吉大2019-2020学年第一学期期末考试《汽车排放与污染控制》大作业答案

1、吉林大学网络教育学院2019-2020学年第一学期期末考试汽车排放与污染控制大作业学生姓名 专业 层次年级 学号 学习中心 成绩 年 月 日作业完成要求：大作业要求学生手写，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。1、 名词解释（每小题2分，共20分）1、 自然环境：是相对社会环境而言，指的是由水土、地域、气候等自然事物所形成的环境。自然环境对人的生活有重要意义。2、 人工环境：人工环境是指由于人类活动而形成的环境要素，它包括由人工形成的物质能量和精神产

2、品以及人类活动过程中的所形成的人与人的关系，后者也称为社会环境。这种人为加工形成的生活环境，包括住宅的设计和配套、公共服务设施、交通、电话、供水、供气、绿化面积等。3、 碳烟：碳烟主要是一部份烟尘与二氧化碳,如果燃烧不充份,那么燃烧时会产生一氧化碳。就是碳烟4、 大气污染：大气污染是由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象5、 曲轴箱窜气：曲轴箱窜气是指在发动机工作时，会有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由汽缸窜入曲轴箱内。当发动机在低温下运行时，还可能有液态燃油漏入曲轴箱。曲轴箱窜气是每个发动机必然的情况，

3、不管什么品牌什么排量的机器都会有曲轴箱窜气。6、 废气再循环：为汽车用小型 内燃机 在燃烧后将排出气体的一部分出并导入吸气侧使其再度吸气的技术（手法或方法）。7、 壁面淬熄：壁面对火焰的迅速冷却使火焰中产生的活性自由基失效，燃烧反应链中断，导致化学反应变缓或停止8、 进气涡流：在直喷式柴油机或层状充量发动机中，为了改善油、气混合和燃烧，经常组织进气涡流，又称旋流。进气涡流通常定义为气体绕气缸轴线有组织的旋转运动，它可以被看作是进气流动在垂直于气缸轴线平面内的分运动。当进气气流对气缸轴线具有初始角动量进入气缸时，在缸壁的协作下形成涡流，可保持到压缩及膨胀过程，但在进气过程中有所衰减。在具有活塞顶

4、凹坑燃烧室的内燃机中，当活塞接近于上止点时，大量的空气被压入活塞顶部的燃烧室内，使凹坑内气体的旋流速度增加。9、 机内净化：从有害排放物的生成机理及影响因素出发，以改进汽油机燃烧过程为核心，达到减少和抑制污染物生成的各种技术。10、 温室气体：温室气体指的是大气中能吸收地面反射的长波辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。二、简答题（每小题6分，共60分）1、请简述能源和资源的定义及分类。答：定义：（1）能源：通常凡是能被人类加以利用以获得有用能量的各种来源都可以称为能源。（2）资源：指一国或一定地区内拥有的物力、财力、人力等各种物质要素的总称。分类：自然能源是自然

5、界所存在或具有的能源，是自然资源的一部分。主要有太阳能（包括光能和热能）、水能、波能、潮汐能、风能、生物质能等。自然能源几乎都是再生能源（某些学者将自然能源及煤、石油、天然气等天然存在的能源，统称为天然能源）。自然能源的有效利用古已有之。而能源，确切而简单地说，能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。通常凡是能被人类加以利用以获得有用能量的各种来源都可以称为能源。2、请简述人类面临的十大环境问题。答：1大气污染 2全球变暖 3臭氧层破坏 4淡水紧张和污染 5海洋污染 6土地退化和沙漠化 7森林锐减 8生物多样性减少 9酸雨蔓延 10有毒化学品和危险废物3、请对比汽油机和柴油机的排放污

6、染物。答：而汽油机的污染集中在硫化物和氧化氮。柴油发动机污染物主要是微粒污染。CONOXCH化合物在汽油机中的排放明显高于柴油发动机，而碳排放则明显高于汽油发动机。4、请简述引起HC生成的狭缝效应。答：狭缝主要指活塞头部、活塞环和气缸壁之间的狭小缝隙，火花塞中心电极的空隙、火花塞的螺纹、喷油器周围的间隙等处。压缩过程压力升高，使未燃混合气或空气被压入各个狭缝区域；燃烧过程压力继续增加，未燃混合气或空气继续进入狭缝，狭缝的面容比很大，淬熄效应强烈，火焰无法传入；在膨胀或排气过程，狭缝中的未燃气体重新流回气缸，随已燃气体一起排出。尽管狭缝容积较小，但是由于气压高、温度低，密度较大，HC的浓度很高，

7、此现象称狭缝效应。5、请简述汽油机燃烧产物NO的生成机理。答：汽油机燃烧过程中生成的氮氧化物主要是NO，另外有少量的NO2，统称为NOX。燃烧过程生成的NO，除了可与含N原子中间产物反应还原为N2外，还可与各类含氮化合物生成NO2.燃烧生成 NO2的反应过程非常复杂,如甲烷燃烧生成NO2的相关化学反应就有162个.相关的原子团等达40种,但生成NO2的主要化学反应可认为是NO与HO2之间的反应.即 NO+HO2=NO2+OH。尽管此反应在低温下进行的很快,但是由于此反应生成的NO2可与燃烧区中的氧原子反应,重新生成NO,即 NO2+O=NO+O2 故与NO的生成量相比, NO2的生成量较少,且

8、其生成量随过量空气系数而变化.对于一般汽油机,过量空气系数较少时, NO2/NOX=1%10%. 燃烧过程中产生的NO经排气管排至大气中,在大气条件下缓慢的与O2反应,生成NO2.因而在讨论NOX的生成机理时,一般只讨论NO的生成机理. 燃烧过程中NO的生成方式有3种,根据产生机理的不同分别称为热力型NO也称热NO或高温NO、激发NO以及燃料NO。热力NO主要由于火焰温度下大气中的氮被氧化而成，当燃烧的温度下降时，高温NO的生成反应会停止，即NO会被“冻结”。激发NO主要是由于燃料产生的原子团与氮气发生反应所产生。燃料NO是含氮燃料在较低温度下释放出来的氮被氧化而成的。参与NO生成的化学原子团

9、很多，反应十分复杂。以甲烷燃烧生成NO为例，参加化学反应的物质达52种，正逆化学反应方程总数达235个，此处叙述NO生成机理时仅列出主要化学反应。6、请简述汽油机燃烧过程的特点。答：1）各层混合气是在不同压力和温度下点燃的；2）每一个已燃单元的燃烧气要受到正在燃烧的燃烧气层的压缩，因此在燃烧中发生温度分层现象；3）由于火焰传播是一系列的等压燃烧，气缸内压力越来越高，未燃气体受已燃气体膨胀作用的压力，密度也越来越大，最初燃烧的30体积的混合气按质量占10，而最后燃烧的30体积的混合气按质量计却高达60。7、请简述气门定时对汽油机排放的影响。答：NOX受残留气体变化的影响，即受气门重叠的影响，随进

10、气门早开、排气门迟闭，缸内残余废气增加，使燃烧温度下降，NOX排放减少；排气门早开，导致正在燃烧的HC排出，HC排放增加。8、请简述汽油机最佳点火提前角的作用及点火过早或过迟的后果。答：最佳点火提前角的作用就是在各种不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程。这样效率最高，振动最小，温升最低。点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，磨损加剧，这是应该防止的。点火过迟，气体做功效率低，排气声大。不论点火过早或过迟，都会影响转速的提升。9、请简述排气背压对汽油机HC排放的影响。答：当今发动机技术多应用多气门技术，进气门的增加可显著增加进气量，而多排气门技术又可以显著增加排气流经截面积

11、，从而促使排气阻力减小，减小排气背压的产生，在排气自由时间内大量废气被排出，同时可使强制排气时间活塞上行由于排气消耗的有效功也变少，所以发动机扭矩高，动力性得到改善。此时缸内新鲜工质比例也得到提高，排放尾气的质量得到控制。因此排气背压的减小对经济性、动力性以及尾气排放都有好处。排气背压主要发生在排气系统及催化器中，研究排气背压的影响也主要集中在消声器结构。10、请问大气污染物和直接与汽车排放有关的大气污染物分别有哪些？ 答：大气污染物一般分为两类：一级(原生)污染物,即由污染源直接排入大气的；二级(次生)污染物,是由一级污染物在大气中进行热或光化学反应后的产物.后者往往危害性更大.大气污染主要

12、来源于人类生活及生产活动,大气的人为污染源主要有三种.(1) 生活污染源 人们由于烧饭、取暖、沐浴等生活上的需要,如炉灶、锅炉等燃烧化石燃料,而向大气排放的煤烟和SO2等,具有量大、分布广、排放高度低等特点,其危害性不容忽视.(2) 工业污染源 包括火力发电厂、钢铁厂、水泥厂和化工厂等耗能较多企业燃料燃烧排放的污染物,各生产过程中的排气(如炼焦厂向大气排放H2S、酚、苯、烃类等有毒物质；各类化工厂向大气排放具有刺激性、腐蚀性、异味性或恶臭的有机和无机气体；化纤厂排放的H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等)以及生产过程中排放的各种矿物和金属粉尘.(3) 交通运输污染源 由飞机、船舶、汽车等交通工

13、具(移动源)排放的尾气.在一些发达国家,汽车排放气己构成大气污染的主要污染源.三、论述题（每小题10分，共20分）1、请阐述汽油机HC的生成机理。答：、火焰在壁面淬冷；、润滑油膜对燃油蒸汽的吸附与解吸；、狭隙效应；、燃烧室内沉积物的影响；、体积淬熄；、碳氢化合物的后期氧化2、请阐述大气污染物对人体健康、植物、器皿和对全球环境的影响。答：（1）对人体健康的危害：人需要呼吸空气以维持生命。一个成年人每天呼吸大约2万多次，吸入空气达1520立方米。因此，被污染了的空气对人体健康有直接的影响。大气污染物对人体的危害是多方面的，主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍，以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。比如，

14、1952年12月58日英国伦敦发生的煤烟雾事件死亡4000人。人们把这个灾难的烟雾称为"杀人的烟雾"。据分析，这是因为那几天伦敦无风有雾，工厂烟囱和居民取暖排出的废气烟尘弥漫在伦敦市区经久不散，烟尘最高浓度达4.46毫克/米3，二氧化硫的日平均浓度竟达到3.83毫升/米3。二氧化硫经过某种化学反应，生成硫酸液沫附着在烟尘上或凝聚在雾滴上，随呼吸进入器官，使人发病或加速慢性病患者的死亡。由上例可知，大气中污染物的浓度很高时，会造成急性污染中毒，或使病状恶化，甚至在几天内夺去几千人的生命。其实，即使大气中污染物浓度不高，但人体成年累月呼吸这种污染了的空气，也会引起慢性支气管炎、

15、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。（2）对植物的危害：大气污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。当污染物浓度很高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或者直接使叶枯萎脱落；当污染物浓度不高时，会对植物产生慢性危害，使植物叶片褪绿，或者表面上看不见什么危害症状，但植物的生理机能已受到了影响，造成植物产量下降，品质变坏。（3）对天气和气候的影响：大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的，可以从以下几个方面加以说明：减少到达地面的太阳辐射量：从工厂、发电站、汽车、家庭取暖设备向大气中排放的大量烟尘微粒，使空气变得非常浑浊，遮挡了阳光，使得到达地面的太阳辐射量减少。据观测统计，在大工业城市烟雾不散的日子里，太阳光直接照射到地面的量比没有烟雾的日子减少近40。大气污染严重的城市，天天如此，就会导致人和动植物因缺乏阳光而生长发育不好。增加大气降水量：从大工业城市排出来的微粒，