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(3)柴油机稀燃氮氧化物催化剂 柴油机在稀燃条件下运行，普通汽油机的三效催 化剂不能用于控制柴油机NOx的排放。

这方面的技术目前正处于开发阶段，但由于柴油 机排气中O2浓度高，排气温度低，HC和CO等还原 剂的浓度很低，而且柴油尾气中的SO2和微粒可能 使催化剂失活。因此，对催化净化技术的要求很 苛刻，开发难度相当大。
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(3)采用增压和中冷技术

增压和中冷技术是提高柴油机功率、燃油经济性以及降低污
染物排放量的最有效措施之一。

增压技术最常见的是废气涡轮增压，由于进气密度的大幅提 高，柴油机功率可提高30％～100％，燃油经济性也明显改 善，CO、HC和碳烟的排放都有一定程度的降低，柴油机采用 进气涡轮增压后，由于进气温度较高，提高了最高燃烧温度，

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氧化型催化转化器的最佳工作温度范围是
200～350℃。
氧化催化剂活性成分可用Pt和Pd,多采用蜂窝
状陶瓷结构作为载体材料.
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(2)颗粒捕集器
颗粒捕集器是利用一种内部孔隙极微小、能
捕获微粒物的过滤介质来捕集排气中的微粒， 捕集到的绝大部分是干的或吸附着可溶性有 机成分的碳粒。然后采取不同的方法来燃烧 (氧化)／清除过滤器中收集的颗粒物，使颗 粒捕集器再生后循环使用 .
燃油消耗率的均衡关系，后者在不采用后处理的情 况下，也能满足一般法规对NOx的排放限值要求
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2.汽油车尾气排放后处理技术 常见的排气后处理装臵有氧化、还原型催化 转化器、三效催化转化器等。
（1）氧化、还原催化转化器

氧化型催化反应器利用排气中残留的或二次 空气供给的氧，使CO和HC完全氧化。NOX还原 催化反应器利用排气中的CO、HC和H2 为还原 剂来净化NOX。
杂，因此，对催化剂载体的机械稳定性和热 稳定性要求都很高。
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三效催化剂一般由贵金属、助催化剂(CeO2等稀土氧化物)和 载体γ—A12O3组成。
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3.曲轴箱的污染物排放与控制
曲轴箱的污染物排放来自于压缩和作功冲程 中从缸体中逸出的气体,这种现象叫窜气。
控制办法：将窜漏的气体再循环进入发动机
第七章 城市机动车污染控制
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一、汽油发动机污染物的控制技术
工作原理：
进气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
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1.降低污染排放的发动机技术
（1）改进点火系统

一般发动机在压缩冲程结束前点火，可以得到最大 的压缩比，最高的温度和压力。但是降低燃烧温度 有利于降低NOx的浓度，所以往往采用延迟点火的办

废气循环量一般在15％～20％以内，超过这一范围， 发动机动力性和经济性将很快恶化，同时由于混合 气过度稀释产生失火，使HC排放增加。
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由图中可以看出，要提高NOx净化率，必须以牺牲燃
油经济性为代价。值得注意的是，冷却EGR和完善
的电子闭环控制EGR技术的开发，为该技术的推广
应用创造了优越条件。前者有利于取得最佳的NOx和
反而使NO的比排放[g/(kW· h)]增加。为此，可采用增压中冷
技术使进气温度降低，防止NOx排放性能的恶化。
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(4)采用分隔式燃烧室

分隔式燃烧室的NOx排放要比直喷式燃烧室低1/3～1/2，这
是因为在分隔式燃烧室中，副燃烧室的壁温较高，滞燃期 短，爆发压力低，从而使火焰前峰温度低，且分隔室中α
的进气管，然后在发动机气缸中烧掉。
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4.燃油蒸发排放控制
油箱和化油器是汽油蒸发排放的两大主要来
源。温度越高，蒸发排放量就越大。
控制方法：油箱和化油器采取防热隔热措施；
用吸附法。
图11-14为吸附法蒸发排放控制装臵的原理图。
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采用这种装臵，几乎能将HC蒸气完全吸附
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除了汽车本身的蒸发排放外，汽油转运和加油过程
化器电加热装臵、安装前臵催化转化器等。
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稀燃发动机技术:稀燃发动机可以使用比常规发动机稀得多
的混合气，因而具有明显的低油耗优势，如日本丰田公司 的稀燃发动机空燃比达到了27。缸内直接喷射过程的燃料 蒸发使缸内空气温度下降，有利于抗爆性的提高及充气效 率的改善，而且过渡反应性能良好。由于采用了适合发动
法，点火时间甚至可以延迟到活塞达到上止点后。
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(2)闭环电子控制汽油喷射技术

由于三效催化转化器的使用，需要对汽油发动机的空燃比进
行精确控制，闭环电子控制的汽油喷射系统正好适应了这一
需求。闭环控制系统可以将发动机的空燃比控制在理论空燃 比±1％的范围。
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(3)废气再循环(EGR) 将部分燃烧尾气返流至进气管再吸入气缸参加燃烧， 称作废气再循环(EGR)。废气再循环是减少发动机 NOx排放的一种有效方法。
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2.柴油车排气后处理技术 柴油车排气净化后处理技术主要有过滤捕集法和催 化转化法。 催化转化法主要分为氧化型催化转化器和NOx还原 催化转化器。 柴油机排气中的大量微粒主要靠过滤器、收集器等 装臵来捕获，然后通过清扫或燃烧的办法去除，使 颗粒捕集器再生使用。

四效催化转化器，即在同一催化反应器中同时实现 HC、CO、颗粒物和NOx四种污染物的净化。
的蒸发排放也比较重要。这种排放是由于贮油罐和
车辆燃料箱的上部保留着一部分燃料蒸气。当加油
时，蒸气的位臵被汽油所占据而逸出。
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减少燃料分配时HC排放的技术有两个阶段。

第一阶段控制是油气回收。其效率约为95％，可将 每升油的蒸发排放从1.14 g降到0.06 g。 第二阶段的控制是（1）改进加油枪为负压操作以 捕获蒸气；（2）在汽车上安装活性炭吸附罐，就
小，处于缺氧条件下，这些均抑制了NOx的产生。

由于分隔式燃烧系统利用二次涡流促进主室的混合气形成 和燃烧，在主室中减少或避免高温局部缺氧的不利影响， 所以分隔式燃烧室的HC、CO和颗粒物排放也较低，此外噪 声也较低。但分隔式燃烧室的经济性差。
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(5)电控柴油喷射 由传感器、执行器、电控单元三部分组成。 它可以实现图11-23所示的一系列控制功能， 因而可以在任何工况下都选择最佳的喷油量、 喷油压力、喷油提前角、喷油速率等参数， 从而改善柴油机的燃油经济性和排放性能， 是柴油机控制污染排放的有效手段。
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柴油车用三效催化转化器
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(1)氧化催化剂 柴油机氧化催化剂能氧化尾气排放颗粒物中的大部分可溶性 有机物、气态的HC和CO、臭味和其他一些有毒有机物(如PAH， 醛类等)。因为不捕集固态的颗粒物，氧化催化剂不需要再 生，可以长期连续使用。在不影响燃料消耗和NOx排放的情 况下，净化挥发性HC和CO的效率可达80％，因此可在一定程 度上减少柴油车的颗粒物排放. 二氧化硫排放会导致催化剂中毒、颗粒物排放量增加
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（2）三效催化转化器

三效催化转化器能同时使CO、HC和NOX三种成分都得 到高度净化。 图11-11为不同空燃比下三种污染物的净化效率

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典型的汽车尾气催化转化器使用多孔蜂窝陶
瓷载体．表面涂附活性Al2O3，负载铂、钯、 铑等贵金属或其他催化剂。
除陶瓷载体外，也有使用金属载体的。 由于汽车排气温度变化范围大，运行路况复
机运行条件的燃烧方式，故大大减少了燃烧过程污染物的
产生，显著提高了发动机的经济性。
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二、柴油发动机污染物的控制 柴油机的燃烧过程分为着火落后期、速燃期、缓燃期、 后燃期
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1.控制柴油机污染物排放的发动机技术
（1）废气再循环
（2）改进供油系统

改进供油系统的关键技术有：采用高压喷射(最高 喷油压力可达150～180MPa)，喷油规律及结构参数 优化，预喷射法，多段喷射法，缩小喷油嘴孔径并 增加孔数，以及推迟喷油提前角等。

像控制汽车蒸发排放一样。
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4、汽油车排放污染控制的最新发展 国际上最先进的汽车排放控制系统：采用OBD的排 放控制技术，即车载诊断技术。对汽车上与排放相 关的所有部件进行实时监控，一旦出现异常即通过 指示灯报警，提醒车主及时进行修理。

近年来的三效催化净化技术主要是在改善冷启动净 化性能方面进行提高，采取的技术措施包括催化转
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主要问题:如何有效去除捕集下来的炭黑并使过滤 器再生。柴油机颗粒物中包含固态的碳，外裹一层 分子量很大的碳氢化合物。这种混合物的燃点在 500—600℃ ， 远 大 于 柴 油 机 排 气 的 正 常 温 度 范 围 (150～400℃)。因此，需要设计特殊的方法来保证 点火再生，但是一旦被点燃，这些物质燃烧产生的 高温又可能使过滤器熔化和断裂。颗粒捕集器开发 的关键问题就是要在不损坏捕集器的前提下实现点 火和再生。
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新型汽车
太阳能汽车
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燃料电池汽车
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混合动力车
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