影響汽油機(jī)排氣污染物生成的因素

1、影響汽油機(jī)排氣污染物的生成因素發(fā)動機(jī)的燃燒時過程是將燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿倪^程，進(jìn)入汽缸燃料燃燒的完全成都直接影響到熱量產(chǎn)生的多少和排出廢氣的成分，而燃燒時間或燃燒相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角的位置，又關(guān)系到熱量的利用和汽缸壓力的變化，所以燃燒過程是影響發(fā)動機(jī)動力性，經(jīng)濟(jì)性和排氣污染的主要過程所謂燃燒的過程就是指由定時的火花點(diǎn)火開始，且火焰前鋒以一定的正常速度傳遍到整個燃燒室的過程著火延遲期：火花塞點(diǎn)火到火焰中心形成階段明顯燃燒期：火焰中心燒遍整個燃燒室階段在均質(zhì)混合氣中當(dāng)火焰中心形成以后，火焰向四周未然混合器傳播，形成一個近似球面的火焰層即火焰前鋒，從火焰中心開始層層相四周未然混合氣傳播直到連續(xù)不斷的火

2、焰前鋒掃過整個燃燒室后燃期:相當(dāng)于明顯燃燒期終點(diǎn)至燃料基本上完全燃燒為止（燃燒室主要容積已被火焰充滿，混合氣燃燒速率開始降低，活塞向下止點(diǎn)開始移動）在后燃期中主要是湍流的火焰前鋒后面沒有沒有完全燃燒掉的燃料以及附著在汽缸壁上的混合層繼續(xù)燃燒另外汽油燃燒產(chǎn)物CO和水的離解現(xiàn)象比柴油嚴(yán)重，在膨脹過程中溫度下降后又部分恢復(fù)放出熱量湍流：由物體質(zhì)點(diǎn)組成的微元?dú)怏w所進(jìn)行的無規(guī)則脈動運(yùn)動二、汽車的主要污染物汽車的主要污染物是CO、HC、NOX和微粒CO 是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物，是汽車及內(nèi)燃機(jī)排氣中有害物質(zhì)最大的產(chǎn)物碳?xì)浠衔镏饕俏慈己臀赐耆紵娜加?、潤滑油及其裂解產(chǎn)物氮氧化物是燃料高溫燃燒過程中剩余的

3、氧和氮化和形成的產(chǎn)物微粒絕大多數(shù)為直徑小于1um的固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)以氣溶膠、煙霧、塵埃等狀態(tài)存在于大氣中影響汽油機(jī)排氣污染物生成的因素1 空燃比隨空燃比的增加，CO的排放濃度逐漸下降，HC排放濃度兩頭高中間低，而NOx排放濃度確是兩頭低中間高， NOx的濃度峰值出現(xiàn)在理論空燃比附近并且靠近稀混合一側(cè)，而HC 排放濃度的谷值則出現(xiàn)在較理論空燃比更稀的地方CO的排放濃度隨空燃比的增加而下降，這是因為隨空氣量的增加，燃料能充分的燃燒。當(dāng)空燃比大于理論空燃比后，CO 仍保持一定濃度，這主要是由于混合氣空燃比分布不均，高溫分解及反應(yīng)凍結(jié)所形成?？杖急冗M(jìn)一步增加，混合氣變稀是燃燒溫度降低，減少了高溫分解，因

4、此CO的排放濃度進(jìn)一步下降在過稀混合比的情況下，因為火焰?zhèn)鞑ゲ怀浞趾蛿嗷?，HC排放濃度有所增加，當(dāng)混合氣過濃時，空氣量不足，不能完全燃燒，燃油消耗率和HC排放率都增加，混合氣過稀時，火焰?zhèn)鞑ゲ怀浞只驍嗷?，也使燃油消耗率和HC 排放率增加NOx的排放 當(dāng)空燃比為16左右時，由于燃燒溫度高，燃?xì)庵醒鹾砍浞?，故NOx的排放濃度出現(xiàn)峰值，較此更濃的混合氣由于燃燒后的溫度和氧的濃度較低， NOx生成量減少，濃度下降。較此更稀的混合氣，由于火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p慢，燃?xì)鉁囟纫驳?，也使NOx生成量減少， NOx濃度下降2 點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角主要影響汽油機(jī)HC和NOx的排放規(guī)律：空燃比一定時，隨點(diǎn)火提前角的推遲，

5、 NOx和HC 的同時減低，燃油消耗卻明顯惡化原因：點(diǎn)火時刻相對于最佳點(diǎn)火時刻的推遲，后燃加重，熱效率變差。但點(diǎn)火提前角的推遲會導(dǎo)致排氣溫度上升，使得在排氣行程以及排氣管中HC氧化反應(yīng)加速，使最終排出的HC減少NOx排放降低的原因由于隨點(diǎn)火提前角的推遲，上止點(diǎn)后燃燒的燃料增加，燃燒的最高溫度下降造成的2、汽油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)非穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)汽油機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)荷汽油機(jī)冷卻水及燃燒室壁面溫度排氣背壓燃燒室壁面沉積物冷啟動加速減速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)：發(fā)動機(jī)的零部件，冷卻水及潤滑油的溫度趨于平衡發(fā)動機(jī)在恒定的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)。汽油機(jī)轉(zhuǎn)速一般當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時，缸內(nèi)氣體流動增強(qiáng)，燃燒的霧化質(zhì)量及均勻性得到改善，紊流

6、強(qiáng)度增大，燃燒室溫度提高從而有利于降低CO和HC 的排放在燃用稀混合氣、點(diǎn)火時間不變的條件下，從點(diǎn)火到火焰核心形成的點(diǎn)火延遲時間受轉(zhuǎn)速影響較小，火焰?zhèn)鞑サ钠鹗冀莿t隨轉(zhuǎn)速的增加而推遲。雖然隨著轉(zhuǎn)速的增加，火焰?zhèn)鞑ニ俣纫灿兴岣?，但提高的幅度不如燃用濃混合氣的大，因此有部分燃料在膨脹行程壓力及溫度均較低的情況下燃燒，NO 生成量減少，當(dāng)燃用較濃的混合氣時，火焰?zhèn)鞑ニ俣入S轉(zhuǎn)速的提高而提高，散熱損失減少，缸內(nèi)氣體溫度升高，NO生成量增加負(fù)荷激冷層：鑄鐵外表面被鑄型快速冷卻形成的一層很薄的細(xì)晶組織區(qū)域如果維持混合氣空燃比及轉(zhuǎn)速不變，點(diǎn)火提前角調(diào)整到最佳則負(fù)荷增加對HC的排放幾乎無影響原因：因為負(fù)荷增加使

7、缸內(nèi)壓力及溫度提高，激冷層變薄，HC在膨脹 及排氣沖程的氧化加速，但壓力升高使縫隙容積中的未燃烴的儲存量增加從而抵消了對HC 排放的有力影響。汽油機(jī)是采用節(jié)氣門控制負(fù)荷的，負(fù)荷增加，進(jìn)氣量就增加，降低了殘余廢氣稀釋作用，火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊玫搅颂岣吒變?nèi)溫度升高NOx排放增加汽油機(jī)冷卻水及燃燒室壁面溫度提高汽油機(jī)冷卻水及燃燒室壁面溫度，可降低縫隙容積中的HC的含量、減少淬熄層的厚度，改善縫隙容積逸出的HC及淬息層擴(kuò)散出來的燃油氧化條件，而且可改善燃油的蒸發(fā)、分配提高排氣溫度，使HC 排放減少。排氣背壓定義：排氣的時候氣體所受到的反推壓力排氣背壓增加，留在缸內(nèi)廢氣增加，其中未燃烴會在下一循環(huán)中燒掉，因此

8、排氣中HC含量將降低，如果排氣背壓過大，則留在缸內(nèi)廢氣過多稀釋了混合氣，燃燒惡化，排出的HC 增加 燃燒室壁面沉積物沉積物沉積在活塞頂部、燃燒室壁面和進(jìn)排氣門上的多孔性積碳會吸附未燃混合氣和燃料蒸汽，在排氣過程中再釋放出來因此沉積物增加將會使HC排放量增加汽油機(jī)在小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時芳香烴儲存于沉積物中，而在重負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時釋放出來，燃油的芳香烴含量高，則排氣芳香烴也高，但沒有足夠的時間形成沉積物那么即使使用芳香烴含量高的燃油排放時芳香烴也較低隨沉積物的增加，發(fā)動機(jī)的實際壓縮比也增加，導(dǎo)致最高燃燒溫度升高，NO 排放量增加四、非穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)冷啟動加速減速冷啟動汽油機(jī)低溫啟動時，由于轉(zhuǎn)速及溫度低，空氣流速低，燃油的蒸發(fā)程度不夠以及較多的燃油沉積在進(jìn)氣管壁上，因此需要增加燃油的供油量，以便汽油機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致過量空氣系數(shù)小于1 ，混合氣中的燃油部分以蒸氣存在部分以液體進(jìn)入氣缸，從而導(dǎo)致CO的排放升高，部分液體燃油在燃燒結(jié)束后才從壁面上蒸發(fā)，沒有燃燒完全就被釋放出去，造成HC的大量排放。由于溫度低以及過濃的混合氣使得冷啟動NOx的排放量很低。加