機動車排放微觀控制 汽油機內淨化技術

2021-10-03 10:22:29 字數 3973 閱讀 7386

自國六

obd遠端排放管理終端全國強制執行以來,深圳速銳得基於交通特徵機動車排放的微觀控制技術汽油機內淨化進行一些研究,並根據其特性定製國六

obd遠端排放管理終端。在機動車排放控制技術中,主流的汽油車機內淨化技術主要有電子控制燃油噴射系統、推遲點火提前角、廢氣再迴圈、燃燒系統優化設計、可變進氣系統和層狀充氣發動機以及汽油機直噴技術等。

一、電子控制燃油噴射系統

電子控制器有噴射系統(

electronic fuel injection system

)後邊簡稱

efi,名字太長了。它能利用各種感測器檢測發動機的各種狀態,經微機的判斷、計算,使發動機在不同工況下均能獲得合適空燃比的混合器,汽油車空燃比一般是

14.7:1

,一般汽車工作的時候會自動根據不同工況來調節。

efi系統是在現代計算機技術和測試技術基礎上發展過來的,算得上是排放技術領域的重大進步,能夠有效降低機動車汙染物排放。所以,我們平時總說空燃比,指的就是多點電噴汽油車為了保證排放設計的這套電子控制燃油噴射系統,不過已經很平常,我們採用

obd讀取資料的時候,一般都能顯示在

14.7:1

這個數值左右,高轉速的情況下,會調節到12:

1左右,輸出更高的動力。

電控汽油噴射系統具有缸內混合氣分配均勻、充氣效率高、良好的瞬間響應特性、汽油霧化***等優點,採用的有開環控制和閉環控制兩種方式。 1

、開環控制

開環控制是把根據實驗確定的發動機各種執行工況的最佳供油引數先存入計算機,發動機執行時,計算機根據系統中各個感測器的輸入訊號判斷發動機所處的執行工況,由此計算出最佳供油量,經功率放大器控制電磁噴油器的噴射時間,從而精確控制混合氣的空燃比。 2

、閉環控制

閉環控制是指在排氣管內加氧感測器,根據排氣中的含氧量的變化對進入汽缸內的可燃混合氣的空燃比進行測定,並不斷與設值進行比較,根據比較結果修正噴油量,最終使空燃比保持在設定值附近。閉環控制的優勢在於與三元催化劑配合,控制空燃比在

14.7:1

左右,達到最有效降低汙染排放的目的。

對於啟動、暖機、加速等過渡工況仍需要開環控制,以確保發動機執行的穩定性,我們經常會碰到車出現排放故障燈亮起,是因為排放不達標,

80%以上的情況都與氧感測器電壓和三元催化劑溫度有關係,所以,無論是對於國

四、國五還是國六的

obd遠端排放管理來說,這項資料是必要採集項。

二、推遲點火提前角

點火提前角對發動機的動力性、經濟性、排放特性和雜訊有重要影響,但推遲點火提前角一直是最簡單易行也是最普通的排放控制技術。

隨著點火提前角的減小及推遲點火,

hc化合物和

nox的排放明顯降低。

hc降低是因為排氣溫度上公升,促進了排氣過程中

hc在汽缸內和排氣管內的氧化。

nox降低的原因是隨點火提前角的推遲後,最高燃燒溫度呈直線下降。但是隨點火提前角的推遲,會使燃燒壓力下降和平均有效壓力上公升,因而靠推遲點火提前角的推遲,降低排放是有限的,在不使動力效能和燃油消耗明顯惡化的情況下,

nox僅能降低

10-30%

,標定的時候會綜合考慮排放特性、動力效能及經濟性來確定最佳點火提前角。

三、廢氣再迴圈

廢氣再迴圈(

exhaust gas recirculation

,egr

)是控制氮氧化物排放的主要措施,被廣泛使用,確定就是只對氮氧化物的氣體汙染物有效。由於排氣中氧含量很低,主要由惰性氣體氮氣和二氧化碳溝通,一部分排氣經過

egr閥還流回進氣系統,與新鮮混合氣混合後,稀釋了新鮮混合氣中的氧濃度,導致燃燒效率降低,同時還使新鮮混合氣的比熱容提高。

egr增加過大,使燃燒速度太慢,燃燒變得不穩定,容易熄火,

hc化合物也會增加,

egr過小,

nox排放達不到法規要求,容易產生發動機過熱,我們在做整車控制策略的時候,

egr的控制策略主要就有如下幾個方面: 1

、當egr

率小於10%

的時候,燃油消耗量基本不增加,當

egr率大於

20%時,發動機燃燒不穩定,

hc化合物增加

10%,將

egr率控制在

10%-20%

範圍內,隨負荷增加,

er率允許值也增加。 2

、低速和怠速負荷時,

nox排放濃度低,為保證穩定燃燒,不進行

egr,所以,內燃機是無法零排放這個是核心原因。 3

、發動機是熱機的狀態下,進行

egr,冷機溫度較低時,氮氧化物的排放濃度也低,混合氣供氣不均勻,這時候怠速和進氣都會偏大,保證發動機的正常燃燒,冷機的時候也不進行

egr。 4

、大負荷、高速時,為了保證發動機的動力,此時,混合氣較濃,你看跑車的進氣系統,都做的比較誇張,此時氮氧化物排放生成物比較小,不進行

egr或者減小

egr率。 5

、廢氣再迴圈量對於

nox排放和油耗的影響還受空燃比、點火提前角等因素的影響,因此在對

egr控制時,同時對點火進行綜合控制,才能得到較好的發動機效能,所以,他們之間有密切的相關性。

四、燃燒系統的優化設計 1

、緊湊型的燃燒室形狀

現在發動機是越做越小,動力是越來越足,但是不同燃燒室的形狀,可能對動力效能會造成很大差別,這也是為什麼那麼多發動機廠苦心研究,哪怕就是用一套成熟的技術,如何做小,用原有缸體,如何提高動力,想破了腦袋。另外就是火花塞的位置在高壓包的「保護

」下,都布置在了燃燒室的**,縮短火焰傳播距離。圖的就是燃燒時間短、提高熱力迴圈的等容度,熱效率提高,降低碳氫化合物和一氧化碳的排放。 2

、改善缸內氣流運動

提高缸內混合氣的渦流和湍流程度,有助於加強油氣混合,保證快速燃燒和完全燃燒。 3

、合理提高壓縮比

由於汽油機的熱效率低於柴油機的重要原因是壓縮比不夠,提高壓縮比一直是汽油機多年來的改進方向。 4

、提高進氣量

由傳統的每缸兩個氣門布置改為3、

4或5氣門布置,或者採用渦輪增壓可以明顯提高進氣充量,減少幫浦氣損失,這樣不僅使用汽油機的燃油效率消耗降低提供壓力,而且也降低了汙染物的排放。這也是為什麼帶渦輪增加的比不帶渦輪增加汽車要貴的原因,這個裝置不僅僅是提公升發動機動力哦。 5

、減少不參與燃燒的縫隙容積

燃燒室緊湊、活塞環的設計,都降低了大量的碳氫化合物。

五、可變進氣系統和層狀充氣發動機

為了提高充量係數,除採用多氣門外,各種可變引數進氣系統也開始在高階車上引用,發動機排氣過程中是乙個週期性的脈動過程,進排氣系統中存在強大的壓力波動。利用壓力波來提高進氣門關閉前的進氣壓力可得到增大進氣充量效果,被稱為動態效應,也稱為慣性增壓。不少改裝領域採用可變長度的進氣管可使所有轉速的轉矩平均增加

8%,最大增加

12-14%

,由此可極大改善發動機的動力性、經濟性及排放特性。改變進氣門的定時,對發動機的效能影響相對要比改變排氣門定製明顯,但是改排氣更容易操作和實現。大街上炸街的改裝車,其實如果不是嫌棄聲浪大的話,還是值得推薦改裝的,要不要浪,完全取決於場景。

為了保證點火,在火花塞附近形成濃混合氣,而在其他區域供給稀混合氣,按這樣要求設計的發動機稱為層狀充氣發動機。實現這個要求一般採用柴油機一樣分隔燃燒室的形狀,副燃燒室內裝有火花塞,相當於燃燒室的作用,給副燃燒室提供濃混合氣。

六、汽油車直噴技術

這個大家都比較熟悉,直噴發動機是目前當代轎車技術普遍使用的一種內燃機技術。它將汽油直接噴到燃燒室內與空氣混合、燃燒。同時還具有汽油機和柴油機的優點,使均勻燃燒和分層燃燒成為現實,極大的提高混合氣的混合程度,更精準的控制燃燒過程的空燃比,從而達到完全燃燒,從而降低未燃燒的碳氫化合物排放。

汽油機直噴技術可增大發動機的壓縮比,提高發動機的的熱效率,節能

30%以上。

關於在實行的國六

obd

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