发动机排放控制ppt课件.ppt

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1、第4章车用柴油机机内净化4.1概述1.柴油机的燃烧过程柴油机的燃烧过程可划分为第一阶段：滞燃期第二阶段：速燃期第三阶段：缓燃期第四阶段：后燃期第一阶段：滞燃期第二阶段：速燃期第三阶段：缓燃期第Ⅲ阶段－缓燃期指从最高压力点开始到出现最高温度时的这一段时期。缓燃期开始时，虽然气缸内已形成燃烧产物，但仍有大量混合气正在燃烧。在由于是在气缸容积加速增大的情况下进行的，因此气缸内气体压力迅速下降。第四阶段：后燃期第Ⅳ阶段－后燃期指从缓燃期终点到燃油基本烧完的这一段时期。前一阶段燃烧中，燃料由喷注中心向外扩散的过程中受到已燃废气的包围，使一部分燃料拖到后期燃烧，形成后燃期。2.柴

2、油机的主要排放污染物有害成分汽油机柴油机微粒(g/m3)CO(%)HC(×10¯)6NOx(×10¯)60.0050.15~0.300.05~0.50200~1000700~20000.1~6200020~4003.柴油机的机内净化技术技术对策实施方法主要控制对象燃烧室设计设计参数优化、新型燃烧方式Nox、微粒喷油规律改进预喷射、多段喷射NOx进排气系统可变进气涡流、多气门微粒增压技术增压、增压中冷微粒废气再循环EGR、中冷、EGRNOx高压喷射电控高压油泵、共轨系统微粒4.2低排放燃烧系统柴油机燃烧室，是进气系统进入的空气与喷油系统喷入的燃油进行混合和燃烧的场所，所

3、以，燃烧室的几何形状对柴油机的性能和排放具有重要的影响。非直喷式燃烧系统非直喷式燃烧室往往有主、副燃烧室二部分，燃油首先喷入副燃烧室内进行混合燃烧，然后冲入主燃烧室进行二次混合燃烧。1.非直喷式燃烧系统（1）涡流室式燃烧室作为副燃烧室的涡流室设置在气缸盖上，主燃烧室由活塞顶与气缸盖之间的空间构成.主、副燃烧室之间有一通道涡流室式燃烧室的特点是：(1)对燃油系统要求不高，因为它主要依靠强烈的涡流作用形成混合气，因此不需要很高的喷射压力。(2)柴油机工作平稳。由于初期燃烧过程是在涡流室内进行，不直接作用在活塞上，使主燃烧室的压力升高率较小。(3)对柴油机转速变化不敏感

4、。由于压缩涡流随转速升高而增强，所以在较高转速时仍能保证较好的混合质量，因此涡流室式燃烧室适用于高速小型柴油机。(4)涡流室式燃烧室的燃烧过程采用浓、稀两段混合燃烧方式，前段的浓混合气抑制了NOX的生成和燃烧温度，而后段的稀混合气和二次涡流又加速了燃烧，促使炭烟的快速氧化，因而NOX和微粒排放都比较低，涡流室式燃烧室的缺点是：相对散热面积大，而涡流室又直接与冷却水接触，使散热损失加大；由于气体从涡流室向主燃烧室流动时，产生的节流损失较大，因而使柴油机冷机起动困难，燃油消耗较高。（2）预燃式燃烧室特点：由于预燃室与主燃室之间通道面积很小，具有强烈的节流作用，使主燃烧室中

5、压力升高缓慢，最高燃烧压力较低，柴油机运转平稳；对燃油系统的要求较低，可采用结构简单的单孔轴针式喷油器，喷油压力要求较低。燃油系统工作可靠；对柴油机转速变化、燃油品质的敏感性较小。预燃室燃烧室的缺点是：燃油消耗率高、起动困难。2.直喷式燃烧系统直喷式燃烧系统的燃烧室相对集中，只在活塞顶上设置一个单独的凹坑，燃油直接喷入其内，凹坑与气缸盖和活塞顶间的容积共同组成燃烧室。1）浅盆型燃烧室混合气形成方式以空间混合为主。形成质量依靠燃油喷雾的细微度及油束在燃烧室内的均匀分布实现。进气无涡流特点：结构简单，起动性好，经济性好，热负荷低；但α大（1.7~2.2)，工作粗暴，对燃料

6、要求高。如：大缸径柴油机多采用。浅ω型燃烧室2）深坑型燃烧室混合气形成方式是空间混合。形成质量依靠多油注高压喷射。一般有较强的进气涡流，适用于缸径80～140的柴油机。ω型燃烧室（典型）混合气形成：空间雾化混合为主。一般采用多孔喷嘴，并组织一定的进气涡流和挤气涡流，以加速混合气的形成。ω形燃烧室混合气形成特点：主要是依靠多孔喷雾（多为4孔），利用油束和燃烧室的吻合，在空间形成混合气。喷孔直径小，多在0.25～0.4mm内，喷孔轴线夹角为140°～160°内，喷油压力较高，一般在20Mpa左右。主要特点：面容比小，Q放↓，经济性好。低温起动性好采用多孔喷嘴，高压喷射。Δ

7、P/ΔΦ和Pz大，工作粗暴。α大，动力性差。形成碳烟多，氮氧化物多,排放差。多用于3000r/min以下的柴油机（车用柴油机）。3)球形燃烧室混合气形成特点：1）燃油顺气流沿球面切线方向喷入时，约95%被喷涂均布在室壁上，形成一层薄的油膜，5％散布在燃烧室空间形成火源，点燃混合气。2）油膜逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧，形成燃气涡流。3）喷油压力较高，油耗率较低。能适应多种不同着火性能的燃料。4）其进气管上多安装加热装置。主要特点：面容比小，经济性好。ΔP/ΔΦ和Pz较小，工作柔和。对燃油的品质及雾化质量要求低，可以燃用多种燃料。冷起动困难。低速、加速