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奥迪FSI发动机与TDI发动机尾气净化对比分析
来源:本站收集  作者:佚名  2017-02-28 11:06:54

    1.2硫再生
    汽油中含有少量的硫,硫的燃烧产物也会在NOx存储式催化净化器中存储,是以硫酸盐的形式存在,因为硫酸盐的化学性质更稳定,所以不会在氮氧化物再生时分解。硫酸盐也会占用存储空间,当其含量逐渐增加后,导致存储式催化净化器饱和的间隔时间越来越短。一旦超过固定值,发动机管理系统就会作出如下反应:
    (1)由分层充气模式切换到均质运行模式约2 min;
    (2)将点火时间点调到“延迟”方向。
    这样就会将尾气催化净化器的运行温度提高到650℃以上,这时存储的硫酸盐就会与HC、CO反应成SO2、H2O、CO2,并且仍然有氮气生成,这是由于氮氧化物还原也同时在进行。
    对于含硫量少的燃油,脱硫周期会相应延长,而含硫量高的燃油则会更频繁地进行再生。高转速、高负荷的驾驶会自动进行脱硫模式。

    2 奥迪TDI发动机的微粒过滤器
    2.1结构原理
    奥迪3.0V6 TDI发动机采用了共轨燃油喷射系统,喷射压力最高可达1 600 bar ( 1 bar=100kPa) 、燃烧充分,尾气排放中的HC、CO和NOx较少,主要污染物是微粒 (PM),因此在排气系统中增加了一个微粒过滤器用以收集微粒。
    微粒过滤器是个金刚砂制成的蜂房状陶瓷体,该陶瓷体安装在一个金属壳体内。陶瓷体分割成很多小的通道,这些通道相互间是封闭的。因此,进气通道和排气通道是由过滤隔层分开的。金刚砂制成的过滤隔层是多孔的,涂有氧化铝和氧化饰的涂层。这个涂层上采用气化渗镀的方法镀上了贵重金属铂,铂用做催化剂。微粒过滤器中的氧化饰涂层降低了炭烟的点火温度,加速了其与氧气的热反应。
    含有炭烟的废气流经进气通道的多孔过滤隔层,废气中的气体能通过,但炭烟颗粒便被留到进气通道内了。
    2.2还原反应
    为了防止微粒过滤器被炭烟颗粒堵塞,必须定期进行还原反应。在还原反应过程中,微粒过滤器中积累的炭烟颗粒将会被烧掉即氧化掉。微粒过滤器是有触媒涂层的,它的还原反应分为被动式还原反应和主动式还原反应。
      (1)被动式还原反应。在被动式还原反应过程中,发动机管理系统并不介入,但炭烟颗粒一直在被烧掉。这种情况主要发生在发动机负荷较高时,例如在高速公路上行驶时、废气温度在350℃~500℃时,炭烟颗粒在微粒过滤器中发生氧化反应,转化成二氧化碳了。
    (2)主动式还原反应。在城市循环工况(也就是发动机负荷较小)时,废气温度比较低,无法进行被动式还原反应。由于无法处理掉炭烟颗粒,所以炭烟颗粒就聚集在微粒过滤器中。一旦炭烟颗粒达到一定量,那么发动机管理系统就会下令执行主动式还原反应,这个过程要持续约10 min~15 min,炭烟颗粒在600℃~650℃的废气温度下反应变成二氧化碳。
    TDI柴油机的尾气排放系统的结构组成如图3所示,发动机控制单元有两个预先编好的计算模型,用于计算微粒过滤器的炭烟负荷(炭烟的积累程度)。其中的一个计算模型是根据驾驶人的驾驶风格、废气温度传感器和几传感器信号来确定的。另一个计算模型是流动阻力,是根据废气压力传感器(G450)、右侧废气温度传感器(G448)和空气流量计(G70)来确定的。

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