5第五章内燃机机内净化技术

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1、第五章内燃机机内净化技术汽油机机内净化技术柴油机机内净化技术1第一节汽油机机内净化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，即降低污染物生成量的技术。如改进发动机的燃烧室结构、改进点火系统、改进进气系统、采用电控喷射、采用废气再循环技术等。机内净化被公认为是治理车用汽油机排气污染的治本措施。何谓机内净化？2第一节汽油机机内净化技术汽油机的燃烧过程：Ⅰ着火延迟期Ⅱ明显燃烧期Ⅲ补燃期按燃烧过程的物理—化学状态可分为三个阶段：3第一节汽油机机内净化技术汽油机主要污染物一

2、氧化碳（CO）氮氧化物（NOx）碳氢化合物（HC）铅化物以及二氧化硫等4第一节汽油机机内净化技术1-1燃烧系统优化设计1-2汽油喷射电控系统1-3缸内直喷技术1-6可变进气系统汽油机机内净化的主要措施1-5排气再循环1-4改进点火系统51-1燃烧系统优化1.使燃烧室形状结构紧凑（降低面容比S/V）紧凑燃烧室、快速燃烧加上优化的EGR和点火定时，可以给出动力性、经济性、NOx排放的最佳折中。目的：降低HC6圆盘形、浴盆形、楔形燃烧室越来越让位于半球形、蓬形等S/V小的紧凑燃烧室。1-1燃烧系统优化1.使燃烧室形状结构紧凑（降低面容比S/V）71

3、-1燃烧系统优化2.压缩比一般在辛烷值允许情况下，采用尽可能高的压缩比，以获得较好的动力性和经济性。压缩比S/VHCNOxCO在电子控制系统中，可以通过控制点火正时来避免爆燃，为高压缩比汽油机在性能与排放取得折中提供了条件。81-1燃烧系统优化3.改善缸内气流提高缸内混合气的涡流和湍流程度，有助于加强油气混合，保证快速燃烧和完全燃烧，降低排放。采用挤气面设计加强进气涡流通过进气道形状和气门设置导气屏涡流比HCNOx91-1燃烧系统优化燃烧室的缝隙区域对HC的生成影响很大，应尽量减少这些缝隙区域。4.缩小燃烧室的缝隙区L形活塞环基本可以布置得与

4、活塞顶齐平，可消除产生HC排放的缝隙区域，减少HC排放。HCCO101-2汽油喷射电控系统利用各种传感器检测发动机的各种状态，经微机的判断、计算，使发动机在不同工况下获得合适空燃比的混合气。一、电控汽油喷射系统11喷油控制是发动机ECU的主要控制功能它包括喷油时刻控制和喷油量控制。1.喷油时刻的控制对于多点喷射发动机，ECU以曲轴转角传感器的信号为依据进行喷油时刻的控制，使各缸喷油器能在设定的时刻喷油。2.喷油量的控制喷油量的控制，其目的是使发动机燃烧混合气的空燃比符合各工况的需要。1-2汽油喷射电控系统二、电控汽油喷射系统控制121-2汽油

5、喷射电控系统起动喷油控制起动时，空气流量计不能精确检测。因此，起动时，ECU不以空气流量计的信号作为喷油量的计算依据，而是按预先设定的起动程序来进行喷油控制运转喷油控制发动机运转时，ECU主要根据进气量和发动机转速来计算喷油量。反馈控制在排气管上加装氧传感器，根据排气管中氧的含量，测定进入发动机燃烧室混合气的空燃比值，并输入给ECU。ECU将此信号与设定的目标空燃比值进行比较，不断修正喷油量，形成闭循环，使空燃比保持在设定目标值附近。五、电控汽油喷射系统控制131-2汽油喷射电控系统超速断油控制——当发动机转速超过允许的最高转速时，由ECU自

6、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。断油控制五、电控汽油喷射系统控制141-3缸内直喷技术一、传统汽油机燃烧系统缺陷：汽油机功率采用进气管节流的变量调节，无法达到变质调节的精确性。空燃比须在着火界限内，热效率低，若稀混合气工作则热效率可提高。空燃比采用20与27较14.8时热

7、效率将相应提高8%与12%。排气污染（CO、HC、NOx）严重。一般汽油机的混合比范围正是排放较高的范围。空燃比达23以上就可以实现低排放。1-3缸内直喷技术直喷技术能使汽油机像柴油机那样具备较高的燃烧效率，使燃油燃烧更充分，从而达到尽可能节省燃油的目的；汽油缸内直喷技术是实现汽油在气缸内分层燃烧的一种特有技术，而汽油分层燃烧又是实现汽油稀薄燃烧的手段。稀薄燃烧是提高汽油机燃油经济性的重要手段。缸内直喷汽油机稀薄燃烧技术可以分为均质稀燃和分层燃烧两种燃烧模式。二、汽油机缸内直喷技术工作原理：1-3缸内直喷技术在火花塞间隙周围局部形成具有良好着

8、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；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。汽油