汽车尾气排放控制、治理技术介绍

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1、 排放的状态与发动机的燃烧直接相关，通常有4中排放物被加以限制，CO，HC或THC，NOX，在下面可看到CO，CO2，HC，NOX及O2与A/F的关系。 从图中显示当A/F在接近15：1时，CO达到最低，并当混合气进一步减稀时仍保持此低水平 据此：CO是混合气浓的最好标志，并且尾气中CO和HC的浓度是判断发动机性能的一个非常有用的测量内容 HC是汽油发动机尾气中未燃烧的汽油蒸汽，由于发动机的燃烧不可能是完全的，所以燃烧室中的某些HC蒸汽保持未燃烧状态随排气排出 HC的浓度主要取决于燃烧室的设计 HC最低点出现在A/F=16：1附近，当混合气过稀或浓，HC都会明显增加 与O2和CO2读值一起，H

2、C也可反映催化器的转化效率 在尾气中O2的状态反映A/F稀的程度 当混合气比15：1浓时，O2稳定在很低的水平，这是由于所有O2在燃烧过程被燃烧了，随着混合气更稀，O2稳定增加，因此尾气中的O2浓度与A/F稀的程度相对应 CO2是在燃烧中由一个碳原子和两个氧原子形成的燃烧产物，在尾气测量中的CO2还包括由CO在催化转化器中氧化形成的一部分 CO2是最能反映燃烧效率的一个参数，其最高点出现在理论A/F处 它还能用于检查排气系统是否泄漏，由于只要有明显的泄漏，CO2读值会低 从体积上讲空气中含有约78%的氮和约21%的氧，氮在燃烧中即不能产生，也不能转移，当温度超过1000时，氮和氧结合，而燃烧室

3、内温度在某些工况很容易达到1300以上，如有负荷时。 氮和氧的结合形成有害的氮氧化物，包括NO和NO2。发动机燃烧室内形成的所有氮氧化物被称为NOX 对发动机的燃烧来讲，NOX中只有CO是可测量的重要参数，燃烧室中形成的CO在排气形成与附加的氧反应形成CO2 仅从A/F讲，NOX的最大值出现在15.8:1附近，除A/F外，许多其他因素将影响NOX实际值。 NOX的形成并不影响发动机的性能，但使用某些防止NOX形成的装置将会影响发动机的性能，若该装置工作不良时会增加CO和HC3.02.52.01.51.00.5016151413121110987654321O211.80.8012.50.851

4、3.20.9014.00.9514.71.0015.41.0516.21.1016.91.1517.61.2018.31.25COHCCO2NOXAIR-FUEL RATIOLAMBDAHCX 100%RICHLEAN燃烧产物与A/F的关系 概括地讲： *当A/F等于理论空燃比（化学计算的值）时，HC最低。这是因为燃油在燃烧过程中基本完全燃烧。偏浓或偏稀的混合气或点火问题均会因燃烧未完成而增加 *当A/F接近理论空燃比（化学计算的值）时，由于有足够的氧，且不易形成积碳，使CO最低。这是由于在理论空燃比处燃烧比较彻底，比理论空燃比浓的混合气将导致CO增加，而较稀的混合气对CO影响较小。 *当A/

5、F接近理论空燃比（化学计算的值）时，CO2最高。当混合气变浓或稀时，CO均会降低。 *当A/F接近理论空燃比（化学计算的值）时，O2接近0。由于绝大多数O2在燃烧过程被燃烧。当混合气变浓时，O2减少，而混合气变稀时，O2增加。 *当A/F（空燃比）非常浓或稀时，NOX最低。当混合气稍稀且发动机在一定负荷下，NOX最高。 数据分析说明 在理论空燃比：*在理论空燃比，CO和O2相等 *CO2反映燃烧效率，在理论空燃比值最高。在稀或浓时均降低。 *NOX无EGR时，在有负荷下典型的读值约1700至2500ppm，当有EGR时约500至1000ppm 稀空燃比：*高的HC表示混合气过稀或失火 *O2比

6、HC能更好反映混合气过稀或失火 *高的O2反映空燃比过稀 *当CO或HC最低时，NOX最高 浓空燃比：*低的O2表示混合气浓 *高的CO通常表示混合气比理论空燃比浓 *高的HC通常表示由于点火不足或有部分未燃烧而存在过量的未燃燃油，常见原因是点火系统故障，真空泄漏，或混合气问题 空燃比的影响： 过稀：*发动机功率不足 *在某些速度失火 *气门和活塞烧损 *缸筒拉伤 *易产生爆震或砰砰声 稍稀：*油耗降低 *排放较低 *发动机功率稍有减低 *有爆震的轻微趋向 理论空燃比：各方面性能相对较好 稍浓：*发动机功率最高 *排放较高 *油耗高 *爆震趋向较低 稍浓：*发动机功率最高 *排放较高 *油耗高

7、 *爆震趋向较低 下表介绍了各读值可能出现的相互关系和常见原因，其中内容是在断开空气喷射系统下获得的。 注：L=低，M=中等程度，H=高 1. 曲轴箱通风:曲轴箱通风系统有2种，一种是固定量孔式，另一种是PCV阀式，典型的曲轴箱通风系统如下图：空 滤进 气PCV阀化 油 器 或 节 气 门 体曲 轴 箱 通 风 进 气 口燃 烧 室曲 轴 箱 通 风 气 体 通 道典 型 的 PCV系 统 它们都是在一定负荷下将曲轴箱的废气通过固定量孔或可变流通截面的PCV阀进入进气歧管，在进入燃烧室参与燃烧，从而避免将未燃气体（HC）直接排入大气中。对不同年型或不同发动机的流量标定是不同的，若安装不正确会导

8、致排放不合格和发动机的性能不良 当通风系统被堵塞或卡滞在关闭位置时，曲轴箱的压力会增高，导致发动机机油的泄漏，且混合气会变浓，若通风系统泄漏或PCV阀卡滞在打开位置或过度磨损，则或导致进气歧管真空度下降，对化油器的车辆，会造成怠速混合气过稀，对使用MAF的汽油喷射的车辆，也会造成混合气过稀，而对于使用MAP的汽油喷射的车辆则会造成混合气浓。 检查内容：在PCV阀系统正确连接的情况下，读取CO和O2值，然后断开PCV阀进气口，在量孔或PCV阀处应有真空的吸力，此时会吸进发动机室的热空气，注意CO和O2读值。CO值应降低，O2值应增加。若无变化，应清洗PCV系统，或按要求进行修理。当用手指堵住PC

9、V阀进气口时，发动机的运转状态应有一定的变化，再读取此时的CO和O2值。此时CO值应增加，O2应降低，若读值与断开吸进空气时一样，或稍有增加，则表示PCV阀系统未工作。对采用PCV阀的系统，堵住时还应听到阀被吸动的声音。另外还可使用真空表及系统诊断仪器中的数据来分析（如空气流量，歧管压力，发动机的负荷等参数）。 2.炭罐 NOX: 大气中有78%的氮气（N2），和21%的氧气（O2）。在燃烧室温度达到2000 至2500 时，形成氮氧化物（NOX），其中主要是NO，还有一些NO2，统称为NOX。实际上在燃烧过程中主要形成NO，而在排气过程中，由于添加的氧气（O2）而形成NO2。虽然NOX不会影