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机动车检测站培训系列之二汽车排放污染物分析 主讲 单春朋QQ 手机第2章汽车排放污染物的生成机理和影响因素 2 1一氧化碳2 2碳氢化合物2 3氮氧化物2 4微粒 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 一氧化碳的生成机理 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 汽油机一氧化碳的生成机理 汽油机CO排放量xCO与及过量空气系数 a的关系 汽油机一氧化碳的生成机理 a1时 CO的排放量都很小 a 1 0 1 1时 CO的排放量变化较复杂 由上图可以看出 柴油机一氧化碳的生成机理 a 1 5 3 CO排放量要比汽油机低得多 a 1 2 1 3 大负荷 CO的排放量才大量增加 柴油机一氧化碳的生成机理 燃料与空气混合不均匀 总有局部缺氧和低温的地方 反应物在燃烧区停留时间较短 小负荷时尽管 a很大 CO排放量反而上升 影响一氧化碳生成的因素 碳氢化合物的生成机理 汽油机未燃HC的生成机理 柴油机未燃HC的生成机理 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 影响碳氢化合物生成的因素 影响碳氢化合物生成的因素 影响碳氢化合物生成的因素 NOX的生成机理 O2 2OO N2 NO ON O2 NO ON OH NO H NO的平衡摩尔分数xNOe与过量空气系数 a的关系 a 1的稀混合气区 xNOe随温度的升高而迅速增大 a 1 xNOe随 a的减小而急剧下降 NO的生成机理 结论 在稀混合气区NO的生成主要是温度起作用 在浓混合气区主要是氧浓度起作用 NO2的生成机理 汽油机排气中的NO2浓度与NO的浓度相比可忽略不计 但在柴油机中NO2可占到排气中总NOX的10 30 NO HO2 NO2 OHNO2 O NO O2 影响NOX生成的因素 a1时 温度起着决定性作用 NOX生成量随温度升高而迅速增大 最高温度通常出现在 a 1 1 且有适量的氧浓度 故NOX排放浓度出现峰值 a进一步增大 温度下降的作用占优势 NO生成量减少 废气分数增大 减小了可燃气的发热量 增大了混合气的比热容 使最高燃烧温度下降 NO排放降低 点火提前角的减小 NO排放量不断下降 喷油提前角减小 燃烧推迟 燃烧温度较低 生成的NOX较少 影响NOX生成的因素 传统模式 低排放放热模式 NOX排放随负荷增大而显著增加 转速对NOX排放的影响比负荷的影响小 微粒的生成机理 柴油机微粒的组成与特征 柴油机排气微粒由很多原生微球的聚集体而成 总体结构为团絮状或链状 当排气温度超过500 时 碳质微球的聚集体 称为碳烟 也称为烟粒 排气温度低于500 时 烟粒会吸附和凝聚多种有机物 称为有机可溶成份 烟粒的生成机理 1 在高温富油缺氧区 通过裂解和脱氢过程 经过核化形成先期产物 1 表面生长 烟粒生成阶段 烟粒长大阶段 2 在低于1500K的低温区 通过聚合和冷凝生成碳烟微粒 2 聚集 烟粒的氧化及有机可溶成份的吸附与凝结 氧化作用需要有一定的温度 至少在700 800 组成SOF的重质有机化合物向烟粒聚集物的凝结与吸附 烟粒的氧化 有机可溶成份的吸附与凝结 影响微粒生成的因素 负荷的影响 1 高速小负荷时 稀薄混合气区较大 微粒排放量较高 2 低速大负荷时 容易产生裂解和脱氢 排放量有所升高 影响微粒生成的因素 1 小负荷时温度低 以未燃油滴为主的微粒的氧化作用微弱 转速的影响 2 转速升高时 这种氧化作用又受到时间因素的制约 3 大负荷时 转速的升高有利于气流运动的加强 使燃烧速度加快 影响微粒生成的因素 1 燃油中芳香烃含量及馏程越高 微粒排放量越大 烷烃含量越高 微粒排放量越少 燃料的影响 2 柴油机的排烟浓度随十六烷值的提高而增大 影响微粒生成的因素 1 喷油定时的影响 喷油参数的影响 2 喷油规律的影响 大部分燃油在前半时间内喷入气缸时 参与预混燃烧的油量增多 故排烟浓度低而NO浓度高 3 喷油嘴不正常喷射的影响 滴漏或二次喷射对碳烟有不利影响 4 喷油压力的影响 提高喷油压力 减少烟粒的生成 影响微粒生成的因素 适当增加空气涡流 有利于改善混合气品质 减少碳烟排放量 高温缺氧是造成碳烟生成量增加的重要原因 空气涡流的影响 其它因素的影响 习题 2 1简述CO的生成机理 2 2简述在不同空燃比下CO的生成情况 2 3简述影响CO生成的因素 2 4简述HC的生成机理及主要的生成方式 2 5简述影