發(fā)動(dòng)機(jī)排放和噪聲

1、關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的排放與噪聲第1頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四空氣：恒定成分：氧氣、氮?dú)?、稀有氣體等可變成分：二氧化碳、水蒸氣等不定部分：有害氣體、塵埃等發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣污染是空氣中不定組分的最主要的來源，已成為城市污染的首要污染源。第一節(jié)排放物及危害一、排放物分類第2頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四05AA9(一)的形成是烴燃料在空氣不足的情況下，進(jìn)行不完全燃燒的產(chǎn)物，是汽油機(jī)排氣中有害成分濃度最大的物質(zhì)。在汽油機(jī)中，(.)時(shí)，生成量明顯增加。在柴油機(jī)中，主要是在局部缺氧或低溫下形成的，所以的含量在全負(fù)荷或低負(fù)荷下較高，中等負(fù)荷時(shí)較低。第3頁，共87頁，20

2、22年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四05AA9(二)的形成是未燃的燃料、不完全燃燒或裂解反應(yīng)的碳?xì)浠衔锛吧倭康难趸磻?yīng)的中間產(chǎn)物(如醛、酮等)。在汽油機(jī)中，排氣中的主要是缸壁和狹縫的熄火作用造成，另外混合氣過稀或過濃以及廢氣稀釋嚴(yán)重、缸內(nèi)溫度過低時(shí)，可能引起火焰?zhèn)鞑ゲ煌耆踔翑嗷?，增多。二行程汽油機(jī)換氣時(shí)，也會(huì)排出大量的。在柴油機(jī)中，排氣中的是由于混合氣形成不良(如噴油質(zhì)量不好、霧化不良)、燃燒組織不良(如供油提前角過小)、竄機(jī)油或者在過低的溫度下(如柴油機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)等)產(chǎn)生的。第4頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四05AA9(三)的形成發(fā)動(dòng)機(jī)排放的主要是和。對(duì)汽油機(jī)來說，

3、在氣缸高溫下主要生成，是在緊跟火焰前鋒后的燃燒產(chǎn)物區(qū)內(nèi)形成的第5頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四05AA9(四)鉛化合物、顆粒與炭煙.微粒的成分.炭煙和微粒的生成與氧化圖-炭煙生成途徑第6頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四05AA9.炭煙和微粒的生成與氧化圖-炭煙濃度隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化距副燃室壁面距副燃室壁面距副燃室壁面第7頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四二、發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的危害：1.一氧化碳CO ： CO是無色無臭有窒息性的毒性氣體，由于CO和血液中有輸氧能力的血紅素蛋白(Hb)的親和力比氧氣和Hb的親和力約大300倍，能很快和

4、Hb結(jié)合形成碳氧血紅素蛋白(HbCO)，同時(shí)HbCO的解離速度卻比氧合血紅蛋白的解離慢3600倍，且HbCO的存在影響氧合血紅蛋白的解離,阻礙了氧的釋放,導(dǎo)致低氧血癥,使心臟、頭腦等重要器官嚴(yán)重缺氧，引起頭暈、惡心、頭痛等癥狀，輕度中毒將使中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使心血管官能喪失，直至死亡。 第8頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四2.碳?xì)浠衔颒C： HC包括未燃和未完全燃燒的燃油、潤(rùn)滑油及其裂解和部分氧化產(chǎn)物，如烷烴、烯烴、芳香烴、醛、酮、酸等數(shù)百種成分。烷烴基本上無味，對(duì)人體健康不產(chǎn)生直接影響。烯烴略帶甜味，有麻醉作用，對(duì)粘膜有刺激，經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化會(huì)變成對(duì)基因有毒的環(huán)氧衍

5、生物。芳香烴對(duì)血液和神經(jīng)系統(tǒng)有害，特別是多環(huán)芳香烴(PAH)及其衍生物有強(qiáng)致癌作用。醛類是刺激性物質(zhì)，對(duì)眼、呼吸道、血液有毒害。烴類成分還是引起光化學(xué)煙霧的主要物質(zhì)。第9頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四3.氮氧化物NOx： 氮氧化物是燃燒過程形成的多種氮氧化物，如NO、NO2、N2O3、N2O5等，總稱為NOx。在內(nèi)燃機(jī)中主要是NO，約占95，其次為NO2，占5。NO是無色無味氣體，只有輕度刺激性，毒性不大，高濃度時(shí)會(huì)造成中樞神經(jīng)有輕度障礙，但NO易被氧化成NO2。NO2是一種紅棕色有刺激性氣味的有毒氣體。它對(duì)人體健康的影響見表83。NO2吸人人體后，和血液中血紅素蛋白(

6、Hb)結(jié)合，使血液輸氧能力下降，對(duì)心臟、肝、腎都會(huì)有影響。NO2易溶于水，被人吸入肺部后，能與肺中的水分結(jié)合成稀硝酸，引起支氣管炎、肺氣腫。NO2是地面附近大氣中形成光化學(xué)煙霧的主要因素，也是酸雨的來源之一。 第10頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四4.光化學(xué)煙霧： HC和NOx在太陽紫外線作用下會(huì)生成臭氧(O3)和過氧酰基硝酸鹽(PAN)，即一種具有刺激性的淺藍(lán)色煙霧，稱為光化學(xué)煙霧，它是一種有強(qiáng)刺激性的二次污染物。臭氧對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)在刺激和破壞深部呼吸道粘膜和組織，對(duì)眼睛也有刺激, 第11頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四5.微粒： 微粒對(duì)人體

7、健康的危害和微粒的大小及其組成有關(guān)。微粒愈小，懸浮在空氣中的時(shí)間愈長(zhǎng)，進(jìn)入人體肺部后停滯在肺部及支氣管中的比例愈大，危害也就愈大，小于0.1m(微米，106m)的微粒能在空氣中作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入肺部并附在肺細(xì)胞的組織中，有些還會(huì)被血液吸收。(0.10.5)m微粒能深入肺部并粘附在肺葉表面的粘液中，隨后會(huì)被絨毛所清除。大于5m的微粒常在鼻處受阻，不能深入呼吸道，大于10m的微粒可排出體外。 微粒能粘附SO2、未燃HC、NO2等有毒物質(zhì)或苯丙芘等致癌物，因而對(duì)人體健康造成更大危害。由于柴油機(jī)的微粒直徑大多小于0.3m，而且數(shù)量比汽油機(jī)高出3060倍，成分更為復(fù)雜，因而柴油機(jī)排出的微粒危害更大。 第1

8、2頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四第二節(jié)排放污染物的機(jī)內(nèi)、機(jī)外凈化技術(shù)一、排放污染物的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)(一)汽油機(jī)的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù).推遲點(diǎn)火時(shí)間(點(diǎn)火提前角) 推遲點(diǎn)火提前角一直是最簡(jiǎn)單易行，也是最普遍應(yīng)用的排放控制技術(shù)。汽油機(jī)推遲點(diǎn)火提前角，除因燃燒溫度下降使的生成速度和生成量降低外，還會(huì)因后燃使的排放量也同時(shí)降低。但推遲點(diǎn)火提前角降低排放的效果是有限的，在不使動(dòng)力性和燃油消耗率明顯惡化的前提下，可降低。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)綜合考慮排放特性、動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性來確定最佳點(diǎn)火提前角。第13頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.廢氣再循環(huán)圖-廢氣再循環(huán)系統(tǒng)工作原理第14頁

9、，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-降低的效果第15頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-與其他措施合用的效果僅采用增強(qiáng)進(jìn)氣渦流增強(qiáng)進(jìn)氣渦流雙火花塞點(diǎn)火第16頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.燃燒系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)圖-采用高位活塞環(huán)的降低效果第17頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.提高點(diǎn)火能量 提高點(diǎn)火能量可以提高著火的可靠性，減小循環(huán)波動(dòng)率，擴(kuò)大混合氣的著火界限。特別是伴隨著汽油機(jī)燃燒稀薄化，無觸點(diǎn)的高能電子點(diǎn)火系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。提高點(diǎn)火能量的措施有增大火花塞極間電壓(極間電壓一般為，但最高的有)、增大火花塞間

10、隙(如由.增大至.)以及延長(zhǎng)放電時(shí)間等方法。第18頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.電控汽油噴射技術(shù)(F)電控汽油噴射系統(tǒng)由于能夠更精確、更柔性地滿足各工況的參數(shù)優(yōu)化要求，從而可以實(shí)現(xiàn)排放特性、燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的綜合優(yōu)化。此外，三效催化轉(zhuǎn)化器與電控噴射系統(tǒng)的組合，已成為當(dāng)前和未來較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)汽油機(jī)排放控制的最有效和最主要技術(shù)。另外，可變進(jìn)氣系統(tǒng)、可變配氣相位、可變排量、稀薄燃燒以及缸內(nèi)直噴式燃燒方法等新技術(shù)，在改善汽油機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，也不同程度地改善了排放特性?？傊蜋C(jī)的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)措施并不是很多、很復(fù)雜，這是由于汽油機(jī)目前主要采用以閉環(huán)電噴加三效催化劑為核心

11、的排放控制技術(shù)，因而大大減輕了對(duì)機(jī)內(nèi)凈化的要求，燃燒過程的組織仍可以動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)作為優(yōu)化目標(biāo)，而用燃燒以外的排氣后處理技術(shù)來降低已生成的有害成分排放。第19頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)1.增壓中冷技術(shù)將增壓后空氣再進(jìn)行冷卻的中冷技術(shù)，使得進(jìn)氣溫度降低，循環(huán)進(jìn)氣量更大。這樣，增加空燃比改善了柴油機(jī)的燃燒，從而降低了微粒、NOx排放，而且功率進(jìn)一步增加。增壓中冷柴油機(jī)參數(shù)選配得當(dāng)，則柴油機(jī)大部分性能都會(huì)得到改善。(二)柴油機(jī)的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)第20頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-低排放柴油機(jī)燃燒過程控制思路第21頁，共87頁，202

12、2年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)：進(jìn)氣組織：組織一定強(qiáng)度的缸內(nèi)旋流或紊流。第22頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四多氣門：多氣門能加大循環(huán)充氣量以改善動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性和排放性能。 第23頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.改進(jìn)噴油系統(tǒng)高壓噴射推遲噴油提前角減小噴孔直徑，增加噴孔數(shù)目高壓共軌電控燃油噴射第24頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.改進(jìn)燃燒系統(tǒng)燃燒室容積比：燃燒室容積對(duì)氣缸余隙容積之比。燃燒室口徑比：采用較大口徑比的淺平燃燒室，配合小孔徑的多噴孔噴嘴。第25頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四燃

13、燒室形狀縮口燃燒室已取代應(yīng)用最廣的直邊不縮口燃燒室。用縮口燃燒室加強(qiáng)燃燒室口部的氣體湍流，促進(jìn)擴(kuò)散混合和燃燒。燃燒室底部中央的凸起適當(dāng)加大，以進(jìn)一步提高空氣的利用率。第26頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四用帶圓角的方形或五瓣梅花形（分別配4孔和5孔噴嘴）代替圓形燃燒室，加強(qiáng)燃燒室中的微觀湍流，加速燃燒，減少碳煙生成。第27頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四適當(dāng)提高柴油機(jī)壓縮比可降低HC和CO排放，并結(jié)合推遲噴油獲得動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性能與NOx排放之間較好的折中。 適當(dāng)提高壓縮比第28頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四. 降低機(jī)油消耗 盡可能

14、減少竄入燃燒室的機(jī)油量； 減少機(jī)油從氣門桿的泄漏。. 廢氣再循環(huán) 柴油機(jī)可以使用比汽油機(jī)大得多的廢氣再循環(huán)量。. 提高燃油品質(zhì) 提高柴油的十六烷值。第29頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四(一)汽油機(jī)排氣后處理技術(shù).催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)與工作原理.催化轉(zhuǎn)化器的主要性能.吸附還原催化劑二、排放污染物的機(jī)外凈化技術(shù)第30頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)與工作原理圖-催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)及組成第31頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四05AA9.催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)與工作原理圖-載體及涂層的細(xì)微構(gòu)造第32頁，共87頁，2022年，5月20日，

15、7點(diǎn)7分，星期四05AA9.催化轉(zhuǎn)化器的主要性能圖-三效催化轉(zhuǎn)化器空燃比特性圖-三效催化轉(zhuǎn)化器的起燃溫度特性第33頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.吸附還原催化劑圖-吸附還原催化劑的工作原理第34頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四(二)柴油機(jī)排氣后處理技術(shù).氧化催化轉(zhuǎn)化器.微粒捕集器.柴油機(jī)還原催化劑第35頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四05AA9.氧化催化轉(zhuǎn)化器圖-柴油機(jī)用氧化催化劑的使用效果第36頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四05AA9.微粒捕集器圖-微粒捕集器的過濾材料)陶瓷蜂窩載體)陶瓷纖維編織物)

16、金屬纖維編織物.微粒捕集器 采用過濾的方法對(duì)柴油機(jī)排氣中的微粒進(jìn)行凈化。 第37頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四05AA9.柴油機(jī)還原催化劑圖-閉式曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)第38頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四三、非排氣污染物控制技術(shù).曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)如圖9-15所示。新鮮空氣由空濾器進(jìn)入曲軸箱與竄氣混合后，經(jīng)閥進(jìn)入進(jìn)氣管，與空氣或油氣混合氣一起被吸入氣缸燃燒掉。閥可隨發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)吸入氣缸的竄氣量。在怠速和小負(fù)荷時(shí)，由于進(jìn)氣管真空度較高，閥體被吸向上方(進(jìn)氣管側(cè))，閥口流通截面減少，吸入氣缸的竄氣量減少，以避免混合氣過稀，造成

17、燃燒不穩(wěn)定或失火；而在加速和大負(fù)荷時(shí)，竄氣量增多，而進(jìn)氣管真空度變低，在彈簧作用下閥體下移，閥口流通截面增大，使大量的竄氣進(jìn)入氣缸被燃燒掉；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一旦竄氣量過多而不能完全被吸凈時(shí)，部分竄氣會(huì)從閉式通氣口進(jìn)入空濾器，經(jīng)化油器被吸入進(jìn)氣管。第39頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)圖-燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)第40頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-電控燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)方框圖電控單元空氣濾清器發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管電磁式清除閥泄漏檢測(cè)泵活性炭罐油箱第41頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四 不同工況由于混合氣濃度不同，

18、有害物的排放量相差很大。 在怠速工況下， HC排放濃度增加. 在減速工況下，HC增加。一、概述第三節(jié)排放法規(guī)及測(cè)試方法第42頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.輕型車與重型車工況法又根據(jù)輕型車和重型車而采用不同的試驗(yàn)方法。對(duì)于輕型車和重型車的定義各國(guó)不完全統(tǒng)一，一般將總質(zhì)量在()范圍內(nèi)，乘員在人以下的車輛定義為輕型車，為了與農(nóng)用車區(qū)別，還規(guī)定其最高車速應(yīng)在以上。而總質(zhì)量在()以上的定義為重型車。第43頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.排放限值 工況法檢測(cè)的排放限值一般分為兩類，即產(chǎn)品認(rèn)證試驗(yàn)限值和產(chǎn)品一致性試驗(yàn)限值。產(chǎn)品認(rèn)證試驗(yàn)是指對(duì)新設(shè)計(jì)車型的認(rèn)證試

19、驗(yàn)；產(chǎn)品一致性試驗(yàn)是指對(duì)批量生產(chǎn)車輛的試驗(yàn)，要求從成批生產(chǎn)的車輛中任意抽取一輛或若干輛進(jìn)行試驗(yàn)。一般來說，產(chǎn)品認(rèn)證試驗(yàn)限值嚴(yán)于產(chǎn)品一致性試驗(yàn)限值，但這兩種排放限值今后有合二為一的趨勢(shì)。第44頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四二、排放法規(guī).輕型車排放法規(guī)()美國(guó)排放法規(guī)世界上最早的工況法排放法規(guī)于年誕生在美國(guó)加利福尼亞州，用七個(gè)工況組成一個(gè)測(cè)試循環(huán)(稱為加州標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試循環(huán))，并于年被美國(guó)聯(lián)邦政府采納作為聯(lián)邦排放法規(guī)。()歐洲排放法規(guī)歐洲現(xiàn)行的輕型車排放測(cè)試循環(huán)如圖-所示，它由若干等加速、等減速、等速和怠速工況組成。()日本排放法規(guī)日本于年起實(shí)施“大氣污染防止法”，年起采用工況測(cè)

20、試循環(huán)(熱起動(dòng))，年起改用工況測(cè)試循環(huán)，如圖-所示。()各種排放法規(guī)的對(duì)比表-給出了美國(guó)、歐洲、日本輕型車排放測(cè)試循環(huán)的主要參數(shù)對(duì)比。()我國(guó)排放法規(guī)我國(guó)于年月日開始實(shí)施排放法規(guī)。第45頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-美國(guó)-測(cè)試循環(huán)第46頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-測(cè)試循環(huán)的工況點(diǎn)在汽油機(jī)萬有特性上的位置第47頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-歐洲測(cè)試循環(huán)(-)第48頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-日本測(cè)試循環(huán)第49頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四表-美國(guó)、歐洲、日本

21、輕型車排放測(cè)試循環(huán)的主要參數(shù)對(duì)比第50頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-輕型車排放控制的進(jìn)程第51頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-歐洲工況法測(cè)試循環(huán)()的工況點(diǎn)及其加權(quán)系數(shù)第52頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-歐洲穩(wěn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試循環(huán))測(cè)試轉(zhuǎn)速定義)測(cè)試點(diǎn)的負(fù)荷和順序)測(cè)試點(diǎn)的加權(quán)系數(shù)第53頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四表-歐洲重型車用柴油機(jī)排放限值(單位：().重型車排放法規(guī)第54頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四三、排放檢測(cè)的取樣系統(tǒng).輕型車工況法測(cè)試的取樣系統(tǒng)圖-用于輕型車

22、工況法測(cè)試的定容采樣系統(tǒng)(系統(tǒng))底盤測(cè)功機(jī)空氣取樣袋積累流量計(jì)臨界流文杜里管旋風(fēng)分離器 稀釋空氣濾清器稀釋排氣抽氣泵稀釋風(fēng)道過濾器流量控制器 流量計(jì)換熱器加熱過濾器壓力表快接管接頭快速作用閥稀釋排氣取樣袋測(cè)量微粒排放質(zhì)量的取樣過濾器 取樣泵溫度控制器溫度傳感器第55頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架測(cè)試時(shí)的采樣系統(tǒng)圖-加熱采樣系統(tǒng)取樣探頭粗濾器逆向清掃系統(tǒng)取樣泵減壓器氣樣冷卻器冷凝液分離器細(xì)濾器第56頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四四、有害氣體成分分析目前，用于汽車氣體排放污染物分析的方法主要有三種，即，用不分光紅外分析儀測(cè)量和；用氫火焰離

23、子分析儀測(cè)量；用化學(xué)發(fā)光分析儀()測(cè)量。世界各國(guó)在其工況法檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中都嚴(yán)格規(guī)定必須采用上述測(cè)試方法。但怠速法檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中略有不同，可以用不分光紅外法測(cè)量、和。在試驗(yàn)研究中，對(duì)排氣氣體的成分和濃度分析可采用氣相色譜儀，上述分析方法及其原理在有關(guān)排放的專著中均有詳細(xì)介紹。第57頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四五、微粒及煙度的測(cè)量.柴油機(jī)排氣微粒的采集圖-微粒采集系統(tǒng)示意圖第58頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.微粒成分的分析方法圖-波許煙度計(jì)的檢測(cè)儀第59頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.煙度的測(cè)量方法()波許()煙度計(jì)最早問世和目前

24、使用最廣泛的是波許煙度計(jì)，它主要由定容采樣泵和檢測(cè)儀兩部分組成。()馮布蘭德()煙度計(jì)馮布蘭德煙度計(jì)也是一種濾紙式煙度計(jì)。()哈特里奇()煙度計(jì)哈特里奇煙度計(jì)是一種典型的透光式煙度計(jì)，其測(cè)量原理如圖-所示。第60頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-哈特里奇煙度計(jì)基本結(jié)構(gòu)光源排氣入口排氣測(cè)試管光電池轉(zhuǎn)換手柄空氣校正器鼓風(fēng)機(jī)排氣出口第61頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四一、噪聲概述第四節(jié)柴油機(jī)的噪聲第62頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃機(jī)噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)外均尚未頒發(fā)，但對(duì)各種環(huán)境噪聲，對(duì)一些配用發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品，已有

25、允許標(biāo)準(zhǔn)可供參考，如汽車車內(nèi)外噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)等。圖-給出了一些國(guó)家的汽車車外噪聲的限制值。圖-小轎車車外噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)日本美國(guó)瑞士中國(guó)第63頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-小型載重汽車車外噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)日本美國(guó)瑞士中國(guó)第64頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-中型載重汽車車外噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)日本美國(guó)瑞士中國(guó)第65頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四1.燃燒噪聲燃燒噪聲經(jīng)由兩條路徑傳播并輻射出來。一條是經(jīng)過氣缸蓋及氣缸套經(jīng)由氣缸體上部向外輻射；另一條是經(jīng)過曲柄連桿機(jī)構(gòu)，即活塞、連桿、曲軸和主軸承經(jīng)由氣缸體下部向外輻射。在功率相同的條件下，柴

26、油機(jī)比汽油機(jī)燃燒噪聲大得多。汽油機(jī)的爆燃、燃燒室積碳會(huì)使燃燒噪聲增而加。柴油機(jī)在轉(zhuǎn)速升高，噴油推遲，負(fù)荷增大時(shí)還會(huì)引起工作粗暴產(chǎn)生噪聲。轉(zhuǎn)速升高，負(fù)荷加大而噪聲增大，點(diǎn)火或噴油推遲噪聲減小，加速和不正常燃燒時(shí)噪聲增大。第66頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四2.機(jī)械噪聲1）活塞敲缸噪聲2）配氣機(jī)構(gòu)噪聲3）正時(shí)齒輪噪聲4）不平衡慣性力引起的機(jī)械振動(dòng)及噪聲5）噴油泵及其他機(jī)械噪聲第67頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四3.進(jìn)、排氣噪聲進(jìn)排氣噪聲是由于發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)、排氣過程中，氣體壓力波和氣體流動(dòng)所引起的振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。主要包括吸氣、排氣部位放射出的空氣聲和排

27、氣系統(tǒng)的漏氣聲。進(jìn)氣噪聲主要包括空氣在進(jìn)氣管中的壓力脈動(dòng)，產(chǎn)生低頻噪聲；空氣以高速通過氣門的流通截面，產(chǎn)生高頻的渦流噪聲；增壓內(nèi)燃機(jī)增壓器中壓氣機(jī)的噪聲。排氣噪聲主要包括：排氣在排氣管中的壓力脈動(dòng)，產(chǎn)生低、中頻噪聲；排氣門流通截面處的高頻渦流噪聲；進(jìn)排氣噪聲都隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及負(fù)荷狀態(tài)而變化。隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，進(jìn)排氣噪聲增加；隨發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加，進(jìn)排氣噪聲增大。合理選擇進(jìn)、排氣管，減少壓力脈動(dòng)及渦流強(qiáng)度，并避免發(fā)生共振；采用性能良好的進(jìn)、排氣消聲器。第68頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四4.風(fēng)扇噪聲風(fēng)扇噪聲由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成。旋轉(zhuǎn)噪聲是由風(fēng)扇葉片對(duì)空氣分子的周期性擾動(dòng)而

28、產(chǎn)生的，它的強(qiáng)弱與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和葉片數(shù)成正比；而渦流噪聲是空氣在受葉片擾動(dòng)后產(chǎn)生的渦流所形成，它的強(qiáng)弱主要與風(fēng)扇氣流速度有關(guān)。對(duì)風(fēng)扇型式、葉片形狀、布置及材料的改進(jìn)，如采用葉片不均勻分布的風(fēng)扇、用塑料風(fēng)扇代替鋼板風(fēng)扇、在車用內(nèi)燃機(jī)上采用風(fēng)扇自動(dòng)離合器等措施可取得較好的降低噪聲效果。第69頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四二、影響噪聲的主要因素()燃燒室發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的結(jié)構(gòu)型式及整個(gè)燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)其壓力增長(zhǎng)率、最高燃燒壓力和氣缸壓力頻譜曲線有明顯的影響，故對(duì)燃燒噪聲的影響很大，尤其對(duì)柴油機(jī)更是如此。()噴油提前角當(dāng)噴油提前角變化時(shí)，滯燃期、壓力升高比和最大燃燒壓力等都隨之發(fā)生變

29、化，因而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的低、中、高頻率燃燒噪聲都有影響。()轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速主要影響機(jī)械噪聲的大小。()負(fù)荷隨著負(fù)荷的增加，每循環(huán)的放熱量增加，最大燃燒壓力及壓力升高比(對(duì)柴油機(jī))升高，這會(huì)使噪聲增大。第70頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四(一)影響機(jī)械噪聲的主要因素:).活塞敲擊噪聲 ).配氣機(jī)構(gòu)噪聲 ).齒輪噪聲 ).噴油泵的噪聲第71頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-柴油機(jī)的噪聲及振動(dòng)隨活塞冷態(tài)間隙的變化)噪聲)振動(dòng)缸徑單缸機(jī)缸徑單缸機(jī)).活塞敲擊噪聲 第72頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四圖-振動(dòng)及噪聲與缸套厚度的關(guān)系缸徑單缸

30、機(jī)缸徑單缸機(jī)噪聲級(jí)振動(dòng)級(jí)第73頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四05AA9.配氣機(jī)構(gòu)噪聲由于氣門間隙的存在，當(dāng)氣門打開或關(guān)閉的瞬間，挺柱與推桿、推桿與搖臂以及搖臂與氣門桿接觸點(diǎn)上，不可避免地要產(chǎn)生撞擊；同時(shí)，氣門落座時(shí)，氣門與氣門座之間也要發(fā)生撞擊。由于配氣機(jī)構(gòu)本身是一個(gè)彈性系統(tǒng)，在上述周期性撞擊力作用下產(chǎn)生振動(dòng)，甚至在高速時(shí)造成氣門的跳動(dòng)，這種跳動(dòng)又進(jìn)一步增加了上述撞擊的次數(shù)和強(qiáng)度。這就是配氣機(jī)構(gòu)噪聲發(fā)生的根源。第74頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四05AA9.齒輪噪聲齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是輪齒的交替嚙合，在嚙合處具有滾動(dòng)與滑動(dòng)，不可避免地要產(chǎn)生齒與齒之間

31、的撞擊和摩擦，使齒輪本體及齒本身產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出噪聲。影響齒輪噪聲的因素主要有齒輪圓周速度、齒輪的結(jié)構(gòu)型式和尺寸、齒輪的材料和制造質(zhì)量等。第75頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四05AA9.噴油泵的噪聲柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)的噪聲主要是由噴油泵及高壓油管的外表面發(fā)出的。噴油泵的噪聲是柴油機(jī)主要的機(jī)械噪聲之一。噴油泵的噪聲是由周期變化的柱塞上部的燃油壓力、高壓油管內(nèi)的燃油壓力和往復(fù)運(yùn)動(dòng)零件的慣性力引起的。噴油泵的泵體在這些力的作用下發(fā)生復(fù)雜的變形，使其外表面發(fā)生振動(dòng)，輻射出噪聲。第76頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四1.控制燃燒爆發(fā)力和減少不正常燃燒 1）適當(dāng)

32、地推遲噴油或點(diǎn)火時(shí)間 2）選用十六烷值較高的柴油和辛烷值較高的汽油 3）改變?nèi)紵倚问?2.控制轉(zhuǎn)速及減小慣性力 合理設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減輕活塞等往復(fù)運(yùn)動(dòng)零件的質(zhì)量，采用平衡軸減小慣性力，盡量使發(fā)動(dòng)機(jī)平衡，可達(dá)到降低噪聲的目的。三、降低噪聲措施第77頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四3.減小配合零件的撞擊和震動(dòng) 減少活塞與缸壁、氣門機(jī)構(gòu)、軸與軸承、齒輪等些配合零件在運(yùn)動(dòng)時(shí)的撞擊和振動(dòng)，可降低機(jī)械噪聲。 在柴油機(jī)供給系中，可通過提高泵體剛度、減小油泵壓力脈動(dòng)、減小噴油泵凸輪與滾輪體之間的沖擊和摩擦等，降低其噪聲。 適當(dāng)增加曲軸剛度、減小曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、合理排列發(fā)火順序、采用抗扭振

33、性能好的球墨鑄鐵材料，以及加裝扭轉(zhuǎn)減振器等，可減小曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，也可降低機(jī)械噪聲。4.采用隔聲、防振措施 可在機(jī)體側(cè)壁加裝隔聲罩；采用雙層油底殼；在殼體表面涂敷減振涂層；進(jìn)排氣管設(shè)置防振支承等，可降低噪聲。第78頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四第五節(jié)工程應(yīng)用實(shí)例(文摘)一、優(yōu)化燃燒的措施.采用可變定時(shí)的高效燃油噴射系統(tǒng) 在優(yōu)化燃燒過程中，噴射系統(tǒng)占有重要地位。滿足排放要求則需要燃油噴射系統(tǒng)具有高的液壓效能，并能根據(jù)每一工況的需要改善噴油定時(shí)，這只有采用電子控制的噴射系統(tǒng)才能達(dá)到。第79頁，共87頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)7分，星期四.低渦流燃燒過程 采用可變噴油定時(shí)和高效燃油噴射系統(tǒng)可以降低進(jìn)氣渦流。通過高壓噴射促進(jìn)混合氣形成，有利于降低的排放和燃油消耗量。低渦流進(jìn)氣系統(tǒng)因其換氣機(jī)構(gòu)具有良好的流通特性，則有較低的節(jié)流損失。這除了節(jié)油外，在功率一定的情況下還可降低增壓度，對(duì)減少的排放特別有利。第80頁，共87頁，2022年，5