汽车排放污染物的形成及其随汽车工况的变化

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1、FoRUMI论坛汽车排放污染物的形成及其髓汽车工况的变化王梓瑞中国第一汽车股份有限公司天津技术开发分公司天津市东丽区300300摘要：随着我国各大城市空气状况的进一步恶化，汽车排放污染物的控制也逐渐被中央和各地方政府所重视。对于各大汽车制造企业来说，汽车排放污染物的控制情况也是其产品能否达到政府要求并投放市场的重要指标。而明确排放污染物的生成机理和污染物排放状况随汽车工况变化的情况，对于汽车排放污染物的控制有着重要的意义。本文以采用汽油机的小型乘用车为例，分析了三种主要汽车排放污染物(CO、CH、Nox)的形成机理和污染物排放状况随汽车工况变化的情况。关

2、键词：汽车；排放污染物；工况物中的含C成分的不完全氧化反应，较完全2．2一氧化碳(CO)的排放量与汽车行1引言氧化反应产物CO：来说要少上许多。驶工况的关系处理汽车排放污染物的控制问题，首先要CO形成的主要反应过程为：下面根据实际汽车行驶(按照标准对汽车排放污染物的形成机理有足够的认识，CHm+号Oz_÷nco+~-H2GB18352．30—2013中的I型试验用运转循环⋯只有明确了汽车排放污染物的形成机理，才能之后，在三元催化器中，生成的CO污染进行)过程中CO生成量的变化情况来进行实够系统地分析造成不同的汽车污染物排放情况物能够在催化剂作用下与尾气中

3、的另一种污染际分析。的原因。物NO发生氧化还原反应：图表1是某小型乘用车(使用汽油机及三不同的行驶状况下，汽车的污染物排放情2CO+2NO2CO2+N2元催化器)按照GB18352．5—2005标准中的I况也不一样。而根据汽车排放污染物的形成机该反应的有效进行需要三元催化器内部达型试验用运转循环行驶过程中CO排放量随车理，结合实际行驶工况分析汽车在不同行驶状到足够的温度(与三元催化器的转化特性，如速变化情况。态下的排放状况，有助于有的放矢地控制其排起燃温度等属性有关)，它可以大幅减少尾气从上图可以看出，汽车刚刚启动时的一段放污染物的含量。中的CO含量。时

4、间之内，尾气中的CO含量大大高于其它行综上所述，认识排放污染物的形成机理和驶工况。同时，在高速状态下，CO的排放量与汽车行驶工况的关系，有着重要的意义。本较低速行驶(而催化器温度足够)时大幅提高文以采用汽油机、加装三元催化器的小型乘用图表1汽车按照GB18352．5—2005标准了。此外，在所有情况下，汽车加减速时一中的l型试验用运转循环行驶时CO排放车为例，分析汽车尾气中的三种主要污染物：量的变化尤其是加速时尾气中CO增量明显。一氧化碳(CO)、碳氢化合物(CH)与氮氧结合2．1中所述，可以分析出造成这些现化合物(NOx)的生成机理及它们随着汽车工象的

5、原因：当汽车剐刚发动的一段时间内CO况发生的排放量变化。排放量极高是因为催化器温度较低，因而导致CO在其中的反应效率很低。车速较高时，由2一氧化碳(CO)的生成原因和其排于发动机功率需求变高，喷油量加大，空燃比放量与汽车行驶工况的关系变低，导致尾气中的CO含量显著提高；此外，2．1一氧化碳(CO)的生成原因在汽车需要较强动力性完成加速，或是发动机汽车排放污染物中的碳氧化物主要都是来节气门开度很小的汽车减速过程中，由于燃烧自于以烃化物为主要有效成分的燃油在燃烧过混合气中的02不足，即空燃比较低的情况下，一车速一CO排放量程中的氧化反应。其中，CO主要来自于

6、烃化CO的生成量也会明显提高。46AUTOTIMEFoRUMI论坛叠i时代汽车WWW．cnautotime．corn3氮氧化合物(HC)的生成原因和其图表2汽车按照GB18352．5—2005标准如前文所说，可以发现在缸壁温度升高之排放■与汽车行驶工况的关系中的I型试验用运转循环行驶时HC排放后的每个速度大于15km／h的加速过程中，尾量的变化气中HC含量都有可见的升高。此时，发动机3．1碳氢化合物(HC)的生成原因内喷油量增大造成空燃比较低，会引起混合气HC在排放污染物中被大致分为CIL(甲燃烧不完全，燃烧不完全的混合气被润滑油膜烷)和非甲烷HC物质两

7、种类型，它们被统称和缸壁积碳吸收后又在其后逐渐脱离，这一现为HC污染物。在发动机燃烧过程中生成的象导致了尾气中HC的含量升高。HC污染物主要可以分为两类：没有被燃烧或燃烧不完全的燃料(汽油)本身；燃料在高温4氮氧化合物(NOx)的生成原因和状态下的裂解产物。其排放■与汽车行驶工况的关系汽油中的烃类物质自身便属于HC物质，4．1氮氧化合物(NO)的生成原因因此，尾气中的燃料残余可以被归类为HC污一车速一HC排放量高温环境下，原本惰性的N：在会进入激染物。而这种燃料残余之所以会出现，除了有发状态，与空气中的未参与其它反应的富余汽车急加速或减速时进入缸体的混合

8、气过浓或o2结合生成NO，即：过稀造成的不完全燃烧这一原因之外，气缸壁4HC+1