文档介绍：第六章发动机有害排放物的控制
第一节排气净化装置
仅涉及发动机的机外净化装置,有:
(1)恒温进气空气滤清器
(2)二次空气喷射系统
(3)催化转换器
(4)排气再循环系统
(5)曲轴箱通风及汽油蒸发控制系统
一、发动机的有害排放物
主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)和微粒排放。
(1)一氧化碳(CO):碳氢燃料的不完全产物,人吸入后将降低血液吸收和运送氧气的能力。
(2)碳氢化合物(HC):包括未燃和未完全燃烧的燃油和润滑油蒸汽。
(3)氮氧化合物(NOx):燃烧室内高温富氧环境中的产物。
HC和Nox在阳光照射下形成光化学烟雾,其主要生成物是臭氧,具有强烈氧化性,对人类、环境危害极大。
(4)微粒排放:主要指柴油机排气中的碳烟,其表面吸附的可融性有机物对人的呼吸道有害。
二、恒温进气空气滤清器
也称进气温度自动调节式空气滤清器(增加一套空气加热和控制装置)。多用于化油器式或节气门体汽油喷射式发动机上。
为什么要进行进气温度调节?
当发动机冷起动后,在怠速或小节气门开度下工作时,化油器供给浓混合气,燃烧不完全,发动机排气中CO和HC较多。恒温进气空气滤清器的作用就是当发动机冷起动后,向发动机供给热空气,这样,化油器即使供给稀混合气,热空气也能保证燃油充分汽化和燃烧,从而既减少了CO和HC排放,又能使发动机在低温下稳定工作。当发动机工作温度升高后,恒温进气空气滤清器向发动机供给环境温度的空气。
恒温进气空气滤清器的结构见图6-1、图6-2所示。(进气管真空度作用在真空控制膜盒7上,控制控制阀8开大或关小)
进气管真空度是如何作用到真空控制膜盒上的呢?见图6-3所示的恒温进气空气滤清器的工作原理示意图。
双金属进气温度传感器4在环境温度低于30C开启,进气管真空度经真空软管6作用到真空控制膜盒1,并吸引膜片2克服弹簧3弹力向上,通过连杆带动控制阀9将进气导流管10关闭。此时,热空气管7打开,被排气支管8加热的热空气进入空气滤清器(图6-3a)。
当汽车前罩下的环境温度在30~53 C之间时,进气温度传感器部分地开启通气阀,使进气管真空度只有一部分传送到控制膜盒。控制阀部分地开启进气导流管,热空气管也部分地开启。因此,部分冷空气和热空气供入发动机,使进气温度基本恒定。见图6-3(b)所示。
当环境温度超过53 C后,双金属进气温度传感器将通气阀关闭,真空软管与膜盒隔断,膜片弹簧力使控制阀关闭热空气管,将进气导流管完全打开,供入发动机的全部是环境空气。见图6-3(c)所示。
二、二次空气喷射系统
二次空气喷射系统的主要功用是在冷起动时由ECU根据发动机温度,控制来自空气泵的新鲜空气喷入排气歧管或三元催化转换器中,使排气中的CO和HC进一步氧化或燃烧成为二氧化碳(CO2)和水(H2O),以控制尾气中CO和HC 成分,同时,加快三元催化转换器的升温过程。
二次空气喷射系统主要由空气泵、内部开关阀和单向阀等组成。空气泵通常由发动机带驱动,单向阀的功用是防止废气返回空气泵。
当发动机起动后,电脑不使旁通阀2和分流阀7的电磁线圈通电,于是,旁通阀2和分流阀7的真空割断,此时,空气泵1送出的空气经旁通阀进入大气,这种状态称为起动工作状态,其持续时间的长短决定于发动机的温度。如果发动机的温度很低,起动工作状态的持续时间较长。
当接通发动机点火开关后,电源电压便施加在旁通阀2和分流阀7的电磁线圈上,电脑通过对每个绕组提供接地而使线圈通电。
发动机在预热期间,在发动机温度超过20 C时,电脑使旁通阀和分流阀的电磁线圈通电,这时,进气管真空度传送到旁通阀和分流阀,空气泵送出的空气经旁通阀流入分流阀,再由分流阀流入空气分配管,最后由空气喷管喷入排气歧管。
当发动机在正常的冷却液温度下工作时,电脑只使旁通阀电磁线圈通电,而不使分流阀电磁线圈通电。因此,空气泵送出的空气经旁通阀进入分流阀,再经分流阀进入氧化催化转换器。
四、催化转换器
催化转换器安装在排气歧管之后、排气消声器之前的排气管中。其作用是利用催化剂(通常是金属铂、钯或铑)的作用将排气中的CO、HC和NOx转换为对人体无害的正常气体。
催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器。氧化转换器只将排气中的CO、HC氧化成CO2和H2O,又称为二元催化转换器,必须提供二次空气作为氧化剂。三元催化转换器可以同时降低CO、HC和NOx的排放。它可以以排气中的CO和HC作为还原剂,将Nox还原成氮气(N2)和氧气(O2),而CO和HC则被氧化为CO2和H2O。当空燃比在理论空燃比()附近时,氧化-还原反应达到平衡, CO、HC和NOx的排放同时达到最低。
如果在三元催化转换器之后再连接一个氧化催化转换器,排气管中未