第七章發(fā)動(dòng)機(jī)排放與汽車噪聲

1、第第7 7章章 發(fā)動(dòng)機(jī)的排放與汽車噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)的排放與汽車噪聲： 介紹有害排放物的危害及生成、影響排放物生成的主要因素與常用的有害排放物控制技術(shù)、排放標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試技術(shù)及發(fā)動(dòng)機(jī)噪音來(lái)源與控制方法。： 掌握有害排放物的生成機(jī)理，影響因素與控制技術(shù)；了解排放標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試技術(shù)以及發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲來(lái)源與控制方法。 1、發(fā)動(dòng)機(jī)排放物的組成、發(fā)動(dòng)機(jī)排放物的組成一氧化碳一氧化碳氮氧化物氮氧化物碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔锕饣瘜W(xué)煙霧光化學(xué)煙霧微粒微粒汽油機(jī)和柴油機(jī)的燃燒特點(diǎn)不同，污染汽油機(jī)和柴油機(jī)的燃燒特點(diǎn)不同，污染物生成機(jī)理不同物生成機(jī)理不同汽油機(jī)污染物汽油機(jī)污染物：COCO、HCHC、NoxNox柴油機(jī)污染物柴油機(jī)污染物：No

2、xNox、微粒、微粒一氧化碳是燃料在空氣不足的情況下的燃燒一氧化碳是燃料在空氣不足的情況下的燃燒產(chǎn)物，是發(fā)動(dòng)機(jī)排放中有害濃度最大的成分。產(chǎn)物，是發(fā)動(dòng)機(jī)排放中有害濃度最大的成分。CO 是無(wú)色無(wú)臭有窒息性的毒性氣體。是無(wú)色無(wú)臭有窒息性的毒性氣體?？杖急仁怯绊懣杖急仁怯绊慍O 含量的主要因素。含量的主要因素。汽油機(jī)：汽油機(jī)：過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)量空氣系數(shù) =1=1（空燃比（空燃比 =14.7=14.7），燃料完全），燃料完全燃燒，生成燃燒，生成COCO2 2、H H2 2O O過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)量空氣系數(shù) 1 1（空燃比（空燃比 14.714.7），燃料），燃料不完全燃燒，生成不完全燃燒，生成COCO過(guò)量空氣

3、系數(shù)過(guò)量空氣系數(shù) 1 1 （空燃比（空燃比 14.714.7），），COCO不存在。不存在。由于混合不均、燃燒后高溫，排氣中有少量由于混合不均、燃燒后高溫，排氣中有少量COCO存在存在 碳?xì)浠衔铮ㄌ細(xì)浠衔铮℉C）包括未燃和未完全包括未燃和未完全燃燒的燃油、潤(rùn)滑油及其裂解和部分氧燃燒的燃油、潤(rùn)滑油及其裂解和部分氧化產(chǎn)物，如烷烴、烯烴、芳香烴、醛等?；a(chǎn)物，如烷烴、烯烴、芳香烴、醛等。 是刺激性物質(zhì)，對(duì)眼、呼吸道、血是刺激性物質(zhì)，對(duì)眼、呼吸道、血液有毒害。液有毒害。碳?xì)浠衔锏纳商細(xì)浠衔锏纳蒼汽油機(jī)未燃汽油機(jī)未燃HCHC的生成：的生成：1 1）燃燒生成燃燒生成隨排氣排出隨排氣排出2 2）

4、曲軸箱排放物曲軸箱排放物 燃燒室通過(guò)活塞與汽缸間間隙燃燒室通過(guò)活塞與汽缸間間隙漏入曲軸箱的竄氣，含大量漏入曲軸箱的竄氣，含大量HCHC3 3）汽油箱、燃油供給系統(tǒng)汽油箱、燃油供給系統(tǒng)等處蒸發(fā)的汽油蒸汽等處蒸發(fā)的汽油蒸汽（1 1）冷激效應(yīng)）冷激效應(yīng) 燃燒室壁面對(duì)火焰的迅速冷卻（稱為冷激、淬冷）使火焰不能傳播的缸壁表面，在表面上留下薄層未燃燒或不完全燃燒的混合氣。 縫隙效應(yīng)是冷激效應(yīng)的主要表現(xiàn)。（2 2）油膜和沉積物吸附）油膜和沉積物吸附 缸套壁面和活塞頂面上的潤(rùn)滑油膜吸附未燃混合氣的燃油蒸汽，當(dāng)混合氣燃油濃度因燃燒降到零時(shí)，油膜釋放油氣少部分被氧化造成HC排放(3)(3)火焰淬熄火焰淬熄n冷啟動(dòng)

5、和暖機(jī)溫度較低燃油霧化、蒸發(fā)和混合氣形成變差，燃燒變慢、不穩(wěn)定，火焰因膨脹缸內(nèi)溫度壓力下降造成可燃混合氣大容積淬熄，HC排放激增n混合氣過(guò)稀過(guò)濃，排放再循環(huán)率大，怠速、小負(fù)荷下發(fā)生。(4)(4)未燃碳?xì)浠衔锏难趸慈继細(xì)浠衔锏难趸?未燃碳?xì)浠衔飻U(kuò)散到高溫已燃?xì)怏w中部分被氧化，HC是未燃的燃油及其部分氧化產(chǎn)物的混合物。 在排氣管路中氧化。最高排氣溫度和最長(zhǎng)停留時(shí)間使HC降低最多推遲點(diǎn)火以提高排氣溫度有利于HC后期氧化降低排氣歧管熱損失增大橫斷面積，壁面進(jìn)行絕熱柴油機(jī)柴油機(jī) 噴油初期滯燃期內(nèi)滯燃期內(nèi)混合氣過(guò)稀造成未燃HC 噴油后期高溫燃?xì)庵谢旌蠚膺^(guò)濃或燃燒淬熄隨排氣排出，HC多被碳煙微粒吸附

6、。柴油機(jī)未燃HC排放主要來(lái)自柴油噴注外緣過(guò)稀混合氣地區(qū)，怠速或小負(fù)荷時(shí)的HC排放高 噴油器殘油容積對(duì)HC排放有影響 氮氧化物中氮氧化物中最重要的最重要的是是NO和和NO2. 發(fā)動(dòng)機(jī)排放中的氮氧化物是由于燃燒室內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)排放中的氮氧化物是由于燃燒室內(nèi)高溫燃燒而產(chǎn)生的，空氣的氮經(jīng)過(guò)氧化首先高溫燃燒而產(chǎn)生的，空氣的氮經(jīng)過(guò)氧化首先生成生成NONO，然后與大氣中的氧相遇又成為，然后與大氣中的氧相遇又成為NONO2 2。NONO是無(wú)色無(wú)味的氣體，只有輕度刺激性，是無(wú)色無(wú)味的氣體，只有輕度刺激性，毒性不大，高濃度時(shí)會(huì)造成中樞神經(jīng)有輕度毒性不大，高濃度時(shí)會(huì)造成中樞神經(jīng)有輕度障礙。障礙。 NO2是一種褐色氣體，有

7、特殊刺激性臭味，是是一種褐色氣體，有特殊刺激性臭味，是發(fā)動(dòng)機(jī)排放中惡臭物質(zhì)之一。它使人中毒的癥發(fā)動(dòng)機(jī)排放中惡臭物質(zhì)之一。它使人中毒的癥狀是在發(fā)生肺水腫的同時(shí)，引起支氣管炎等。狀是在發(fā)生肺水腫的同時(shí)，引起支氣管炎等。生成生成NONO的因素：的因素：1 1）氧的濃度氧的濃度 高溫條件下，氧的濃度是生成高溫條件下，氧的濃度是生成NONO的重要因素的重要因素2 2）溫度溫度 燃燒放熱集中在上止點(diǎn)附近，燃燒溫度很高，燃燒放熱集中在上止點(diǎn)附近，燃燒溫度很高，NONO生成量愈生成量愈多。多。3 3）反應(yīng)滯留時(shí)間反應(yīng)滯留時(shí)間 燃?xì)庠诟邷馗谎鯒l件下滯留時(shí)間長(zhǎng)，燃?xì)庠诟邷馗谎鯒l件下滯留時(shí)間長(zhǎng)，NONO生存量增生存

8、量增加。加。 發(fā)動(dòng)機(jī)排放中，氮氧化合物和發(fā)動(dòng)機(jī)排放中，氮氧化合物和HC在太陽(yáng)在太陽(yáng) 能的作用下進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)生成的光化學(xué)過(guò)能的作用下進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)生成的光化學(xué)過(guò)氧化物而形成的煙霧稱為氧化物而形成的煙霧稱為光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧。 光化學(xué)過(guò)氧化物的主要物質(zhì)是光化學(xué)過(guò)氧化物的主要物質(zhì)是臭氧（臭氧（O3）. 微粒微粒是指存在于大氣中的，除掉未化合的水以外的是指存在于大氣中的，除掉未化合的水以外的任何分散物質(zhì)。這種分散物質(zhì)可能是任何分散物質(zhì)。這種分散物質(zhì)可能是固態(tài)的固態(tài)的，也可，也可能是能是液態(tài)的液態(tài)的。 微粒包括微粒包括原始顆粒原始顆粒和和二次顆粒二次顆粒。原始顆粒原始顆粒是指直接是指直接來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)燃

9、燒產(chǎn)物的顆粒。來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)物的顆粒。二次顆粒二次顆粒是指在大氣是指在大氣條件下，因氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的各化學(xué)反應(yīng)之間發(fā)條件下，因氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的各化學(xué)反應(yīng)之間發(fā)生化學(xué)和物理變化所產(chǎn)生的顆粒。生化學(xué)和物理變化所產(chǎn)生的顆粒。和和所排放的顆粒是不同的。所排放的顆粒是不同的。主要是鉛化物、硫酸、硫酸鹽和低分主要是鉛化物、硫酸、硫酸鹽和低分子物質(zhì)。子物質(zhì)。的顆粒在數(shù)量上要比汽油機(jī)多。成分的顆粒在數(shù)量上要比汽油機(jī)多。成分也復(fù)雜。主要有含碳物質(zhì)（炭煙）和一些有機(jī)也復(fù)雜。主要有含碳物質(zhì)（炭煙）和一些有機(jī)物。物。微粒的形成微粒的形成n汽油機(jī)中汽油中的鉛、硫造成的硫酸鹽是排氣汽油機(jī)中汽油中的鉛、硫造成的硫酸鹽

10、是排氣微粒的主要成分。微粒的主要成分。n柴油機(jī)微粒排放量大于汽油機(jī)幾十倍，燃燒生柴油機(jī)微粒排放量大于汽油機(jī)幾十倍，燃燒生成的含碳粒子及其表面吸附有機(jī)物組成。局部成的含碳粒子及其表面吸附有機(jī)物組成。局部缺氧導(dǎo)致碳煙生成，尾氣中碳煙的濃度是碳煙缺氧導(dǎo)致碳煙生成，尾氣中碳煙的濃度是碳煙生成速率與碳煙氧化速率之差。生成速率與碳煙氧化速率之差。 排氣中二氧化硫（SO2）的含量與燃料中的含硫量有關(guān)。 SO2對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在使用催化凈化裝置 有破壞作用，降低催化劑的使用壽命。是生成柴油機(jī)排氣微粒的原因之一。 SO2也是造成酸雨的主要物質(zhì)。5. 5.二氧化硫二氧化硫作為溫室氣體使地球表面溫度升高，即所作為溫室氣體使

11、地球表面溫度升高，即所謂的溫室效應(yīng)。大氣層中謂的溫室效應(yīng)。大氣層中COCO2 2層加厚，太陽(yáng)光照層加厚，太陽(yáng)光照射在地球表面的能量受到射在地球表面的能量受到COCO2 2層的阻隔難以逸出，層的阻隔難以逸出，熱量經(jīng)多年累積使全球氣候變暖，造成全球氣候熱量經(jīng)多年累積使全球氣候變暖，造成全球氣候變化反常。變化反常。臭味是由多種成分引起的，臭味是由多種成分引起的，除除O O3 3和和NONO2 2外，燃料的外，燃料的不完全燃燒產(chǎn)物甲醛、丙烯醛等是有臭味。臭味使不完全燃燒產(chǎn)物甲醛、丙烯醛等是有臭味。臭味使人感覺(jué)難受，刺激人的眼睛和黏膜。人感覺(jué)難受，刺激人的眼睛和黏膜。7.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè) 目前

12、，幾乎所有國(guó)家對(duì)汽車排放均作出了嚴(yán)格的規(guī)定，這種規(guī)定以汽車排放標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)的形式頒布并執(zhí)行。從某種意義上講，汽車排放控制技術(shù)產(chǎn)生和應(yīng)用的動(dòng)力就在于這些具有法律效應(yīng)的汽車排放法規(guī)。由于世界各國(guó)的政治、經(jīng)濟(jì)及技術(shù)水平等諸多因素都不一樣，所以制定的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)也有所不同。從現(xiàn)在世界汽車工業(yè)發(fā)展情況來(lái)看，汽車排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)形成三大體系。汽車排放實(shí)驗(yàn)則是圍繞著汽車排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，它包括研究研究和評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)兩個(gè)方面。7.2.1汽車排放標(biāo)準(zhǔn)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)nGB38472005 車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣煙度排放限值及測(cè)量方法排氣煙度排放限值及測(cè)量方法nGB18285-20

13、05 點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）nGB18352.32005 輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)法（中國(guó)、階段）階段）nGB 176912005車用壓燃式、氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與車用壓燃式、氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)、階階段）段）nGB113402005 裝用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)重型汽車曲軸箱污裝用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)重型汽車曲軸箱污染物排放限制及測(cè)量方法染物排放限制及測(cè)量方法nGB1476320

14、05 裝用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)重型汽車燃油蒸發(fā)裝用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)重型汽車燃油蒸發(fā)污染物排放限制及測(cè)量方法污染物排放限制及測(cè)量方法車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣煙度排放限值及測(cè)量方法機(jī)汽車排氣煙度排放限值及測(cè)量方法一、組成部分一、組成部分壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣煙度排放控制要求壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣煙度排放控制要求型式核準(zhǔn)已批準(zhǔn)的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣煙度排放控制要求型式核準(zhǔn)已批準(zhǔn)的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣煙度排放控制要求為單獨(dú)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)型式核準(zhǔn)的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣煙度排放控為單獨(dú)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)型式核準(zhǔn)的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣煙度排放控制要求制要求在用汽車的排氣煙度排放控制要求在用汽車的排氣煙度排放控制要求二

15、、測(cè)試內(nèi)容與方法二、測(cè)試內(nèi)容與方法全負(fù)荷穩(wěn)定轉(zhuǎn)速試驗(yàn)的不透光煙度全負(fù)荷穩(wěn)定轉(zhuǎn)速試驗(yàn)的不透光煙度自由加速試驗(yàn)的不透光煙度（新車、在用車）自由加速試驗(yàn)的不透光煙度（新車、在用車）在用車加載減速試驗(yàn)的不透光煙度在用車加載減速試驗(yàn)的不透光煙度點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）一、怠速與高怠速工況一、怠速與高怠速工況n怠速工況：發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。即離合器處于接合位置、怠速工況：發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。即離合器處于接合位置、變速器處于空檔位置（對(duì)于自動(dòng)變速箱的車應(yīng)處于變速器處于空檔位置（對(duì)于自動(dòng)變速箱的

16、車應(yīng)處于“停車停車”或或“P”檔位）；采用化油器供油系統(tǒng)的車，阻風(fēng)門應(yīng)處于全檔位）；采用化油器供油系統(tǒng)的車，阻風(fēng)門應(yīng)處于全開(kāi)位置；油門踏板處于完全松開(kāi)位置。開(kāi)位置；油門踏板處于完全松開(kāi)位置。n高怠速工況：利用油門踏板將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制在高怠速工況：利用油門踏板將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制在50%額額定轉(zhuǎn)速或制造廠技術(shù)文件中規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速時(shí)的工況。本定轉(zhuǎn)速或制造廠技術(shù)文件中規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速時(shí)的工況。本標(biāo)準(zhǔn)中將輕型汽車的高怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)中將輕型汽車的高怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定為2 500100r/min，重型車的高怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定為重型車的高怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定為1 800100r/min；如有特殊規(guī)；如有特殊規(guī)定的，按

17、照制造廠技術(shù)文件中規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速。定的，按照制造廠技術(shù)文件中規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速。點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）二、汽車排氣污染物排放限值二、汽車排氣污染物排放限值點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）三、過(guò)量空氣系數(shù)（三、過(guò)量空氣系數(shù)（）的要求）的要求 對(duì)于使用閉環(huán)控制電子燃油噴射系統(tǒng)和三元催化轉(zhuǎn)化器技術(shù)的汽車進(jìn)行過(guò)量空氣系數(shù)（）的測(cè)定。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為高怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)在1.000.03 或制造廠

18、規(guī)定的范圍內(nèi)。進(jìn)行測(cè)試前，應(yīng)按照制造廠使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)。點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）四、測(cè)試內(nèi)容與測(cè)試方法四、測(cè)試內(nèi)容與測(cè)試方法雙怠速法雙怠速法穩(wěn)定工況法穩(wěn)定工況法瞬態(tài)工況法瞬態(tài)工況法輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)（中國(guó)、階段）階段）一、測(cè)試內(nèi)容與方法一、測(cè)試內(nèi)容與方法型試驗(yàn)：常溫下冷起動(dòng)后排氣污染物排放試驗(yàn)型試驗(yàn)：常溫下冷起動(dòng)后排氣污染物排放試驗(yàn)雙怠速試驗(yàn)：測(cè)定雙怠速的雙怠速試驗(yàn)：測(cè)定雙怠速的CO、HC 和高怠速的和高怠速的值值型試驗(yàn)：

19、曲軸箱污染物排放試驗(yàn)型試驗(yàn)：曲軸箱污染物排放試驗(yàn)型試驗(yàn)：蒸發(fā)污染物排放試驗(yàn)型試驗(yàn)：蒸發(fā)污染物排放試驗(yàn)型試驗(yàn)：污染控制裝置耐久性試驗(yàn)型試驗(yàn)：污染控制裝置耐久性試驗(yàn) 型試驗(yàn)：低溫下冷起動(dòng)后排氣中型試驗(yàn)：低溫下冷起動(dòng)后排氣中CO 和和HC 排放試驗(yàn)排放試驗(yàn)車載診斷（車載診斷（OBD）系統(tǒng)試驗(yàn)）系統(tǒng)試驗(yàn)型試驗(yàn)型試驗(yàn) 型試驗(yàn)由兩部分（型試驗(yàn)由兩部分（1 部和部和2 部）組成。試驗(yàn)部）組成。試驗(yàn)1 部包括部包括4 個(gè)城區(qū)循環(huán)，每個(gè)城區(qū)循環(huán)包含個(gè)城區(qū)循環(huán)，每個(gè)城區(qū)循環(huán)包含15 個(gè)工況；試驗(yàn)個(gè)工況；試驗(yàn)2 部由部由1 個(gè)城郊循環(huán)組成，該城郊循環(huán)包含個(gè)城郊循環(huán)組成，該城郊循環(huán)包含13 個(gè)工況。經(jīng)制造廠同個(gè)工況。

20、經(jīng)制造廠同意，可以在意，可以在1 部結(jié)束和部結(jié)束和2 部開(kāi)始之間加入不超過(guò)部開(kāi)始之間加入不超過(guò)20 秒的不取秒的不取樣時(shí)段，以便調(diào)整試驗(yàn)設(shè)備。樣時(shí)段，以便調(diào)整試驗(yàn)設(shè)備。雙怠速試驗(yàn)雙怠速試驗(yàn) 試驗(yàn)在型試驗(yàn)結(jié)束后立即進(jìn)行雙怠速試驗(yàn)，制造廠在型式核準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)提交雙怠速的CO、HC 污染物排放值和高怠速的值的控制范圍。并保證在出廠后24 個(gè)月內(nèi)車輛的高怠速值在控制范圍內(nèi)。制造廠應(yīng)對(duì)生產(chǎn)下線的汽車進(jìn)行雙怠速試驗(yàn)。汽車的雙怠速CO、HC 排放值和高怠速值都應(yīng)在制造廠型式核準(zhǔn)時(shí)申報(bào)的控制范圍內(nèi)。型試驗(yàn)型試驗(yàn)（曲軸箱污染物排放試驗(yàn)）（曲軸箱污染物排放試驗(yàn)）n除裝壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車外，所有汽車都必須進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。

21、n 對(duì)于兩用燃料車，僅對(duì)燃用汽油進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。n對(duì)于單一氣體燃料車，僅對(duì)燃用氣體燃料進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。n進(jìn)行型試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)不允許有任何曲軸箱污染物排入大氣。型試驗(yàn)型試驗(yàn)（蒸發(fā)污染物排放試驗(yàn)）（蒸發(fā)污染物排放試驗(yàn)）n所有汽油車都必須進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。兩用燃料車僅對(duì)燃用汽油進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。n進(jìn)行型試驗(yàn)時(shí)，蒸發(fā)污染物排放量應(yīng)小于2g/試驗(yàn)。型試驗(yàn)型試驗(yàn)（污染控制裝置耐久性試驗(yàn)）（污染控制裝置耐久性試驗(yàn)）n試驗(yàn)在跑道上、或道路上、或底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行80000km 耐久性試驗(yàn)，確定實(shí)測(cè)劣化系數(shù)，劣化系數(shù)應(yīng)不大于表3中的數(shù)值。 表3 劣化系數(shù)表n從試驗(yàn)開(kāi)始（0km），每隔10000km(400km)

22、或更短的行駛里程進(jìn)行一次型試驗(yàn)，測(cè)量排氣污染物。 的排放量的排放量劣化系數(shù)kmkm640080000 型試驗(yàn)型試驗(yàn)低溫下冷起動(dòng)后排氣中低溫下冷起動(dòng)后排氣中CO 和和HC 排放試驗(yàn)排放試驗(yàn)n試驗(yàn)應(yīng)在環(huán)境溫度266 K (-7)下進(jìn)行。試驗(yàn)由型試驗(yàn)1 部的四個(gè)城區(qū)循環(huán)組成，共持續(xù)780 秒，試驗(yàn)期間不得中止，并在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)開(kāi)始取樣。n試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行三次。CO 和HC 測(cè)得的排放量必須小于表4 所示限值。對(duì)于每種污染物而言，只要這三次測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值小于規(guī)定的限值，三次測(cè)量結(jié)果中允許有一次的值超過(guò)限值，但不得超過(guò)該限值的1.1 倍。車載診斷（車載診斷（OBD）系統(tǒng)試驗(yàn)）系統(tǒng)試驗(yàn)n車載診斷（OBD）

23、系統(tǒng)應(yīng)滿足下表的要求。n試驗(yàn)在型耐久性試驗(yàn)用汽車上、型耐久性試驗(yàn)結(jié)束時(shí)進(jìn)行。如果沒(méi)有進(jìn)行型耐久性試驗(yàn)，可使用經(jīng)適當(dāng)老化（經(jīng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)確認(rèn)相當(dāng)于行駛了80 000km）并具有代表性的汽車進(jìn)行車載診斷（OBD）系統(tǒng)驗(yàn)證試驗(yàn)。n當(dāng)失效導(dǎo)致排放超過(guò)下表規(guī)定的極限值時(shí)，車載診斷（OBD）系統(tǒng)必須指示出與排放相關(guān)的失效部件或系統(tǒng)。試驗(yàn)裝置 測(cè)量輕型汽車排氣污染物采用的試驗(yàn)裝置主要有：n底盤測(cè)功機(jī)底盤測(cè)功機(jī)n定容取樣器定容取樣器n分析設(shè)備分析設(shè)備n控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)7.2.2 汽油機(jī)排放污染物的檢測(cè)n一氧化碳（一氧化碳（CO）：采用不分光紅外線吸收型分折儀（）：采用不分光紅外線吸收型分折儀（NDIR）n 碳?xì)浠?/p>

24、合物碳?xì)浠衔?HC)：采用氫火焰離子型分析儀（：采用氫火焰離子型分析儀（FID），其原），其原理是利用某些氣體在高溫火焰中的電離現(xiàn)象，通過(guò)檢測(cè)電極理是利用某些氣體在高溫火焰中的電離現(xiàn)象，通過(guò)檢測(cè)電極間的離子電流來(lái)測(cè)定氣體濃度。間的離子電流來(lái)測(cè)定氣體濃度。n氮氧化物（氮氧化物（Nox）：采用化學(xué)發(fā)光型分析儀（）：采用化學(xué)發(fā)光型分析儀（CLD），其原），其原理是：被測(cè)氣體中的理是：被測(cè)氣體中的NO與與O3反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象，這種反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象，這種化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度與化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度與NO濃度成正比。濃度成正比。NO2轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為NO后（轉(zhuǎn)化后（轉(zhuǎn)化器），再進(jìn)入化學(xué)發(fā)光室，轉(zhuǎn)化效率應(yīng)大于器），

25、再進(jìn)入化學(xué)發(fā)光室，轉(zhuǎn)化效率應(yīng)大于90%。n汽車排氣中的CO和CO2用測(cè)量nNOX用測(cè)量nHC用測(cè)量n當(dāng)需要從總碳?xì)浠衔镏蟹蛛x出非甲烷碳?xì)浠衔飼r(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的氧多用順磁分析儀測(cè)量測(cè)量甲烷。排氣成分分析儀概述排氣成分分析儀外形圖 不分光紅外線氣體分析儀NDIR（Non-Dispersive Infra-Red Analyzer）是。紅外線是波長(zhǎng)為0.8600m的電磁波，多數(shù)氣體具有吸收特定波長(zhǎng)的紅外線的能力。如CO能吸收4.55m的紅外線， CO2能吸收44.5m 的紅外線，不分光紅外線氣體分析儀根據(jù)其特定的吸收來(lái)鑒別氣體分子的種類。 不分光紅外氣體分析儀NDIR不分光紅外氣體分析儀NDIR

26、工作原理工作原理 紅外線光源射出的紅外線紅外線光源射出的紅外線經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的截光盤交替地投經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的截光盤交替地投向氣樣室和裝有不吸收紅外向氣樣室和裝有不吸收紅外線的氣體（如氮）的參比室線的氣體（如氮）的參比室，透過(guò)兩室的氣體進(jìn)入，透過(guò)兩室的氣體進(jìn)入有兩有兩個(gè)接收氣室的個(gè)接收氣室的檢測(cè)器。當(dāng)樣檢測(cè)器。當(dāng)樣氣室中的被測(cè)樣氣濃度變化氣室中的被測(cè)樣氣濃度變化時(shí)，兩個(gè)接受氣室接受的紅時(shí)，兩個(gè)接受氣室接受的紅外線輻射能的差別也發(fā)生變外線輻射能的差別也發(fā)生變化，導(dǎo)致分隔兩氣室的薄膜化，導(dǎo)致分隔兩氣室的薄膜兩側(cè)壓變化。由截光盤調(diào)制兩側(cè)壓變化。由截光盤調(diào)制的周期性變化引起電容器電的周期性變化引起電容器電容量周期變

27、化，該信號(hào)經(jīng)放容量周期變化，該信號(hào)經(jīng)放大成為分析儀的輸出信號(hào)。大成為分析儀的輸出信號(hào)。 不分光紅外線氣體分析儀工作原理圖 不分光紅外氣體分析儀NDIR工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)不分光紅外線氣體分析儀采用直接取樣系統(tǒng)時(shí)，水蒸氣對(duì)CO和NO的測(cè)定有干擾，在取樣流程中應(yīng)串聯(lián)有冷卻器或除濕器，以盡量除去水分。不分光紅外線氣體分析儀測(cè)量NO時(shí)，其測(cè)量精度低；測(cè)量HC時(shí)，只能檢測(cè)某一波長(zhǎng)段的HC，而對(duì)非飽和烴和芳香烴則不敏感，測(cè)量的結(jié)果主要是反應(yīng)了飽和烴的含量而不代表各種HC的含量，所以總的精確度較差。排放法規(guī)規(guī)定，CO和CO2用不分光紅外線氣體分析儀測(cè)量?；瘜W(xué)發(fā)光分析儀CLD工作原理1-反應(yīng)室；2-臭氧發(fā)生器；3

28、-氧入口；4-濾光片；5-光電倍增管檢測(cè)器；6-信號(hào)放大器；7-催化轉(zhuǎn)化器；8-樣氣入口；9-轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；10-反應(yīng)室出口 樣氣由通道樣氣由通道A A或或B B進(jìn)入反應(yīng)室進(jìn)入反應(yīng)室1 1。通道通道A A直接通向反應(yīng)室，這個(gè)通直接通向反應(yīng)室，這個(gè)通道只能測(cè)量樣氣中道只能測(cè)量樣氣中NONO的濃度；的濃度；樣氣通過(guò)通道樣氣通過(guò)通道B B時(shí)，樣氣中的時(shí)，樣氣中的NONO2 2將在催化轉(zhuǎn)換器將在催化轉(zhuǎn)換器7 7中轉(zhuǎn)化成中轉(zhuǎn)化成NONO，再進(jìn)入反應(yīng)室，再進(jìn)入反應(yīng)室， 這樣儀器這樣儀器測(cè)量得到的是測(cè)量得到的是NONO和和NONO2 2的總和的總和NONOX X。利用測(cè)得的。利用測(cè)得的NONOX X與與NONO

29、的差值，的差值，即可確定樣氣中即可確定樣氣中NONO2 2的濃度。的濃度。化學(xué)發(fā)光分析儀工作原理圖 化學(xué)發(fā)光分析儀CLD具有感應(yīng)度高，體積分?jǐn)?shù)可達(dá)10-7；應(yīng)答性好，在10-2濃度范圍內(nèi)輸出特性呈線性關(guān)系，適用于連續(xù)分析；為使測(cè)量過(guò)程中NO2盡可能完全地轉(zhuǎn)化成為NO，催化轉(zhuǎn)化器中的溫度必須在920K以上。是測(cè)量NOX的標(biāo)準(zhǔn)方法。特點(diǎn)特點(diǎn)氫火焰離子分析儀工作原理 工作原理工作原理 氫火焰燃燒時(shí)，氫火焰燃燒時(shí)，2300K左左右的高溫氫火焰會(huì)使右的高溫氫火焰會(huì)使HC離子化離子化成自由離子，離子數(shù)基本與成自由離子，離子數(shù)基本與HC的濃度成正比。的濃度成正比。 待測(cè)氣體與氫氣混合后，待測(cè)氣體與氫氣混合后

30、，由入口進(jìn)入燃燒器，由燃燒嘴由入口進(jìn)入燃燒器，由燃燒嘴噴出，在空氣的助燃下由通電噴出，在空氣的助燃下由通電的點(diǎn)火絲點(diǎn)燃。的點(diǎn)火絲點(diǎn)燃。HC在缺氧的氫在缺氧的氫擴(kuò)散火焰中分解出離子和電子擴(kuò)散火焰中分解出離子和電子。這些離子和電子形成按一定。這些離子和電子形成按一定方向運(yùn)動(dòng)的離子流，通過(guò)對(duì)離方向運(yùn)動(dòng)的離子流，通過(guò)對(duì)離子流電流的測(cè)量就可測(cè)得碳原子流電流的測(cè)量就可測(cè)得碳原子的濃度，從而反映出相應(yīng)子的濃度，從而反映出相應(yīng)HC的濃度的濃度。1-離子收集器；2-信號(hào)放大器；3-空氣分配器；4-氫和待測(cè)氣體入口；5-助燃空氣入口；6-燃燒嘴氫火焰離子型分析儀工作原理圖 氫火焰離子分析儀FID特點(diǎn)特點(diǎn)是目前測(cè)量

31、汽車排放中HC的最有效手段；靈敏度高，可測(cè)到極小濃度的HC ；線性范圍寬；對(duì)環(huán)境溫度和壓力也不敏感。不受樣氣中有無(wú)水蒸氣的影響，但可能受其中氧的干擾。不同的HC分子結(jié)構(gòu)對(duì)FID的影響不同。順磁分析儀PMA工作原理工作原理氧是一種強(qiáng)順磁性氣體，氮氧化合物有較弱的順磁性，NO和NO2的順磁性分別為氧的44%和29%。因?yàn)槠嚺欧胖?，氧的濃度要比NOX高得多，所以可用順磁分析儀測(cè)量排氣中的氧濃度順磁分析儀外形圖 順磁分析儀PMA 工作原理工作原理 樣氣樣氣3 3中的氧中的氧2 2，在永久磁鐵，在永久磁鐵6 6的磁場(chǎng)吸引下充入水平玻璃管的磁場(chǎng)吸引下充入水平玻璃管5 5中中。在磁場(chǎng)強(qiáng)度最大的地方，樣氣被

32、。在磁場(chǎng)強(qiáng)度最大的地方，樣氣被電熱絲電熱絲4 4加熱。加熱后的氧順磁性加熱。加熱后的氧順磁性下降，磁鐵對(duì)它的吸引力小于冷態(tài)下降，磁鐵對(duì)它的吸引力小于冷態(tài)的氧。冷的樣氣被吸到磁極中心，的氧。冷的樣氣被吸到磁極中心，擠走熱的樣氣。冷的樣氣被加熱后擠走熱的樣氣。冷的樣氣被加熱后又被擠走。這樣在玻璃管又被擠走。這樣在玻璃管5 5中就形中就形成了氣體流動(dòng)，也稱成了氣體流動(dòng)，也稱磁風(fēng)磁風(fēng)，其速度，其速度與樣氣的濃度成正比。如果加熱絲與樣氣的濃度成正比。如果加熱絲4 4同時(shí)起熱線風(fēng)速儀的作用，就可同時(shí)起熱線風(fēng)速儀的作用，就可以簡(jiǎn)單地測(cè)定磁風(fēng)速度，從而測(cè)得以簡(jiǎn)單地測(cè)定磁風(fēng)速度，從而測(cè)得樣氣中的氧濃度樣氣中的氧

33、濃度 順磁分析儀工作原理 氣相色譜儀 GC 工作原理工作原理 用樣氣注射器把一定體積的用樣氣注射器把一定體積的樣氣從試樣注入口注入儀器，與樣氣從試樣注入口注入儀器，與從載氣入口進(jìn)入儀器的氫、氦、從載氣入口進(jìn)入儀器的氫、氦、氬等載氣混合后流入裝有填充劑氬等載氣混合后流入裝有填充劑的色譜柱中。的色譜柱中。 由于樣氣的不同組分對(duì)色譜由于樣氣的不同組分對(duì)色譜柱中的填充劑的親和力（吸附或柱中的填充劑的親和力（吸附或溶解性）不同，在載氣的推動(dòng)下溶解性）不同，在載氣的推動(dòng)下被分離。親和力弱的組分，很難被分離。親和力弱的組分，很難被滯留在填充劑中，首先流出色被滯留在填充劑中，首先流出色譜柱；反之，親和力強(qiáng)的組

34、分流譜柱；反之，親和力強(qiáng)的組分流出較晚。出較晚。1-試樣注入口；2-色譜圖記錄儀；3-氣體出口；4-檢測(cè)器；5-溫控槽；6-色譜柱；7-載氣入口氣相色譜儀工作原理圖 氣相色譜儀 GC對(duì)混合氣的組成中各成分濃度進(jìn)行詳細(xì) 的分析它靈敏度高，需要樣氣數(shù)量很少；一次可完成多種成分的分析。 第10章 汽車排放測(cè)試 特點(diǎn)特點(diǎn)排氣微粒的測(cè)量方法 排氣微粒排氣微粒是指依據(jù)一定的取樣方法，在最高溫度為325K的稀釋排氣中，由過(guò)濾器收集到的固態(tài)或液態(tài)微粒。顯微鏡下的微粒組織形狀 微粒質(zhì)量測(cè)量微粒測(cè)量過(guò)濾器通常微粒測(cè)量過(guò)濾器通常采用濾紙。采用濾紙。為了保證測(cè)量的精度為了保證測(cè)量的精度，空白濾紙和有微粒濾，空白濾紙和

35、有微粒濾紙的質(zhì)量測(cè)量必須在調(diào)紙的質(zhì)量測(cè)量必須在調(diào)溫調(diào)濕的潔凈小室內(nèi)進(jìn)溫調(diào)濕的潔凈小室內(nèi)進(jìn)行。行。空白濾紙至少在取樣前空白濾紙至少在取樣前2h放入小室內(nèi)的濾紙盒放入小室內(nèi)的濾紙盒中，待穩(wěn)定后測(cè)量質(zhì)量中，待穩(wěn)定后測(cè)量質(zhì)量，然后仍放在小室內(nèi)待，然后仍放在小室內(nèi)待用。用。微粒質(zhì)量測(cè)量裝置 。如果從小室取出后如果從小室取出后1h內(nèi)沒(méi)內(nèi)沒(méi)有使用，則在使用前必須重有使用，則在使用前必須重新測(cè)量質(zhì)量。新測(cè)量質(zhì)量。收集微粒后的濾紙放回小收集微粒后的濾紙放回小室內(nèi)至少室內(nèi)至少2h，但不得超過(guò)，但不得超過(guò)36h，然后測(cè)量總質(zhì)量。，然后測(cè)量總質(zhì)量。微粒質(zhì)量測(cè)量計(jì)算公式epmixpffpepmixVVMmmMdVdV或

36、 Vep流經(jīng)過(guò)濾器的流量，m3 Vmix流經(jīng)通道的流量，m3 Mp排放微粒質(zhì)量，g/km Mf過(guò)濾器收集的微粒質(zhì)量，g d 與運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)一致的距離，km微粒成分測(cè)量微粒中有機(jī)可溶成分SOF的分離及分析方法 1.熱解質(zhì)量分析法（TG）2.真空揮發(fā)法（V V）3.索氏萃取法（SE）微粒成分分析不是排放法規(guī)所要求微粒成分分析不是排放法規(guī)所要求微粒成分測(cè)量熱解質(zhì)量分析法熱解質(zhì)量分析法TG（Thermo Gravimetry）是在惰性氣體氣氛（如N2）中，將微粒樣品按規(guī)定的加熱速率加熱到923K，保溫5分鐘。在這段時(shí)間內(nèi)，其中可揮發(fā)部分蒸發(fā)掉，用熱天平測(cè)得的微粒質(zhì)量減小量就代表其中可揮發(fā)部分VF（Vola

37、tile Fraction），用此法測(cè)得的主要是高沸點(diǎn)HC和硫酸鹽，基本與SOF相吻合。然后將氣氛換成空氣，在相同溫度下，樣品進(jìn)一步減少的質(zhì)量對(duì)應(yīng)被氧化的碳煙組分，殘留的則是微量灰分。微粒成分測(cè)量真空揮發(fā)法 真空揮發(fā)法真空揮發(fā)法VV（Vacuum Volatilization）是將微粒樣品置于真空干燥箱內(nèi)，在真空度95Kpa以上，溫度473K以上加熱3h左右，其質(zhì)量變化即為微粒中VF含量。微粒成分測(cè)量索氏萃取法盛有溶劑的燒瓶置于恒溫浴缸中，加熱使溶劑蒸發(fā)，上升到冷凝管中，冷凝物回到樣品室中浸泡樣品，進(jìn)行萃取。萃取液達(dá)到一定體積時(shí)，經(jīng)虹吸管流回?zé)?。溶劑在萃取器中循環(huán)流動(dòng)，不斷將微粒中的SOF帶

38、到燒瓶中，直到萃取完全。煙度測(cè)量方法返回 煙度的測(cè)量方法主要有兩種濾紙法 先用濾紙收集一定的煙氣，再通過(guò)比較濾紙表面對(duì)光反射率的變化來(lái)測(cè)量煙度，所用的測(cè)量?jī)x器為濾紙式煙度計(jì)消光度法 利用煙氣對(duì)光的吸收作用，即通過(guò)光從煙氣中的透過(guò)度來(lái)測(cè)量煙度，所用的測(cè)量?jī)x表為消光式煙度計(jì)。濾紙式煙度計(jì)濾紙式煙度計(jì)主要由定容采樣泵和檢測(cè)儀兩部分組成。抽氣泵從排氣中抽取固定容積的氣樣，讓氣樣通過(guò)裝在夾具上的濾紙，使氣樣的碳煙沉積在濾紙上。由于抽取的氣樣數(shù)量恒定，故濾紙被染黑的程度能反映氣樣中所含碳煙的濃度。濾紙式煙度計(jì)外形 濾紙式煙度計(jì)結(jié)構(gòu)和工作原理濾紙煙度計(jì)的結(jié)構(gòu)及工作原理圖 由反射光檢測(cè)器與指示器組成，由白熾電

39、燈泡光源射向已取樣濾紙的光線，一部分被濾紙上的微粒吸收，一部分被反射給光電元件，從而產(chǎn)生相應(yīng)的光電流，并由指示器指示輸出。光電流的大小反映了濾紙反射率的大小，濾紙反射率取決于濾紙被染黑的程度。光電越小，濾紙的反射率越低，即濾紙的染黑程度越高，表明被測(cè)碳煙的濃度越高。消光式煙度計(jì)讓部分或全部排氣流過(guò)光源和接收器構(gòu)成的光通道，接收器所接受的光強(qiáng)度的減弱（消光量）就代表排氣的煙度。 工作原理 哈特里奇煙度計(jì)基本結(jié)構(gòu)示意圖 7.3 發(fā)動(dòng)機(jī)排放凈化裝置發(fā)動(dòng)機(jī)排放凈化裝置1. 影響因素影響因素2. 機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)3. 機(jī)外凈化技術(shù)機(jī)外凈化技術(shù)7.3.1 汽油機(jī)排氣的凈化汽油機(jī)排氣的凈化影響因素影

40、響因素1、混合氣成分、混合氣成分2、點(diǎn)火正時(shí)、點(diǎn)火正時(shí)3、負(fù)荷、負(fù)荷4、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速5、過(guò)渡工況、過(guò)渡工況6、廢氣再循環(huán)率、廢氣再循環(huán)率1、混合氣成分、混合氣成分混合比和各有害氣體排放量的關(guān)系混合比和各有害氣體排放量的關(guān)系1、混合氣成分、混合氣成分由上圖可知，隨著空燃比下降混合氣變濃，由上圖可知，隨著空燃比下降混合氣變濃，燃燒時(shí)氧氣相對(duì)不足，不完全燃燒生成物增燃燒時(shí)氧氣相對(duì)不足，不完全燃燒生成物增加，使加，使CO、HC迅速迅速增加增加。在在空燃比空燃比大于大于14.7以后以后,CO濃度已經(jīng)很低了，濃度已經(jīng)很低了，但是隨著空燃比的增加，因混合氣不均勻造但是隨著空燃比的增加，因混合氣不均勻造成局部缺

41、氧仍有少量成局部缺氧仍有少量CO生成。生成。1、混合氣成分、混合氣成分在在空燃比大于空燃比大于14.7以后，隨著空燃比的增以后，隨著空燃比的增加，因加，因CO氧化反應(yīng)速度慢，燃燒溫度下降，氧化反應(yīng)速度慢，燃燒溫度下降，使使HC排放量也增加排放量也增加。HC的走向是兩頭高，的走向是兩頭高，中間低。中間低。NOx濃度峰值靠理論空燃比稀的一側(cè)，高的濃度峰值靠理論空燃比稀的一側(cè)，高的NONO生存率必須生存率必須高溫高溫、富氧富氧兩個(gè)條件。兩個(gè)條件。HCHC是兩頭高中間低濃混合氣變稀是兩頭高中間低濃混合氣變稀HCHC量減少，最量減少，最佳空燃比范圍內(nèi)佳空燃比范圍內(nèi)HCHC、油耗最低；混合氣過(guò)稀，火、油耗

42、最低；混合氣過(guò)稀，火焰可能熄滅，焰可能熄滅，HCHC生存量上升。生存量上升。 2、點(diǎn)火正時(shí)、點(diǎn)火正時(shí)點(diǎn)火提前角對(duì)燃油消耗量和有害排放物的影響點(diǎn)火提前角減小點(diǎn)火提前角減小時(shí)，后燃時(shí)，后燃增加，膨脹時(shí)的溫度升高，增加，膨脹時(shí)的溫度升高，促進(jìn)了未燃燒成分的氧化，促進(jìn)了未燃燒成分的氧化，對(duì)對(duì)降低降低HCHC和和NOxNOx有利。有利。減小點(diǎn)火提前角對(duì)降低減小點(diǎn)火提前角對(duì)降低HCHC和和NOxNOx有利，但以犧牲動(dòng)力有利，但以犧牲動(dòng)力性為代價(jià)。性為代價(jià)。2、點(diǎn)火正時(shí)、點(diǎn)火正時(shí)圖10.10 氣缸內(nèi)燃燒壓力與點(diǎn)火時(shí)刻的關(guān)系減小點(diǎn)火提前角降低燃燒減小點(diǎn)火提前角降低燃燒最高溫度、減少燃燒反應(yīng)最高溫度、減少燃燒反

43、應(yīng)滯留時(shí)間，降低滯留時(shí)間，降低NOx. .。以。以犧牲動(dòng)力性能為代價(jià)。犧牲動(dòng)力性能為代價(jià)。3、負(fù)荷、負(fù)荷在怠速和小負(fù)荷時(shí)，新鮮空氣進(jìn)入少，廢氣相對(duì)較多，供在怠速和小負(fù)荷時(shí)，新鮮空氣進(jìn)入少，廢氣相對(duì)較多，供給的混合氣偏濃，燃燒速度慢，易引起不完全燃燒。使給的混合氣偏濃，燃燒速度慢，易引起不完全燃燒。使CO和和HC排放量多。排放量多。在中等負(fù)荷時(shí)，容易完全燃燒，廢氣中在中等負(fù)荷時(shí)，容易完全燃燒，廢氣中CO 含量最少，含量最少，HC含量也較低。含量也較低。在滿負(fù)荷時(shí)，供給濃混合氣，使在滿負(fù)荷時(shí)，供給濃混合氣，使NO生成量增多；同時(shí)生成量增多；同時(shí)HC排放量減少，但因混合氣過(guò)濃，使排放量減少，但因混合

44、氣過(guò)濃，使CO排放量增多。排放量增多。4、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)速的升高，缸內(nèi)的紊流增強(qiáng)，促進(jìn)混隨著轉(zhuǎn)速的升高，缸內(nèi)的紊流增強(qiáng)，促進(jìn)混合，改善了缸內(nèi)的燃燒，使合，改善了缸內(nèi)的燃燒，使CO、HC排放減少。排放減少。NOx的生成量與混合氣成分有關(guān)。當(dāng)混合氣濃的生成量與混合氣成分有關(guān)。當(dāng)混合氣濃時(shí)，時(shí)， NOx生成量增多；當(dāng)混合氣稀時(shí)，生成量增多；當(dāng)混合氣稀時(shí)， NOx生生成量減少。成量減少。5、過(guò)渡工況、過(guò)渡工況發(fā)動(dòng)機(jī)主要在不穩(wěn)定的工況下工作，包括怠速、發(fā)動(dòng)機(jī)主要在不穩(wěn)定的工況下工作，包括怠速、加速、定速、減速等。不同的工況由于混合氣的加速、定速、減速等。不同的工況由于混合氣的濃度不同，有害物的排放量相

45、差較大。怠速與減濃度不同，有害物的排放量相差較大。怠速與減速是生成速是生成HC的主要工況的主要工況 廢氣混入的多少用廢氣混入的多少用EGREGR率表示，廢氣再循環(huán)率表示，廢氣再循環(huán)率（率（EGREGR率）定義如下：率）定義如下：100%EGR返回廢氣量率= 進(jìn)氣量+返回廢氣量 6、廢氣再循環(huán)率、廢氣再循環(huán)率6、廢氣再循環(huán)率、廢氣再循環(huán)率將一部分排氣回送至燃燒室，利用排氣中的氣將一部分排氣回送至燃燒室，利用排氣中的氣體比熱大的特點(diǎn)，可以抑制燃燒的最高溫度，體比熱大的特點(diǎn)，可以抑制燃燒的最高溫度，將有利于抑制將有利于抑制NOx的生成。的生成。在中高速工況下選擇恰當(dāng)?shù)膹U氣再循環(huán)率能有在中高速工況下選

46、擇恰當(dāng)?shù)膹U氣再循環(huán)率能有效抑制效抑制NOx的排放量。的排放量。1) 1)冷啟動(dòng)、暖機(jī)和怠速冷啟動(dòng)、暖機(jī)和怠速： 冷啟動(dòng)時(shí)溫度低，空燃比小，CO和HC排放高，應(yīng)縮短啟動(dòng)時(shí)間；暖機(jī)要盡快使混合氣、機(jī)油、冷卻水熱起來(lái)；怠速殘余廢氣量大，混合氣加濃，CO和HC排放高，為降低怠速排放提高怠速轉(zhuǎn)速至800-1000rpm2) 2)壓縮比壓縮比： 提高壓縮比以提高熱效率，汽油機(jī)根據(jù)最易發(fā)生爆燃的工況選擇壓縮比3 3）燃燒系統(tǒng)）燃燒系統(tǒng)： 燃燒室形狀影響未燃燃燒室形狀影響未燃HCHC排放物濃度；排放物濃度； 燃燒室內(nèi)火花塞位置是影響排放物生成和燃燒室內(nèi)火花塞位置是影響排放物生成和油耗的另一重要因素油耗的另一重

47、要因素； 汽油機(jī)燃燒室形狀緊湊燃燒過(guò)程快，汽油機(jī)燃燒室形狀緊湊燃燒過(guò)程快，COCO和和HCHC排放量下降；燃燒快導(dǎo)致溫度增高排放量下降；燃燒快導(dǎo)致溫度增高NONOx x增大增大4 4）進(jìn)氣系統(tǒng)：）進(jìn)氣系統(tǒng)： 用三、四或五氣門，渦輪增壓代替自燃吸用三、四或五氣門，渦輪增壓代替自燃吸氣，降低氣，降低CO2、HC排放排放 凸輪形狀決定開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)刻及升程曲線，凸輪形狀決定開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)刻及升程曲線，影響充氣過(guò)程。影響充氣過(guò)程。 5 5）活塞組設(shè)計(jì)：）活塞組設(shè)計(jì)： 活塞、活塞環(huán)與汽缸壁間的間隙，對(duì)汽油的活塞、活塞環(huán)與汽缸壁間的間隙，對(duì)汽油的HCHC排放影排放影響很大。縮小活塞頭部與汽缸的間隙，縮小頂環(huán)到活塞

48、頂響很大?？s小活塞頭部與汽缸的間隙，縮小頂環(huán)到活塞頂?shù)木嚯x。的距離。6 6）分層稀薄燃燒：）分層稀薄燃燒： 在火花塞附近濃混合氣，為可靠點(diǎn)火；其它區(qū)域供給稀薄在火花塞附近濃混合氣，為可靠點(diǎn)火；其它區(qū)域供給稀薄混合氣，實(shí)現(xiàn)分層稀薄燃燒。為此采用分隔燃燒室混合氣，實(shí)現(xiàn)分層稀薄燃燒。為此采用分隔燃燒室廢氣再循環(huán)（廢氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)是控制氮氧化合物排放技術(shù)是控制氮氧化合物排放的主要措施，的主要措施，它是將汽車排出的一部分廢氣重新它是將汽車排出的一部分廢氣重新引入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)，與混合氣一起再進(jìn)入氣缸引入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)，與混合氣一起再進(jìn)入氣缸燃燒。燃燒。僅對(duì)降低僅對(duì)降低NOx有效有效 汽油機(jī)大負(fù)荷

49、、啟動(dòng)、暖機(jī)、怠速、小負(fù)荷不使汽油機(jī)大負(fù)荷、啟動(dòng)、暖機(jī)、怠速、小負(fù)荷不使用用圖10-11圖10-127.3.2 柴油機(jī)排放的凈化柴油機(jī)排放的凈化1稀燃火稀燃火焰熄滅區(qū)焰熄滅區(qū)2稀燃火稀燃火焰區(qū)焰區(qū)3油束心油束心部部4油束尾油束尾部和后噴部部和后噴部圖10-21混合氣成分與柴油 機(jī)排放的關(guān)系噴油定時(shí)對(duì)排放的影響響直噴式直噴式和和分隔式分隔式兩類燃燒室的排放特性不同。兩類燃燒室的排放特性不同。分隔式分隔式燃燒室生成的燃燒室生成的NOx、CO、HC和炭煙和炭煙的排放濃度均低于直噴式，特別是的排放濃度均低于直噴式，特別是NOx排放排放濃度一般比直噴式燃燒室的低濃度一般比直噴式燃燒室的低50左右。左右。

50、分隔式分隔式燃燒室的燃燒及排放物的生成分兩個(gè)階段進(jìn)燃燒室的燃燒及排放物的生成分兩個(gè)階段進(jìn)行。在噴油開(kāi)始和燃燒初期，副燃燒室的空燃比較行。在噴油開(kāi)始和燃燒初期，副燃燒室的空燃比較小，氧濃度較低，燃料不可能燃燒完全，從而形成小，氧濃度較低，燃料不可能燃燒完全，從而形成較多的較多的CO及未燃烴。及未燃烴。副燃燒室在著火后溫度較高，但氧濃度低，對(duì)生成副燃燒室在著火后溫度較高，但氧濃度低，對(duì)生成NOx仍有不利的影響。仍有不利的影響。主燃燒室內(nèi)有充足的新鮮空氣，使來(lái)自副燃燒室的主燃燒室內(nèi)有充足的新鮮空氣，使來(lái)自副燃燒室的CO及及HC進(jìn)一步氧化。高溫燃?xì)膺M(jìn)入主燃燒室后，進(jìn)一步氧化。高溫燃?xì)膺M(jìn)入主燃燒室后，溫

51、度有所下降，抑制了溫度有所下降，抑制了NOx的生成的生成 。l進(jìn)氣旋流的強(qiáng)弱用壓縮終了缸內(nèi)旋流轉(zhuǎn)速與發(fā)進(jìn)氣旋流的強(qiáng)弱用壓縮終了缸內(nèi)旋流轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的比值動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的比值渦流比渦流比表示。表示。l渦流比大小與進(jìn)氣阻力成正比。渦流比大小與進(jìn)氣阻力成正比。l強(qiáng)渦流降低循環(huán)進(jìn)氣量降低動(dòng)力性，增加煙度強(qiáng)渦流降低循環(huán)進(jìn)氣量降低動(dòng)力性，增加煙度l傾向加大噴油壓力，適當(dāng)降低渦流比組織燃燒傾向加大噴油壓力，適當(dāng)降低渦流比組織燃燒進(jìn)氣組織進(jìn)氣組織多氣門多氣門發(fā)展多氣門技術(shù)，加大循環(huán)充氣量以改善動(dòng)力、發(fā)展多氣門技術(shù)，加大循環(huán)充氣量以改善動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性和排放性能。經(jīng)濟(jì)性和排放性能。圖圖10.24兩氣門及四氣門柴油機(jī)性

52、能指標(biāo)比較。兩氣門及四氣門柴油機(jī)性能指標(biāo)比較。兩氣門及四氣門柴油機(jī)性能指標(biāo)比較圖燃燒室容積比燃燒室容積比：燃燒室容積對(duì)汽缸余隙比：燃燒室容積對(duì)汽缸余隙比提高容積比以提高柴油機(jī)冒煙界限降低碳煙、微粒提高容積比以提高柴油機(jī)冒煙界限降低碳煙、微粒排放排放燃燒室口徑比：燃燒室口徑比：缸徑D120用口徑比小深燃燒室渦流較強(qiáng)燃燒室形狀燃燒室形狀縮口燃燒室加強(qiáng)了燃燒室口部氣體湍流促進(jìn)擴(kuò)散混合和燃燒壓縮比：壓縮比：適當(dāng)提高壓縮比可降低HC和CO排放減少竄入燃燒室的機(jī)油量，降低顆粒排放，保證減少竄入燃燒室的機(jī)油量，降低顆粒排放，保證氣缸活塞組的工作可靠性和耐久性。氣缸活塞組的工作可靠性和耐久性。加強(qiáng)機(jī)體剛度，改

53、善氣缸蓋與機(jī)體的連接，盡量加強(qiáng)機(jī)體剛度，改善氣缸蓋與機(jī)體的連接，盡量減少氣缸工作面的變形。減少氣缸工作面的變形。改善活塞、活塞環(huán)和氣缸表面的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)機(jī)油改善活塞、活塞環(huán)和氣缸表面的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)機(jī)油控制保證潤(rùn)滑?？刂票ＷC潤(rùn)滑。適當(dāng)提高柴油的十六烷值。十六烷值不足即著火性差，滯燃期加長(zhǎng)，預(yù)混合燃燒量過(guò)多，運(yùn)轉(zhuǎn)粗暴噪音大,Nox排放增加低排放柴油要求降低含硫量，相應(yīng)減少微粒的排放量。1.氧化催化轉(zhuǎn)化器氧化催化轉(zhuǎn)化器 2 .微粒捕集器微粒捕集器3 .柴油機(jī)柴油機(jī)NOx還原催化劑還原催化劑7.47.4 汽車噪聲汽車噪聲 n噪聲噪聲泛指一切對(duì)人們生活和工作有妨礙的聲音；或者是泛指一切對(duì)人們生活和工作有妨礙

54、的聲音；或者是說(shuō)人們不需要并希望用一定措施加以控制和消除掉的聲音的說(shuō)人們不需要并希望用一定措施加以控制和消除掉的聲音的總稱。總稱。n汽車噪聲汽車噪聲汽車行駛中產(chǎn)生的綜合的聲輻射。汽車行駛中產(chǎn)生的綜合的聲輻射。n汽車噪聲包括汽車噪聲包括發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲、輪胎噪聲和發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲、輪胎噪聲和車身噪聲。車身噪聲。一、噪聲的危害一、噪聲的危害城市環(huán)境噪聲城市環(huán)境噪聲 交通噪聲交通噪聲 生產(chǎn)噪聲生產(chǎn)噪聲 建筑噪聲建筑噪聲生活噪聲生活噪聲（占總數(shù)的（占總數(shù)的75%） 汽車噪聲范圍汽車噪聲范圍：60 90 dB，中強(qiáng)度噪聲。，中強(qiáng)度噪聲。 n高于高于70dB的噪聲的噪聲人心情不安、煩躁、疲

55、倦、工作效率人心情不安、煩躁、疲倦、工作效率下降、談話與通信困難等，從而產(chǎn)生頭痛、腦脹、失眠等下降、談話與通信困難等，從而產(chǎn)生頭痛、腦脹、失眠等各種病癥。各種病癥。n長(zhǎng)時(shí)間處于噪聲環(huán)境的人，還會(huì)導(dǎo)致胃病和神經(jīng)官能癥。長(zhǎng)時(shí)間處于噪聲環(huán)境的人，還會(huì)導(dǎo)致胃病和神經(jīng)官能癥。n試驗(yàn)表明：試驗(yàn)表明：80dB會(huì)使駕駛者的注意力下降會(huì)使駕駛者的注意力下降10%；90 dB時(shí)時(shí)下降下降20%。一、噪聲的危害一、噪聲的危害1 1、聽(tīng)覺(jué)疲勞或聽(tīng)力損傷、聽(tīng)覺(jué)疲勞或聽(tīng)力損傷2 2、噪聲影響人體健康、噪聲影響人體健康3 3、噪聲干擾談話和通話、噪聲干擾談話和通話4 4、噪聲影響人們的工作和正常生活、噪聲影響人們的工作和正

56、常生活二、噪聲的度量二、噪聲的度量 1. 1. 噪聲的客觀度量噪聲的客觀度量描述聲音的物理量常用描述聲音的物理量常用聲壓聲壓（Pa）、）、聲強(qiáng)聲強(qiáng)（W/m2）和）和聲功率聲功率（W），），相應(yīng)的有相應(yīng)的有聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲功率級(jí)聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲功率級(jí),單位用單位用dB(分貝分貝)。 人耳能聽(tīng)到的最小聲壓人耳能聽(tīng)到的最小聲壓(聽(tīng)閾聲壓聽(tīng)閾聲壓)為為210-5Pa，聲強(qiáng)為，聲強(qiáng)為10-12W/m2，而使人耳產(chǎn)生痛覺(jué)的聲音的聲壓（，而使人耳產(chǎn)生痛覺(jué)的聲音的聲壓（痛閾聲壓痛閾聲壓）為）為20Pa，聲強(qiáng)，聲強(qiáng)為為1 W/m2。人們通常談話的聲功率為人們通常談話的聲功率為10-5W，而噴氣式飛機(jī)起飛的聲

57、功率為，而噴氣式飛機(jī)起飛的聲功率為105W。為了方便地描述如此大范圍變化的物理量，通常采用對(duì)數(shù)標(biāo)度。另一方面，為了方便地描述如此大范圍變化的物理量，通常采用對(duì)數(shù)標(biāo)度。另一方面，人耳對(duì)聲音的感受并不正比于聲音的實(shí)際強(qiáng)弱，也是與其對(duì)數(shù)值大致成正比。人耳對(duì)聲音的感受并不正比于聲音的實(shí)際強(qiáng)弱，也是與其對(duì)數(shù)值大致成正比。2262/10/101/11cmkgfmNMPamNPa聽(tīng)閾聲壓與痛閾聲壓相差聽(tīng)閾聲壓與痛閾聲壓相差100100萬(wàn)倍萬(wàn)倍聲壓級(jí)聲壓級(jí))(102)(lg20500PapPapdBppLp待測(cè)聲音的聲壓基準(zhǔn)聲壓，采用聲壓級(jí)，便將可聽(tīng)聲音的聲壓范圍簡(jiǎn)化為采用聲壓級(jí)，便將可聽(tīng)聲音的聲壓范圍簡(jiǎn)化為

58、0120dB。 三、汽車噪聲特性三、汽車噪聲特性n汽車噪聲分為；汽車噪聲分為；車外噪聲、車內(nèi)噪聲車外噪聲、車內(nèi)噪聲 n汽車噪聲特性評(píng)價(jià)方法汽車噪聲特性評(píng)價(jià)方法聲級(jí)計(jì)指標(biāo)、噪聲頻譜和輻射指向性指標(biāo)聲級(jí)計(jì)指標(biāo)、噪聲頻譜和輻射指向性指標(biāo) 汽車噪聲分為車內(nèi)噪聲和車外噪聲。它們與汽車類型、汽車噪聲分為車內(nèi)噪聲和車外噪聲。它們與汽車類型、運(yùn)行工況和路面條件有關(guān)。運(yùn)行工況和路面條件有關(guān)。 車內(nèi)噪聲主要是由于發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行中引起車內(nèi)噪聲主要是由于發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行中引起的車身振動(dòng)和車身的孔縫透聲而形成的。同時(shí)路面的凸凹的車身振動(dòng)和車身的孔縫透聲而形成的。同時(shí)路面的凸凹不平也會(huì)引起車輪的振動(dòng)，再通過(guò)

59、懸架傳至車身。當(dāng)振幅不平也會(huì)引起車輪的振動(dòng)，再通過(guò)懸架傳至車身。當(dāng)振幅大，振動(dòng)頻率低時(shí)，振動(dòng)通過(guò)座椅傳到乘員使身體感到不大，振動(dòng)頻率低時(shí)，振動(dòng)通過(guò)座椅傳到乘員使身體感到不舒適；當(dāng)振幅小，振動(dòng)頻率高時(shí)，車身各部分表面的振動(dòng)舒適；當(dāng)振幅小，振動(dòng)頻率高時(shí)，車身各部分表面的振動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生車內(nèi)噪聲?？諝馀c車身的沖擊和摩擦，即風(fēng)鳴聲也會(huì)產(chǎn)生車內(nèi)噪聲?？諝馀c車身的沖擊和摩擦，即風(fēng)鳴聲也會(huì)傳到車內(nèi)。汽車高速行駛時(shí)，如車身密封不好，將會(huì)也會(huì)傳到車內(nèi)。汽車高速行駛時(shí)，如車身密封不好，將會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲。汽車的車廂不同于建筑房屋，其空間狹產(chǎn)生很大的噪聲。汽車的車廂不同于建筑房屋，其空間狹小而密封，會(huì)產(chǎn)生音響的小而密封

60、，會(huì)產(chǎn)生音響的“空洞現(xiàn)象空洞現(xiàn)象”，也就是所謂的，也就是所謂的“共鳴共鳴”。車內(nèi)噪聲關(guān)系到乘座的舒適性，噪聲過(guò)大會(huì)影。車內(nèi)噪聲關(guān)系到乘座的舒適性，噪聲過(guò)大會(huì)影響駕駛員的注意力，干擾乘座者的語(yǔ)言交流。響駕駛員的注意力，干擾乘座者的語(yǔ)言交流。 車外噪聲是交通噪聲的重要公害源，車外噪聲一般是車外噪聲是交通噪聲的重要公害源，車外噪聲一般是60dB(A)60dB(A)90dB(A)90dB(A)的中強(qiáng)度噪聲，汽車的類型不同，車的中強(qiáng)度噪聲，汽車的類型不同，車外噪聲也不同。既使是同一種型號(hào)的汽車，其噪聲的離散外噪聲也不同。既使是同一種型號(hào)的汽車，其噪聲的離散性也很大。性也很大。柴油載重車各部分聲源的聲級(jí)柴