發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理技術(shù)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、 排氣后處理的原因與意義隨著我國工業(yè)快速崛起與經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，我國人民的生活水平不斷提高，對(duì)于生活品質(zhì)的要求也越來越高，汽車作為一種非常便捷的交通工具也越來越普及，汽車工業(yè)也得到了飛速的發(fā)展。然而，汽車的普及與汽車工業(yè)的快速發(fā)展給人們生活帶來便利的同時(shí)也產(chǎn)生了能源與環(huán)境問題。近年來，節(jié)能、能源與環(huán)境相容問題成為備受關(guān)注的重大科學(xué)問題。而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車動(dòng)力的問題的根本所在，因此改善汽車性能的關(guān)鍵在于開發(fā)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排技術(shù)。因而，隨著對(duì)內(nèi)燃機(jī)低排放的要求不斷嚴(yán)格，能兼顧動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性的內(nèi)燃機(jī)越來越復(fù)雜，成本急劇上升。因此，世界各國都先后開發(fā)排氣后處理技術(shù)

2、，在不影響或者少影響內(nèi)燃機(jī)其他性能的同時(shí)，降低最終向大氣環(huán)境的排放。如何解決好發(fā)展過程中的能源與環(huán)境問題成為當(dāng)前汽車工業(yè)面臨的兩項(xiàng)難題。一直以來汽車發(fā)動(dòng)機(jī)以石油作為主要的燃料來源，但是，石油資源具有不可再生性，連續(xù)開采已使得石油資源日益枯竭。尾氣排放帶來的環(huán)境污染問題也是汽車工業(yè)急需解決的問題，制定并實(shí)施汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)是一項(xiàng)較為有效的控制措施。在能源與環(huán)保的雙重壓力下，我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)引進(jìn)了許多先進(jìn)的技術(shù)。就汽車發(fā)動(dòng)機(jī)而言，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理技術(shù)等先后應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)生活中，其技術(shù)可以有效改善汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣的排放與污染，降低廢氣污染的排放。進(jìn)入二十一世紀(jì)，世界汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的研究重點(diǎn)與

3、目標(biāo)趨向于節(jié)能和二氧化碳減排取代排放控制的方面上。因此發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理技術(shù)正處于上升趨勢，而且國際上發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理技術(shù)近年來已經(jīng)有了很大的提高，其基礎(chǔ)理論與機(jī)制有了巨大的進(jìn)步，因此研制、設(shè)計(jì)、和試驗(yàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)得到了很大的革新。二、 排氣后處理技術(shù)的原理與分類在討論汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理技術(shù)之前，我們應(yīng)該首先討論一下汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所排放的尾氣與其對(duì)于人體與社會(huì)的危害。首先汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣的主要危害物有一氧化碳、碳?xì)浠衔锱c氮氧化合物等眾多有毒有害的氣體。它們產(chǎn)生的原因多是有由于燃油的不充分的燃燒所引起的，并且在高溫的情況下，更容易產(chǎn)生更多的上述的有害氣體，這些有害氣體會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染

4、，對(duì)人體造成呼吸系統(tǒng)、血液、神經(jīng)系統(tǒng)的人體重要的系統(tǒng)形成極大的損傷。而發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣后處理技術(shù)就是用來減緩與解決上述的問題的。按目前主要的方法，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理技術(shù)按照汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油的種類，可以分為汽油機(jī)排氣后處理技術(shù)與柴油機(jī)排氣后處理技術(shù)。下面首先介紹汽油機(jī)排氣后處理技術(shù)，汽油機(jī)排氣后處理技術(shù)主要包括熱反應(yīng)器、催化轉(zhuǎn)化器、HC捕集器，其中催化轉(zhuǎn)化器又可以分為氧化性、還原性、氧化還原（三效）型以及稀燃型，目前單純還原型的催化劑已很少用。下面對(duì)汽油機(jī)排氣后處理技術(shù)的各個(gè)部分進(jìn)行較為詳細(xì)的介紹：首先是熱反應(yīng)器：處理對(duì)象為CO和HC。隨著的普及，20世紀(jì)90年代開始生產(chǎn)的新車已不采用熱反應(yīng)器。由

5、于摩托車的排氣后處理裝置要求結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉，并且摩托車的主要排放污染物是CO和HC，因而熱反應(yīng)器在摩托車上仍得到較多的應(yīng)用。其次是氧化催化器：處理對(duì)象為CO和HC，對(duì)NOx基本無凈化效果。目前用于摩托車。接下來是三效催化劑：同時(shí)凈化CO、HC和NOx。當(dāng)混合氣濃度正好是化學(xué)計(jì)量比時(shí)，CO和HC與NOx三種有害成分互為氧化劑和還原劑，生成無害的CO、HO和N2。它已成為汽油機(jī)最主要的排氣凈化技術(shù)。最后是稀燃催化器：稀燃汽油機(jī)大部分工況都在過稀狀態(tài)下工作，一般三效催化器無法使用。隨著稀燃缸內(nèi)直噴汽油機(jī)在20世紀(jì)90年代后期開始產(chǎn)品化，稀燃催化器得到了實(shí)際應(yīng)用。但它對(duì)燃油硫含量要求很嚴(yán)；同時(shí)，稀

6、燃發(fā)動(dòng)機(jī)需要每隔一定時(shí)間多噴油過濃燃燒并推遲點(diǎn)火時(shí)間，以產(chǎn)生大量未燃HC，使催化劑再生。隨著排放法規(guī)加嚴(yán)，再生的頻度也不斷提高，使原本由稀燃和缸內(nèi)直噴技術(shù)得到的節(jié)油效果不斷降低，由此導(dǎo)致稀燃GDI發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用受到阻礙。第二種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理技術(shù)是柴油機(jī)排氣后處理技術(shù)。后處理技術(shù)正式用于柴油機(jī)是從歐排放階段開始的，主要技術(shù)路線有SCR和DPF兩種，因各國法規(guī)、油品和關(guān)注的性能指標(biāo)（如油耗、PM、NOx）等具體情況不同，采取的技術(shù)路線也不同。采用SCR（Selective Catalytic Reduction,選擇性催化還原）技術(shù)路線時(shí)，通過機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)PM可降至法規(guī)要求，但NOx排放會(huì)顯著增高，

7、依靠高效的SCR后處理系統(tǒng)將NOx降至法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)水平。另外，SCR系統(tǒng)對(duì)柴油含硫量的要求較低且可顯著節(jié)省燃油費(fèi)用。采用DPF（Diesel Particulate Filter，顆粒物濾清器）技術(shù)路線時(shí)，通過機(jī)內(nèi)用冷卻EGR降低NOx，這時(shí)PM會(huì)有明顯升高，然后用DPF降低PM排放。DPF系統(tǒng)的復(fù)雜程度和成本低于SCR技術(shù)路線。三、 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理技術(shù)的發(fā)展與趨勢目前發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣后處理技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步與發(fā)展。在最成功的排氣后處理裝置是汽油機(jī)用的三效（Three-Way Catalitic Converter，TWC）。它能在化學(xué)計(jì)量比為1下使車用汽油機(jī)的、和排放量削減80%90%。旨在

8、降低柴油機(jī)PM排放的顆粒物捕集器（Diesel Particulate Trap，DPT）或者顆粒物濾清器（Diesel Particulate Filter，DPF）可降低車用柴油機(jī)PM排放量50%80%。就柴油機(jī)與汽油機(jī)的排氣后處理技術(shù)而言，對(duì)于排氣后處理技術(shù)的發(fā)展趨勢，各國在后處理措施的選擇上有所不同，但面對(duì)越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)，各國的技術(shù)路線有著殊途同歸的趨勢。更進(jìn)一步的說，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒控制技術(shù)、燃油品質(zhì)提高技術(shù)、排氣后處理技術(shù)這三種技術(shù)是發(fā)動(dòng)機(jī)的三個(gè)相輔相成的技術(shù)。一方面發(fā)動(dòng)機(jī)新型燃油噴射技術(shù)與燃燒控制技術(shù)，可以靈活方便的為排氣后處理技術(shù)提供何時(shí)的溫度與祖墳環(huán)境，另一方面，燃油品質(zhì)的提高，特別是柴油硫含量的逐漸減少，在使燃燒本身產(chǎn)生較少污染的同時(shí)也