汽油机机内净化技术资料重点
第4章 汽油机机内净化技术
小尺寸的涡流和湍流，可大大改善混合气
燃烧过程。
第4章 汽油机机内净化技术
高压缩比燃烧系统 燃料辛烷值允许的前提下尽可能用较高的压 缩比，以获得较好的功率和油耗指标。 一味提高压缩比对排气净化不利。 电控点火系统的采用使精确控制点火定时成 为可能，为高压缩比点燃机在性能与排放方 面得到更好的折中可提供很大的潜力。
第4章 汽油机机内净化技术
EGR率对汽油机净化与性能的影响 废气再循环能有效地降低汽油发动机的 NOx 排放,但进行EGR时必须要考虑其对发动机动 力性、经济性的影响。通常将EGR率控制在 10%～20%范围内较合适。 冷却 EGR 技术 再循环废气经冷却器冷却后 再送入进气端，进一步降低 进气温度，更有利于降低NOx 排放，同时改善燃油经济性。
第4章 汽油机机内净化技术
汽油喷射电控系统分类
分类方式
按喷油器数目分
主要类别
单点喷射（SPI） 多点喷射（MPI） 按喷射区域分 进气（管)道喷射 缸内喷射 连续喷射 按喷射方式分 间歇喷射 按进气量检测方法分 空气流量型 进气压力型
第4章 汽油机机内净化技术
典型汽油喷射电控系统
1） L－Jetronic系统
该发动机拥有两个化油器或两套进气 管喷射装置，所以可以分别提供不同 过量空气系数的混合气给主、副室的 进气系统。
第4章 汽油机机内净化技术
轴向分层燃烧系统
1-火花塞；2-气缸；3-活塞；4-导气屏进气门；5-喷油器
燃料在涡流作用下，沿气缸轴向产生上浓下 稀的分层。
第4章 汽油机机内净化技术
滚流（纵涡）分层稀燃系统 在进气过程中形成的绕垂直于气缸轴线方 向旋转的有组织的空气旋流，称为滚流， 也称为纵涡或横向涡流。滚流在压缩过程 中逐渐被压扁，在上止点附近破碎成许多
汽油机的有害排放物及其控制
四、点火系统
传统点火系统具有结构简单、工作可靠、 成本低等优点，基本能满足汽油机对点火系统 的要求，随着汽车工业的高速发展，要求汽车 发动机向高转速、高压缩比、大功率、低比油 耗和低排放污染发展，传统点火系统越来越不 适应新的要求，人们开始研制电子点火装置， 提高发动机的点火性能。近二十年来，各类电 子点火装置相继问世，而且种类繁多。
暖机期间要使可燃混合气、冷却液和 机油尽快热起来，例如，采用进气自动 加热系统，有助于改善暖机和寒冷天气 运转时的混合气形成条件。
二、怠速
车用汽油机在实际使用中怠速工况占 很大的比例，汽油机在怠速工况下由于 残余废气系数大，混合气不得不加浓， 结果导致CO和HC的排放很高，所以世界 各国的排放法规都是首先限制怠速排 放。
燃油蒸发控制
活性碳罐
§6 汽油机机内净化技术
汽车排气中的有害排放物的净化途径， 一般分为两大类：
机内净化：它是通过对发动机燃烧过程 的改善，防止或减少有害物在发动机燃 烧过程中的生成量，减少排气中的有害 物质；
机外净化：是用设置在发动机外部的装 置将发动机排出的废气进行净化处理， 在净化装置中减少在发动机中已经产生 的污染物.
燃烧室形状 压缩比 火花塞位置 活塞组设计 稀薄燃烧
§7 废气再循环（EGR）
废气再循环简称EGR，是目前用于降 低NOx排放的一种有效措施。它将发动机 排气的废气引入进气管与新鲜混合气混 合后送入汽缸燃烧，实现再循环。EGR系 统的作用是将部分废气引出排气系统， 将引出的废气再送入进气系统，并对送 入进气系统的废气进行最佳的控制与调 节等。
提高怠速转速，改善燃烧状态是改善 怠速排放的重要手段。
三、混合气形成和空燃比
空燃比控制精度决定了混合气形成质量 的好坏。
汽油机后处理净化技术概要 PPT
空速特性
空速(SV)：
SV=qv / Vcat
Vcat=(0.5~1)Vst
空速的大小表示了反应气体在催化剂中的停
留时间(tr)： tr =ε/sV
贵金属用量mpm：mpm =(1.0~2.0) Vcat
我们来了 解空速特
性！
第6章 汽油机后处理净化技术
流动特性
对扩张管的形状、结构进行优化设计是改善催化 转化器流动均匀性的一种有效方法。
排气系统如何匹配
第6章 汽油机后处理净化技术
催化器与燃料及润滑油的匹配 催化器与燃料及润滑油的匹配
选用抗中毒劣化性好的催化剂。
催化器与排放法规之间也应有合理的对应关系
催化器性能越好，贵金属含量越高，成 本越高，应更注重催化器性能恰好满足 当时排放法规。
第6章 汽油机后处理净化技术
6.3 稀燃催化技术
第6章 汽油机后处理净化技术
后处理净化技术
排气系统
在尽量不影响发动 机性能的同时，在 排气系统中安装各 种净化装置，利用 净化装置在排气系 统中对废气进行处 理来降低最终向大 气环境排放的污染 物。
最多的废气后处理净化技术。
一般采用蜂窝结构载体，蜂窝 表面有涂层和活性组分，与废 气的接触表面积大，当发动机 的空燃比在理论空燃比附近时， 催化剂可将90%的碳氢化合物 和一氧化碳及70%的氮氧化物 同时净化。
催化反应过程
第6章 汽油机后处理净化技术
吸附过程
吸附作用是一种或数种物质的原子、分子或 离子附着在另一种物质表面上的过程。
三效催化剂上发生 化学吸附的一般吸
附方程式：
A为吸附质分子（CO、HC或NOX） s为活性中心（或催化中心） A(s)为在吸附表面上形成的表面络合物 H(s)和O(s)分别为氢原子和氧原子吸附在活性中心形成的表面络合物
车用汽油机HC生成机理及排放控制技术
螁前言莆车用汽油发动机是大气的主要污染源之一，由于其燃烧方式与柴油机不一样，造成较大的未燃HC排放。
随着环境污染的日益严重，人们对发动机的排放提出了严格的法规，促使对未燃HC的生成机理与排放进行更加深入的研究。
本文在比较和归纳前人研究成果的基础上，论述了车用汽油机HC有害排放物的生成机理和降低排放的措施。
羆1 汽油机HC的生成机理袄(1)不完全燃烧(氧化)。
发动机运转时，若混合气过浓或过稀，或者废气被严重稀释，或者点火系统发生故障，则火花塞可能不跳火，或者跳火后不能使混合气着火，或者着火后又在传播过程中熄灭，致使混合气中部分燃料，甚至全部燃料以未燃HC形式排出，使HC排放明显升高。
芈(2)壁面淬熄效应。
壁面淬熄效应是指温度较低的燃烧室壁面对火焰的迅速冷却(也称激冷)，使活化分子的能力被吸收，链式反应中断，在壁面形成0.1～0.2mm的不燃烧或不完全燃烧的火焰淬熄层，产生大量未燃的HC。
莈(3)狭缝效应。
狭缝主要指活塞头部、活塞环和气缸壁之间的狭小缝隙，火花塞中心电极的空隙，火花塞的螺纹、喷油器周围的间隙等处。
汽油机工作时总有一些液态油滴或燃油蒸气隐藏在这些缝隙中，因火焰无法传人其中而不能燃烧，于是成为未燃烧HC的一个来源。
肄(4)壁面油膜和积炭吸附。
在进气和压缩过程中，气缸壁面上的润滑油膜，以及沉积在活塞顶部、燃烧室壁面和进气门、排气门上的多孔性积炭，会吸附未燃混合气和燃料蒸气，在膨胀和排气过程中这些吸附的燃料蒸气柱随之进入气态的燃烧产物中。
这样HC的少部分被氧化，大部分则随已燃气体排出气缸。
芃2 影响HC生成的因素羈2.1 空燃比的影响膅空燃比对HC排放浓度的影响甚大。
通常HC排放浓度和数量有随混合气变稀而下降的趋势，但是，当混合气空燃比大于17：1时，混合气过分稀薄，易发生火焰不完全传播以至断火，使HC排放量迅速增加。
因此，凡影响空燃比和排气后反应的因素，如大气压力、进气温度、排气温度、排气中的含氧量等，也必然影响HC的排放。
第五章内燃机机内净化技术
火花质量和点火正时对排放产生影响
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1-4 点火系统优化
2.点火正时对排放的影响
（2）点火提前角对有害排放物的影响。
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1-4 点火系统优化
2.点火正时对排放的影响
（3）点火提前角对燃油消耗率和有害排放物的影响。
推迟点火
未燃 HC排 放下降
NOx排放 降低
影响动 力性和 经济性
1-3 缸内直喷技术
三、汽油机缸内直喷分层燃烧原理：
1. 在火花塞间隙周围局部形成具有良好着火条件的较浓 混合气（12~13.4），在燃烧室大部分区域是较稀混 合气；
2. 两者之间为了有利于火焰传播，混合气浓度从火花塞 开始由浓到稀逐步过渡，这就是所谓的分层燃烧。
3. 汽油机分层燃烧可分为两大类：进气道喷射分层燃烧 方式和缸内直喷分层燃烧方式，以下主要介绍缸内直 喷分层燃烧方式。
三菱的GDI发动机通过稀薄燃烧技术，让燃料消 耗减少20%-35%，让二氧化碳排放减少20%， 而输出功率则比普通的同排量发动机10%。
1-3 缸内直喷技术
Ⅱ 三菱— GDI技术：
1-3 缸内直喷技术
Ⅱ 三菱— GDI技术：
GDI 发 动 机 的 喷 油 过程共分两次喷油：
辅喷油阶段：进气行程，发动机进行一次喷油，喷油数量不 大，这部分汽油会汽化挥发吸收热量，降低汽缸内的温度， 气缸内混合气密度增大。可以提高进气密度，让更多的空气 进入汽缸，确保汽油跟空气均匀的混合。
1-2 汽油喷射电控系统
五、电控汽油喷射系统控制
断油控制
超速断油控制——当发动机转速超过允许的最高转速时， 由ECU自动中断喷油，减少有害物排放。
减速断油控制——当汽车在高速运转时突然减速，发动机 仍在汽车惯性的带动下高速旋转。此时节气门接近关闭， 进入气缸的空气量很少，若继续正常喷油，则会造成燃烧 不完全与废气中HC和CO排放物增多。 其目的是为了控制急减速时有害物的排放，减少燃油消耗 量，促使发动机转速尽快下降，有利于汽车减速。
汽轮机油净化装置技术规范书
工程汽轮机油净化装置技术规范书编制单位： XXXXXX技术有限公司年月日工程汽轮机油净化装置技术规范书审核：校核：编制：目录一技术规范 (1)1 总则 (1)2 工程概况 (1)3 设计和运行条件 (1)4 技术要求 (2)5 技术数据表（卖方提供） (11)6 清洁、油漆、标志、装卸、运输与储存 (13)二供货范围 (14)1 一般要求 (14)2 供货界限（含设计界限） (14)3 供货范围 (15)三技术资料和交付进度 (17)1 一般要求 (17)2 资料提交内容及进度 (17)四监造、检验和性能验收试验 (19)1 总则 (19)2 设备监造 (19)3 工厂检验与试验 (22)4 性能验收试验 (24)五技术服务和设计联络 (26)1 现场技术服务 (26)2 培训和技术配合 (27)3 设计联络 (27)4 售后服务 (27)六大(部)件情况 (28)七分包与外购 (29)八技术性能违约金支付条件 (30)九交货进度 (31)一技术规范1 总则能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2 本技术规范书中提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，也未充分引述有关标准及协议书的条文。
卖方应提供一套满足本技术规范书和所列标准要求的高质量产品及其相应服务。
对国家有关安全、环保等强制性标准，必须满足其要求。
1.3 如未对本技术规范书提出偏差，将认为卖方提供的设备符合技术规范书和标准的要求。
偏差（无论多少）都必须清楚地以书面形式提出，经买卖双方讨论、确认后，载于本技术规范书书。
1.4 卖方须执行所列标准。
有矛盾时，按较高标准执行。
卖方在设备设计和制造中所涉及的各项规程，规范和标准必须遵循现行最新版本的标准。
1.5 合同签订1个月内，按本技术规范书的要求，卖方提出油净化装置的设计、制造、检验/试验、装配、安装、调试、试运、验收试验、运行和维护等标准清单给买方，由买方确认。
汽车排放及控制技术知识点汇总(汇编)
第一章绪论一名词解释和填空题1)大气污染：随着人类社会发展，人类活动或自然过程使得某些物质进入大气，当他们呈现足够的浓度，达到足够的时间，就可能危害到人体的舒适和健康，危害到生态环境的平衡2)大气污染的一般分类：局部污染、区域性污染、全球污染3)大气污染源分为天然污染源和人为污染源。
4)汽车排放的主要污染物有CO、NO X、HC、光化学烟雾、微粒二、论述汽车排放污染物的种类、特点和危害1)一氧化碳：无色无臭，有毒气体；使血液输氧能力降低2)碳氢化合物：包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物；饱和烃危害不大，不饱和烃危害很大3)氮氧化物：是NO和NO2的总称，百分之九十五为NO；NO无色无味，毒性不大，NO2是红棕色气体，对呼吸道强烈刺激，产生酸雨、烟雾。
4)光化学烟雾：是排入大气氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用产生的一种具有刺激性的浅蓝的烟雾，包含：臭氧、醛类、硝酸酯类；刺激眼睛和上呼吸到粘膜5)微粒：微粒越小，越不容易沉积，越容易深入肺部；其次物化活性越高，加剧了生理效应的发生和发展。
第二章汽车排放污染物的生成机理和影响因素一名词解释和填空题1)可燃混合气均匀，CO排量几乎取决于可燃混合气的空燃比或过量空气系数2)柴油机φa大，CO排放比汽油机低，由于柴油与空气混合不均匀，燃烧空间总存在局部缺氧和低温的地方，低负荷尽管φa很大，CO排放量反而上升。
3)影响CO生成的因素中：进气温度、进气管真空度升高，CO排放量升高；大气压力、怠速转速升高，CO排放量降低。
4)淬熄层：火焰接近气缸壁，缸壁附近混合气温度低，使气缸壁薄薄的边界层内的温度降低到混合气自燃温度以下，导致火焰熄灭，边界层的混合气未燃烧或未完全燃烧直接进入排气形成未燃HC，此边界层成为淬熄层5)体积淬熄：发动机在在某些工况下，火焰前峰面到达燃烧室壁面之前，由于燃烧室压力和温度下降太快，可能使火焰熄灭6)排气管HC氧化的条件：管内有足够的氧气、排气温度高于600度、停留时间大于50ms7)汽油机HC生成区主要在缸壁四周，排放峰值主要是排气门刚打开和排气过程结束8)绝热温度：混合气燃烧释放的全部热量减去因自身加热和组成变化所消耗的热量而达到的最高燃烧温度9)柴油机微粒包括白烟、蓝烟、黑烟。
汽车环境保护学-第5讲 汽油机机内净化技术(二)
废气再循环的工作原理
废气再循环技术是控制氮氧化合物排放的主要措施， 它是将汽车排出的一部分废气重新引入发动机进气 系统，与混合气一起再进入气缸燃烧。
废气比热容大，能降低燃烧温度，降低NOx
2
废气再循环
废气混入的多少用EGR率表示，其定义如下：
EGR率=
返回废气量 进气量+返回废气量
100%
过大的重叠角会使发动机燃烧不稳定、失火并 使HC排放量增加等，因此在确定配气相位重叠 角时必须对动力性、经济性和排放性能进行综 合考虑。
EGR率对汽油机净化与性能的影响
废气再循环能有效地降低汽油发动机的NOx排放, 但进行EGR时必须要考虑其对发动机动力性、经 济性的影响。通常将EGR率控制在10%～20%范围 内较合适。
第八节 多气门技术
一、气流组织 二、多气门对汽油机净化与性能的影响
多气门汽油机
每缸多于两个气门 滚流是多气门汽油机缸内气体流动的主要形式 进气道结构是影响滚流强度的主要因素 四气门、五气门 DOHC
多气门对排放和性能的影响
扩大总流通截面积，增大进气流量，降低泵气损失 可实现关闭部分通道，拓宽高效工作范围。 气门变小变轻，开启和关闭速度更快 改善进气能力，提升小负荷工况下的排放
一、均匀混合气的形成 二、燃烧特性 三、均质压燃汽油机的排放特性
均质混合气的形成
进气管汽油喷射，比空燃比控制更精确 缸内直喷
燃烧特性
压缩终了，自行着火 多点同时燃烧，无明显火焰前锋 燃烧温度低，分布均匀 只生成少量NOx和微粒 压缩比高于普通汽油机 采用相当稀薄的混合气 直接调节喷油量，无节气门，无节流损失 接近于理想的等容燃烧，热效率高
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第3章 汽油机机内净化技术
3.1 概述 3.2 电控燃油喷射及点火系统 3.3 低排放燃烧系统 3.4 燃烧室及进气系统结构改进 3.5 废气再循环 3.6 汽油蒸气太排原理放工大控学车制辆工程系 3.7 曲轴箱排放控制
宁波工程学院机械工程学院
1
机内净化
汽车排放与控制技术
所谓机内净化就是从有害排放物的生成 机理及影响因素出发，以改进发动机燃烧过 程为核心，达到减少和抑制污染物生成的各 种技术。
点前火角提的前办角法来来调达整到。，所以滞燃期的长短
对主汽燃油期机约工占作2的0～影4响0 不°大CA，，这P一m点ax是出与现在
上柴止油点机后完12全～不15同°的C。A，整个燃烧持续期为
宁波工程学4院0～机6械0工°程C学A院。
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汽车排放与控制技术
3..1.2 影响汽油机燃烧的因素 ➢影响滞燃期的长短的因素
和NOX的排放）
➢多气门技术（增加换气流通面积，降低CO和HC的排放） ➢可变进气系统（太可原变理进工气大歧学管车长辆度工和程截系面积，可变气升程和正时，
解决发动机不同转速和负荷的性能要求，降低CO和HC的排放）
宁波工程学院机械工燃油喷射及点火系统
3.2.1 典型电控燃油喷射系统的结构和工作原理 3.2.2 点火系统的控制 3.2.3 怠速转速的控制 3.2.4 汽油机缸内直接喷射技术
HC的主要排放来源）
燃烧产物高温热解的复合反应放热 （燃烧产
物热裂解为H2，O2及CO等在温度下降后重新燃烧）
太原理工大学车辆工程系
宁波工程学院机械工程学院
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汽车排放与控制技术
3.1.3 汽油机机内净化的主要技术措施
改善燃烧过程，抑制污染物的生成，治本措施
➢汽油喷射电控系统（传感器检测，微机计算与控制） ➢低排放燃烧技术（稀薄燃烧，分层燃烧和直喷） ➢废气再循环技术（降低氧的浓度，减少NOX的生成） ➢涡轮增压中冷技术（提高动力性和高原适应性，减少CO、HC
汽车排放与控制技术
按燃烧过程的物理—化学状态，可分为三个阶 段：滞燃期（着火延迟期）、主燃期（明显燃 烧期）和后燃期。
太原理工大学车辆工程系
宁波工程学院机械工程学院
4
汽车排放与控制技术
IIII主滞后燃燃燃期期期
花 火第中烧升滞能主示气I心掉高跳 花I阶第燃。燃燃燃1传。率第)火 在段期期烧烧I燃遍在一I阶I2I的到 上终室速阶料整这般—段长点主度段本形 止个一为3称短3要开称3身燃阶d成 点至—p为与容始的烧段为/燃4d火 前主下积降分室内称φ料滞燃列已低焰θ=子的，为基角燃期因0被，结阶压后中.本2，素火加跳期构段力燃~完心0是有焰上和，升期火.，全4的指关充活物高，9M点以是0火：满塞P阶理很它%4a后焰，向指。化的快相/段[由°混下点，学燃，当电。火C合止3性料压于混火表A焰电被力）] 合一点般气加2用) 中速开压并移始力动点不升，火高立使时率即气气代缸产缸表中内发生压气动火力体机焰从的工点。压作3力粗高开、暴始速温的下摄程 影 这度升度塞3降没缸。高主表 段) 。电。有壁过振率燃明 时它极在完面量动密期与不， 间后全的空和切终压易燃燃混气在 约噪相点缩击期烧合系声关一占1比穿中掉气数点水。般整有，主的层平。为亮关滞要燃继个、汽最后，燃是料续火燃油高压期湍，燃，焰/压烧空缩长流以烧传到力气时比。火及。播点2混高焰附此间速点3合或，前着外率的再气最火锋在，与在1亮高花面气汽压5温，％力 左度α油点右=机03，.’8燃(有~但烧0时.9产一3时物和，般中3’最是点CO短重按2（合和气图)H；2缸5O当-9压的然）离，。力解若开现取始象放与热 压 点 光率理的度加比后了骤。功缩 与 性最下。柴又发45然率))后压 能2高降对油重动残气下、’燃点燃，分力 及机新机余缸降经期烧层τ严氧的相废内相 测的济i增的压燃重化热气混时性差分 压加热力烧，。负量合刻有。甚量离 仪点室在荷增气作重得微3，膨和的器加 运为大到不火胀排，，动急影的2达到花过温’混强燃响它的充灵点塞程，合，期。时分与敏计周中应气则终如刻利围底温尽度算的点3，τ用点i有度量稍燃片则有的对，到较下缩有烧更发的增关，达浓降短增速为动加感过。。2合机 早的，这混则合一混气合时，气期缩必短进然滞过行燃早物期点理，燃扩化，展从学稀而的燃引极准起限备压。缩，
机内净化被公认太为原理是工大治学车辆工程系 理车用汽油机排气污染 的治本措施。
宁波工程学院机械工程学院
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3.1 概 述
汽车排放与控制技术
3.1.1 汽油机的燃烧过程 3.1.2 影响汽油机燃烧的因素 3.1.3 汽油机机内净化的主要措施
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3.1.1 汽油机的燃烧过程
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汽车排放与控制技术
3.2.1 典型电控燃油喷射系统的结构和工作原理
燃烧室型式 （配合火花塞位置，保证放热速率先缓后急）
点火提前角 （点火提前角增加时，Pmax增加。最好在不
同工况和使用条件下实时调整） 太原理工大学车辆工程系
宁波工程学院机械工程学院
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➢影响后燃期的因素
汽车排放与控制技术
火焰前锋过后未燃燃料（放出的热量不能有效利用，
排温升高，甚至烧坏催化剂）
附着在气缸壁上未燃混合气层燃料（是汽油机
点火时刻气缸内气体的压力和温度 残余废气量 气缸内混合气运动状态 火花能量 过量空气系数
太原理工大学车辆工程系
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影响主燃期的因素
汽车排放与控制技术
火焰传播速度
火花塞位置 （一般布置在燃烧室中央。还可以布置双火
花塞。为避免爆震，可在温度较高的排气门附近布置火花塞，避 免火焰未到达前燃烧）
约过程占6负)全火功花部的能燃增量加烧大，时，压τ间力i缩升的短高，1率5但%增容。加易，一烧最蚀般高火应燃 太原理工大尽烧胀学花车压比量塞辆力将缩对电工过减于程极短高小系电。滞。，火相同燃花反时期点，，火，如燃的烧3并点汽高保到油温达机持时过而各期迟言的循，，传环则气热膨的表
稳面缸积定内增。着加火，的也时是间不(2利点的)可。以3点用的控位制置点可火以提用