内燃机学教学课件作者周龙保82课件

《内燃机学教学课件作者周龙保82课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二节内燃机的排放机理MECHANISMOFENGINEEMISSIONCO生成机理和排放特点HC生成机理和排放特点NOx生成机理和排放特点PM生成机理和排放特点主要学习内容1CO生成机理和排放特点一、CO生成机理COMechanism理论上，HC燃料完全燃烧时生成CO2和H2O。HC的氧化过程：R-HR-R-O2RCHORCOCO+R-CO+OHCO2+H因此，CO是烃燃料燃烧的中间产物。2实际的燃烧过程在于：1）燃料浓度分布不均匀。2）温度分布不均匀。3）燃烧过程时间短，达不到化学平衡状态。当反应着的气体突然缺乏氧化剂、温度过低或反应时间过短时，CO就以中间产物的形式生成了。因

2、此CO的排放是不可避免的。3二、点燃式内燃机CO排放ObservationofCOEmission4汽油机CO排放特点5由于要控制空燃比在化学计量比附近，CO排放浓度高。全负荷混合气加浓，CO排放增加。怠速运转，废气多，加浓混合气，CO排放量大。起动暖机时CO排放较多。多缸机中各缸间空燃比的变动使CO排放量增加。（各缸单独匹配）6三、柴油机的CO排放7柴油机CO排放分析8柴油机CO排放特点柴油机的CO排放总体比较低。燃烧接近或超过冒烟极限后，由于燃烧过程局部混合气过浓，缺氧造成CO排放迅速增加。柴油机小负荷时，稀混合气区体积增加，燃气温度降低，CO排放略微增加。9HC生成机理和排放特点HCMe

3、chanism一、汽油机HC排放的来源HCSources1)排气—55～65%（机内排放）2)曲轴箱—20～25%3)燃油箱、化油器、燃油管接头蒸发—15～20%1.HC排放的来源102.UHC排放的生成机理1）壁面淬熄WallQuenching2）狭隙效应CreviceMechanism3）润滑油膜的吸附和解吸OilFilmAbsorptionandDesorption4）燃烧室表面沉积物DepositAbsorptionandDesorption5）大容积熄火BulkGasIncompleteCombustion113.UHC排放的特点1）发动机缺火也会造成高HC-可靠点火2）有氧，且在6

4、00℃滞留50ms以上，可使气相HC氧化-高的排温和长的滞留时间有利于HC后氧化121.未燃HC排放的来源1）完全由缸内燃烧过程产生。2）没有曲轴箱排放物和蒸发排放物。二、压燃式发动机HC的排放CIEngineHCEmission132.生成机理和影响因素1）混合气不均匀。2）喷油器嘴部的压力室容积。3）冷起动。4）气缸壁温度影响HC排放，因为壁面激冷使HC排放增加。14一、NO生成途径MechanismNOX生成机理和影响因素NOxMechanism1）高温途径：空气中的氮分子在高温下氧化生成NO，通常发生在已燃高温区，称热力型NO（ThermalNO）。2）瞬发途径：在火焰面或火焰面附件生

5、成NO，称瞬发型NO（PromptNO）。3）燃料途径：燃料中的氮元素燃烧直接转化为NO排放,（FuelNO）。4)N2Omechanism低温N2O机理。15O2=2OO+N2=NO+NN+O2=NO+ON+OH=NO+H(Lavoie)ExtendedZeldovitchMechanismZeldovitch热力型NO生成机理ThermalNO16与NO生成密切相关的因素：1）燃烧温度2）氧气浓度3)高温时间17二、汽油机NOX排放的影响因素1.过量空气系数AirExcessiveRatio影响燃烧温度氧含量182.点火正时IgnitionTiming燃烧温度193.EGRRatio20三

6、、柴油机NOX排放的影响因素（自然吸气直喷柴油机，6×102mm×118mm，）1.负荷与转速EngineLoadandSpeed212.喷油定时InjectionTiming223.EGRRatioEGR率NOxppm23微粒生成机理和影响因素PMMechanism1.汽油机的微粒排放一、内燃机的微粒排放ParticulateMatter很低242.柴油机的微粒排放25二、碳烟生成机理Mechanism1.碳烟的生成高温缺氧(均匀混合气）262.碳烟的微观结构PMnanostructure500℃，30分钟后273.碳烟的生长过程ParticleGrowth高温缺氧条件热裂解不饱和烃，如乙烯

7、，乙炔等2nm左右的碳烟晶核20-30nm碳烟基元链状或团絮状聚合物脱H，聚合凝聚，碰撞聚合碰撞聚合284.碳烟颗粒的分布特性PMDistribution295.碳烟的排放特性PMEmissionCharacteristics306.后处理PMAftertreatment1)氧化催化后处理（DieselOxidationCatalyst，简称为DOC）可以氧化微粒中大部分的SOF，使SOF下降40