爆震燃烧的能力。用辛烷值大小来衡 量。
汽车构造（上）
§2. 简单化油器与可燃混合气的形成
一、简单化油器的结构
空气室
针阀
空气滤清器
喷管
浮子 2-5mm
喉管
混合室
1、浮子机构：浮子、 浮子室 针阀、浮子室
汽车构造（上）
第5章 汽油机燃料供给系统
本章主要内容： 1、汽油机供给系的组成及燃料 2、简单化油器与可燃混合气的形成 3、可燃混合气成分与汽油机性能的关系 4、汽油供给系其他辅助装置 5、电控汽油喷射系统
汽车构造（上）
§1.汽油机供给系的组成及燃料
柴油发动机尾气排放与控制技术
Internal Combustion Engine &Parts0引言为了在保护我们生存环境的同时，还要提升我们的发展速度，所以需要重视起现如今生活中的环境卫生问题，现如今的柴油发电机在施工的时候很容易导致一些空气污染的问题，为了保护我们生活的环境，并且在不伤害环境的前提下保证我们的发展速度，那么就需要我们对柴油发电机进行改进。
同时我们将会分析因为柴油发电机而出现的生态环境问题，制定相应的对策，并且研究柴油发电机的尾气排放问题以及相关技术控制。
1现如今的国家环境问题柴油发电机主要的污染物之一，也是最为严重的污染物就是废气污染物。
而柴油发电机中所出现的废气污染物一般情况下分为两种，第一种就是工作时产生的废气，也就是说在工作期间因为燃烧原料所产生的废气。
这些产生的废气一般情况下都是难以避免的，因为现如今的柴油发电机所使用的柴油在燃烧时不可避免的会产生大量的废气，一般情况下所使用的处理方法就是对柴油发电机所排除的废气进行简单的过滤，然后再排放。
而第二种就是在汽车行驶时所产生的汽车尾气，汽车尾气显而易见指的就是我们生活中行车时出现的尾气，这些尾气会直接导致我们国家的环境问题[1]。
2柴油发电机尾气排放的解决方法和控制方法2.1进行环境空气监测首先，环境空气监测是我们现如今能够了解空气中PM2.5和其他颗粒物的含量成分的唯一方法，所以环境空气监测的重要性不言而喻，为了能够更好的生活在我们的地球，对环境空气的监测就必不可少[2]。
我们要知道的是，环境空气监测的对象是什么，是受到了一定程度污染的空气，对空气中的可见颗粒物、不可见颗粒物、一氧化氮以及二氧化硫等空气中不纯净的成分进行监测。
首要的目的就是通过监测空气中的这些成分来得知现如今的空气是什么样的，从而通过天气预报的方法，将今日的空气情况公布给所有的民众，从而达到让民众在出行的时候做好万全的准备，减少因为空气中可见颗粒物和不可见颗粒物而导致的呼吸病等等，这是一种变相的保护我们国家人民群众的方式，只要让人民群众提前得知今日的空气情况，那么就可以尽量减少肺结核这种病的发生。
发动机原理_柴油机混合气的形成和燃烧
运动速度和油膜厚度。
二、分隔式燃烧室
涡流室燃烧室 • 预燃室燃烧室 涡流室容积约占整个燃烧 室压缩容积的50%-60% • 预燃室容积约占整个燃烧 • 通道的截面积约为活塞截 室压缩容积的35%-45% 面积的 1%～3.5％ • 通道的截面积约为活塞截 • 涡流室燃烧过程 面积的0.3%-0.6％ • 预燃室燃烧过程
机械噪声
由曲轴连杆活塞机构、配气
机构、齿轮系、喷油泵及其 它附属机构等部分的高速运 动并与其相邻零部件发生频 繁的机械撞击，激励结构振 动而产生的噪声。
燃烧噪声
因为迅速地燃烧引起燃烧室
内压力急剧变化
控制噪声与振动的措施
1）控制燃烧过程来降低燃烧噪声。 2）改进机体等有关零部件的结构，降低结构振动的振幅 和提高共振频率。 3）为减小撞击力，尽可能减小缸套与活塞之间、轴承、 传动齿轮等处的间隙。为减小惯性力应减小运动件的质量， 并在可能的情况下，适当降低活塞平均速度。 4）应用吸振减振材料制造薄板零件 5）改进消声器的结构、材料；改进空气滤清器、冷却风 扇等的设计及适当调节配气相位以降低气体动力噪声。 6）遮蔽噪声源
三、对喷射系统的要求
理想的喷油规律： 更高的喷射压力和喷油速 率以及更短的喷油持续时 间已是技术发展的一个明 显趋势。 为避免柴油机工作过于粗 暴，又希望实现“先缓后 急”的喷油规律。 在所有的工况下都希望在 喷射结束阶段能尽可能迅 速地结束喷射。
四、柴油机电控喷射系统
电控喷射系统突出优 点是控制的准确性和 响应的快速性。 系统的基本控制量： • 循环喷油量的控制 • 供油提前角控制
第二节 燃油喷射和雾化
一、供油系统和喷射过程
柴油机供油系统 喷油泵速度特性及其校正 喷射过程 供油规律和喷油规律 不正常喷射现象和喷射系统中的穴蚀 破坏
汽车检测诊断技术-5章汽车排放污染物与噪声的检测
授人以鱼不如授人以渔
4
4.7.1 不分光红外线尾气分析仪检测原理和构成 朱明工作室 １．不分光红外线尾气分析仪检测原理 zhubob@ 不分光红外线尾气分析仪利用不同气体具有吸收不同波长红外线的特性进行 检测。用眼睛看(在可见光范围内)，汽车排放废气中的CO、HC、NO和CO2 等气体都是透明的。但在某种波长红外线照射下就似乎不那么透明了，好象 红外线被吸收或被挡住了一部分。这样结果的原因是，当红外线穿过这些气 体时它的能量被吸收了一部分。而被吸收能量的多少，与该气体的浓度有一 定关系。 不同的气体对不同波长的红外线吸收的情况也不相同。如图4—68所示，CO 主要吸收波长为4.7μm附近的红外线。如果我们要检测尾气中CO的含量，我 们可以让红外线穿过一定量的汽车尾气，然后检测4.7μm红外线经过尾气前 后能量的变化值，即可确定尾气CO的浓度。这就是不分光红外线尾气分析仪 的基本检测原理。 需要注意的是，图4—68中，HC对应的曲线是正己烷（C6H14）的特性，它吸 收的红外线波长为3.4μm。尾气中含有多种成分HC，而且不同的碳氢化合物 吸收红外线的波长也有些差异。检测汽车废气时我们所说的HC浓度。都是以 正已烷为基准的。
朱明工作室
zhubob@
第五章 汽车排放污染物与噪声的检测
欢迎来到汽车检测与诊断技术课堂 主讲：朱明
•高级技师、经济师,工程师 •高级技能专业教师 •汽车维修工高级考评员 授人以鱼不如授人以渔
1Leabharlann 第五章 汽车排放污染物与噪声的检测
朱明工作室
zhubob@
主要内容： 汽车排放污染物的检测 汽车噪声检测
1—CO显示器；2—CO定标旋钮；3—HC显示器； 4—HC定标旋钮；5—电源开关；6—风扇开关； 7—取样泵开关；8—CO量程切换开关； 9—CO调零旋钮；10—HC调零旋钮； 1一导管；2一滤清器；3一低含量取样探头； 11—HC量程切换开关；12—流量计； 4一高含量取样探头； 13—标准气样入口；14—拉手；15—上盖板； 5一CO指示仪表；6—HC指示仪表； 16—过滤器；17—水分离器；18—熔丝座； 7一标准HC气样瓶；8一标准CO气样瓶 19—电源线插座；20—进气口；21—出气口； 图4—69 MEXA一324F型汽车排气分析仪 22—前置过滤器；23—取样管 6 授人以鱼不如授人以渔 图4—70 QFY-2型汽车排气分析仪
第5章 燃烧室
2、气动喷嘴
3、蒸发喷嘴
3、蒸发喷嘴
3、蒸发喷嘴
4、甩油喷嘴
5.2燃烧室基本构件的结构 5、点火器
间接点火：能量大，复杂，重 直接点火：高能电嘴 电嘴：气体放电电嘴 电蚀电嘴 半导体电嘴
5.3排气污染及减少排气的主要措施
（一）污染物的生成
NOx，CO，HC，微粒，SO2及光化学烟雾等
5.1燃烧室的基本类型
功用：将燃油化学能转化为热能，将压气机增压后的高压空 气加热到涡轮前允许的温度，以便进入涡轮和排气装置内膨 胀做功。 工作环境：高温、高负荷，热应力，热腐蚀 要求：稳定工作范围大、效率高、容热强度大、可靠 性高、维修性好、燃烧充分、污染小等。 组成：扩压器，壳体，火焰筒，喷嘴，点火器
无叶片式：喇叭形
径向叶片式
5.2燃烧室基本构件的结构
3、火焰筒
（3）火焰筒筒体的进气和冷却 火焰筒筒体：头部，筒体，燃气导管 头部：加速混合器的形成，保持稳定的火源，需要局部略 为富油，因此只有一小部分空气从头部进入 筒体：主燃区，加快油气混合气的燃烧过程，保证完全燃 烧 燃气导管：降低高温燃气的温度，使涡轮能够承受，并形 成均匀的温度场；改变环管式燃烧室的气流通道 冷却： 气膜冷却 进气孔冷却
5.1燃烧室的基本类型
基本类型： 3. 环形燃烧室
结构特点：燃烧室的内、外壳构成环形气流通道，通
道内安装的是一个由内、外壁构成的环形火焰筒，因而 燃烧室在环形的燃烧区和掺混区内进行。 分类
带单独头部的环形燃烧室 全环形燃烧室 折流式环形燃烧室 回流式环形燃烧室
典型的环形燃烧室
典型的环形燃烧室
燃烧室气流分配
2024年cat发动机培训教程
CAT发动机培训教程引言CAT发动机是全球知名的重型机械设备制造商卡特彼勒公司生产的高质量、高性能的发动机。
CAT发动机以其卓越的性能、可靠性和耐用性而闻名于世，广泛应用于各种重型机械设备、船舶、发电设备等领域。
为了更好地满足用户的需求，本教程旨在为CAT发动机用户提供全面、系统的培训，帮助用户更好地了解、使用和维护CAT发动机。
第一章：CAT发动机概述1.1CAT发动机的发展历程CAT发动机自诞生以来，历经数十年的发展，不断进行技术革新和产品升级。
从最早的四冲程柴油机，到现代的电子控制燃油喷射系统，CAT发动机始终保持着行业领先地位。
1.2CAT发动机的系列产品CAT发动机拥有丰富的产品线，包括小型、中型和大型柴油机，功率范围广泛，可满足不同用户的需求。
主要产品系列有：（1）C系列：C4.4、C7.1、C13、C15等，适用于小型和中型机械设备。
（2）ACERT系列：ACERT技术是CAT发动机的核心技术之一，通过先进的燃烧优化和排放控制技术，实现高效、环保的动力输出。
（3）3400系列：3406E、3412E等，适用于大型机械设备、船舶和发电设备。
第二章：CAT发动机的工作原理与构造2.1工作原理CAT发动机是一种四冲程柴油机，其工作原理包括进气、压缩、燃烧和排气四个过程。
通过这四个过程的循环往复，实现发动机的动力输出。
2.2发动机构造（1）气缸体：是发动机的主体部分，承担着承受高温、高压气体压力的重要任务。
（2）曲轴连杆机构：将活塞的直线运动转换为曲轴的旋转运动，实现动力输出。
（3）燃油系统：负责将燃油喷入气缸内，与空气混合后进行燃烧。
（4）冷却系统：通过循环水冷却发动机，保持发动机工作温度稳定。
（5）润滑系统：为发动机各运动部件提供润滑，降低磨损。
（6）电子控制系统：通过电子控制单元（ECU）对发动机各系统进行精确控制，实现高效、环保的动力输出。
第三章：CAT发动机的使用与维护3.1使用注意事项（1）确保发动机的运行环境符合要求，避免在高温、高湿、高海拔等恶劣环境下长时间运行。
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❖ 5.1.2发动机排放的污染物及其危害 危害：
❖ NOX: 吸入较多的NO会造成中枢神经障碍，破坏造血机能， 引起贫血、神经衰弱，并降低肺对病菌的抵抗能力 NO2被人体吸收后变为硝酸，硝酸与血红蛋白结合生 成变性血红蛋白，对心、肝、肾都有不良影响。浓度 在5ppm，能被感知，10～20ppm，有强烈的刺鼻味 ，50～300ppm，头痛出汗，300～500ppm，气管发 炎，大于500ppm，肺浮肿而死亡。 参与光化学反应会形成臭氧、醛和PAN。
COHb/O2Hb <0.1
CO对人体的毒害 症状 无症状
0.1～0.2
头痛、注意力下降、心慌
0.2～0.3
剧烈头痛、头晕、无力
0.3～0.45
呕吐、虚脱
0.45～0.6
昏迷
>0.6
死亡
第5章发动机排放污染与控制
❖ 5.1.2发动机排放的污染物及其危害 危害：
❖ HC: 破坏造血机能，引起贫血、神经衰弱，并降低 肺对病菌的抵抗能力 光化烟雾的主要产生源 PAH 致癌 醛类对眼、呼吸道、血液有毒害
第5章发动机排放污染与控制
第5章发动机排放污染与控制
❖ 5.1.5发动机排气净化技术的发展 ➢ 从研究污染物的现象到研究生成机理 ➢ 从调整部分参数到发动机性能的全面优化 ➢ 从稳态常用工况控制到全工况范围的微机
控制 ➢ 从常规燃料的排放研究到燃用代用燃料的
排放研究 ➢ 从预测排放的简单模型到更为全面准确的
第5章发动机排放污染与控制
❖ 5.1.4主要有害物的物理化学变化
CO的化学变化
2CO O2 2C2O
1 CO2O2 CO2
C O 3 H 2 C 4 H H 2 O C O O H C2 O H
第5章发动机排放污染与控制
❖ 5.1.4主要有害物的物理化学变化
NOx的化学变化 N O O 3 N2O O 2
能量，再发射到地面的这些气体，使地球表面 变暖。 ❖ CO2可以吸收波长为15微米左右的红外线，故 CO2也称为温室气体。。
第5章发动机排放污染与控制
❖ 5.1.4主要有害物的物理化学变化 光化学烟雾生成 ❖ HC和氮氧化合物，在阳光作用下，经一系列化
学反应，生成以臭氧、醛、过氧酰基硝酸脂为 主的光化烟雾，烟雾是浅蓝色的刺激性烟雾。 ❖ 光化学烟雾生成的基本原理
预测模型的研究
第5章发动机排放污染与控制
第5章 发动机排放污染与控制 5.2 污染物生成机理及影响因素
❖ 5.2.1 CO生成机理
理论上，HC燃料完全燃烧时生成CO2和H2O。HC 的氧化过程：
R-H R- R-O2RCHORCOCO+RCO+OHCO2+H 因此，CO是烃燃料燃烧的中间产物。
第5章发动机排放污染与控制
污染物分类
一次污染物
二次污染物
第一类硫化物 第二类氧化物
SO2 、 H2S CO 、CO2
SO2 、 H2SO4 、 MSO4
O3
第三类氮化物
NO 、NH3
第四类碳氢化合物 未然烃、醛
第五类卤化物
HF、HCl
第5章发动机排放污染与控制
NO2、 HNO3、 MNO3 醛、酮、过氧酰基 硝酸脂（PAN）
自由基如OH、HO2等也能使NO转化为NO2： O H C O C2O H O H C O C2O H
H2O N O N2O OH
NO2经若干反应生成硝酸
OH NO 2 HN3O
N2O O 3 N3O O 2
N3O N2O N 2O 5
N2O5H2O 2HN 3 O
硝酸与氨作用生成硝酸氨
HN 3N O3H N第4 5H 章N 发动3机O 排放污染与控制
第5章 发动机排放污染与控制 5.1 大气污染及发动机排放
❖ 5.1.1 大气污染 ISO对大气污染的定义：空气污染通常指人类 活动及自然过程引起某些物质介入大气中， 呈现出足够的浓度，在大气中保留了足够的 时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和 福利或危害了环境。 自然过程: 森林火灾、岩石风化、火山活动等 福利: 自然资源、生物、建筑物等。
第5章发动机排放污染与控制
❖ 5.1.2发动机排放的污染物及其危害
危害：
❖ 微粒:危害与粒径大小有关
大气中小于5～10μm微粒可直接深入呼吸道及肺 叶组织并在其中沉积，造成机械性超负荷，从 而引起肺部组织病变。发动机排出微粒粒径一 般都在1μm以下，汽油机排除的微粒粒径一般 在0.02μm左右；柴油机排除微粒粒径一般在 0.1μm左右。这些微粒都处于在大气中能长期 悬浮的范围内，在其表面上通常还附有多种有 机物质，其中包含PAH,具有不同程度的诱变和 致癌作用，因而对人体有直接威胁。。
太阳光照射下，吸收波长200～400nm的紫外 线光能hr，发生光氧化作用而产生SO3，然后 与水蒸汽化合形成硫酸
2S2 O O 2h r2S3 O
S3 O H2O H2S4 O
第5章发动机排放污染与控制
❖ 5.1.4主要有害物的物理化学变化 温室效应 ❖ 温室效应：通过吸收地球反射的一部分红外线
SO2变成硫酸烟雾后，对人和环境有极大危害
含铅微粒，对血液、骨骼和神经细胞有损害作用，对生长发 育的儿童影响尤其严重。不同金属对人类的损伤是不一样 的，
第5章发动机排放污染与控制
❖ 5.1.3 发动机的排放指标 排放物浓度C 质量排放量G 排放物的比排放量g及排放率gT 浓度指数Kp 定额容积和比定额容积 行驶里程排放量Qv
无
❖ 5.1.2发动机排放的污染物及其危害 内燃机排放污染物：
➢ CO、HC、NOX（NO、N2O、NO2等） ➢ CO2、CH4 ➢ PM(碳烟微粒) ➢ SOX、醇类、醛类(RCHO)﹑多环芳香烃(PAH) ➢ 其他未知污染物.
第5章发动机排放污染与控制
5.1.2发动机排放的污染物及其危害 危害：
第5章发动机排放污染与控制
❖ 5.1.2发动机排放的污染物及其危害
危害：
❖ 其他排放物
二氧化碳：温室效应
醛类(RCHO)：排气产生臭味、具有刺激性，长时间受浓度 较大甲醛影响，眼睛、上呼吸道和中枢神经会受到危害。
SO2：具有刺激性，浓度达到8ppm时，刺激鼻喉，引起咳 嗽。若浓度进一步增大，引起呼吸困难，形成支气管炎、 哮喘，甚至肺肿，直至死亡。