《发动机排放与噪声》PPT课件

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1、第八章发动机排放与噪声教师：许兆棠淮阴工学院主要内容第一节发动机有害排放物的生成及危害第二节影响汽油机有害排放物生成的主要因素及控制第三节影响柴油机有害排放物生成的主要因素第四节发动机排放标准与测试（自学）第五节发动机噪声来源与控制第一节发动机有害排放物的生成及危害一、发动机排放污染的现状：空气：恒定成分：氧气、氮气、稀有气体等可变成分：二氧化碳、水蒸气等不定部分：有害气体、尘埃等发动机废气污染是空气中不定组分的最主要的来源，已成为城市污染的首要污染源。二、发动机排放污染物的危害：1.一氧化碳CO：CO是无色无臭有窒息性的毒性气体，由于CO和血液中有输氧能力的血红

2、素蛋白(Hb)的亲和力比氧气和Hb的亲和力约大300倍，能很快和Hb结合形成碳氧血红素蛋白(HbCO)，同时HbCO的解离速度却比氧合血红蛋白的解离慢3600倍，且HbCO的存在影响氧合血红蛋白的解离,阻碍了氧的释放,导致低氧血症,使心脏、头脑等重要器官严重缺氧，引起头晕、恶心、头痛等症状，轻度中毒将使中枢神经系统受损，严重时会使心血管官能丧失，直至死亡。2.碳氢化合物HC：HC包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解和部分氧化产物，如烷烃、烯烃、芳香烃、醛、酮、酸等数百种成分。烷烃基本上无味，对人体健康不产生直接影响。烯烃略带甜味，有麻醉作用，对粘膜有刺激，经代

3、谢转化会变成对基因有毒的环氧衍生物。芳香烃对血液和神经系统有害，特别是多环芳香烃(PAH)及其衍生物有强致癌作用。醛类是刺激性物质，对眼、呼吸道、血液有毒害。烃类成分还是引起光化学烟雾的主要物质。3.氮氧化物NOx：氮氧化物是燃烧过程形成的多种氮氧化物，如NO、NO2、N2O3、N2O5等，总称为NOx。在内燃机中主要是NO，约占95％，其次为NO2，占5％。NO是无色无味气体，只有轻度刺激性，毒性不大，高浓度时会造成中枢神经有轻度障碍，但NO易被氧化成NO2。NO2是一种红棕色有刺激性气味的有毒气体。它对人体健康的影响见表83。NO2吸人人体后，和血液中血红素蛋白

4、(Hb)结合，使血液输氧能力下降，对心脏、肝、肾都会有影响。NO2易溶于水，被人吸入肺部后，能与肺中的水分结合成稀硝酸，引起支气管炎、肺气肿。NO2是地面附近大气中形成光化学烟雾的主要因素，也是酸雨的来源之一。4.光化学烟雾：HC和NOx在太阳紫外线作用下会生成臭氧(O3)和过氧酰基硝酸盐(PAN)，即一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，称为光化学烟雾，它是一种有强刺激性的二次污染物。臭氧对人体的危害主要表现在刺激和破坏深部呼吸道粘膜和组织，对眼睛也有刺激,5.微粒：微粒对人体健康的危害和微粒的大小及其组成有关。微粒愈小，悬浮在空气中的时间愈长，进入人体肺部后停滞在肺部及支

5、气管中的比例愈大，危害也就愈大，小于0.1µm(微米，106m)的微粒能在空气中作随机运动，进入肺部并附在肺细胞的组织中，有些还会被血液吸收。(0.1～0.5)µm微粒能深入肺部并粘附在肺叶表面的粘液中，随后会被绒毛所清除。大于5µm的微粒常在鼻处受阻，不能深入呼吸道，大于10µm的微粒可排出体外。微粒能粘附SO2、未燃HC、NO2等有毒物质或苯丙芘等致癌物，因而对人体健康造成更大危害。由于柴油机的微粒直径大多小于0.3µm，而且数量比汽油机高出30～60倍，成分更为复杂，因而柴油机排出的微粒危害更大。三、发动机排放污染的生成机理1.一氧化碳CO的生成：①燃料不完全

6、燃烧；②混合气不均匀；③CO2高温时裂解。2.碳氢化合物HC的生成：①冷激效应②油膜与沉积物吸附③火焰淬熄④未燃碳氢化合物的后期氧化3.氮氧化物NOx的生成温度超过2000℃时，氧分子会分解成氧原子，它和氮分子化合生成NO，其反应机理如下:促使生成NO的因素有三个：1.氧的浓度;2.温度;3.反应滞留时间。4.微粒在汽油机中，含铅汽油中的铅和汽油中硫造成的硫酸盐，是排气微粒的主要成分。如果用无铅汽油，加上汽油含硫量一般都很低，可以认为汽油机基本上不排放微粒。柴油机的微粒排放量要比汽油机大几十倍。这种微粒由在燃烧时生成的含碳粒子(碳烟)及其表面上吸附的多种有机物组成。

7、图84燃烧系统中碳烟粒子的形成过程5.光化学烟雾产生光化学烟雾的基本条件是大气中存在一定浓度的HC和NOx(一次有害污染物)，当HC的浓度大于NOx浓度的3倍时，在强烈的阳光照射的诱发下产生O3和过氧酰基硝酸盐(PAN)组成的光化学烟雾。一般这种二次有害污染物常发生在夏秋之间，在污染物多、大气不流畅的大城市或盆地地区，而且在午后2～3点钟，光化学烟雾浓度最高。第二节影响汽油机有害排放物生成的主要因素及控制一、影响因素：1.混合气成分处于最佳燃烧的范围内，HC及油耗均为最低。2.点火正时减小点火提前角对降低HC及NOx均有利，但以牺牲动力性为代价。3.负荷怠速、小