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EGA车用发动机的排放控制技术李骏

发布日期:2017-10-26 来源: 本网 查看次数: 873 作者:admin

核心提示:  "排放控制技术EGA车用发动机的排放控制技术李骏(华东交通大学机械学院,江西南昌330013)术方面的净化效果。这些技术的实际应用给我们提供了和借鉴。  汽车发动机废气排放中的有害成分主要包括CO,HC,NOx,S2以及PM等。对发动机排放污染的治理是一项系统工程,涉及到燃料品质、发动机及车辆的使用、管理和法规等多个方面。仅发动机本身所采取的技术措施也是很多的,如改进燃烧系统、使用电控燃料喷射

  "排放控制技术EGA车用发动机的排放控制技术李骏(华东交通大学机械学院,江西南昌330013)术方面的净化效果。这些技术的实际应用给我们提供了和借鉴。

  汽车发动机废气排放中的有害成分主要包括CO,HC,NOx,S2以及PM等。对发动机排放污染的治理是一项系统工程,涉及到燃料品质、发动机及车辆的使用、管理和法规等多个方面。仅发动机本身所采取的技术措施也是很多的,如改进燃烧系统、使用电控燃料喷射系统、废气再循环系统、三元催化技术、多气门技术和稀薄燃烧技术、二次空气喷射和防止汽油蒸发等。在汽车工业发达国家,都是综合运用这些技术以尽可能地降低废气对环境的污染。

  本文以美国克莱斯勒公司MPV车所用发动机为例,阐述其综合运用多项技术措施在降低排放污染上取得的效果。

  1克莱斯勒MPV车用发动机的简介3LEGA车用发动机装备在美国克莱斯勒公司道奇部推出的MPVCARAVAN(卡拉万)汽车上,该发动机为60V型6缸、电子控制多点汽油喷射、水冷汽油机。

  EGA发动机的电控喷油系统是控制进气式燃油喷射系统,亦称为L一etionic型电控燃油喷射系统。电控燃油喷射系统是将各种传感器采集的信号送入一个电控单元(ECU)中,ECU根据发动机各种工况的实际需要来控制喷油量。ECU实际上是一个微型计算机及相应软件,它是电喷系统的核心部件。EGA发动机上实际安装的是一个扩展后的ECU,克莱斯勒公司称之为动力控制模块(PCM)。PCM不仅控制发动机的供油,还可对发动机的各种运行状态和动力输出作全面控制,如怠速控制、冷却系控制以及故障诊断等。PCM输入和输出的信息量达60条之多。示出其主要的输入和输出信息。

  2EGA发动机排放控制技术2.1电控燃油喷射系统电控燃油喷射(EFT)取代化油器是汽油机燃油供给系统的一大进步。电控喷射装置是利用计算机技术来处理汽车在不同的工况下反馈来的信息,精确地向发动机的进气歧管喷油,使汽车发动机在任何工况下均能保持较为理想的混合气浓度。因此,EFT系统的最大特点是在获得最大功率的同时又可最大限度地节油和净化排气,是节约能源、降低排污输入输出电池制动开关氧传感器喷油器里程表发电机故障显示灯车速信号空调开关速度控制开关点火线圈怠速马达电子控制模块故障检测接口气阀磁抽电停车进气管绝对冷却液温度空档开关压力传感器传感器低速风扇高速风扇散热风扇继电器继电器继电器凸轮轴位曲轴位置置传感器传感器置传感器速度控制继电器电控自动变速器空调离合器继电器油泵继电器PCM输入输出示意图的有效措施。

  EGA发动机采用控制进气式多点燃油喷射系统,由燃油供给系和控制系组成。发动机工作时,电控燃油喷射系统利用各种传感器采集的信号输入PCM,PCM根据发动机工况的实际需要计算出最佳喷油量,并通过控制电控喷油器的脉冲宽度来控制喷油量。由于电控喷射系统全面改善了可燃混合气的品质和燃烧状况,因而有效地降低CO,HC和NOx的排放。

  22废气再循环(EGR)装置在排气中,NOx不是燃烧的副产物,而是在高温高压下产生的,最高燃烧温度越高,NOx含量就越多。目前被国外汽车厂家普遍采用的EGR装置是按一定的比例(简称EGR率)把比热大的废气引入进气管稀释混合气,降低最高燃烧温度,从而有效抑制NOx的生成。EGR装置分为机械式控制和电子控制两种。前者利用进气管或排气管的压力来实现控制,EGR率为5 %~15%后者则多利用电磁阀来调节,EGR率为15%~25%.必须严格控制EGR率以保证动力性和经济性。

  EGA发动机采用了电控EGR装置,该装置主要包括EGR阀、电子EGR变换器、EGR胶管、连接软管等。电控装置通过接收到的输入信号来控制变换器上的电磁阀开度,使适量的废气循环,稀释进入的油气混合物,从而降低最高燃烧温度,有效减少排放中的NOx含量和防止点火爆震。输入信号包括发动机转速、进气量、冷却液温度以及相关的状态开关信号等。汽车在全负荷或高速行驶时,动力性第一,电控装置不激活电磁阀,停止废气再循环;部分负荷时,电磁阀开度随负荷的增加而适当增加,循环率也随之增大;在起动、怠速或发动机低温时,NOx的排放浓度本来就不高,废气再循环也处于停止状态。

  2.3三元催化技术催化反应器是现代汽车普遍采用的一种排气净化后处理装置,可分为氧化催化器和还原催化器,而现在广泛应用的是在还原催化器基础上发展起来的三元催化器。三元催化技术(TWC)是将装有催化剂的催化反应器装在发动机的排气歧管上,通过精确控制空燃比(a),利用排气温度及催化剂的催化作甩实现同时对CO,HC,NOx的高效率净化。

  EGA发动机的三元催化装置主要包括催化反应器和电子控制系统。三元催化反应器的壳体内有细小的蜂窝状隔板通道,通道表面涂以Pt,Rh,Pd等中的O2与CO和HC化合生成无害的HO和CO2;利用排气中的CO,HC和N2作还原剂,贵金属Pt和Rh等作催化剂,使NOx还原成吣。催化反应器的净化能力与a有关,只有在理论a附近很窄的范围内,3种有害气体才能同时净化。EGA发动机为闭环控制的三元催化系统,一只插入排气管路中的O2传感器用作混合气成分的度量元件。该O2传感器能在O2浓度差的作用下产生电动势。该电动势的大小作为混合气浓度的一个度量信息,输入PCM,PCM经过分析处理后发出指令,将a准确地控制在理论a 14.7:1左右的范围内。

  2.4汽油蒸气排放控制汽油机中气缸窜气经曲轴通风管路排往大气中的HC占其排放总量的20 %~25%,经油箱和化油器蒸发的HC占20%,防止曲轴箱窜气和汽油蒸发是减少HC排放的主要措施。

  EGA发动机采用了应用较为普遍的曲轴箱强制通风(PCV)系统。它从空气滤清器引出一股空气进入曲轴箱,再经流量调节阀把窜入曲轴箱的气体和空气的混合气一起吸入气缸烧掉。流量调节阀是一个用真空操作的可变喷嘴控制阀,在怠速低负荷时,进气管真空度较高,气流通路关小,吸入气缸的窜气量较少;在加速或大负荷时,进气管真空度较低,有较多的窜气量进入气缸再燃烧。PCV系统可以较充分地净化窜入曲轴箱内的HC. MPV车还在发动机舱内的车轮槽内侧装有一密封的、免保养的蒸气炭罐,用于暂时吸附从通风管路导入油箱中的汽油蒸气(HC)。蒸气炭罐的电磁阀由电控装置根据发动机工况来控制,在发动机预热及热起动一定时间后,电控装置使电磁阀通电,油箱中的蒸气可被导入炭罐并被吸附;当发动机达到一定温度和一定的时间间隔后,电磁阀断电使进气歧管真空与炭罐相通,将蒸气吸入燃烧室燃烧掉。

  3结束语克莱斯勒MPV车用EGA发动机在控制和净化废气排放上运用了多项技术措施。特别是采用了电子综合控制,使其在控制排放上具有良好表现,也体现出电控技术应用于燃油发动机的重要性和必要性。借鉴国外的先进技术和经验,有利于迅速提高我国汽车发动机的排放控制技术水平。

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