广西科技大学车用内燃机及排放控制技术综述题目：车用内燃机及排放控制技术综述班级：车辆111班学号：201100205030姓名：咼振华专业：车辆工程指导教师：陶坚摘要1886 年，德国人卡尔.本茨用一台两冲程单缸0.9马力汽油机研制成第一辆三轮机 动车，这被公认为世界上的第一辆现代汽车。一百多年的汽车发展史表明：汽车诞生于 德国，成长于法国，成熟于美国，兴旺于欧洲，挑战于日本，而中国以及广大发展中国 家汽车市场的发展则构成了本世纪初世界汽车发展的主旋律。尽管汽车的出现以及发展 给社会、经济带来了巨大的推动作用，但日益严重的环境问题以及交通安全问题使人们 对汽车的经济性、舒适性及安全性提出了更高的要求。被誉为汽车心脏的发动机历来是 世界瞩目的热门研究课题之一，提高燃烧效率和降低燃油消耗已成为汽车发动机目前面 临的主要技术挑战，汽车工业发达的国家在这方面竞相竞争。实际上控制汽车的排放关 键在于控制汽油发动机冷起动阶段的排放，同时控制点火提前角等其他要素也非常关 键，目前的汽车使用的催化器主要是三效催化转化器，研究高效的催化剂对于减少汽车 排放也有积极的意义。随着汽车尾气排放标准的不断加严以及先进排放控制技术的应 用，燃油品质对车辆排放的影响也越发重要。因此，美、日、欧等国家和地区的汽车、 石化行业纷纷合作进行“汽车发动机燃油”的系统研究，通过研究成果提出了与逐 渐加严的汽车排放法规相适应的燃油关键技术指标的限值要求。从 2011 年7 月1 日起， 凡不满足国四标准要求的轻型汽油车、单一气体燃料车及两用燃料车不得销售和注册登 记，目前满足相应排放标准的燃油技术指标早已确立并推广。本文首先分析汽车排放的 机理过程，其次，阐述车用内燃机目前所使用的减排技术及其原理，最后介绍汽车减排 技术的未来发展方向。关键词：排放 点火提前角 三效催化转化器AbstractIn 1886, the German Karl Benz with a 0.9 horsepower for single cylinder two stroke gasoline engine was developed into the first three-wheeled vehicle, it is recognized as the worlds first modern car. More than one hundred years of history shows that the car was born in Germany, grew up in France, mature in the United States and prosperity in Europe, challenges in Japan, China and other developing countries the development of the auto market will make up the theme of the world auto industry development at the turn of the century. Although the car brings to the society, economy and development of the huge role, but the increasingly serious environmental problems and the traffic safety problems that people in the economy, comfort and safety of cars put forward higher requirements. Is known as the heart of automotive engine has always been one of the hot research topic in the attention of the world, increase the combustion efficiency and reduce the fuel consumption has become the automotive engine faces the main technical challenges, auto industry developed countries vying to compete in this respect. Control vehicle emissions in fact is the key to control emissions of gasoline engine cold start phase, control of ignition advance Angle and other factors also is critical, the current car use catalysts is primarily a three-way catalytic converter, the highly effective catalyst for reducing emissions from cars also have a positive significance. With the development of automobile exhaust emission standard and strict,and the application of advancedemission control technology, the influence of fuel quality on vehicle emissions is increasingly important. Therefore, Us, Japan, Europe and other countries and regions of auto, petrochemical industry to cooperate for the car. The engine. The fuel system research, through the research put forward the corresponding to gradually enhance the vehicle emission regulations of key technical indicators of fuel limit. Since July 1, 2011, who did not meet the requirements of the four standard light-duty gasoline vehicles, single and dual fuel gas fuel car sales and registration, shall not be currently meet the discharge standard of fuel specifications were established and promotion. At first, this paper analysis the mechanism of the auto emission process, secondly, automotive internal combustion engine emissions currently used technology and its principle, finally presents the future direction of the automobile emissions.Keyword： emissions The ignition advance Angle Three-way catalytic converter1、汽油机主要排放物机动车排放的污染物早已被证实有多种对公众和大气环境有负面影响的因素，排放 物种主要包括碳氧化物和氮氧化物，其中有害排放主要是指通常是指NO及NO,其虽然2 只占废气总量中的 2左右，但是对环境却造成了极大的危害，因为氮氧化物可以和空 气中的成分反应并在一定条件下形酸雨，而排放物中的碳氧化物则是形成温室效应的主 要物质。在内燃机工作过程中，由于气缸内各处的温度、混合气的浓度不同，产生NOx、 HC、 CO 的过程和部位也就不同。在燃烧过程中， NO、 HC、 CO 在各个阶段的生成过程大X致如下：在点火和火焰传播阶段，N和0在高温下反应生成了 NO，如燃可燃混合物中22x的氧气浓度不足时，还会生成CO。当火焰逼近燃烧室壁面时，由于温度较低，火焰淬熄， 会在发动机内壁形成薄层积碳。这种情况也会在火焰传播不到的第一道活塞环的环槽中 产生。在膨胀过程中，环槽中未燃的 HC 随活塞下行而布敷在汽缸壁上。排放物中还有 一定含量的硫化物（SO）汽车尾气中的另一种有害气体，减少燃料中的硫含量可显著 x 减少尾气中有害硫化物排放量，但炼油厂一般不会这样做，因为要使燃料中硫含量减少 就会在一定程度上增加他们的生产成本。如果汽车尾气中的污染物在空气中长期存在可 导致哮喘，肝脏疾病，肺部疾病以及癌症发生，排放物对人体的直接影响集中体现在对 呼吸系统的危害。1.1 一氧化碳的生成机理CO是不完全燃烧的产物，是一种无色、无刺激、无味的气体。CO被人体吸入后，会在血液中取代氧而形成牢固的血红蛋白，血红蛋白对CO的吸附性强于氧气300倍，该污 染物能严重影响氧气输送。人会由于缺氧而感到疲劳，引起头晕、恶心等中毒症状，甚 至导致窒息死亡。CO的另一种危害是促使N0向N02转化，使光化学烟雾增加。汽车尾气中 CO的产生是燃烧不充分所致，是氧气不足而生成的中间产物。燃气中的氧气量充足时， 理论上燃料燃烧后不会存在CO。但当氧气量不足时，就会有部分燃料不能完全燃烧，而 生成CO，这都与过量空气系数e a有这紧密的联系。 汽油机一氧化碳的生成机理。当e a 1时，CO的排放量都很小；当e a =1.01.1时，CO的排 放量变化较复杂。 柴油机一氧化碳的生成机理。当e a =1.53，CO排放量要比汽油机低得多；当e a =1.21.3, CO的排放量才大量增加。影响一氧化碳生成的因素：1.进气温度的影响2. 大气压力的影响 3. 进气管真空度的影响 4. 怠速转速的影响 5. 发动机工况的影 响1.2 碳氢化合物的生成机理车用发动机的碳氢排放物中有完全未燃烧的燃料，但更多的是燃料的不完全燃烧产 物，还有小部分由润滑油不完全燃烧而生成。排气中未燃碳氢物的成份十分复杂，其中 有些是原来燃料中不含有的成份，这是部分氧化反应所致。在发动机正常运转情况下， HC 的生成区主要位于气缸壁的四周处，故对整个气缸容积来说是不均匀的，而且对排气 过程而言HC的分布也是不均匀的。在发动机一个工作循环内，排气中HC的浓度出现两 个峰值，一个出现在排气门刚打开时的先期排气阶段，另一个峰值出现在排气行程结束 时。HC的生成主要由火焰在壁面淬冷、狭隙效应、润滑油膜的吸附和解吸、燃烧室内沉 积物的影响、体积淬熄及碳氢化合物的后期氧化所致。1.3 氮氧化物的生成机理汽油机未燃HC的生成机理也适用于柴油机，由于燃料以及点燃方式的不同，故柴 油机的碳氢排放物有其自身的特点，柴油中的碳氢化合物比汽油中的碳氢化合物沸点要 高、分子量大，柴油机的燃烧方式使油束中燃油的热解作用难以避免，故柴油机排气中 未燃或部分氧化的HC成份比汽油机