汽车尾气排放控制、治理技术介 绍
北京市汽车研究所 王凯明
汽车尾气排放控制治理技术介绍
一。排放物与空燃比的关系
• 排放的状态与发动机的燃烧直接相关，通 常有3种排放物被加以限制，CO，HC或 THC，NOX，从下图可看到CO，CO2， HC，NOX及O2与A/F的关系。
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R IC H
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2.炭罐
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3.EGR系统
• NOX: 大气中约有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不会影响发 动机的性能，但某些可防 止NOX形成的装置会影响发动机的性能， 当其功能不正常时，还会导致CO和HC的增 加。
• 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，再进入燃烧室参 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 会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系统的汽油喷射的车辆， 也会造成混合气过稀，而对于使用MAP系统的汽油喷射 的车辆则会造成混合气浓。
LEAN
HC X 100
%
16
15
14
CO2
13
3 .0 1 2
11
2 .5 1 0 9
2 .0 8
NOX
7
1 .5 6
5
1 .0 4 3
Байду номын сангаас
CO
HC
0 .5
2
1
0
O2
A IR -FU E L R A T IO
1 1 .8
1 2 .5
1 3 .2
1 4 .0
1 4 .7
1 5 .4
1 6 .2
1 6 .9
• 过浓：*发动机功率降低
•
*排放高
•
*油耗很高
•
*爆震趋向很低
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五气体尾气分析仪读值分析：
• 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
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数据分析说明：
• 在理论空燃比：*CO和O2相等
•
*CO2反映燃烧效率，在理论空燃比处最高。
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HC能更好反映混合气过稀或失火
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几种与排放相关的排放控制装置：
1. 曲轴箱通风:强制曲轴箱通风系统有2种， 一种是固定量孔式，另一种是PCV阀式， 典型的PCV阀式曲轴箱通风系统如下图：
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化油器或节气门体 曲轴箱通风进气口
空滤 进气 PCV阀
燃烧室 曲轴箱通风气体通道
汽车尾气典排型放控的制P治C理V技系术统介绍
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NOX与A/F的关系
ppm
R IC H
LEAN
3000
2500
2000
1500
1000
500
AIR -FUEL RATIO
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• 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 PCV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）。
•
*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
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• 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
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• 稍浓：*发动机功率最高
•
*排放较高
•
*油耗高
•
*爆震趋向较低
1 7 .6
1 8 .3
LAM BDA
0 .8 0
0 .8 5
0 .9 0
0 .9 5
1 .0 0
1 .0 5
1 .1 0
1 .1 5
1 .2 0
1 .2 5
燃 烧 产 物 与 A /F 的 关 系 汽车尾气排放控制治理技术介绍
• 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 HC • *当A/F接近理论空燃比（化学计算值）时，因有足够 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/F接近理论空燃比（化学计算值）时，CO2最高。 当混合气变浓或稀时，CO2均会降低。 • *当A/F接近理论空燃比（化学计算值）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。
•
*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，或混合气汽问车尾气题排放控制治理技术介绍
• 空燃比的影响：
• 过稀：*发动机功率不足