汽车排放污染物净化方案及新能源汽车技术.pptx

汽油喷射电控汽油喷射电控系统系统改善点火系统改善点火系统低排放燃烧系统低排放燃烧系统废气再循环技术废气再循环技术增压技术增压技术汽油机均质压燃技术汽油机均质压燃技术可变气门正时技术可变气门正时技术多气门技术多气门技术机内净化技术机内净化技术低排放燃烧系统低排放燃烧系统 低排放柴油喷射系统低排放柴油喷射系统电控柴油喷射系统电控柴油喷射系统废气再循环系统废气再循环系统增压技术增压技术 柴油机均质压燃技术柴油机均质压燃技术多气门技术多气门技术1三效催化转化技术三效催化转化技术稀燃催化技术稀燃催化技术热反应器热反应器空气喷射空气喷射机外净化技术机外净化技术微粒捕集技术微粒捕集技术NOxNOx后处理净化技术后处理净化技术氧化催化技术氧化催化技术复合净化技术复合净化技术2第第9 9章章 汽车排放污染物净化汽车排放污染物净化方案方案及新能源汽车技术及新能源汽车技术3主要内容u9.1 汽油车排放污染物净化方案u9.2 柴油车排放污染物净化方案u9.3 新能源汽车技术 u9.4其他新能源汽车技术49.1汽油车排放污染物净化方案欧排放标准二气门二气门或多气门或多气门增压或增压或非增压型非增压型闭环控制闭环控制燃油喷射系统燃油喷射系统三元催化转化器三元催化转化器COCO、HCHC、NOxNOx5欧欧排放标准排放标准a a）2 2气门非增压汽油机气门非增压汽油机二气门、非增压汽油机二气门、非增压汽油机闭环控制燃油喷射系统闭环控制燃油喷射系统紧凑耦合型三元催化转化器紧凑耦合型三元催化转化器三元催化三元催化转化器辅以强制加热转化器辅以强制加热前置双催化转化器前置双催化转化器或或或或6多气门、增压汽油机多气门、增压汽油机闭环电控燃油喷射系统闭环电控燃油喷射系统紧凑耦合型三元催化转化器紧凑耦合型三元催化转化器低起燃温度低起燃温度的三元催化转化器的三元催化转化器或或b b）多气门增压汽油机）多气门增压汽油机7欧欧排放标准排放标准GDI欧欧排放标准排放标准二阶段燃烧二阶段燃烧反应式排气管反应式排气管高高EGREGR率率稀稀NOxNOx催化剂催化剂8二阶段燃烧和反应时排气管目的是为了降低HC排放量，同时在冷启动时使三效催化器在短时间内达到起燃温度。为了使在稀燃条件下能够有效还原NOx，GDI发动机使用了NOx吸附催化转换器，为了净化发动机理论空燃比工作状态排气中的HC、NOx，GDI发动机在NOx吸附催化转化器之后配置了三效催化转化器。高的EGR率，有利于进一步降低NOx排放。欧欧排放标准排放标准多气门增压汽油机多气门增压汽油机综合控制的综合控制的发动机管理系统发动机管理系统紧凑耦合型紧凑耦合型三元催化转化器三元催化转化器三元催化三元催化转化器辅以强制加热转化器辅以强制加热前置双催化转化器前置双催化转化器或或或或废气再循环废气再循环二气门和非增压发动机已不能满足欧排排放要求放要求整个系统除喷油和点火两个基本子系统外，可根据控制项目扩展的需要整个系统除喷油和点火两个基本子系统外，可根据控制项目扩展的需要整个系统除喷油和点火两个基本子系统外，可根据控制项目扩展的需要整个系统除喷油和点火两个基本子系统外，可根据控制项目扩展的需要而设置其他控制装置，在一个电控单元上实现多参数、多目标的程序控而设置其他控制装置，在一个电控单元上实现多参数、多目标的程序控而设置其他控制装置，在一个电控单元上实现多参数、多目标的程序控而设置其他控制装置，在一个电控单元上实现多参数、多目标的程序控制，具有很好的灵活性和适应性。电控单元根据不同的控制内容，按所制，具有很好的灵活性和适应性。电控单元根据不同的控制内容，按所制，具有很好的灵活性和适应性。电控单元根据不同的控制内容，按所制，具有很好的灵活性和适应性。电控单元根据不同的控制内容，按所存储的由发动机台架试验得到的有关三维脉谱图确定基本控制量，简化存储的由发动机台架试验得到的有关三维脉谱图确定基本控制量，简化存储的由发动机台架试验得到的有关三维脉谱图确定基本控制量，简化存储的由发动机台架试验得到的有关三维脉谱图确定基本控制量，简化了控制程序，提高了控制精度。系统具有故障自诊断、安全保护功能及了控制程序，提高了控制精度。系统具有故障自诊断、安全保护功能及了控制程序，提高了控制精度。系统具有故障自诊断、安全保护功能及了控制程序，提高了控制精度。系统具有故障自诊断、安全保护功能及应急状态控制功能。应急状态控制功能。应急状态控制功能。应急状态控制功能。9欧欧排放标准排放标准多气门增压汽油机多气门增压汽油机综合控制的综合控制的发动机管理系统发动机管理系统紧凑耦合型紧凑耦合型三元催化转化器三元催化转化器三元催化三元催化转化器辅以强制加热转化器辅以强制加热前置双催化转化器前置双催化转化器或或或或废气再循环废气再循环可变配气正时可变配气正时109.2 柴油车排放污染物净化方案欧排放标准直喷柴油机直喷柴油机机机械械或或电电子子控控制制涡涡轮轮增增压压中中冷冷高高压压喷喷射射废废气气再再循循环环PMPM、NOxNOx11欧欧排放标准排放标准直喷柴油机直喷柴油机电电子子控控制制技技术术或或微微粒粒捕捕集集技技术术和和氮氮氧氧化化物物净净化化技技术术（可可变变喷喷嘴嘴）涡涡轮轮增增压压中中冷冷高高压压共共轨轨或或泵泵喷喷嘴嘴喷喷射射系系统统12近年来近年来,可变喷嘴涡轮可变喷嘴涡轮(VNT)(VNT)增压器获得了较广泛的应用。该系增压器获得了较广泛的应用。该系统的核心技术是通过电子控制改变涡轮喷嘴环叶片的开度来改统的核心技术是通过电子控制改变涡轮喷嘴环叶片的开度来改变增压器的转速和增压压力。在发动机低速时变增压器的转速和增压压力。在发动机低速时,通过减小涡轮流通过减小涡轮流通截面积使增压压力提高通截面积使增压压力提高,从而改变发动机的低速特性从而改变发动机的低速特性;在发动在发动机高速时机高速时,逐渐增大涡轮流通截面积逐渐增大涡轮流通截面积,使增压器不至于超速使增压器不至于超速,增压增压压力不至于过高。该系统还能扩大低油耗运行区压力不至于过高。该系统还能扩大低油耗运行区,提高发动机的提高发动机的加速性和瞬态响应性。因此加速性和瞬态响应性。因此,可变喷嘴涡轮增压器是车用发动机可变喷嘴涡轮增压器是车用发动机涡轮增压系统中较理想的一种方案。要想对喷嘴开度进行迅速、涡轮增压系统中较理想的一种方案。要想对喷嘴开度进行迅速、准确控制准确控制,控制策略是关键。控制策略是关键。欧欧排放标准排放标准直喷柴油机直喷柴油机先先进进的的电电子子控控制制技技术术 可可变变喷喷嘴嘴涡涡轮轮增增压压中中冷冷 高高压压共共轨轨或或泵泵喷喷嘴嘴喷喷射射系系统统多多级级中中冷冷废废气气再再循循环环选选择择性性催催化化还还原原（SCR）或或微微粒粒捕捕集集器器（DPF）或或13欧欧排放标准排放标准直喷柴油机直喷柴油机先先进进的的电电子子控控制制技技术术 可可变变喷喷嘴嘴涡涡轮轮增增压压中中冷冷 高高压压共共轨轨或或泵泵喷喷嘴嘴喷喷射射系系统统多多级级中中冷冷废废气气再再循循环环微微粒粒捕捕集集器器氧氧化化催催化化转转化化器器选选择择性性催催化化还还原原更多的催化剂更高的喷油压力149.3 新能源汽车技术 电动汽车分类外供电源式电动汽车自携电源式电动汽车电动汽车混合动混合动力力汽车汽车插电式混合动力汽车插电式混合动力汽车纯电动汽车燃料电池电动汽车串联式混合动力汽车混联式混合动力汽车混联式混合动力汽车并联式式混合动力汽车并联式式混合动力汽车15电动汽车定义u电动汽车：仅由电动机驱动的客车，电动机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其它能量储存、转换装置。u混合动力汽车：是指驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的汽车，依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或多个驱动系共同完成驱动。u纯电动汽车：仅由电动机驱动的汽车，电动机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或超级电容。u串联式混合动力电动汽车：发动机仅带动发电机运转给蓄电池或超级电容充电的电动汽车。u并联式混合动力汽车：车辆的驱动力由电动机及发动机同时或单独提供的混合动力汽车；16电动汽车定义u混联式混合动力汽车：同时具有串联式、并联式驱动方式的混合动力汽车。u 插电式混合动力汽车：可以使用电力网对动力电池充电的混合动力汽车。u燃料电池电动汽车：指以燃料电池为动力源的电动汽车,是电动汽车的一种基本类型，用于驱动客车行驶的电能主要来自“燃料电池”，整车的燃料补给不同于动力电池电动汽车的充电方式(化学反应过程)，而采用机械式充电方式(燃料的装填和加注，物理过程)。燃料电池是一种把燃料氧化的化学能直接转换为电能的“发电装置”。17n串联式混合动力系统一般由内燃机直接带动发电机发电，产生的电能通过控制单元传到电池，再由电池传输给电机转化为动能，最后通过变速机构来驱动汽车。在这种联结方式下，电池就象一个水库，只是调节的对象不是水量，而是电能。电池对在发电机产生的能量和电动机需要的能量之间进行调节，从而保证车辆正常工作。串联式混合动力串联式混合动力汽车汽车1819串联式混合动力系统由于没有发动机驱动车轮的机械结构，所以结构简单。另外由于发动机仅为发电机提供动力发电，所以无论车辆行驶情况如何，发动机一直都会以恒定的工况在经济区。这一特性使得串联式混合动力车型在频繁起步和低速行驶工况的市区尤为有效。但是相反在长距离高速运行时，由于串联式系统需要不断的通过以发动机的动力产生电能，从而多了一次能量转换过程，机械效率较低，此时的混合动力系统便不如传统的内燃机汽车省油了。串联式结构适用于城市内频繁起步和低速行驶工况,可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转,通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的，使发动机避免了怠速和低速运转的工况,从而提高了发动机的效率,减少了废气排放。但是它的缺点是能量转换多次,效率较低。串联式混合动力汽车串联式混合动力汽车特点特点THANK YOUSUCCESS2024/5/7 周二20可编辑n并联式混合动力系统有两套驱动系统：传统的内燃机系统和电机驱动系统。两个系统既可以同时协调工作，也可以各自单独工作驱动汽车。这种系统适用于多种不同的行驶工况，尤其适用于复杂的路况。该联结方式结构简单，成本低，运行可靠。n并联式混合动力系统根据结构电动机布置形式的不同又分为：1 双轴并联混合动力系统 2 单轴并联混合动力系统n双轴并联式混合动力总成的结构根据动力合成装置在变速箱的前与后可分为前置式(动力合成装置在变速箱前)双轴并联结构和后置式(动力合成装置在变速箱后)n单轴并联式混合动力传动系是指发动机和电机同轴联接和布置，根据电机在变速箱的前与后可分为前置式(电机在变速箱前)单轴并联结构和后置式(电机在变速箱后)并联式混合动力汽车21前置式双轴并联HEV动力传动系结构简图22后置式双轴并联HEV动力传动系结构简图2324后置式单轴并联结构单轴并联式混合动力传动系是指发动机和电机同轴联接和布置，根据电机在变速箱的前与后可分为前置式(电机在变速箱前)单轴并联结构和后置式(电机在变速箱后)单轴并联结构，前置式单轴并联结构25并联式混合动力结构特点n单轴并联结构的合成方式为扭矩合成。这种结构(发动机和电动机的输出轴采用了同一根传动轴)将导致发动机和电动机两者每时每刻的转速值均为同一值，限制了电动机的工作区域，易造成两者特性的不匹配。电机的结构、尺寸设计时受到一定的限制。优点：结构简单、紧凑、自重轻 缺点：电机设计受限、不易匹配n双轴并联结构，需要动力合成装置，结构复杂。变速箱与电机非一体化。电机设计时结构、尺寸较灵活，电机的控制精度不高。优点：电机结构尺寸灵活性大，易匹配 缺点：结构复杂，自重较大26并联式混合动力性能特点 并联混合动力系统一般的工作模式：低速时和纯电动车一样只有电动机接合(即电驱动模式)，发动机只在较高车速时才开始工作。因此有利于改善低速HC,CO排放和燃油经济性。在再生制动或者高负荷运行下(例如急加速)电动机又会接合。停车时发动机关闭，由电池提供其他设备所需功率。并联式与串联式结构相比，其能量的利用率，燃油经济性相对较高;需要变速装置和动力复合装置，传动机构比串联式复杂。由于并联式HEV的发动机工况要受汽车行驶工况的影响，因此不太适合于市内行驶，而更适合于在城市间公路和高速公路上稳定行驶。由于发动机与车辆驱动轮间有直接的机械连接，发动机运行工况实时地受到汽车行驶工况的影响，因此对整车排放不如串联形式好。要维持发动机在最佳工作区工作，需要复杂的控制系统。27 混联式驱动系统是串联式与并联式的综合，混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构，两套机构或通过齿轮系，或采用行星轮式结构结合在一起，从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。与并联式混合动力系统相比，混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。此联结方式系统复杂，成本高。混联式混合动力混联式混合动力汽车汽车28n1）采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率而内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其续驶里程和普通汽车一样；n2)因为有了电池，可以十分方便地回收制动、下坡时的惯性能量；n3)在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放；n4)有了发动机可以解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题；n5)可以利用现有的加油站加油，不必再投资；n6)可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。混合动力电动汽车的特点29三种混合动力汽车比较控制系统控制系统电池电池能量传递能量传递效率效率燃油发动机效燃油发动机效率率污污染染其它其它串联控制系统结构简单，控制方法简单。对电池要求较高，容量大，自重大全部能量需转换，效率低总在恒定工况工作效率最高污染最小自重大、成本高并联控制系统及机械切换系统相对较复杂容量比串联小（约为1/3）对蓄电池峰值功率要求较低很小一部分转换效率较高工作在中高速范围，工况与路况有较大关系，效率相对较低污染噪声大结构简单、运行可靠混联控制系统、机械传动系统最复杂同并联较高总工作在最高效的的工况比并联好根据不同工况选用不同动力驱动模式，适应性更强。30纯电动汽车工作纯电动汽车工作纯电动汽车工作纯电动汽车工作原理原理原理原理电力驱动子系统电力驱动子系统电力驱动子系统电力驱动子系统 电控单元电控单元电控单元电控单元 功率转换器功率转换器功率转换器功率转换器 电动机电动机电动机电动机 机械传动装机械传动装机械传动装机械传动装置置置置 驱动车轮驱动车轮驱动车轮驱动车轮主能源子系统主能源子系统主能源子系统主能源子系统 主电源主电源主电源主电源 能量管理系能量管理系能量管理系能量管理系统统统统 充电系统充电系统充电系统充电系统辅助控制子系统辅助控制子系统辅助控制子系统辅助控制子系统31o车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作原理原理原理原理32o车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作原理原理原理原理33o车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作原理原理原理原理34o车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作原理原理原理原理35o车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作原理原理原理原理36o车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式车辆电传动的结构形式纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作纯电动汽车的工作原理原理原理原理37 燃料电池汽车燃料电池汽车 自学自学 第四节其他新能源汽车第四节其他新能源汽车 自学自学 作业：作业：1 1、以以NHNH3 3为还原剂的选择性催化还原（为还原剂的选择性催化还原（SCR-SCR-NHNH3 3）的特点是什么？）的特点是什么？2 2、简述微粒捕集器的过滤机理、简述微粒捕集器的过滤机理38THANK YOUSUCCESS2024/5/7 周二39可编辑