发动机排放污染物的影响因素
第2章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素

2、大气压力的影响
❖ 当忽略空气中饱和水蒸气压时,空气密度ρ
可表示为:
❖ ρ= 1.293
273p
kg/m3
(273+T)760
❖ 式中:p——大气压力,kPa;
T——温度,℃
❖ 结论:进气管压力降低时,空气密度下降,则空 燃比下降,导致CO排放量增大。
3、进气管真空度的影响
柴油机一氧化碳的生成机理
Φa =1.5~3,
CO排放量要比汽油机低得多。
Φa =1.2~1.3,
CO的排放量才大量增加。
由图可以看出 Φa =1.5~3, CO排放量要比汽油机 低得多。 Φa =1.2~1.3, CO的排放量才大量增 加。 小负荷时尽管Φa很大, CO排放量反而上升。
柴油机CO排放量xCO与 过量空气系数 Φa的关系
➢ CO、HC、NOX(NO、N2O、NO2等) ➢ CO2、CH4 ➢ PM ➢ SOX、醇类、醛类(RCHO)﹑3,4-苯并芘 ➢ 其他未知污染物,e.g. odor, et al.
二、内燃机排放的二次污染Secondary Pollution
➢ 光化学烟雾 photochemical smog ➢ 空气能见度 visibility ➢ 酸雨 acid rain ➢ 地表水酸化 water acidification
……
三、汽油车排放的来源(目前标准限制 的有害排放物)
四、评定标准:
❖ 排放物体积分数(%和ppm)和质量浓度(mg/m3) ❖ 质量排放量(g/h或g/㎏ ) ❖ 比排放量( g/kw.h ) ❖ g/km ,g/test
2.1 一氧化碳(CO)
❖ 2.1.1 CO的生成机理 CO是碳氢化合物燃料在燃烧过程中生成的主
汽车排气污染物的形成及影响因素

第二节 汽车排气污染物的形成及影响因素
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汽车运用工程
汽车公害
二、使用因素对排气中有害气体浓度的影响
1.负荷的影响
汽车运行过程中, 发动机在节气门 全开,转速为 1800r/min工况 下的调整特性如 右图所示。
某型发动机在节气门全开,转速1800r/min, 不同混合气浓度的调整特性
➢ 在燃烧反应过程的不同阶段存在着不同的中间 产物。
➢ 若这些中间产物继续氧化的条件不适宜,就可 能因氧化完全而增加HC的排放量。
➢ 二冲程汽油机中的扫气作用使部分混合气经气 缸直接排放。这种汽油机的HC排放量可能比 四冲程汽油机大几倍。
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一、发动机污染物的形成
汽车公害
3.氮氧化物(NOx)的形成
➢ NOx是在高温条件下,N2和O2反应生成的, 其形成机理比较复杂。
➢ 目前普遍认为,除燃烧气体的温度和氧的 浓度外,在高温条件下的停留时间是NOx 生成的重要影响因素。
第二节 汽车排气污染物的形成及影响因素
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➢ 火焰也不能在激冷缝隙内传播。
➢ 其结果是,在小于1mm的缝隙内(如活塞顶部与 第一道气环之间的空隙)混合气不可能完全燃烧, 紧靠缸壁的混合气中的HC随废气排出。
➢ 为了提高最大功率,发动机常在过量空气系数 小于1的情况下工作。
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汽车公害
排气污染物nox不合格原因

排气污染物nox不合格原因
NOx(氮氧化物)是汽车排放的主要污染物之一,是汽车行驶过程中形成的有害气体。
NOx污染物的不合格原因主要有两种:行驶条件影响;汽油品质和技术系统存在缺陷。
第一条是行驶条件影响。
行驶条件影响主要是由于车内温度、油量、湿度、温度、排
气形成不合格排放氮氧化物。
这种不合格排放是出现在车辆发动机正常运行、行驶状态不
理想的汽车上。
当这些参数不能正常调节时,发动机的行驶压力和能量利用率会降低,从
而出现NOx排放不合格的情况。
第二条是汽油品质和技术系统存在缺陷。
汽油的品质会影响发动机的行驶状态和燃烧
效果,而能量利用率又会直接影响到发动机排放物中NOx的排放量,因此,汽油品质、技
术系统存在缺陷也会引起NOx排放不合格。
除上述原因外,车辆长期抑制排放,燃油质量差以及合成润滑油使用等也会引起NOx
排放不合格。
总之,汽车排放NOx污染物不合格的原因是复杂的,因此,在使用汽车的过
程中,应该注意维护和保养,保证发动机的正常运行,提高能量利用率,减少汽油的耗损,以减少有害气体排放,保护环境。
航空发动机的排放与环境影响分析

航空发动机的排放与环境影响分析航空业的快速发展给全球经济和交流带来了巨大的便利,但与此同时也产生了大量的环境问题。
航空发动机所排放的废气对大气环境和气候变化产生了严重的影响。
本文将对航空发动机的排放及其对环境的影响进行深入分析。
一、航空发动机的排放航空发动机排放主要包括废气和颗粒物两个部分。
废气成分主要包括氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)和挥发性有机物(VOCs)等。
颗粒物则是由燃烧过程中形成的固体颗粒及其气态和液态前体组成。
1. 氮氧化物(NOx)排放氮氧化物是航空发动机排放的主要污染物之一。
它们的产生主要源于航空燃料中的氮和大气氧气相互反应。
氮氧化物的排放会导致大气中臭氧和细颗粒物的生成,对空气质量和气候变化都产生重要影响。
2. 二氧化硫(SO2)排放航空燃料中的硫含量低于汽车燃料,因此航空发动机排放的二氧化硫较少。
然而,在航空公司使用液态燃料(例如航空汽油)时,仍然可能排放少量的二氧化硫,它对大气酸化和颗粒物的形成具有一定影响。
3. 一氧化碳(CO)排放一氧化碳是航空发动机燃烧过程中产生的主要废气之一。
尽管一氧化碳的排放量较少,但它是一种无色、无味且有毒的气体,对人体健康和生态环境产生潜在危害。
4. 挥发性有机物(VOCs)排放挥发性有机物是指随燃料挥发而产生的碳化合物。
它们在航空发动机燃烧过程中会发生光化学反应,生成臭氧和对流层二次有机气溶胶。
这些物质对大气环境和人类健康造成潜在威胁。
二、航空发动机排放对环境的影响航空发动机排放对环境的影响主要体现在对大气环境和气候变化的影响两个方面。
1. 大气环境影响航空发动机排放的废气成分包括氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和挥发性有机物等。
这些废气成分会导致大气中臭氧浓度增加、酸雨生成、颗粒物增多等问题。
臭氧对人体健康和植物生长都有一定的影响,酸雨则会对水源和土壤质量产生损害,颗粒物的增加也会降低空气质量并导致能见度下降。
2. 气候变化影响航空发动机排放的氮氧化物和挥发性有机物等污染物在大气中会形成臭氧和其他温室气体,从而对气候变化产生重要影响。
发动机排放污染物的影响因素

发动机排放污染物的影响因素发动机排放的污染物是指在发动机的一系列运转过程中,由于燃油的燃烧、机械磨损、排气系统的排放等因素产生的有害物质,如二氧化碳、氧化氮、碳氢化合物、颗粒物等。
排放的污染物对环境和人类健康造成了严重的影响,因此,必须加强对发动机排放污染物的控制和监管。
本文将重点讨论影响发动机排放污染物的因素。
1. 燃油的质量燃油的化学成分和物理性质质量的高低对发动机的燃烧过程有很大的影响。
对于低品质燃油,它的含硫量较高,会导致燃烧过程中生成的二氧化硫、硫酸盐等有害物质,大大增加了排放的污染物。
此外,燃油中杂质和残留物质也会影响燃烧效率,使发动机的排放指标变差。
2. 发动机的设计和技术发动机的设计和技术水平是直接影响排放的因素。
高效发动机设计可以减少污染物的排放。
发动机采用的气缸数、气门控制方式、燃烧室结构、点火系统、燃油系统、排气系统等因素都会影响发动机的性能和排放。
例如,采用氧化催化剂可以有效减少氮氧化物和一氧化碳的排放。
3. 操作和驾驶习惯操作和驾驶习惯也会影响发动机的排放,尤其是在行驶过程中。
例如,驾驶员超速、急加速、急刹车,会导致发动机负荷增大,燃烧不完全,产生更多的排放。
因此,良好的驾驶习惯可以减少发动机负荷,减少排放。
4. 空气温度和湿度空气温度和湿度是影响发动机燃烧和排放的重要因素。
在冬季和低温条件下,发动机冷启动时燃烧不完全,会产生更多的一氧化碳和氮氧化物等有害物质。
此外,在潮湿的环境中,会使燃油的燃烧效率下降,导致排放污染物增加。
5. 维修和保养情况及时的维修和保养对保持发动机的正常运转状态有着至关重要的作用。
如果发动机中的零部件损坏或失效,将会导致燃油燃烧不完全,产生更多的污染物。
因此,定期检查和维修发动机和排气系统可以提高发动机的性能和减少排放。
综上所述,发动机排放污染物的影响因素是多方面的。
只有我们从源头控制污染,改变消费者和驾驶员的行为习惯,优化汽车设计和技术水平,加强对燃油质量的监管和调控,才能真正减少有害气体的排放,达到保护环境和人类健康的目的。
如何控制汽油机排放污染危害

汽油机排放污染物会有哪些危害?一、汽油机排放污染物的成因及危害汽油机尾气排放污染物成分非常多,主要是:一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化碳、烟尘微粒(某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾)、臭气(甲醛等)。
据统计,每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg,碳氢化合物约 200~400kg,氮氧化合物约50~150kg,汽车尾气可谓大气污染的“元凶”。
这些有害气体的主要释放途径有三种:一是排气管,约 99%的一氧化碳、99%的氮氧化合物和 60%的碳氢化合物;二是曲轴箱,约有 1%的一氧化碳、1%的氮氧化合物和 20%的碳氢化合物;三是燃料蒸发,约有20%的碳氢化合物。
1.一氧化碳的成因及危害一氧化碳是燃料不完全燃烧后产生的一种无色、无味、无刺激性的有害气体。
一氧化碳是汽油机排放浓度最高的有害气体,人吸入一氧化碳后,非常容易和血液中的血红蛋白结合,他的结和力是氧的300倍,因此肺里的血红蛋白不与氧结合而与一氧化碳结合,人就会出现中毒现象,如反应能力、视敏度下降等,一氧化碳中毒的中期症状是咳嗽、头晕、恶心、呕吐、胸痛、呼吸困难,严重时会发生虚脱昏迷甚至死亡。
2. 碳氢化合物的成因及危害碳氢化合物排放物的生成除了曲轴箱通风口漏出和油箱蒸发外,主要是不完全燃烧、壁面淬熄等原因。
实践证明,汽油机在过量空气系数小于1 时,氧气不足,燃料燃烧不完全,未燃烧的碳氢化合物便随废气排出,使排气中的碳氢化合物含量增加;当过量空气系数大于1 时,混合气在气缸内处于低温区域时,附在燃烧室表面的激冷层也会燃烧不完全,使排气中的碳氢化合物增加。
碳氢化合物是具有刺激性的气体,其浓度量小于一氧化碳,碳氢化合物中大部分对人体健康的直接影响并不明显。
汽车尾气中的碳氢化合物有 200 多种,其中 C2H4在大气中的浓度达 0.5ppm(十万分之一)时,能使一些植物发育异常。
碳氢化合物具有一定的毒性和易燃易爆的特性,其中的苯类物质又具有致癌作用,对人的呼吸系统、神经系统、造血系统都有严重的损坏作用。
汽车排放污染物的生成机理和影响因素

汽车排放污染物的生成机理和影响因素班级:汽服1101姓名:袁嘉俊学号:1101507115摘要:为了解决日益严重的城市空气污染问题,实现可持续发展,发展新能源汽车和低排放汽车已成为汽车工业的发展方向之一。
分析了汽车发动机排放污染物的产生机理及影响因素。
在其他条件一定且一个或多个参数发生变化的情况下,定性分析主要车辆排放污染物C0、HC、no等的变化趋势,以制定有效的车辆排放控制措施,从而减少车辆排放,净化城市大气环境。
关键词:排放污染物形成机理及影响因素1。
介绍随着居民收人的提高,汽车价格的下降和消费环境的改善,中国汽车市场的规模将持续扩大增长;同时随着汽车保有量的持续增长,我国汽车排放污染物总量也将持续攀升。
汽车排放污染已经成为我国城市大气的主要污染源。
因此控制汽车污染的排放关系到人类社会的可持续发展,和人民生活的质量。
2、汽车排放污染物成分主要污染物Co、HC、NOx和颗粒物的形成机理及影响因素。
2.1车辆排放污染物的形成机理2.1.1一氧化碳的形成机理汽车尾气中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。
1)汽油机一氧化碳的生成机理φa<1时,不完全燃烧是由缺氧引起的,CO的排放量随时间的增加而增加φa随时间的减少而增加。
φa>1点钟时,CO的排放量非常小。
φa=1.0~1.1时,co的排放量变化较复杂。
2)柴油机一氧化碳的生成机理φA=1.5~3,CO排放远低于汽油机。
φ当a=1.2~1.3时,CO的排放量显著增加。
影响一氧化碳生成的因素:1.进气温度的影响2.大气压力的影响3.进气管真空度的影响4.怠速转速的影响5.发动机工况的影响2.1.2碳氢化合物的生成机理1)车用汽油机未燃HC的形成机理车用发动机的碳氢排放物中有完全未燃烧的燃料,但更多的是燃料的不完全燃烧产物,还有小部分由润滑油不完全燃烧而生成。
发动机排放污染物的影响因素

发动机排放污染物的生成机理和影响因素主要内容:介绍了汽车尾气中的主要污染物CO、HC、NO X和微粒的生成机理及其影响因素。
1 一氧化碳1.1 汽车尾气中CO的产生是由于燃油在气缸中燃烧不充分所致,是氧气不足而生成的中间产物。
影响一氧化碳生成的因素理论上当α在14.7以上时,排气中不存在CO,而只生成CO2。
实际上由于燃油和空气混合不均匀,在排气中还含有少量CO。
即使混合气混合的很均匀,由于燃烧后的温度很高,已经生成的CO2也会由于一小部分分解成CO和O2,H2O也会部分分解成O2和H2,生成的H2也会使CO2还原成CO,所以,排气中总会有少量CO存在。
可见,凡是影响空燃比的因素,即为影响CO生成的因素。
1. 进气温度的影响一般情况下,冬天气温可达零下20℃以下,夏天在30℃以上,爬坡时发动机罩内进气温度超过80℃。
随着环境温度的上升,空气密度变小,而汽油的密度几乎不变,化油器供给的混合气的空燃比α随吸入空气温度的上升而变浓,排出的CO将增加。
因此,冬天和夏天发动机排放情况有很大的不同。
图2-3为一定运转条件下,进气温度与空燃比的关系,大致和绝对温度的方根成反比的理论相一致。
进气温度/℃海拔高度/m 怠速转速/(r/min)图2-3 进气温度与空燃比的关系图2-4 海拔高度与大气压力的关系图2-5 怠速转速对CO和HC排放的影响V/(km/h)图2-6 某汽油机等速工况排气成分实测结果2. 大气压力的影响大气压力P 随海拔高度而变化,由经验公式()5.256010.02257 kPa P P h =- (2-4)式中:h 一海拔高度,km 。
当海平面0P =100kPa 时,可作出海拔高度和大气压力变化关系的曲线,如图2-4所示。
当忽略空气中饱和水蒸气压时,空气密度ρ可用下式表示:()32731.293 kg/m 273760P T ρ=+ (2-5) 式中:T -温度,℃。
可以认为空气密度ρ和大气压力P 成正比,从简单化油器理论可知,空燃比和空气密度的平方根成正比,所以进气管压力降低时,空气密度下降,则空燃比下降,CO 排放量将增大。
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发动机排放污染物的影响因素要紧内容:介绍了汽车尾气中的要紧污染物CO、HC、NO X和微粒的生成机理及其阻碍因素。
1 一氧化碳1.1 汽车尾气中CO的产生是由于燃油在气缸中燃烧不充分所致,是氧气不足而生成的中间产物。
阻碍一氧化碳生成的因素理论上当α在14.7以上时,排气中不存在CO,而只生成CO2。
实际上由于燃油和空气混合不平均,在排气中还含有少量CO。
即使混合气混合的专门平均,由于燃烧后的温度专门高,差不多生成的CO2也会由于一小部分分解成CO和O2,H2O也会部分分解成O2和H2,生成的H2也会使CO2还原成CO,因此,排气中总会有少量CO存在。
可见,凡是阻碍空燃比的因素,即为阻碍CO生成的因素。
1. 进气温度的阻碍一样情形下,冬天气温可达零下20℃以下,夏天在30℃以上,爬坡时发动机罩内进气温度超过80℃。
随着环境温度的上升,空气密度变小,而汽油的密度几乎不变,化油器供给的混合气的空燃比α随吸入空气温度的上升而变浓,排出的CO将增加。
因此,冬天和夏天发动机排放情形有专门大的不同。
图2-3为一定运转条件下,进气温度与空燃比的关系,大致和绝对温度的方根成反比的理论相一致。
进气温度/℃海拔高度/m 怠速转速/(r/min)图2-3 进气温度与空燃比的关系图2-4 海拔高度与大气压力的关系图2-5 怠速转速对CO和HC排放的阻碍V/(km/h)图2-6 某汽油机等速工况排气成分实测结果2. 大气压力的阻碍大气压力P 随海拔高度而变化,由体会公式()5.256010.02257 kPa P P h =- (2-4)式中:h 一海拔高度,km 。
当海平面0P =100kPa 时,可作出海拔高度和大气压力变化关系的曲线,如图2-4所示。
当忽略空气中饱和水蒸气压时,空气密度ρ可用下式表示:()32731.293 kg/m 273760P T ρ=+ (2-5) 式中:T -温度,℃。
能够认为空气密度ρ和大气压力P 成正比,从简单化油器理论可知,空燃比和空气密度的平方根成正比,因此进气管压力降低时,空气密度下降,则空燃比下降,CO 排放量将增大。
3. 进气管真空度的阻碍当汽车急剧减速时,发动机真空度在68kPa 以上时,停留在进气系统中的燃料,在高真空度下急剧蒸发而进入燃烧室,造成混和气瞬时过浓,致使燃烧状况恶化。
CO 浓度将显著增加到怠速时的浓度。
4. 怠速转速的阻碍图2-5表示了怠速转速和排气中CO 、HC 浓度的关系。
怠速转速为600r/min 时,CO 浓度为1.4%,700r/min 时,降为1%左右,这说明提高怠速转速,可有效地降低排气中CO 浓度,然而,怠速过高会加大挺杆响声,对液力变扭汽车,还可能发生溜车的危险。
假如这些问题得到解决,一样从净化的观点,期望怠速转速规定高一点较好。
5. 发动机工况的阻碍发动机负荷一定时,CO 的排放量随转速增加而降低,到一定的车速后,变化不大。
图2-6为某汽油机负荷一定、匀速工况下的CO 浓度的变化。
当车速增加时,CO 专门快降低,至中速后变化不大,这是由于化油器供给发动机的空燃比,随流量增加接近于理论空燃比的结果。
2 碳氢化合物车用柴油机中的未燃HC差不多上在缸内的燃烧过程中产生并随排气排放。
汽油发动机中未燃HC的生成与排放要紧有以下三种途径。
(1)在气缸内的燃烧过程中产生并随废气排出,此部分HC要紧是燃烧过程中未燃烧或燃烧不完全的碳氢燃料。
(2)从燃烧室通过活塞组与气缸之间的间隙漏入曲轴箱的窜气中含有大量未燃燃料,假如排入大气中也构成HC排放物。
(3)从汽油机的燃油系统蒸发的燃油蒸汽。
阻碍碳氢化合物生成的因素未燃HC排放要紧是由于缸内混合气过浓、过稀或局部混合不均引起燃烧不完全而导致的,造成燃烧不完全的因素大致有混合气的质量、发动机的运行条件、燃烧室结构参数及点火与配气正时等。
1. 混合气质量的阻碍混合气质量的优劣要紧表达在燃油的雾化蒸发程度、混合气的平均性、空燃比和缸内残余废气系数的大小等方面。
混合气的平均性越差则HC排放越多。
当空燃比略大于理论空燃比时,HC有最小值;混合气过浓或过稀均会发生不完全燃烧,废气相对过多则会使火焰中心的形成与火焰的传播受阻甚至显现断火,致使HC排放量增加。
2. 运行条件的阻碍1)汽油机运行条件的阻碍(1)负荷的阻碍:发动机试验结果说明:当空燃比和转速保持不变,并按最大功率调剂点火时刻时,改变发动机负荷,对HC的相对排放浓度几乎没有阻碍。
但当负荷增加时,HC排放量绝对值将随废气流量变大而几乎呈线性增加。
(2)转速的阻碍:发动机转速对HC排放浓度的阻碍则专门明显。
转速较高时,HC排放浓度明显下降,这是由于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、促进了激冷层的后氧化,后者则促进了排气管内的氧化反应。
(3)点火时刻的阻碍:点火时刻对HC排放浓度的阻碍表达在点火提早角上。
点火延迟(点火提早角减小)可使HC排放下降,这是由于点火延迟使混合气燃烧时的激冷壁面面积减小,同时使排气温度增高,促进了HC在排气管内的氧化。
但采纳推迟点火,靠牺牲燃油经济性来降低HC排放是得不偿失的。
因此,点火延迟要适当。
(4)壁温的阻碍:燃烧室的壁温直截了当阻碍了激冷层厚度和HC的排气后反应。
据研究,壁面温度每升高1℃,HC排放浓度相应降低0.63×10-6~1.04×10-6。
因此提高冷却介质温度有利于减弱壁面激冷效应,降低HC排放。
(5)燃烧室面容比的阻碍:燃烧室面容比大,单位容积的激冷面积也随之增大,激冷层中的未燃烃总量必定也增大。
因此,降低燃烧室面容比是降低汽油机HC排放的一项重要措施。
2)柴油机运行条件的阻碍(1)喷油时刻的阻碍:柴油机喷油时刻(喷油提早角)决定了气缸内的温度。
喷油提早角θ增大,缸内温度较高,使HC排放量下降。
在一台自然吸气式直喷柴油机上进行的试验证实:在13工况下,当θ 偏离最佳值时,缸内温度及反应区的气体环境均发生变化。
θ平均减小1°CA,HC的体积分数平均增加8.97%;θ平均增加1°CA,HC平均下降1.97%。
(2)喷油嘴喷孔面积的阻碍:当循环喷油量及喷油压力不变时,改变喷孔面积不仅改变了喷油时刻的长短,同时同时改变了油雾颗粒大小和射程的远近,即阻碍油气混合的质量,必将导致HC排放量的变化。
有试验结果证实:在13工况下,以喷孔直径为0.23㎜的四孔喷油嘴的喷孔面积为参考基础,当面积减小1%时,HC 的体积分数相应减小1.23%;当面积增加1%时,HC 的体积分数相应增大7.71%。
这说明喷孔面积加大时,雾化和混合质量变差,HC 排放量增加幅度较大;反之,燃烧得到改善,但HC 排放量降低幅度较小。
(3)冷却水进水温度的阻碍:冷却水温相对降低,将导致气缸内温度降低,HC 排放量会相对增加。
试验证明:以冷却水进水温度75℃为比较标准,当进水温度下降到65℃时,13工况下的HC 体积分数平均增加37.21%。
(4)进气密度的阻碍:进入柴油机的空气密度降低,使缸内空气量减少,燃烧不完善,HC 排放量一样会增加。
试验证明:进气压力在0.0967~0.0947MPa 的变化范畴内,空气密度每下降1%,13工况下HC 平均减少0.99%。
3 氮氧化物3.1车用发动机排气中的氮氧化物NO X 包含NO 和NO 2,其中大部分是NO ,它们是N 2在燃烧高温下的产物。
阻碍NO X 生成的因素1. 阻碍汽油机NO X 排放的因素1)过量空气系数和燃烧室温度的阻碍由于a φ直截了当阻碍燃烧时的气体温度和可利用的氧浓度,因此对NO X 生成的阻碍是专门大的。
当a φ小于1时,由于缺氧即使燃烧室内温度专门高NO X 的生成量仍会随着a φ的降低而降低,现在氧浓度起着决定性作用;但当a φ大于1时,NO X 生成量随温度升高而迅速增大,现在温度起着决定性作用。
由于燃烧室的最高温度通常显现在a φ≈1.1,且现在也有适量的氧浓度,故NO X 排放浓度显现峰值。
假如a φ进一步增大,温度下降的作用占优势,则导致NO 生成量减少。
2)残余废气分数的阻碍汽油机中燃烧室内的混合气由空气、已蒸发的燃油蒸气和已燃气组成,后者是前一工作循环留下的残余废气,或由废气再循环系统(EGR )中从排气管回流到进气管并进入气缸的燃烧废气。
残余废气分数χi 定义为:缸内残余废气质量m i 与进气终了气缸内充量质量m c之比,即图2-10 排气中NO 的体积分数随点火提早角的变化χi =m i /m c (2-12)式中:m c =m e +m i +m r ,m e 和m r 分别为进入气缸的空气和燃油质量。
残余废气分数要紧取决于发动机负荷和转速。
减小发动机负荷即减小节气门开度和提高转速,均加大了进气阻力,使残余废气分数增大。
压缩比较高的发动机残余废气分数较小。
通过废气再循环可大大增加气缸中的残余废气分数。
当可燃混合气中废气分数增大时,既减小了可燃气的发热量又增大了混合气的比热容,都使最高燃烧温度下降,从而使NO 排放降低。
3)点火时刻的阻碍由于点火时刻对燃烧室内温度和压力有明显阻碍,故其对NO 生成的阻碍也专门大。
图2-10表示了三种空燃比下排气中NO 的体积分数随点火提早角θ的变化趋势。
从该图能够看出:随着θ的减小,NO 排放量不断下降;当θ值专门小时,下降速率趋缓。
增大点火提早角使较大部分燃料在压缩上止点前燃烧,增大了最高燃烧压力值,从而导致较高的燃烧温度,并使已燃气在高温下停留的时刻较长,这两个因素都将导致NO 排放量增大。
因此延迟点火和使用比理论混合气较浓或较稀的混合气都能使NO 排放降低,但同时也会导致发动机热效率降低,严峻阻碍发动机经济性、动力性和运转稳固性,因此应慎重对待。
2. 阻碍柴油机NO X 排放的因素 柴油机与汽油机的要紧差别之一在于燃油是在燃烧刚要开始前才喷入燃烧室的,燃烧期间燃油分布不平均,引起已燃气体中温度和成分不平均。
上述阻碍汽油机NO X 排放的大部分因素也适用于柴油机。
与汽油机一样,柴油机气缸内达到的最高燃烧温度也有操纵NO 生成的作用。
在燃烧过程中最先燃烧的混合气量(紧接着滞燃期的预混合燃烧)对NO 的生成量有专门大阻碍 。
因为这部分混合气在随后的压缩过程中由于被压缩,使温度升到较高值,从而导致NO 生成量的增加。
然后这些燃气在膨胀过程中膨胀并与空气或温度较低的燃气混合,冻结已生成的图2-11 车用柴油机燃油消耗率e b 、烟度F S 、气体排放 CO 、NOx 、HC 随喷油提早角inj θ的变化NO。
因此,在燃烧室中存在温度较低的空气是压燃式发动机的第二个专门之处。
这也确实是柴油机中NO成分的冻结发生得比汽油机早以及NO的分解倾向较小的缘故。