汽车排气(尾气)系统的组成原理及应用分析

汽车排气(尾气)系统的组成原理及应用分析

汽车排气(尾气)系统的组成原理及应用分析

  • 适用:本科,大专,自考
  • 更新时间2024年
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汽车排气(尾气)系统的组成原理及应用分析

汽车排气(尾气)系统的组成原理及应用分析

摘要:随着国家的发展,人民富有,越来越多的人拥有汽车。不断地对汽车技术的创新和研究人们越来越重视汽车排气系统,因为这跟我们赖以生存的家园有着重大的关系。汽车的尾气可以对我们生活的环境有着重大的影响,甚至对我们人类本身都可以造成一些疾病的产生。

关键字:排气系统;净化方法;实例分析

Application and Analysis of Exhaust System

ABSTRACT: With the development of the country and the people's wealth, more and more people own cars. More and more attention has been paid to the innovation and research of automobile technology, because it has a great relationship with the home we live in. Automobile exhaust can have a significant impact on the environment we live in, and even cause some diseases to our human beings themselves.

Key words: exhaust system,purification method, case analysis

一、绪论

1.1研究的背景

现今汽车的排气系统的组成有引导废气排出的排气歧管净化排气的催化转换器,排气管及降低排气噪声的消声器{又称为排气消声器}等组成。排气歧管的内部构造应该尽可能的减少排气的阻力,以免影响发动机的容积效率,总的来说,一般采用价格便宜且耐高温的铸铁制成,但也可以选择用不锈钢制成因为不锈钢管制成的可以提高容积效率且管壁薄,质量轻,形状自由度大。消声器有多种,其主要的作用是降低压力和温度以及噪声。国内的许多科研人员也在致力于研究排气系统,但研究的方向可能并不相同,有的是主要研究怎样降低汽车的噪声,有的是研究汽车尾气的净化,就当今社会而言,人们生活品质的不断提高,也越来越注重自己生活的环境,现代的汽车为了符合废气的排放标准通常都装有催化转换器,用以帮助和净化排气管中的有害气体。说到催化器就必然会谈到催化技术,现今,催化技术是国内外公认的汽车尾气净化的主流技术,但其仍然存在着致命的缺陷,当催化剂与其实施的车型不匹配以及其他方面的原因时,当出现这些原因时并不好解决,这是我们需要解决的一大问题。目前发达国家主要通过贵金属三元催化剂来解决汽车尾气对环境造成的污染,国内的高档汽车所用到的净化技术均来自国外。我国控制汽车尾气污染的主要技术是在排气管上安装催化装置,国内的技术正在研究有贵金属催化技术、纳米稀土材料催化技术、低温等离子技术、超临界点技术等。随着现今科技的飞速发展,汽车尾气净化技术已经从昂贵的化学催化剂向催化剂活性高、专一高效的生物协同净化技术发展。

1.2研究的目的和意义

中国汽车产业发展迅速,已经成为我国国民经济的支柱产业之一。伴随着人民的富裕,许多家庭拥有汽车,但随着家庭平均汽车保有量的增加,其带来的问题也逐渐被挖掘出来。汽车给整个社会带来的资源、环境、交通和安全的压力日益增大。汽车尾气中的有害成分对我们赖以生存的环境以及我们人体本身都有着巨大的影响。现在人们普遍关注的全球变暖的问题,这一问题跟汽车尾气中的CO2有着密切的关系。一氧化碳CO是无色、无味、无臭的易燃有毒气体,其与人体的血红蛋白有着超越氧气的亲和力从而引起头晕、恶心、头疼等诸多症状严重时使人窒息死亡。碳氢化合物简称HC其可以对人体的眼睛、呼吸道和皮肤有着强烈的刺激作用容易引起中毒,氮氧化合物简称NOx其对人体的脏腑均有影响,是一种有毒的气体。硫化物其包含很多如二氧化硫SO2、H2S、H2SO4等硫化物可以形成酸雨,对生态环境和人体都有着巨大的影响并且其具有强烈的腐蚀性。由于汽车本身排放中包括一部分的颗粒物,再加上汽车在路上行驶时造成的气体扰动,使空气中的灰尘颗粒无法落地,悬浮于低空,形成雾霾。雾霾的主要成分就是由化学气体和灰尘颗粒组成的,这两种气体对人体都有着严重的危害,同时汽车所排放的颗粒物对人体有着致癌的作用。汽车的排放物对环境还有可能造成二次污染,例如我们大家所熟知的光污染,其主要是由尾气中的HC和NOx气体在大气中经过复杂的光化学反应从而生成一种新的污染物即光化学烟雾。汽车的尾气中有着这么多的有害成分,所以我们需要降低尾气中的有害成分。当然排气系统的功用并不止这些,其还具有降低噪声等作用。研究的目的是让大家重视汽车的排气系统,这跟我们的生活和我们所生存的环境息息相关,同时我们应该要注意一些基本的方法来熟知我们的汽车排气系统的故障。

二、概况

2.1国内外的概况

机动车排放控制需要依靠先进的发动机技术、后处理技术以及满足排放控制需求的优质燃油。由于各项设计排放控制技术的进步都会导致设计复杂性和生产成本的提高,消费者很难对外部的收益有直观的感觉,因此我们需要创新一些技术,在现有的基础上来满足日益增长的需求。近年来,世界各国都在不断的更新汽车的排放法规,从而达到有效的控制汽车的排放。就目前来看,美国、欧洲、日本的汽车排放法规是目前世界上最主要的三的法规体系,其他的各国或多或少的都有参考或借鉴这三大法规体系。我国主要借鉴了欧洲的排放体系,现今先进的汽车排放标准包括了在多种条件下具体的要求测试,如尾气管污染物常温冷启动排放测试、实际道路的排放测试、曲轴箱排放测试、蒸发排放测试、加油排放测试、低温冷启动排放、排放耐久性等都有着明确性的要求。目前我国实行的是国五的标准,国五的标准对氮氧化合物、碳氢化合物、一氧化碳和悬浮粒子等机动车的排放物的限制更为严格。相比于国四的标准,氮氧化合物的排放量还要降低百分之二十五,还增加了非甲烷碳氢和PM的排放限值,降低了大气的污染,还要防治雾霾。但据可靠消息国六的标准即将实施,国五的标准采用的测试循坏是NEDC,其耐久性的要求是16万千米其燃油的蒸发测试是24小时昼间及热浸测试,相较于国五国六跟家严格其测试循环是WLTC和RDE其耐久性的要求是16万千米燃油蒸发测试是48小时高温昼间及热浸测试国六a汽油车CO限制加严百分之五十;国六b汽油车THC{总碳氢化合物}和NMHC{非甲烷总径}下降百分之五十,NOx{氮氧化合物}加严百分之四十二。但欧盟早在2014年就实施了欧六的标准,测试循环是NEDC和WLTC{WLTC从2017年9月起实施}。美国联邦的排放标准为Tier3其循环测试为FTP-75、US06、SC03耐久性的要求为15万英里{约24万千米]燃油蒸发测试为48小时和72小时高温昼间及热浸测试,通过对比我们可以发现我国的排放标准充分的吸收了美国和欧洲的排放标准的优点同时也在现有的基础之上加以改进,从而更好地适应国内的行情和需求。

三、排气系统

3.1氧传感器

3.1.1氧传感器功用

汽车上的传感器众多,但必要的传感器只有空气流量计、氧传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、车速传感器。其中的氧传感器对于ECU修正发动机的喷油量有着重大的影响,当然只依靠氧传感器是不准确的还需要空气流量计的信号。一般来说,在发动机的进出口处都会安装一个氧传感器,当然也有只在排气管位置安装的,其目的是通过氧传感器的反馈信号来调整喷油量,使空燃比更加接近理论空燃比,但前氧传感器跟后氧传感器相比较而言是有区别的,前氧传感器主要是用来修正喷油量的,但后氧传感器主要是用来检测三元催化转化器转化完的氧气的含量。一般来说当氧传感器的正常工作温度是在300℃,其基本的工作原理是利用电化学原理来快速的检测排气中的氧含量。当其的电压达到0.8~0.9V时,此时说明发动机内部的可燃混合气为浓混合气,需要加大进气量,不然尾气排出的气体中将有着大量的一氧化碳{CO}和碳氢化合物{HC}。当氧传感器的电压达到0.4~0.5V时,说明发动机内部的可燃混合器达到了理想的值,当氧传感器的电压达到了0.1~0.2V时,此时说明发动机内部的可燃混合气属于稀混合气,需要ECU加大喷油量用以防止汽车动力不足导致的熄火同时也可以减少氮氧化合物{NOx}。氧传感器的分类有二氧化锆式的、二氧化钛式的。

目录

一、绪论 4

1.1研究的背景 4

1.2研究的目的和意义 4

二、概况 6

2.1国内外的概况 6

三、排气系统 7

3.1氧传感器 7

四、技术对比与分析 11

4.1汽油机 11

4.2柴油机 17

五、实例分析 21

总结 24

致谢 24

参考文献 25

参考文献

[1]杨增雨 70图讲透分析尾气排故障[M].机械工业出版社,2018

[2]郭刚,汽车尾气净化处理技术[M].机械工业出版社,2018

[3]王会,汽车发动机构造与维修[M].人民交通出版社,2010

[4]门玉琢,汽车尾气排放分析及治理技术[M].机械工业出版社,2017

[5]支树模,汽车排放污染物控制与零排放净化技术[M].中国质检出版社,2012

[6]李孟良,周华. 汽车排放污染控制系统简明教程[M].武汉理工大学出版社,2015

[7]英娟.机动车污染控制技术[M].上海交通大学出版社,2014

[8]李兴虎.汽车环境污染与控制[M].国防工业出版社,2011

[9]邱兆文.汽车节能减排技术[M].化学工业出版社,2015

[10]葛蕴珊,谭建伟,姜磊,宋艳冗;汽油车进排气系统降低噪声研究[J].汽车技术,2006年11期



  • 关键词 汽车 排气 尾气 组成 原理 应用 分析
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