第二章 汽车排放污染物的形成(zgd)

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1、汽车排放及噪声控制第2章汽车排放污染物的形成2021年8月14日课程内容第2章汽车排放污染物的形成第2章汽车排放污染物的形成2.1一氧化碳2.2碳氢化合物2.3氮氧化物2.4微粒概述：主要内容介绍了汽车尾气中的主要污染物CO、HC、NOX和微粒的生成机理及其影响因素。第2章汽车排放污染物的形成2.1一氧化碳一氧化碳的生成机理第2章汽车排放污染物的形成汽车尾气中CO的产生是燃烧不充分所致，是氧气不足而生成的中间产物。燃气中的氧气量充足时，理论上燃料燃烧后不会存在CO。但当氧气量不足时，就会有部分燃料不能完全燃烧，而生成CO。汽油机一氧化碳的

2、生成机理第2章汽车排放污染物的形成汽油机CO排放量XCO(CO的摩尔分数）与空燃比α及过量空气系数Φa的关系αΦa汽油机一氧化碳的生成机理第2章汽车排放污染物的形成Φa<1时，因缺氧引起不完全燃烧，CO的排放量随Φa的减小而增加。Φa>1时，CO的排放量都很小。Φa=1.0～1.1时，CO的排放量变化较复杂（转折点）。由上图可以看出柴油机一氧化碳的生成机理第2章汽车排放污染物的形成Φa=1.5～3，大部分工况，CO排放量要比汽油机低得多。Φa=1.2～1.3，接近冒烟界限，CO的排放量才大量增加。柴油机一氧化碳的生成机理第2章汽车排放污染

3、物的形成小负荷时，燃料与空气混合不均匀，局部缺氧和低温，反应物在燃烧区停留时间较短，尽管Φa很大，CO排放量反而上升。Φa影响一氧化碳生成的因素（针对化油器汽油机，P12-13）第2章汽车排放污染物的形成影响一氧化碳生成的因素进气温度的影响空燃比α随吸入空气温度的上升而变浓，排出的CO将增加。大气压力的影响进气管压力降低时，空气密度下降，则空燃比下降，CO排放量将增大。发动机工况的影响高真空度下，混和气瞬时过浓，CO浓度将显著增加。怠速转速的影响提高怠速转速空气流量增加，CO浓度降低进气管真空度的影响发动机负荷一定，CO的排放量随转速增加

4、（空气流量增加）而降低。2.2碳氢化合物碳氢化合物的生成机理第2章汽车排放污染物的形成未燃HC生成与排放的途径漏入曲轴箱的窜气中含有大量未燃燃料燃烧过程中未燃烧或燃烧不完全的碳氢燃料燃油蒸汽汽油机未燃HC的生成机理第2章汽车排放污染物的形成碳氢化合物的生成机理火焰在壁面淬冷冷起动、暖机和怠速等工况下，壁面温度较低，淬熄层较厚，壁面火焰淬熄是此类工况下未燃HC的重要来源。狭隙效应火焰不能进入各种狭窄的间隙，便会产生未燃HC。润滑油膜对燃油蒸汽的吸附与解吸进气过程中，润滑油膜溶解和吸收了进入气缸的碳氢化合物。燃烧过程中，HC向已燃气解吸。燃烧

5、室内沉积物的影响沉积物使HC排放增加。体积淬熄燃烧室中压力和温度下降太快，可能使火焰熄灭。碳氢化合物的后期氧化未燃烧的碳氢化合物释放出来，重新被全部或部分氧化。狭隙的位置1-润滑油膜的吸附及解吸；2-火花塞附近的狭隙和死区；3-冷激层；4-气门座死区；5-火焰熄灭（如混和气太稀、湍流太强）；6-沉积物的吸附及解吸；7-活塞环和环岸死区；8-气缸盖衬垫缸孔死区柴油机未燃HC的生成机理第2章汽车排放污染物的形成燃料在气缸内停留的时间较短，生成HC的相对时间也短，故其HC排放量比汽油机少。2.2.2影响碳氢化合物生成的因素第2章汽车排放污染物的

6、形成影响碳氢化合物生成的因素混合气质量的影响混合气的均匀性越差则HC排放越多。运行条件的影响汽油机运行条件的影响影响碳氢化合物生成的因素第2章汽车排放污染物的形成运行条件的影响汽油机运行条件的影响负荷增加时，HC排放量绝对值将随废气流量变大而几乎呈线性增加。负荷的影响转速较高时，气缸内混合气的扰流混合、涡流扩散及排气扰流、混合程度的增大改善了气缸内的燃烧过程，HC排放浓度明显下降。转速的影响点火提前角减小可使HC排放下降。点火时刻的影响壁面温度升高，HC排放浓度相应降低。提高冷却介质温度有利于减弱壁面激冷效应，降低HC排放。壁温的影响燃烧

7、室面容比大，单位容积的激冷面积也随之增大，未燃烃总量必然也增大。降低燃烧室面容比是降低汽油机HC排放的一项重要措施。燃烧室面容比的影响负荷的影响转速的影响点火时刻的影响壁温的影响燃烧室面容比的影响影响碳氢化合物生成的因素第2章汽车排放污染物的形成影响碳氢化合物生成的因素混合气质量的影响汽油机运行条件的影响柴油机运行条件的影响运行条件的影响影响碳氢化合物生成的因素第2章汽车排放污染物的形成运行条件的影响柴油机运行条件的影响喷油时刻的影响喷油嘴喷孔面积的影响冷却水进水温度的影响进气密度的影响2.3氮氧化物NOX的生成机理第2章汽车排放污染物的

8、形成O2→2OO＋N2→NO＋NN＋O2→NO＋ON＋OH→NO＋HNO的平衡摩尔分数xNOe与过量空气系数Φa的关系（计算）Φa>1的稀混合气区，xNOe随温度的升高而迅速增大。Φa<1，x