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文檔簡介
第五章汽車公害一、發(fā)動機(jī)污染物的形成二、使用因素對排氣中有害氣體濃度的影響三、降低汽車排氣污染的主要措施第一節(jié)概述第二節(jié)汽車排氣污染物的形成及影響因素第三節(jié)汽車排氣污染物檢測第四節(jié)汽車噪聲第五節(jié)汽車噪聲檢測第六節(jié)電磁波干擾第五章汽車公害一、發(fā)動機(jī)污染物的形成第一節(jié)概述汽車排出的污染物質(zhì)主要指發(fā)動機(jī)排氣管排出的廢氣和其他部位漏出的燃料蒸氣以及從曲軸箱竄出的氣體,其中大部分是由排氣管排出的。有害物質(zhì)的排出量取決于燃燒前混合氣的形成條件,燃燒室的燃燒條件和排氣系統(tǒng)的反應(yīng)條件。排氣中的CO、HC和NOx的生成條件各不相同CO和HC是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物NOx在燃燒溫度高且氧氣充足的條件下形成較多。汽車排出的污染物質(zhì)主要指發(fā)動機(jī)排氣管排出的廢氣和其他部位漏出理論上,如果空氣量充分,汽油機(jī)不會產(chǎn)生CO(過量空氣系數(shù));汽油機(jī)工作過程中,排氣中存在0.01%~0.5%的CO。原因在汽油機(jī)燃燒室內(nèi)的局部區(qū)域存在的過濃區(qū);部分未燃碳?xì)浠衔镌谂艢膺^程中發(fā)生不完全燃燒;氣溫低或者滯留時間短暫等,燃燒不能完全進(jìn)行,也會產(chǎn)生CO。1.一氧化碳(CO)的形成理論上,如果空氣量充分,汽油機(jī)不會產(chǎn)生CO(過量空氣系數(shù));汽油機(jī)HC排放量遠(yuǎn)大于柴油機(jī)。汽油機(jī)向大氣排出的HC中:
由排氣管排出的燃料不完全燃燒的產(chǎn)物占大多數(shù)(55%~65%)
從曲軸箱通風(fēng)口逸出的量占20%~25%
由燃油供給系和油箱蒸發(fā)的量占15%~20%2.碳?xì)浠衔?HC)的形成HC是未燃燃料、未完全燃燒的中間產(chǎn)物和部分被分解產(chǎn)物的混合物。。
不論在任何工況下運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)動機(jī)排氣中總含有一定量的HC。汽油機(jī)HC排放量遠(yuǎn)大于柴油機(jī)。2.碳?xì)浠衔?HC)的形成H2.碳?xì)浠衔?HC)的形成發(fā)動機(jī)工作過程中,燃料不完全燃燒與著火前的混合氣形成條件、燃燒室內(nèi)的燃燒條件、膨脹行程的溫度條件及排氣系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)條件均有密切的關(guān)系。一切妨礙燃料燃燒的因素都是HC形成的原因。發(fā)動機(jī)燃用的混合氣過濃、過稀或霧化不良,點(diǎn)火能量不足或點(diǎn)火過遲,火焰難以傳播到的低溫缸壁的激冷作用,都是影響HC形成的重要因素。2.碳?xì)浠衔?HC)的形成發(fā)動機(jī)工作過程中,燃料不完全燃燒發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的混合氣通過火焰?zhèn)鞑ザ紵蔷o靠缸壁的氣體層(0.05~0.5mm),因低溫缸壁的冷卻作用,溫度低而不能燃燒?;鹧嬉膊荒茉诩だ淇p隙內(nèi)傳播。其結(jié)果是,在小于1mm的縫隙內(nèi)(如活塞頂部與第一道氣環(huán)之間的空隙)混合氣不可能完全燃燒,緊靠缸壁的混合氣中的HC隨廢氣排出。2.碳?xì)浠衔?HC)的形成發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的混合氣通過火焰?zhèn)鞑ザ紵?,但是緊靠缸壁的氣體層為了提高最大功率,發(fā)動機(jī)常在過量空氣系數(shù)小于1的情況下工作。在低負(fù)荷時,氣缸內(nèi)殘余氣體較多,為了不使燃燒速度過低,也要供給濃混合氣。這都會因空氣不足以致不能完全燃燒。此外,混合氣過濃、過稀、燃料霧化不良或混入廢氣過多時,可能產(chǎn)生燃燒火焰熄滅或半熄滅狀態(tài),而使部分未燃燃料(HC)從排放至大氣中。2.碳?xì)浠衔?HC)的形成為了提高最大功率,發(fā)動機(jī)常在過量空氣系數(shù)小于1的情況下工作。排氣中的HC成分十分復(fù)雜,除了飽和烴、不飽和烴和芳香烴外,還包括部分中間氧化物(如醛、酮、酸等)。燃料在燃燒過程要經(jīng)過一連串的化學(xué)反應(yīng)才能生成最終產(chǎn)物CO2和H2O。在燃燒反應(yīng)過程的不同階段存在著不同的中間產(chǎn)物。若這些中間產(chǎn)物繼續(xù)氧化的條件不適宜,就可能因氧化完全而增加HC的排放量。2.碳?xì)浠衔?HC)的形成排氣中的HC成分十分復(fù)雜,除了飽和烴、不飽和烴和芳香烴外,還二沖程汽油機(jī)中的掃氣作用使部分混合氣經(jīng)氣缸直接排放。這種汽油機(jī)的HC排放量可能比四沖程汽油機(jī)大幾倍。2.碳?xì)浠衔?HC)的形成二沖程汽油機(jī)中的掃氣作用使部分混合氣經(jīng)氣缸直接排放。2.碳?xì)涞趸?NOx)是3.氮氧化物的形成在發(fā)動機(jī)排出的廢氣中NO占絕大部分(約占99%)NO2的含量較少(約占1%)NO排入大氣后,進(jìn)一步氧化成NO2NONO2N2ON2O3N2O4N2O5氮氧化物的總稱氮氧化物(NOx)是3.氮氧化物的形成在發(fā)動機(jī)排出的廢氣中NNOX是在高溫條件下,N2和O2反應(yīng)生成的,其形成機(jī)理比較復(fù)雜。目前普遍認(rèn)為,除燃燒氣體的溫度和氧的濃度外,在高溫條件下的停留時間是NOX生成的重要影響因素。3.氮氧化物(NOx)的形成NOX是在高溫條件下,N2和O2反應(yīng)生成的,其形成機(jī)理比較復(fù)柴油機(jī)排出微粒物(PM)一般比汽油機(jī)高30~80倍4.微粒(PM)的形成國內(nèi)外對柴油機(jī)微粒排放的限制十分重視,除對微粒物中的炭煙早已進(jìn)行限制外,還針對柴油汽車的微粒排放量制定了標(biāo)準(zhǔn)。柴油機(jī)微粒炭煙可溶性有機(jī)成分硫酸鹽柴油機(jī)排出微粒物(PM)一般比汽油機(jī)高30~80倍4.微粒(4.微粒(PM)的形成碳煙是微粒的主要組成部分。碳煙排放的變化自然導(dǎo)致微粒排放的變化,但兩者升高和降低未必成比例。柴油機(jī)在高負(fù)荷時,碳煙在微粒中所占的比例升高,而在部分負(fù)荷時則有所降低。由于重餾分的未燃烴、硫酸鹽以及水分等在碳粒上吸附凝聚,在很多情況下碳煙即指微粒。4.微粒(PM)的形成碳煙是微粒的主要組成部分。4.微粒(PM)的形成碳?xì)浠衔锶剂系牟煌耆紵a(chǎn)生的炭煙以碳原子主要成分并含有占10%~30%氫原子的碳?xì)浠衔?,具有與聚合多環(huán)碳化氫相近似的結(jié)構(gòu)。發(fā)動機(jī)燃料由于熱分解生成甲烷和乙烯等低分子碳?xì)浠衔?,在溫度不太高的情況下,這些產(chǎn)物成為未燃碳?xì)浠衔铩?.微粒(PM)的形成碳?xì)浠衔锶剂系牟煌耆紵a(chǎn)生的炭煙4.微粒(PM)的形成當(dāng)燃燒氣體保持高溫時,如果氧氣過剩就會進(jìn)行氧化反應(yīng);如果氧氣不足,甲烷和乙烯會進(jìn)一步進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),進(jìn)行脫氫反應(yīng)并聚合成直徑為20~30
大小的炭煙粒子,小粒子最后會成長成直徑為50~200
的大粒子。4.微粒(PM)的形成當(dāng)燃燒氣體保持高溫時,如果氧氣過剩就會4.微粒(PM)的形成炭煙微粒形成過程4.微粒(PM)的形成炭煙微粒形成過程4.微粒(PM)的形成近年來,許多有效措施使柴油機(jī)的炭煙排放量大幅度下降。由于低硫乃至無硫燃油的推行,硫酸鹽排放也得到了抑制,使可溶有機(jī)成分在微粒中所占比例明顯上升??扇苡袡C(jī)成分在微粒中比例與燃燒質(zhì)量有重要關(guān)系,也與竄入燃燒室的潤滑油的量有關(guān)。隨著燃燒質(zhì)量的提高,竄入燃燒室的潤滑油所產(chǎn)生微粒的比例會隨之增加。4.微粒(PM)的形成近年來,許多有效措施使柴油機(jī)的炭煙排放4.微粒(PM)的形成對車用直噴柴油機(jī)微粒排放的研究表明:冷起動、自由加速工況時,約有25%的有機(jī)可溶成分來自潤滑油。穩(wěn)定工況時,約有40%~60%的有機(jī)可溶成分來自潤滑油。4.微粒(PM)的形成對車用直噴柴油機(jī)微粒排放的研究表明:發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況一般指負(fù)荷與速度工況,即發(fā)動機(jī)怠速和在各種轉(zhuǎn)速下的小負(fù)荷、中負(fù)荷和滿負(fù)荷工作狀況。發(fā)動機(jī)不同負(fù)荷時所要求的空氣與燃料的混合比不同,因此負(fù)荷對排氣中有害氣體的影響實(shí)質(zhì)上是空燃比的影響。1.負(fù)荷的影響發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況一般指負(fù)荷與速度工況,即發(fā)動機(jī)怠速和在各種轉(zhuǎn)速負(fù)荷與混合氣濃度的關(guān)系過量空氣系數(shù)與負(fù)荷的關(guān)系1.負(fù)荷的影響負(fù)荷與混合氣濃度的關(guān)系過量空氣系數(shù)與負(fù)荷的關(guān)系1.負(fù)荷的影響汽油機(jī)在正?;鹧?zhèn)鞑ヅc燃燒時,混合氣的空燃比(A/F)通常在10:1~18:1的范圍內(nèi);燃料完全燃燒時所需要的空燃比或是燃燒效率最高時的理論空燃比為14.8:1。1.負(fù)荷的影響汽油機(jī)在正?;鹧?zhèn)鞑ヅc燃燒時,混合氣的空燃比(A/F)通常在汽油機(jī)工作時,火焰溫度Tf、輸出功率Ne和燃料消耗率ge與空燃比的關(guān)系火焰溫度Tf、輸出功率Pe和燃料消耗率ge與空燃比的關(guān)系圖1.負(fù)荷的影響汽油機(jī)工作時,火焰溫度Tf、輸出功率Ne和燃料消耗率ge與空供給濃混合氣時,N0x減少而CO、HC增多供給略稀的混合氣時(經(jīng)濟(jì)混合比附近),CO、HC減少而NOx增多供給稀混合氣時,NOx、CO減少而HC增多CO、HC、NOX排放濃度與空燃比的關(guān)系1.負(fù)荷的影響供給濃混合氣時,N0x減少而CO、HC增多CO、HC、NOX混合氣成分不同,燃燒速度產(chǎn)生顯著差異,結(jié)果產(chǎn)生不同的排氣成分??杖急扰c排氣有害成分濃度的關(guān)系1.負(fù)荷的影響CO、HC、NOX的排放濃度與空燃比的關(guān)系混合氣成分不同,燃燒速度產(chǎn)生顯著差異,結(jié)果產(chǎn)生不同的排氣成分汽油機(jī)怠速時,由于轉(zhuǎn)速低,進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)空氣流速低,汽油霧化不良,汽油與空氣混合不均勻,混合氣在各缸內(nèi)的分配也不均勻;同時缸內(nèi)壓力、溫度低,汽油氣化不良。為避免缺火,在怠速工況下,發(fā)動機(jī)燃用較濃混合氣,從而使所排出廢氣中的CO和HC濃度大大增加。1.負(fù)荷的影響汽油機(jī)怠速時,由于轉(zhuǎn)速低,進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)空氣流速低,汽油霧化不良小負(fù)荷工況下(節(jié)氣門開度25%以下),進(jìn)入氣缸的可燃混合氣較少,缸內(nèi)殘余廢氣比例相對較大,不利于燃燒。發(fā)動機(jī)在小負(fù)荷工況下須燃用較濃混合氣,使排出的廢氣中的CO、HC濃度較大。1.負(fù)荷的影響小負(fù)荷工況下(節(jié)氣門開度25%以下),進(jìn)入氣缸的可燃混合氣較中等負(fù)荷(節(jié)氣門開度25~80%)工況下,發(fā)動機(jī)燃用較稀的經(jīng)濟(jì)混合氣,廢氣中的CO和HC的濃度均較小。大負(fù)荷(節(jié)氣門開度80%以上)工況下,發(fā)動機(jī)燃用較濃的功率混合氣,廢氣中的CO和HC濃度增大,而NOX濃度有所減小。1.負(fù)荷的影響中等負(fù)荷(節(jié)氣門開度25~80%)工況下,發(fā)動機(jī)燃用較稀的經(jīng)市內(nèi)行駛的汽車,由于混合交通或交通堵塞現(xiàn)象,汽車不得不頻繁起步、停車,并長時間低速行駛,發(fā)動機(jī)經(jīng)常處于怠速及小負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)這是造成城市大氣污染嚴(yán)重的重要原因之一。1.負(fù)荷的影響市內(nèi)行駛的汽車,由于混合交通或交通堵塞現(xiàn)象,汽車不得不頻繁起汽車運(yùn)行過程中,發(fā)動機(jī)在節(jié)氣門全開,轉(zhuǎn)速為1800r/min工況下的調(diào)整特性1.負(fù)荷的影響某型發(fā)動機(jī)在節(jié)氣門全開,轉(zhuǎn)速1800r/min,不同混合氣濃度的調(diào)整特性汽車運(yùn)行過程中,發(fā)動機(jī)在節(jié)氣門全開,轉(zhuǎn)速為1800r/min1.負(fù)荷的影響當(dāng)發(fā)動機(jī)燃用過濃混合氣時,α=0.7~0.8,CO的含量高達(dá)10%~12%。α=0.85~0.9時,CO含量為6%,比中等負(fù)荷高12倍;發(fā)動機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性大大降低,廢氣中的NOX的生成量減少。1.負(fù)荷的影響當(dāng)發(fā)動機(jī)燃用過濃混合氣時,α=0.7~0.8,1.負(fù)荷的影響CA1090、EQ1090、NJ1040型汽車在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min,在不同負(fù)荷的進(jìn)氣管真空度下,用直接取樣法所得的測試結(jié)果1.負(fù)荷的影響CA1090、EQ1090、NJ1040型汽車1.負(fù)荷的影響隨著負(fù)荷的增加,CO排放量降低;當(dāng)進(jìn)氣管真空度低于26.664kPa(200mmHg)時,CO排放量開始上升。1.負(fù)荷的影響隨著負(fù)荷的增加,CO排放量降低;當(dāng)進(jìn)氣管真空度1.負(fù)荷的影響大負(fù)荷時,由于混合氣變濃,CO排放量增加。隨負(fù)荷增加,HC排放量顯著降低,而NO排放量則明顯增加,這是由于大負(fù)荷時發(fā)動機(jī)燃燒狀況有所改善的結(jié)果。1.負(fù)荷的影響大負(fù)荷時,由于混合氣變濃,CO排放量增加。柴油機(jī)的充氣效率變化不大,其負(fù)荷調(diào)節(jié)由噴油量來控制。在怠速和低負(fù)荷時混合氣很稀,有些過稀區(qū)域內(nèi)的混合氣不能著火,因此HC排放量相對較高隨負(fù)荷增大則噴油量增加,HC排放量逐漸降低。1.負(fù)荷的影響柴油機(jī)的充氣效率變化不大,其負(fù)荷調(diào)節(jié)由噴油量來控制。1.負(fù)荷CO排放量在怠速和低負(fù)荷時較高,中等負(fù)荷時最低,在接近全負(fù)荷時因混合氣濃,燃燒不完全,CO的排放量增多在滿負(fù)荷條件下工作時,柴油機(jī)的CO和HC排放量增加不多,但生成的NOx明顯增大,并產(chǎn)生大量的黑煙。1.負(fù)荷的影響CO排放量在怠速和低負(fù)荷時較高,中等負(fù)荷時最低,在接近全負(fù)荷柴油機(jī)的排煙量為汽油機(jī)的5倍。這是因?yàn)殡m然供給的空氣總量充足。但是柴油機(jī)是缸內(nèi)形成混合氣,混合氣形成時間短,混合不均。1.負(fù)荷的影響柴油機(jī)的排煙量為汽油機(jī)的5倍。1.負(fù)荷的影響在氣缸內(nèi)某些有過量空氣的區(qū)域,局部溫度很高,使NOx大量生成;在燒燒室局部混合氣過濃(α<0.5)的區(qū)域,會因氧氣不足使烴分子發(fā)生分裂而形成炭煙。車用柴油機(jī)的主要排氣污染物是炭煙和NOx。汽油發(fā)動機(jī)使用的混合氣成分較為均勻,正常條件下炭煙的排放量較少。1.負(fù)荷的影響在氣缸內(nèi)某些有過量空氣的區(qū)域,局部溫度很高,使NOx大量生成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不直接對燃燒產(chǎn)物中的有害成分產(chǎn)生影響,而是通過對進(jìn)氣過程和混合氣形成及燃燒過程的作用影響有害氣體的形成及濃度。2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不直接對燃燒產(chǎn)物中的有害成分產(chǎn)生影響,而是通過對進(jìn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增大時,燃燒室內(nèi)混合氣的紊流加強(qiáng),改善了混合氣的混合和燃燒,使排氣中的HC、CO含量減少。在過量空氣系數(shù)一定的條件下,汽油機(jī)廢氣中的CO隨曲軸轉(zhuǎn)速提高而下降2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響汽油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速對排氣有害成分的影響發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增大時,燃燒室內(nèi)混合氣的紊流加強(qiáng),改善了混合氣的混在高速時,由于燃燒時間短,燃燒不完全,HC排放量略有增加;若氣門重疊角較大,低速時吸入氣缸的少量未燃混合氣會直接排出使HC排放略有增加。提高怠速可使CO、HC排放濃度下降,這是由于進(jìn)氣節(jié)流減小,充氣量增多,殘余氣體稀釋程度有所減少,使燃燒得到改善的緣故。2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響在高速時,由于燃燒時間短,燃燒不完全,HC排放量略有增加;若當(dāng)用較濃混合氣時,由于散熱時間短,燃燒室內(nèi)溫度升高,NOX生成量增加;反之,當(dāng)用稀混合氣時,由于燃燒過程相對的曲軸轉(zhuǎn)角增大,燃燒峰值溫度反而下降,NOX生成量減少。在某一混合氣濃度下,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到最大轉(zhuǎn)速的65%~75%時,廢氣中的NOX達(dá)到最大值。2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響當(dāng)用較濃混合氣時,由于散熱時間短,燃燒室內(nèi)溫度升高,NOX生廢氣中的三種有害氣體成分隨轉(zhuǎn)速增大都有所下降。在最大轉(zhuǎn)速時,CO繼續(xù)下降而HC和NO增大。這是由于燃燒時間短,氣缸內(nèi)燃燒條件惡化,發(fā)動機(jī)工作強(qiáng)度大的緣故。2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響柴油機(jī)外特性及CO、HC、NO排放量與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速n的關(guān)系柴油機(jī)外特性及有害成分濃度隨轉(zhuǎn)速變化廢氣中的三種有害氣體成分隨轉(zhuǎn)速增大都有所下降。2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速3.不穩(wěn)定工況的影響在使用過程中,汽車發(fā)動機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速是隨時間不斷變化的。統(tǒng)計資料表明:一般市區(qū)行駛的汽車,發(fā)動機(jī)怠速和中等轉(zhuǎn)速占總工作時間的35%,加速占22%,勻速占29%,減速占14%。汽油機(jī)在怠速、減速和低轉(zhuǎn)速工況下,由于混合氣較濃且不均勻,廢氣中不完全燃燒的物質(zhì)較多,HC和CO排放濃度大;而柴油機(jī)由于混合氣中的空氣充足,HC的濃度很小,CO含量甚微。3.不穩(wěn)定工況的影響在使用過程中,汽車發(fā)動機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速是隨3.不穩(wěn)定工況的影響在加速和高轉(zhuǎn)速時NOX濃度明顯增大。發(fā)動機(jī)加速運(yùn)行時,由于要求發(fā)出較大功率,須將氣缸內(nèi)燃?xì)獾臏囟忍岣?。由于在短時間內(nèi)供應(yīng)了過量的燃料,混合氣過濃,因此既會產(chǎn)生大量的NOX,又會引起燃料的不完全燃燒,導(dǎo)致CO和HC排放量增大。3.不穩(wěn)定工況的影響在加速和高轉(zhuǎn)速時NOX濃度明顯增大。3.不穩(wěn)定工況的影響發(fā)動機(jī)工況對排氣有害成分的影響其中,減速行駛時,HC排放濃度明顯增加,加速行駛階段,NOx排放濃度相對較高。排氣有害成分濃度與汽車運(yùn)行工況的關(guān)系3.不穩(wěn)定工況的影響發(fā)動機(jī)工況對排氣有害成分的影響排氣有害成汽車總成的熱工況是汽車技術(shù)狀況變化的主要因素之一。發(fā)動機(jī)的熱工況對廢氣有害成分的排放量有直接影響。發(fā)動機(jī)冷卻液的溫度一般在85~95℃之間。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響汽車總成的熱工況是汽車技術(shù)狀況變化的主要因素之一。4.發(fā)動機(jī)在使用過程中,汽車運(yùn)行的環(huán)境溫度變化很大(-40~+40℃),汽車載荷、車速及發(fā)動機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速變化很大。若發(fā)動機(jī)吸熱與散熱的熱平衡關(guān)系受到破壞,就會產(chǎn)生過熱或過冷現(xiàn)象。而熱工況對發(fā)動機(jī)排出的廢氣中有害成分濃度有直接影響。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響在使用過程中,汽車運(yùn)行的環(huán)境溫度變化很大(-40~+40℃)燃燒室溫度對排氣有害物濃度有重要影響。汽車在低溫使用條件下,發(fā)動機(jī)從起動到暖車的過程中,冷卻液溫度較低,由于燃油霧化不良、燃燒不充分和缸壁激冷作用,HC和CO排放濃度高。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響燃燒室溫度對排氣有害物濃度有重要影響。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響冷卻液溫度提高時,缸壁溫度也提高,在氣缸壁區(qū)域內(nèi)的氧化反應(yīng)的條件得到改善,排出的HC減少,特別是使用濃混合氣時更為顯著。供油系過熱,發(fā)動機(jī)會產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象,此時由于混合氣過稀而熄火,廢氣中的HC濃度增加。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響HC排放量與冷卻液溫度的關(guān)系冷卻液溫度提高時,缸壁溫度也提高,在氣缸壁區(qū)域內(nèi)的氧化反應(yīng)的NOX的排放量與燃燒的最高溫度有關(guān)當(dāng)缸壁溫度提高時,NOX的排放量也增加。汽油機(jī)冷卻液溫度從30℃提高到80℃時,NOX排放量增加(500~700)×10-6。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響NOX的排放量與燃燒的最高溫度有關(guān)4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響進(jìn)氣溫度與廢氣中有害成分濃度的關(guān)系隨著空氣溫度的提高,NOX、CO的排放量增加,HC排放減少,在HC排放最低處NOX排放達(dá)到最大值。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響進(jìn)氣溫度與廢氣有害成分濃度的關(guān)系進(jìn)氣溫度與廢氣中有害成分濃度的關(guān)系4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響進(jìn)氣我國南方、中部和西北某些地區(qū)夏季溫度很高,但大氣濕度不同。混合氣中濕度增大,能使NO生成量減少,其主要原因是由于最高火焰溫度降低所致,但對HC排放濃度影響不大。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響我國南方、中部和西北某些地區(qū)夏季溫度很高,但大氣濕度不同。4隨著行駛里程的增加,汽車技術(shù)狀況逐漸變壞。在燃料經(jīng)濟(jì)性、動力性及可靠性下降的同時,汽車的排氣污染也隨之增大。HC和CO排放濃度與行駛里程的關(guān)系5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響HC和CO排放濃度與汽車行駛里程的關(guān)系隨著行駛里程的增加,汽車技術(shù)狀況逐漸變壞。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的技術(shù)狀況變化引起排氣污染增大的原因:①供油系的故障;②汽油機(jī)點(diǎn)火系的故障;③氣門間隙失常導(dǎo)致配氣相位變化;④燃燒室內(nèi)有積碳等。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響技術(shù)狀況變化引起排氣污染增大的原因:5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響供油系調(diào)整不當(dāng)或在使用中發(fā)生變化,電控汽油噴射系統(tǒng)的噴油壓力和噴油持續(xù)時間不正確或柴油機(jī)的循環(huán)供油量調(diào)整不當(dāng),使實(shí)際噴油量過大或過小,所提供可燃混合氣的實(shí)際空燃比偏離最優(yōu)空燃比,對發(fā)動機(jī)排放特性有很大影響5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響1)供油系技術(shù)狀況供油系調(diào)整不當(dāng)或在使用中發(fā)生變化,電控汽油噴射系統(tǒng)的噴油壓力怠速轉(zhuǎn)速對CO、HC排放濃度的影響5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響1)供油系技術(shù)狀況怠速轉(zhuǎn)速與CO、HC濃度的關(guān)系(1mmHg=133.324Pa)怠速轉(zhuǎn)速對CO、HC排放濃度的影響5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響1)隨著發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速的提高,混合氣變稀,排氣中的CO、HC濃度隨之下降,因此汽車發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速有提高的趨勢,一般在750~1000r/min。供油系的空氣濾清器堵塞會引起混合氣過濃,使廢氣中的CO、HC成分增加。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響1)供油系技術(shù)狀況隨著發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速的提高,混合氣變稀,排氣中的CO、HC濃度點(diǎn)火提前角增大時,氣缸內(nèi)工作循環(huán)壓力和溫度提高,廢氣中NOX的濃度隨之增大;反之,NOX濃度降低。點(diǎn)火時刻對NOX排放濃度的影響5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響2)點(diǎn)火(噴油)系技術(shù)狀況點(diǎn)火時刻和空燃比對NOX排放濃度的影響點(diǎn)火提前角增大時,氣缸內(nèi)工作循環(huán)壓力和溫度提高,廢氣中NOX點(diǎn)火提前角對CO排放濃度的影響較小,但對HC的排放濃度有顯著影響。點(diǎn)火滯后時,因補(bǔ)燃增多,排氣系統(tǒng)溫度升高,廢氣中的HC濃度有所減小;若點(diǎn)火過遲,因燃燒速度慢,HC的濃度又有所提高。點(diǎn)火滯后將會引起發(fā)動機(jī)功率下降,油耗增加。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響2)點(diǎn)火(噴油)系技術(shù)狀況點(diǎn)火提前角對CO排放濃度的影響較小,但對HC的排放濃度有顯著點(diǎn)火時刻對CO、排放濃度的影響點(diǎn)火系技術(shù)狀況不良,點(diǎn)火能量不足時,由于燃燒缺火現(xiàn)象使HC的排放濃度增大。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響2)點(diǎn)火(噴油)系技術(shù)狀況點(diǎn)火時刻對CO、排放濃度的影響5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響2)點(diǎn)火柴油機(jī)供油系的循環(huán)供油量、噴油壓力和噴油提前角是影響排氣污染的重要因素。柴油機(jī)的廢氣成分與噴油提前角的關(guān)系(=1600r/min)隨著噴油提前角的減小,循環(huán)最高溫度降低,廢氣中的NOX排放濃度下降,HC排放增加,而CO排放濃度基本不變。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響2)點(diǎn)火(噴油)系技術(shù)狀況柴油機(jī)廢氣成分與噴油提前角的關(guān)系柴油機(jī)供油系的循環(huán)供油量、噴油壓力和噴油提前角是影響排氣污染柴油機(jī)供油系的循環(huán)供油量、噴油壓力和噴油提前角是影響排氣污染的重要因素。柴油機(jī)的廢氣成分與噴油提前角的關(guān)系(1600r/min)隨著噴油提前角的減小,循環(huán)最高溫度降低,廢氣中的NOX排放濃度下降,HC排放增加,而CO排放濃度基本不變。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響柴油機(jī)廢氣成分與噴油提前角的關(guān)系柴油機(jī)供油系的循環(huán)供油量、噴油壓力和噴油提前角是影響排氣污染發(fā)動機(jī)氣門間隙調(diào)整不當(dāng)或在使用過程中發(fā)生變化,會使發(fā)動機(jī)配氣相位發(fā)生變化,而發(fā)動機(jī)配氣相位是否正確對廢氣中有害氣體的濃度有較大影響。進(jìn)氣門早開,會使殘余在氣缸中的廢氣量增加,新鮮混合氣被廢氣稀釋,降低了燃燒溫度,從而NOX排放量減少。進(jìn)氣門早開還會使廢氣流入進(jìn)氣管,從而減少了HC的排放量,但開的過早反而會增加HC的排放量。6.配氣相位發(fā)動機(jī)氣門間隙調(diào)整不當(dāng)或在使用過程中發(fā)生變化,會使發(fā)動機(jī)配氣排氣門早關(guān),廢氣排放不完全,NOX的排放最減少。排氣門早關(guān)對HC的影響較難觀察,首先因含HC多的廢氣被保留在缸內(nèi)而減少了HC的排放,而后將因混合氣變稀使燃燒情況惡化;若排氣門關(guān)閉較晚時,沒有排出的廢氣被回吸,使HC的排出量又略有增加。新款汽車發(fā)動機(jī)的配氣相位一般采用可變氣門定時(VViT)的配氣定位,使得發(fā)動機(jī)在不同工況運(yùn)行下都能獲得良好的燃料經(jīng)濟(jì)性和動力性。6.配氣相位排氣門早關(guān),廢氣排放不完全,NOX的排放最減少。6.配氣相位積碳是燃料和潤滑油不完全燃燒的產(chǎn)物,多發(fā)生在燃燒室內(nèi)的氣缸蓋、氣缸壁、活塞頂部、氣環(huán)及氣門等部位。在汽車發(fā)動機(jī)使用過程中,發(fā)動機(jī)燃燒室及相關(guān)零件上形成的積碳同樣會加劇廢氣污染嚴(yán)重。積碳嚴(yán)重時,會使活塞環(huán)卡住而失去密封作用,增加了曲軸箱竄氣量。火花塞積碳、氣門積碳或燒蝕會使發(fā)動機(jī)某缸工作不正常,排氣中的HC濃度會明顯增大。7.缸內(nèi)積碳積碳是燃料和潤滑油不完全燃燒的產(chǎn)物,多發(fā)生在燃燒室內(nèi)的氣缸蓋在用汽車的排放治理措施保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況改善燃料質(zhì)量排放控制裝置I/M制度合乘轎車停放收費(fèi)停車限制交通高峰時間通行費(fèi)單/雙日行車合理駕駛汽油機(jī)采用三元催化反應(yīng)器柴油機(jī)采用顆粒物過濾器目前公認(rèn)的在用車排放治理的最有效方法。實(shí)施I/M制度的目的是使車輛在使用周期內(nèi)能保持良好的技術(shù)狀況,降低排氣污染。在用汽車的排放治理措施保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況汽油機(jī)采用三元(1)保持正常氣缸壓縮壓力發(fā)動機(jī)壓縮壓力降低時,發(fā)動機(jī)起動困難、燃燒不完全、油耗增大、排氣中的CO和HC濃度增大。在使用及維修過程中,若發(fā)現(xiàn)氣缸壓縮壓力不符合制造廠規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)查找原因進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)。1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(1)保持正常氣缸壓縮壓力1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(2)保持供油系技術(shù)狀況良好應(yīng)著重把握好混合氣濃度及怠速的調(diào)試。采用汽油噴射系統(tǒng)可改善發(fā)動機(jī)的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性,同時可以降低對大氣的污染。但采用進(jìn)氣總管單點(diǎn)噴射的結(jié)構(gòu)仍存在著各缸分配不均勻的情況;而進(jìn)氣歧管多點(diǎn)噴射的結(jié)構(gòu)因噴嘴細(xì)小,使用中容易堵塞,要注意清洗。1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(2)保持供油系技術(shù)狀況良好1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(2)保持供油系技術(shù)狀況良好柴油機(jī)供油系統(tǒng)循環(huán)供油量、供油壓力和噴油提前角影響柴油噴入氣缸的數(shù)量和霧化質(zhì)量,應(yīng)按使用說明書的規(guī)定正確調(diào)整??諝鉃V清器濾網(wǎng)堵塞,進(jìn)氣阻力增大時,進(jìn)入氣缸的空氣量下降,混合氣變濃,CO和HC排放量增加。空氣濾清器的清潔和維護(hù)很有用。1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(2)保持供油系技術(shù)狀況良好1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(3)保持點(diǎn)火系統(tǒng)技術(shù)狀況良好點(diǎn)火系應(yīng)能在各種工況下產(chǎn)生足夠點(diǎn)火能量的電火花。若火花弱或某缸斷火,就會使相應(yīng)氣缸燃燒不良或不能著火燃燒,從而增大排氣污染。點(diǎn)火正時對發(fā)動機(jī)的動力性、燃料經(jīng)濟(jì)性及排放性能的影響極大。適當(dāng)推遲點(diǎn)火可提高排氣溫度,使HC在排氣過程中燃燒掉,NOX排放量也可減少;但點(diǎn)火提前角不應(yīng)過小,否則會使動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性下降?;鸹ㄈg隙應(yīng)符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(3)保持點(diǎn)火系統(tǒng)技術(shù)狀況良好1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(4)正確調(diào)整氣門間隙,保持配氣相位正確。發(fā)動機(jī)配氣相位是否正確,對廢氣中有害氣體的濃度有較大影響。發(fā)動機(jī)工作過程中,其氣門間隙由于磨損等原因而逐漸變化,會使配氣相位失準(zhǔn)。因此發(fā)動機(jī)配氣相位應(yīng)正確。1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(4)正確調(diào)整氣門間隙,保持配氣相位正確。1.保持發(fā)動機(jī)良好常用的排氣凈化裝置2.采用排氣凈化裝置催化轉(zhuǎn)化裝置排氣再循環(huán)曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)常用的排氣凈化裝置2.采用排氣凈化裝置催化轉(zhuǎn)化裝置催化轉(zhuǎn)換裝置是利用催化劑的作用將排氣中的CO、HC和NOX轉(zhuǎn)換為對人體無害的氣體的一種排氣凈化裝置,也稱作催化凈化轉(zhuǎn)換器。金屬鉑、鈀或鍺均可作催化劑,用以促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。催化轉(zhuǎn)換器有氧化催化轉(zhuǎn)換器和三元催化轉(zhuǎn)換器兩類。2.采用排氣凈化裝置(1)催化轉(zhuǎn)化裝置催化轉(zhuǎn)換裝置是利用催化劑的作用將排氣中的CO、HC和NOX轉(zhuǎn)氧化催化轉(zhuǎn)換器以二次空氣為氧化劑,只將排氣中的CO和HC氧化為CO2和H2O,因此也稱做二元催化轉(zhuǎn)換器。三元催化轉(zhuǎn)換器以排氣中的CO和HC作為還原劑,把NOX還原為N2和氧O2,而CO和HC在還原反應(yīng)中被氧化為CO2和H2O。因此,可同時減少CO、HC和的NOX排放。2.采用排氣凈化裝置(1)催化轉(zhuǎn)化裝置氧化催化轉(zhuǎn)換器以二次空氣為氧化劑,只將排氣中的CO和HC氧化當(dāng)同時采用兩種轉(zhuǎn)換器時,通常把兩者放在同一個轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi),并把三元催化轉(zhuǎn)換器置于氧化催化轉(zhuǎn)換器前面。排氣經(jīng)過三元催化轉(zhuǎn)換器之后,部分未被氧化的CO和HC繼續(xù)在氧化催化轉(zhuǎn)換器中與供入的二次空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)。2.采用排氣凈化裝置(1)催化轉(zhuǎn)化裝置當(dāng)同時采用兩種轉(zhuǎn)換器時,通常把兩者放在同一個轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi),并排氣再循環(huán)(EGR)指把發(fā)動機(jī)排出的部分廢氣回送到進(jìn)氣歧管,與新鮮混合氣一起再次進(jìn)入氣缸。廢氣中含有大量的CO2,因其不能燃燒卻吸收大量的熱,使氣缸中混合氣的燃燒溫度降低,減少了NOX的生成量。排氣再循環(huán)是凈化NOX的主要方法。2.采用排氣凈化裝置(2)排氣再循環(huán)系統(tǒng)排氣再循環(huán)(EGR)指把發(fā)動機(jī)排出的部分廢氣回送到進(jìn)氣歧管,在新鮮的混合氣中摻入廢氣之后,混合氣熱值降低,致使發(fā)動機(jī)的有效功率下降。為了做到既能減少NOX的排放,又能保持發(fā)動機(jī)的動力性,必須根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況對再循環(huán)的廢氣量加以控制。NOX的生成量隨發(fā)動機(jī)負(fù)荷的增大而增多,再循環(huán)的廢氣量也應(yīng)隨負(fù)荷增加。在暖機(jī)期間或怠速時,NOX生成量不多,為了保持發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性,不進(jìn)行排氣再循環(huán)。在全負(fù)荷或高轉(zhuǎn)速下工作時,為了使發(fā)動機(jī)有足夠的動力性,也不進(jìn)行排氣再循環(huán)。2.采用排氣凈化裝置(2)排氣再循環(huán)系統(tǒng)在新鮮的混合氣中摻入廢氣之后,混合氣熱值降低,致使發(fā)動機(jī)的有再循環(huán)廢氣量由安裝在排氣再循環(huán)通道上的排氣再循環(huán)(EGR)閥自動控制。通道的一端通排氣門,另一端連接進(jìn)氣歧管。當(dāng)EGR閥開啟時,部分廢氣從排氣門經(jīng)排氣再循環(huán)通道進(jìn)入進(jìn)氣歧管。EGR閥一旦關(guān)閉,排氣再循環(huán)隨即停止。2.采用排氣凈化裝置(2)排氣再循環(huán)系統(tǒng)再循環(huán)廢氣量由安裝在排氣再循環(huán)通道上的排氣再循環(huán)(EGR)閥使用封閉式帶PCV閥的曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置,可使曲軸箱竄氣造成的污染得到有效控制。封閉式曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置2.采用排氣凈化裝置(3)曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)使用封閉式帶PCV閥的曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置,可使曲軸箱竄氣造成從空氣濾清器引入新鮮空氣,經(jīng)閉式呼吸器進(jìn)入曲軸箱,與竄氣混合后,從氣缸蓋罩經(jīng)PCV閥計量后吸入進(jìn)氣歧管進(jìn)入氣缸內(nèi)燒掉。高速、高負(fù)荷時,進(jìn)氣歧管真空度減弱,一旦竄氣量過多而不能完全吸盡時,竄氣會從曲軸箱倒流入空氣濾清器,吸入進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸燒掉。2.采用排氣凈化裝置(3)曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)從空氣濾清器引入新鮮空氣,經(jīng)閉式呼吸器進(jìn)入曲軸箱,與竄氣混合曲軸箱儲存和吸附法也是控制汽油蒸發(fā)、減小HC污染的有效方法。曲軸箱儲存法的原理是:停車時,通過管道把燃油供給系蒸發(fā)的汽油蒸氣導(dǎo)入曲軸箱進(jìn)行貯存;運(yùn)行時,經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥把汽油蒸氣吸入進(jìn)氣管。吸附法是利用裝在容器中的活性碳吸附汽油蒸氣,并在行車時由新鮮空氣使汽油蒸氣脫離活性碳而導(dǎo)入進(jìn)氣系統(tǒng)。2.采用排氣凈化裝置(4)其他曲軸箱儲存和吸附法也是控制汽油蒸發(fā)、減小HC污染的有效方法。對進(jìn)入氣缸的燃料和空氣進(jìn)行處理,是理想的排氣凈化措施。如提高燃油質(zhì)量,降低鉛含量、硫含量、水溶性酸堿、機(jī)械雜質(zhì)等污染物質(zhì),提高燃油的氧化安定性以降低膠質(zhì)物的生成等。此外,使用液體代用燃料或氣體代用燃料等,都有助于減小排氣污染。3.使用清潔燃料對進(jìn)入氣缸的燃料和空氣進(jìn)行處理,是理想的排氣凈化措施。3.使采用可變進(jìn)氣渦流技術(shù)、廢氣渦輪增壓與中冷技術(shù)可改善發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng),采用電子控制汽油噴射技術(shù)、電子控制柴油噴射技術(shù)可改善發(fā)動機(jī)的燃油供給系,運(yùn)用高能電子點(diǎn)火技術(shù)可實(shí)現(xiàn)稀薄混合氣的燃燒。這些技術(shù)的協(xié)調(diào)運(yùn)用可改善發(fā)動機(jī)可燃混合氣的形成和燃燒質(zhì)量,有助于充分燃燒,降低有害物的排放。4.改善混合氣形成、燃燒及排放控制采用可變進(jìn)氣渦流技術(shù)、廢氣渦輪增壓與中冷技術(shù)可改善發(fā)動機(jī)進(jìn)氣車載診斷系統(tǒng)(OBD)可對汽車排放進(jìn)行自動監(jiān)控,并據(jù)此對發(fā)動機(jī)的燃料供給系和點(diǎn)火系進(jìn)行反饋控制,進(jìn)一步降低排氣污染。4.改善混合氣形成、燃燒及排放控制車載診斷系統(tǒng)(OBD)可對汽車排放進(jìn)行自動監(jiān)控,并據(jù)此對發(fā)動I/M制度(InspectionandMaintenanceProgram)----對在用車進(jìn)行強(qiáng)制性定期檢測,并對故障車輛進(jìn)行強(qiáng)制修理的制度,以使在用車輛符合國家規(guī)定的排放控制值。I/M制度是以國家的排放法規(guī)為依據(jù),并根據(jù)在用車的特點(diǎn)和各地具體情況加以選擇和補(bǔ)充所制定的專門法規(guī)。5.實(shí)施I/M制度I/M制度(InspectionandMaintenanI/M制度主要包括I/M制度法規(guī)及規(guī)章I/M制度規(guī)范檢測方法標(biāo)準(zhǔn)及測試設(shè)備質(zhì)量控制和保證手段維修技術(shù)人員培訓(xùn)及設(shè)備鑒定I/M制度信息統(tǒng)計及反饋5.實(shí)施I/M制度I/M制度主要包括5.實(shí)施I/M制度據(jù)美國有關(guān)部門推算,實(shí)施I/M制度可使車輛排放到大氣中的HC減少28%,CO減少30%,NOx減少90%。在英國實(shí)施I/M制度后,不包括蒸發(fā)排放在內(nèi),可使HC減少20%,CO減少24%,NOx減少2.7%。5.實(shí)施I/M制度據(jù)美國有關(guān)部門推算,實(shí)施I/M制度可使車輛排放到大氣中的HCI/M制度的工藝流程:5.實(shí)施I/M制度I/M制度的工藝流程:5.實(shí)施I/M制度3.合理駕駛應(yīng)盡量減少發(fā)動機(jī)的啟動次數(shù)避免連續(xù)猛踏加速踏板行駛時保持適當(dāng)節(jié)氣門開度和發(fā)動機(jī)正常熱狀況(冷卻水溫應(yīng)控制在80~90℃)。以降低有害氣體排放量。合理的駕駛技術(shù)對降低汽車有害氣體的排放十分重要駕駛車輛時第三節(jié)返回3.合理駕駛應(yīng)盡量減少發(fā)動機(jī)的啟動次數(shù)合理的駕駛技術(shù)對降低汽第五章汽車公害一、發(fā)動機(jī)污染物的形成二、使用因素對排氣中有害氣體濃度的影響三、降低汽車排氣污染的主要措施第一節(jié)概述第二節(jié)汽車排氣污染物的形成及影響因素第三節(jié)汽車排氣污染物檢測第四節(jié)汽車噪聲第五節(jié)汽車噪聲檢測第六節(jié)電磁波干擾第五章汽車公害一、發(fā)動機(jī)污染物的形成第一節(jié)概述汽車排出的污染物質(zhì)主要指發(fā)動機(jī)排氣管排出的廢氣和其他部位漏出的燃料蒸氣以及從曲軸箱竄出的氣體,其中大部分是由排氣管排出的。有害物質(zhì)的排出量取決于燃燒前混合氣的形成條件,燃燒室的燃燒條件和排氣系統(tǒng)的反應(yīng)條件。排氣中的CO、HC和NOx的生成條件各不相同CO和HC是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物NOx在燃燒溫度高且氧氣充足的條件下形成較多。汽車排出的污染物質(zhì)主要指發(fā)動機(jī)排氣管排出的廢氣和其他部位漏出理論上,如果空氣量充分,汽油機(jī)不會產(chǎn)生CO(過量空氣系數(shù));汽油機(jī)工作過程中,排氣中存在0.01%~0.5%的CO。原因在汽油機(jī)燃燒室內(nèi)的局部區(qū)域存在的過濃區(qū);部分未燃碳?xì)浠衔镌谂艢膺^程中發(fā)生不完全燃燒;氣溫低或者滯留時間短暫等,燃燒不能完全進(jìn)行,也會產(chǎn)生CO。1.一氧化碳(CO)的形成理論上,如果空氣量充分,汽油機(jī)不會產(chǎn)生CO(過量空氣系數(shù));汽油機(jī)HC排放量遠(yuǎn)大于柴油機(jī)。汽油機(jī)向大氣排出的HC中:
由排氣管排出的燃料不完全燃燒的產(chǎn)物占大多數(shù)(55%~65%)
從曲軸箱通風(fēng)口逸出的量占20%~25%
由燃油供給系和油箱蒸發(fā)的量占15%~20%2.碳?xì)浠衔?HC)的形成HC是未燃燃料、未完全燃燒的中間產(chǎn)物和部分被分解產(chǎn)物的混合物。。
不論在任何工況下運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)動機(jī)排氣中總含有一定量的HC。汽油機(jī)HC排放量遠(yuǎn)大于柴油機(jī)。2.碳?xì)浠衔?HC)的形成H2.碳?xì)浠衔?HC)的形成發(fā)動機(jī)工作過程中,燃料不完全燃燒與著火前的混合氣形成條件、燃燒室內(nèi)的燃燒條件、膨脹行程的溫度條件及排氣系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)條件均有密切的關(guān)系。一切妨礙燃料燃燒的因素都是HC形成的原因。發(fā)動機(jī)燃用的混合氣過濃、過稀或霧化不良,點(diǎn)火能量不足或點(diǎn)火過遲,火焰難以傳播到的低溫缸壁的激冷作用,都是影響HC形成的重要因素。2.碳?xì)浠衔?HC)的形成發(fā)動機(jī)工作過程中,燃料不完全燃燒發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的混合氣通過火焰?zhèn)鞑ザ紵?,但是緊靠缸壁的氣體層(0.05~0.5mm),因低溫缸壁的冷卻作用,溫度低而不能燃燒?;鹧嬉膊荒茉诩だ淇p隙內(nèi)傳播。其結(jié)果是,在小于1mm的縫隙內(nèi)(如活塞頂部與第一道氣環(huán)之間的空隙)混合氣不可能完全燃燒,緊靠缸壁的混合氣中的HC隨廢氣排出。2.碳?xì)浠衔?HC)的形成發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的混合氣通過火焰?zhèn)鞑ザ紵?,但是緊靠缸壁的氣體層為了提高最大功率,發(fā)動機(jī)常在過量空氣系數(shù)小于1的情況下工作。在低負(fù)荷時,氣缸內(nèi)殘余氣體較多,為了不使燃燒速度過低,也要供給濃混合氣。這都會因空氣不足以致不能完全燃燒。此外,混合氣過濃、過稀、燃料霧化不良或混入廢氣過多時,可能產(chǎn)生燃燒火焰熄滅或半熄滅狀態(tài),而使部分未燃燃料(HC)從排放至大氣中。2.碳?xì)浠衔?HC)的形成為了提高最大功率,發(fā)動機(jī)常在過量空氣系數(shù)小于1的情況下工作。排氣中的HC成分十分復(fù)雜,除了飽和烴、不飽和烴和芳香烴外,還包括部分中間氧化物(如醛、酮、酸等)。燃料在燃燒過程要經(jīng)過一連串的化學(xué)反應(yīng)才能生成最終產(chǎn)物CO2和H2O。在燃燒反應(yīng)過程的不同階段存在著不同的中間產(chǎn)物。若這些中間產(chǎn)物繼續(xù)氧化的條件不適宜,就可能因氧化完全而增加HC的排放量。2.碳?xì)浠衔?HC)的形成排氣中的HC成分十分復(fù)雜,除了飽和烴、不飽和烴和芳香烴外,還二沖程汽油機(jī)中的掃氣作用使部分混合氣經(jīng)氣缸直接排放。這種汽油機(jī)的HC排放量可能比四沖程汽油機(jī)大幾倍。2.碳?xì)浠衔?HC)的形成二沖程汽油機(jī)中的掃氣作用使部分混合氣經(jīng)氣缸直接排放。2.碳?xì)涞趸?NOx)是3.氮氧化物的形成在發(fā)動機(jī)排出的廢氣中NO占絕大部分(約占99%)NO2的含量較少(約占1%)NO排入大氣后,進(jìn)一步氧化成NO2NONO2N2ON2O3N2O4N2O5氮氧化物的總稱氮氧化物(NOx)是3.氮氧化物的形成在發(fā)動機(jī)排出的廢氣中NNOX是在高溫條件下,N2和O2反應(yīng)生成的,其形成機(jī)理比較復(fù)雜。目前普遍認(rèn)為,除燃燒氣體的溫度和氧的濃度外,在高溫條件下的停留時間是NOX生成的重要影響因素。3.氮氧化物(NOx)的形成NOX是在高溫條件下,N2和O2反應(yīng)生成的,其形成機(jī)理比較復(fù)柴油機(jī)排出微粒物(PM)一般比汽油機(jī)高30~80倍4.微粒(PM)的形成國內(nèi)外對柴油機(jī)微粒排放的限制十分重視,除對微粒物中的炭煙早已進(jìn)行限制外,還針對柴油汽車的微粒排放量制定了標(biāo)準(zhǔn)。柴油機(jī)微粒炭煙可溶性有機(jī)成分硫酸鹽柴油機(jī)排出微粒物(PM)一般比汽油機(jī)高30~80倍4.微粒(4.微粒(PM)的形成碳煙是微粒的主要組成部分。碳煙排放的變化自然導(dǎo)致微粒排放的變化,但兩者升高和降低未必成比例。柴油機(jī)在高負(fù)荷時,碳煙在微粒中所占的比例升高,而在部分負(fù)荷時則有所降低。由于重餾分的未燃烴、硫酸鹽以及水分等在碳粒上吸附凝聚,在很多情況下碳煙即指微粒。4.微粒(PM)的形成碳煙是微粒的主要組成部分。4.微粒(PM)的形成碳?xì)浠衔锶剂系牟煌耆紵a(chǎn)生的炭煙以碳原子主要成分并含有占10%~30%氫原子的碳?xì)浠衔?,具有與聚合多環(huán)碳化氫相近似的結(jié)構(gòu)。發(fā)動機(jī)燃料由于熱分解生成甲烷和乙烯等低分子碳?xì)浠衔?,在溫度不太高的情況下,這些產(chǎn)物成為未燃碳?xì)浠衔铩?.微粒(PM)的形成碳?xì)浠衔锶剂系牟煌耆紵a(chǎn)生的炭煙4.微粒(PM)的形成當(dāng)燃燒氣體保持高溫時,如果氧氣過剩就會進(jìn)行氧化反應(yīng);如果氧氣不足,甲烷和乙烯會進(jìn)一步進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),進(jìn)行脫氫反應(yīng)并聚合成直徑為20~30
大小的炭煙粒子,小粒子最后會成長成直徑為50~200
的大粒子。4.微粒(PM)的形成當(dāng)燃燒氣體保持高溫時,如果氧氣過剩就會4.微粒(PM)的形成炭煙微粒形成過程4.微粒(PM)的形成炭煙微粒形成過程4.微粒(PM)的形成近年來,許多有效措施使柴油機(jī)的炭煙排放量大幅度下降。由于低硫乃至無硫燃油的推行,硫酸鹽排放也得到了抑制,使可溶有機(jī)成分在微粒中所占比例明顯上升??扇苡袡C(jī)成分在微粒中比例與燃燒質(zhì)量有重要關(guān)系,也與竄入燃燒室的潤滑油的量有關(guān)。隨著燃燒質(zhì)量的提高,竄入燃燒室的潤滑油所產(chǎn)生微粒的比例會隨之增加。4.微粒(PM)的形成近年來,許多有效措施使柴油機(jī)的炭煙排放4.微粒(PM)的形成對車用直噴柴油機(jī)微粒排放的研究表明:冷起動、自由加速工況時,約有25%的有機(jī)可溶成分來自潤滑油。穩(wěn)定工況時,約有40%~60%的有機(jī)可溶成分來自潤滑油。4.微粒(PM)的形成對車用直噴柴油機(jī)微粒排放的研究表明:發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況一般指負(fù)荷與速度工況,即發(fā)動機(jī)怠速和在各種轉(zhuǎn)速下的小負(fù)荷、中負(fù)荷和滿負(fù)荷工作狀況。發(fā)動機(jī)不同負(fù)荷時所要求的空氣與燃料的混合比不同,因此負(fù)荷對排氣中有害氣體的影響實(shí)質(zhì)上是空燃比的影響。1.負(fù)荷的影響發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況一般指負(fù)荷與速度工況,即發(fā)動機(jī)怠速和在各種轉(zhuǎn)速負(fù)荷與混合氣濃度的關(guān)系過量空氣系數(shù)與負(fù)荷的關(guān)系1.負(fù)荷的影響負(fù)荷與混合氣濃度的關(guān)系過量空氣系數(shù)與負(fù)荷的關(guān)系1.負(fù)荷的影響汽油機(jī)在正?;鹧?zhèn)鞑ヅc燃燒時,混合氣的空燃比(A/F)通常在10:1~18:1的范圍內(nèi);燃料完全燃燒時所需要的空燃比或是燃燒效率最高時的理論空燃比為14.8:1。1.負(fù)荷的影響汽油機(jī)在正?;鹧?zhèn)鞑ヅc燃燒時,混合氣的空燃比(A/F)通常在汽油機(jī)工作時,火焰溫度Tf、輸出功率Ne和燃料消耗率ge與空燃比的關(guān)系火焰溫度Tf、輸出功率Pe和燃料消耗率ge與空燃比的關(guān)系圖1.負(fù)荷的影響汽油機(jī)工作時,火焰溫度Tf、輸出功率Ne和燃料消耗率ge與空供給濃混合氣時,N0x減少而CO、HC增多供給略稀的混合氣時(經(jīng)濟(jì)混合比附近),CO、HC減少而NOx增多供給稀混合氣時,NOx、CO減少而HC增多CO、HC、NOX排放濃度與空燃比的關(guān)系1.負(fù)荷的影響供給濃混合氣時,N0x減少而CO、HC增多CO、HC、NOX混合氣成分不同,燃燒速度產(chǎn)生顯著差異,結(jié)果產(chǎn)生不同的排氣成分。空燃比與排氣有害成分濃度的關(guān)系1.負(fù)荷的影響CO、HC、NOX的排放濃度與空燃比的關(guān)系混合氣成分不同,燃燒速度產(chǎn)生顯著差異,結(jié)果產(chǎn)生不同的排氣成分汽油機(jī)怠速時,由于轉(zhuǎn)速低,進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)空氣流速低,汽油霧化不良,汽油與空氣混合不均勻,混合氣在各缸內(nèi)的分配也不均勻;同時缸內(nèi)壓力、溫度低,汽油氣化不良。為避免缺火,在怠速工況下,發(fā)動機(jī)燃用較濃混合氣,從而使所排出廢氣中的CO和HC濃度大大增加。1.負(fù)荷的影響汽油機(jī)怠速時,由于轉(zhuǎn)速低,進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)空氣流速低,汽油霧化不良小負(fù)荷工況下(節(jié)氣門開度25%以下),進(jìn)入氣缸的可燃混合氣較少,缸內(nèi)殘余廢氣比例相對較大,不利于燃燒。發(fā)動機(jī)在小負(fù)荷工況下須燃用較濃混合氣,使排出的廢氣中的CO、HC濃度較大。1.負(fù)荷的影響小負(fù)荷工況下(節(jié)氣門開度25%以下),進(jìn)入氣缸的可燃混合氣較中等負(fù)荷(節(jié)氣門開度25~80%)工況下,發(fā)動機(jī)燃用較稀的經(jīng)濟(jì)混合氣,廢氣中的CO和HC的濃度均較小。大負(fù)荷(節(jié)氣門開度80%以上)工況下,發(fā)動機(jī)燃用較濃的功率混合氣,廢氣中的CO和HC濃度增大,而NOX濃度有所減小。1.負(fù)荷的影響中等負(fù)荷(節(jié)氣門開度25~80%)工況下,發(fā)動機(jī)燃用較稀的經(jīng)市內(nèi)行駛的汽車,由于混合交通或交通堵塞現(xiàn)象,汽車不得不頻繁起步、停車,并長時間低速行駛,發(fā)動機(jī)經(jīng)常處于怠速及小負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)這是造成城市大氣污染嚴(yán)重的重要原因之一。1.負(fù)荷的影響市內(nèi)行駛的汽車,由于混合交通或交通堵塞現(xiàn)象,汽車不得不頻繁起汽車運(yùn)行過程中,發(fā)動機(jī)在節(jié)氣門全開,轉(zhuǎn)速為1800r/min工況下的調(diào)整特性1.負(fù)荷的影響某型發(fā)動機(jī)在節(jié)氣門全開,轉(zhuǎn)速1800r/min,不同混合氣濃度的調(diào)整特性汽車運(yùn)行過程中,發(fā)動機(jī)在節(jié)氣門全開,轉(zhuǎn)速為1800r/min1.負(fù)荷的影響當(dāng)發(fā)動機(jī)燃用過濃混合氣時,α=0.7~0.8,CO的含量高達(dá)10%~12%。α=0.85~0.9時,CO含量為6%,比中等負(fù)荷高12倍;發(fā)動機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性大大降低,廢氣中的NOX的生成量減少。1.負(fù)荷的影響當(dāng)發(fā)動機(jī)燃用過濃混合氣時,α=0.7~0.8,1.負(fù)荷的影響CA1090、EQ1090、NJ1040型汽車在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min,在不同負(fù)荷的進(jìn)氣管真空度下,用直接取樣法所得的測試結(jié)果1.負(fù)荷的影響CA1090、EQ1090、NJ1040型汽車1.負(fù)荷的影響隨著負(fù)荷的增加,CO排放量降低;當(dāng)進(jìn)氣管真空度低于26.664kPa(200mmHg)時,CO排放量開始上升。1.負(fù)荷的影響隨著負(fù)荷的增加,CO排放量降低;當(dāng)進(jìn)氣管真空度1.負(fù)荷的影響大負(fù)荷時,由于混合氣變濃,CO排放量增加。隨負(fù)荷增加,HC排放量顯著降低,而NO排放量則明顯增加,這是由于大負(fù)荷時發(fā)動機(jī)燃燒狀況有所改善的結(jié)果。1.負(fù)荷的影響大負(fù)荷時,由于混合氣變濃,CO排放量增加。柴油機(jī)的充氣效率變化不大,其負(fù)荷調(diào)節(jié)由噴油量來控制。在怠速和低負(fù)荷時混合氣很稀,有些過稀區(qū)域內(nèi)的混合氣不能著火,因此HC排放量相對較高隨負(fù)荷增大則噴油量增加,HC排放量逐漸降低。1.負(fù)荷的影響柴油機(jī)的充氣效率變化不大,其負(fù)荷調(diào)節(jié)由噴油量來控制。1.負(fù)荷CO排放量在怠速和低負(fù)荷時較高,中等負(fù)荷時最低,在接近全負(fù)荷時因混合氣濃,燃燒不完全,CO的排放量增多在滿負(fù)荷條件下工作時,柴油機(jī)的CO和HC排放量增加不多,但生成的NOx明顯增大,并產(chǎn)生大量的黑煙。1.負(fù)荷的影響CO排放量在怠速和低負(fù)荷時較高,中等負(fù)荷時最低,在接近全負(fù)荷柴油機(jī)的排煙量為汽油機(jī)的5倍。這是因?yàn)殡m然供給的空氣總量充足。但是柴油機(jī)是缸內(nèi)形成混合氣,混合氣形成時間短,混合不均。1.負(fù)荷的影響柴油機(jī)的排煙量為汽油機(jī)的5倍。1.負(fù)荷的影響在氣缸內(nèi)某些有過量空氣的區(qū)域,局部溫度很高,使NOx大量生成;在燒燒室局部混合氣過濃(α<0.5)的區(qū)域,會因氧氣不足使烴分子發(fā)生分裂而形成炭煙。車用柴油機(jī)的主要排氣污染物是炭煙和NOx。汽油發(fā)動機(jī)使用的混合氣成分較為均勻,正常條件下炭煙的排放量較少。1.負(fù)荷的影響在氣缸內(nèi)某些有過量空氣的區(qū)域,局部溫度很高,使NOx大量生成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不直接對燃燒產(chǎn)物中的有害成分產(chǎn)生影響,而是通過對進(jìn)氣過程和混合氣形成及燃燒過程的作用影響有害氣體的形成及濃度。2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不直接對燃燒產(chǎn)物中的有害成分產(chǎn)生影響,而是通過對進(jìn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增大時,燃燒室內(nèi)混合氣的紊流加強(qiáng),改善了混合氣的混合和燃燒,使排氣中的HC、CO含量減少。在過量空氣系數(shù)一定的條件下,汽油機(jī)廢氣中的CO隨曲軸轉(zhuǎn)速提高而下降2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響汽油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速對排氣有害成分的影響發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增大時,燃燒室內(nèi)混合氣的紊流加強(qiáng),改善了混合氣的混在高速時,由于燃燒時間短,燃燒不完全,HC排放量略有增加;若氣門重疊角較大,低速時吸入氣缸的少量未燃混合氣會直接排出使HC排放略有增加。提高怠速可使CO、HC排放濃度下降,這是由于進(jìn)氣節(jié)流減小,充氣量增多,殘余氣體稀釋程度有所減少,使燃燒得到改善的緣故。2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響在高速時,由于燃燒時間短,燃燒不完全,HC排放量略有增加;若當(dāng)用較濃混合氣時,由于散熱時間短,燃燒室內(nèi)溫度升高,NOX生成量增加;反之,當(dāng)用稀混合氣時,由于燃燒過程相對的曲軸轉(zhuǎn)角增大,燃燒峰值溫度反而下降,NOX生成量減少。在某一混合氣濃度下,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到最大轉(zhuǎn)速的65%~75%時,廢氣中的NOX達(dá)到最大值。2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響當(dāng)用較濃混合氣時,由于散熱時間短,燃燒室內(nèi)溫度升高,NOX生廢氣中的三種有害氣體成分隨轉(zhuǎn)速增大都有所下降。在最大轉(zhuǎn)速時,CO繼續(xù)下降而HC和NO增大。這是由于燃燒時間短,氣缸內(nèi)燃燒條件惡化,發(fā)動機(jī)工作強(qiáng)度大的緣故。2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響柴油機(jī)外特性及CO、HC、NO排放量與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速n的關(guān)系柴油機(jī)外特性及有害成分濃度隨轉(zhuǎn)速變化廢氣中的三種有害氣體成分隨轉(zhuǎn)速增大都有所下降。2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速3.不穩(wěn)定工況的影響在使用過程中,汽車發(fā)動機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速是隨時間不斷變化的。統(tǒng)計資料表明:一般市區(qū)行駛的汽車,發(fā)動機(jī)怠速和中等轉(zhuǎn)速占總工作時間的35%,加速占22%,勻速占29%,減速占14%。汽油機(jī)在怠速、減速和低轉(zhuǎn)速工況下,由于混合氣較濃且不均勻,廢氣中不完全燃燒的物質(zhì)較多,HC和CO排放濃度大;而柴油機(jī)由于混合氣中的空氣充足,HC的濃度很小,CO含量甚微。3.不穩(wěn)定工況的影響在使用過程中,汽車發(fā)動機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速是隨3.不穩(wěn)定工況的影響在加速和高轉(zhuǎn)速時NOX濃度明顯增大。發(fā)動機(jī)加速運(yùn)行時,由于要求發(fā)出較大功率,須將氣缸內(nèi)燃?xì)獾臏囟忍岣摺S捎谠诙虝r間內(nèi)供應(yīng)了過量的燃料,混合氣過濃,因此既會產(chǎn)生大量的NOX,又會引起燃料的不完全燃燒,導(dǎo)致CO和HC排放量增大。3.不穩(wěn)定工況的影響在加速和高轉(zhuǎn)速時NOX濃度明顯增大。3.不穩(wěn)定工況的影響發(fā)動機(jī)工況對排氣有害成分的影響其中,減速行駛時,HC排放濃度明顯增加,加速行駛階段,NOx排放濃度相對較高。排氣有害成分濃度與汽車運(yùn)行工況的關(guān)系3.不穩(wěn)定工況的影響發(fā)動機(jī)工況對排氣有害成分的影響排氣有害成汽車總成的熱工況是汽車技術(shù)狀況變化的主要因素之一。發(fā)動機(jī)的熱工況對廢氣有害成分的排放量有直接影響。發(fā)動機(jī)冷卻液的溫度一般在85~95℃之間。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響汽車總成的熱工況是汽車技術(shù)狀況變化的主要因素之一。4.發(fā)動機(jī)在使用過程中,汽車運(yùn)行的環(huán)境溫度變化很大(-40~+40℃),汽車載荷、車速及發(fā)動機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速變化很大。若發(fā)動機(jī)吸熱與散熱的熱平衡關(guān)系受到破壞,就會產(chǎn)生過熱或過冷現(xiàn)象。而熱工況對發(fā)動機(jī)排出的廢氣中有害成分濃度有直接影響。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響在使用過程中,汽車運(yùn)行的環(huán)境溫度變化很大(-40~+40℃)燃燒室溫度對排氣有害物濃度有重要影響。汽車在低溫使用條件下,發(fā)動機(jī)從起動到暖車的過程中,冷卻液溫度較低,由于燃油霧化不良、燃燒不充分和缸壁激冷作用,HC和CO排放濃度高。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響燃燒室溫度對排氣有害物濃度有重要影響。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響冷卻液溫度提高時,缸壁溫度也提高,在氣缸壁區(qū)域內(nèi)的氧化反應(yīng)的條件得到改善,排出的HC減少,特別是使用濃混合氣時更為顯著。供油系過熱,發(fā)動機(jī)會產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象,此時由于混合氣過稀而熄火,廢氣中的HC濃度增加。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響HC排放量與冷卻液溫度的關(guān)系冷卻液溫度提高時,缸壁溫度也提高,在氣缸壁區(qū)域內(nèi)的氧化反應(yīng)的NOX的排放量與燃燒的最高溫度有關(guān)當(dāng)缸壁溫度提高時,NOX的排放量也增加。汽油機(jī)冷卻液溫度從30℃提高到80℃時,NOX排放量增加(500~700)×10-6。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響NOX的排放量與燃燒的最高溫度有關(guān)4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響進(jìn)氣溫度與廢氣中有害成分濃度的關(guān)系隨著空氣溫度的提高,NOX、CO的排放量增加,HC排放減少,在HC排放最低處NOX排放達(dá)到最大值。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響進(jìn)氣溫度與廢氣有害成分濃度的關(guān)系進(jìn)氣溫度與廢氣中有害成分濃度的關(guān)系4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響進(jìn)氣我國南方、中部和西北某些地區(qū)夏季溫度很高,但大氣濕度不同?;旌蠚庵袧穸仍龃?,能使NO生成量減少,其主要原因是由于最高火焰溫度降低所致,但對HC排放濃度影響不大。4.發(fā)動機(jī)熱工況的影響我國南方、中部和西北某些地區(qū)夏季溫度很高,但大氣濕度不同。4隨著行駛里程的增加,汽車技術(shù)狀況逐漸變壞。在燃料經(jīng)濟(jì)性、動力性及可靠性下降的同時,汽車的排氣污染也隨之增大。HC和CO排放濃度與行駛里程的關(guān)系5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響HC和CO排放濃度與汽車行駛里程的關(guān)系隨著行駛里程的增加,汽車技術(shù)狀況逐漸變壞。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的技術(shù)狀況變化引起排氣污染增大的原因:①供油系的故障;②汽油機(jī)點(diǎn)火系的故障;③氣門間隙失常導(dǎo)致配氣相位變化;④燃燒室內(nèi)有積碳等。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響技術(shù)狀況變化引起排氣污染增大的原因:5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響供油系調(diào)整不當(dāng)或在使用中發(fā)生變化,電控汽油噴射系統(tǒng)的噴油壓力和噴油持續(xù)時間不正確或柴油機(jī)的循環(huán)供油量調(diào)整不當(dāng),使實(shí)際噴油量過大或過小,所提供可燃混合氣的實(shí)際空燃比偏離最優(yōu)空燃比,對發(fā)動機(jī)排放特性有很大影響5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響1)供油系技術(shù)狀況供油系調(diào)整不當(dāng)或在使用中發(fā)生變化,電控汽油噴射系統(tǒng)的噴油壓力怠速轉(zhuǎn)速對CO、HC排放濃度的影響5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響1)供油系技術(shù)狀況怠速轉(zhuǎn)速與CO、HC濃度的關(guān)系(1mmHg=133.324Pa)怠速轉(zhuǎn)速對CO、HC排放濃度的影響5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響1)隨著發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速的提高,混合氣變稀,排氣中的CO、HC濃度隨之下降,因此汽車發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速有提高的趨勢,一般在750~1000r/min。供油系的空氣濾清器堵塞會引起混合氣過濃,使廢氣中的CO、HC成分增加。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響1)供油系技術(shù)狀況隨著發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速的提高,混合氣變稀,排氣中的CO、HC濃度點(diǎn)火提前角增大時,氣缸內(nèi)工作循環(huán)壓力和溫度提高,廢氣中NOX的濃度隨之增大;反之,NOX濃度降低。點(diǎn)火時刻對NOX排放濃度的影響5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響2)點(diǎn)火(噴油)系技術(shù)狀況點(diǎn)火時刻和空燃比對NOX排放濃度的影響點(diǎn)火提前角增大時,氣缸內(nèi)工作循環(huán)壓力和溫度提高,廢氣中NOX點(diǎn)火提前角對CO排放濃度的影響較小,但對HC的排放濃度有顯著影響。點(diǎn)火滯后時,因補(bǔ)燃增多,排氣系統(tǒng)溫度升高,廢氣中的HC濃度有所減?。蝗酎c(diǎn)火過遲,因燃燒速度慢,HC的濃度又有所提高。點(diǎn)火滯后將會引起發(fā)動機(jī)功率下降,油耗增加。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響2)點(diǎn)火(噴油)系技術(shù)狀況點(diǎn)火提前角對CO排放濃度的影響較小,但對HC的排放濃度有顯著點(diǎn)火時刻對CO、排放濃度的影響點(diǎn)火系技術(shù)狀況不良,點(diǎn)火能量不足時,由于燃燒缺火現(xiàn)象使HC的排放濃度增大。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響2)點(diǎn)火(噴油)系技術(shù)狀況點(diǎn)火時刻對CO、排放濃度的影響5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響2)點(diǎn)火柴油機(jī)供油系的循環(huán)供油量、噴油壓力和噴油提前角是影響排氣污染的重要因素。柴油機(jī)的廢氣成分與噴油提前角的關(guān)系(=1600r/min)隨著噴油提前角的減小,循環(huán)最高溫度降低,廢氣中的NOX排放濃度下降,HC排放增加,而CO排放濃度基本不變。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響2)點(diǎn)火(噴油)系技術(shù)狀況柴油機(jī)廢氣成分與噴油提前角的關(guān)系柴油機(jī)供油系的循環(huán)供油量、噴油壓力和噴油提前角是影響排氣污染柴油機(jī)供油系的循環(huán)供油量、噴油壓力和噴油提前角是影響排氣污染的重要因素。柴油機(jī)的廢氣成分與噴油提前角的關(guān)系(1600r/min)隨著噴油提前角的減小,循環(huán)最高溫度降低,廢氣中的NOX排放濃度下降,HC排放增加,而CO排放濃度基本不變。5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響柴油機(jī)廢氣成分與噴油提前角的關(guān)系柴油機(jī)供油系的循環(huán)供油量、噴油壓力和噴油提前角是影響排氣污染發(fā)動機(jī)氣門間隙調(diào)整不當(dāng)或在使用過程中發(fā)生變化,會使發(fā)動機(jī)配氣相位發(fā)生變化,而發(fā)動機(jī)配氣相位是否正確對廢氣中有害氣體的濃度有較大影響。進(jìn)氣門早開,會使殘余在氣缸中的廢氣量增加,新鮮混合氣被廢氣稀釋,降低了燃燒溫度,從而NOX排放量減少。進(jìn)氣門早開還會使廢氣流入進(jìn)氣管,從而減少了HC的排放量,但開的過早反而會增加HC的排放量。6.配氣相位發(fā)動機(jī)氣門間隙調(diào)整不當(dāng)或在使用過程中發(fā)生變化,會使發(fā)動機(jī)配氣排氣門早關(guān),廢氣排放不完全,NOX的排放最減少。排氣門早關(guān)對HC的影響較難觀察,首先因含HC多的廢氣被保留在缸內(nèi)而減少了HC的排放,而后將因混合氣變稀使燃燒情況惡化;若排氣門關(guān)閉較晚時,沒有排出的廢氣被回吸,使HC的排出量又略有增加。新款汽車發(fā)動機(jī)的配氣相位一般采用可變氣門定時(VViT)的配氣定位,使得發(fā)動機(jī)在不同工況運(yùn)行下都能獲得良好的燃料經(jīng)濟(jì)性和動力性。6.配氣相位排氣門早關(guān),廢氣排放不完全,NOX的排放最減少。6.配氣相位積碳是燃料和潤滑油不完全燃燒的產(chǎn)物,多發(fā)生在燃燒室內(nèi)的氣缸蓋、氣缸壁、活塞頂部、氣環(huán)及氣門等部位。在汽車發(fā)動機(jī)使用過程中,發(fā)動機(jī)燃燒室及相關(guān)零件上形成的積碳同樣會加劇廢氣污染嚴(yán)重。積碳嚴(yán)重時,會使活塞環(huán)卡住而失去密封作用,增加了曲軸箱竄氣量?;鸹ㄈe碳、氣門積碳或燒蝕會使發(fā)動機(jī)某缸工作不正常,排氣中的HC濃度會明顯增大。7.缸內(nèi)積碳積碳是燃料和潤滑油不完全燃燒的產(chǎn)物,多發(fā)生在燃燒室內(nèi)的氣缸蓋在用汽車的排放治理措施保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況改善燃料質(zhì)量排放控制裝置I/M制度合乘轎車停放收費(fèi)停車限制交通高峰時間通行費(fèi)單/雙日行車合理駕駛汽油機(jī)采用三元催化反應(yīng)器柴油機(jī)采用顆粒物過濾器目前公認(rèn)的在用車排放治理的最有效方法。實(shí)施I/M制度的目的是使車輛在使用周期內(nèi)能保持良好的技術(shù)狀況,降低排氣污染。在用汽車的排放治理措施保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況汽油機(jī)采用三元(1)保持正常氣缸壓縮壓力發(fā)動機(jī)壓縮壓力降低時,發(fā)動機(jī)起動困難、燃燒不完全、油耗增大、排氣中的CO和HC濃度增大。在使用及維修過程中,若發(fā)現(xiàn)氣缸壓縮壓力不符合制造廠規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)查找原因進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)。1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(1)保持正常氣缸壓縮壓力1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(2)保持供油系技術(shù)狀況良好應(yīng)著重把握好混合氣濃度及怠速的調(diào)試。采用汽油噴射系統(tǒng)可改善發(fā)動機(jī)的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性,同時可以降低對大氣的污染。但采用進(jìn)氣總管單點(diǎn)噴射的結(jié)構(gòu)仍存在著各缸分配不均勻的情況;而進(jìn)氣歧管多點(diǎn)噴射的結(jié)構(gòu)因噴嘴細(xì)小,使用中容易堵塞,要注意清洗。1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(2)保持供油系技術(shù)狀況良好1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(2)保持供油系技術(shù)狀況良好柴油機(jī)供油系統(tǒng)循環(huán)供油量、供油壓力和噴油提前角影響柴油噴入氣缸的數(shù)量和霧化質(zhì)量,應(yīng)按使用說明書的規(guī)定正確調(diào)整。空氣濾清器濾網(wǎng)堵塞,進(jìn)氣阻力增大時,進(jìn)入氣缸的空氣量下降,混合氣變濃,CO和HC排放量增加??諝鉃V清器的清潔和維護(hù)很有用。1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(2)保持供油系技術(shù)狀況良好1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(3)保持點(diǎn)火系統(tǒng)技術(shù)狀況良好點(diǎn)火系應(yīng)能在各種工況下產(chǎn)生足夠點(diǎn)火能量的電火花。若火花弱或某缸斷火,就會使相應(yīng)氣缸燃燒不良或不能著火燃燒,從而增大排氣污染。點(diǎn)火正時對發(fā)動機(jī)的動力性、燃料經(jīng)濟(jì)性及排放性能的影響極大。適當(dāng)推遲點(diǎn)火可提高排氣溫度,使HC在排氣過程中燃燒掉,NOX排放量也可減少;但點(diǎn)火提前角不應(yīng)過小,否則會使動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性下降?;鸹ㄈg隙應(yīng)符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(3)保持點(diǎn)火系統(tǒng)技術(shù)狀況良好1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(4)正確調(diào)整氣門間隙,保持配氣相位正確。發(fā)動機(jī)配氣相位是否正確,對廢氣中有害氣體的濃度有較大影響。發(fā)動機(jī)工作過程中,其氣門間隙由于磨損等原因而逐漸變化,會使配氣相位失準(zhǔn)。因此發(fā)動機(jī)配氣相位應(yīng)正確。1.保持發(fā)動機(jī)良好的技術(shù)狀況(4)正確調(diào)整氣門間隙,保持配氣相位正確。1.保持發(fā)動機(jī)良好常用的排氣凈化裝置2.采用排氣凈化裝置催化轉(zhuǎn)化裝置排氣再循環(huán)曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)常用的排氣凈化裝置2.采用排氣凈化裝置催化轉(zhuǎn)化裝置催化轉(zhuǎn)換裝置是利用催化劑的作用將排氣中的CO、
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