燃烧室参数对小型柴油机突增负荷工况燃烧及HC排放的影响

浅析影响柴油机燃烧的主要因素浅析影响柴油机燃烧的主要因素一、引言柴油机是一种广泛应用的动力机械，其燃烧过程是影响柴油机性能的关键因素之一。

柴油机燃烧的好坏直接影响到柴油机的动力性、经济性、排放性和可靠性。

因此，了解影响柴油机燃烧的主要因素，对于优化柴油机的设计和提高柴油机的性能具有重要意义。

本文将从柴油机的燃料、进气、压缩比、喷油系统等方面，分析影响柴油机燃烧的主要因素。

二、燃料的影响柴油机的燃料是影响燃烧的重要因素之一。

燃料的化学组成、物理性质和热值等都会对柴油机的燃烧产生影响。

首先，燃料的十六烷值是影响柴油机燃烧的主要指标之一。

十六烷值越高，燃料的自燃点越低，燃烧速度越快，燃烧越完全。

其次，燃料中的硫含量也是影响柴油机燃烧的重要因素之一。

硫含量越高，燃烧过程中产生的硫化物也越多，对环境的影响越大。

此外，燃料中的水分和机械杂质等也会影响柴油机的燃烧。

因此，选择合适的燃料对于保证柴油机的燃烧质量和性能至关重要。

三、进气的影响柴油机的进气是影响燃烧的另一重要因素。

进气量的大小、进气温度和进气压力等都会对柴油机的燃烧产生影响。

首先，进气量的大小直接影响到柴油机的燃烧室内的空气量，从而影响到燃料的燃烧。

进气量不足会导致燃烧不完全，产生大量的有害气体和颗粒物；进气量过大则会导致燃烧室的温度过高，影响到柴油机的寿命和可靠性。

其次，进气温度和进气压力也会影响到柴油机的燃烧。

进气温度过高会导致空气中的氧气含量减少，影响到燃料的燃烧；进气压力过低则会导致空气流量不足，影响到柴油机的动力性和经济性。

因此，合理控制柴油机的进气量、进气温度和进气压力对于保证柴油机的燃烧质量和性能至关重要。

四、压缩比的影响柴油机的压缩比是影响燃烧的又一重要因素。

压缩比的大小直接影响到柴油机的燃烧室内的温度和压力，从而影响到燃料的燃烧。

首先，压缩比越大，燃烧室内的温度和压力越高，燃料的燃烧速度也越快，燃烧越完全。

但是，压缩比过大也会导致燃烧室内的温度过高，影响到柴油机的寿命和可靠性。

汽车发动机的燃烧特性与排放控制汽车发动机作为汽车的心脏，发挥着至关重要的作用。

在汽车发动机中，燃烧特性与排放控制是两个紧密相关的课题。

本文将探讨汽车发动机的燃烧特性与排放控制的关系，以及相关技术的应用，以期更好地满足环保要求。

一、燃烧特性对排放的影响汽车发动机的燃烧特性直接决定了尾气的成分和排放水平。

燃烧过程中的燃料和空气的混合程度、燃烧速率以及燃烧的完全性都会对排放产生影响。

1.1燃料和空气混合程度燃料和空气的混合程度越好，燃烧效率越高，同时排放的有害物质也越少。

现代汽车发动机通常采用燃油直喷技术，通过高压喷射将燃油直接喷入气缸内，在喷油系统的控制下，燃油和空气可以实现更好的混合，从而提高燃烧效率和控制排放。

1.2燃烧速率燃烧速率是指燃料在燃烧室中燃烧的速度。

燃烧速率过快会导致燃烧不完全，产生大量的一氧化碳和氮氧化物等有害物质。

而燃烧速率过慢，则容易引起爆震，对发动机的正常工作产生不利影响。

为了实现适当的燃烧速率，现代发动机普遍采用电子喷油技术和点火系统控制，以确保燃烧效果的最佳化。

1.3燃烧完全性燃烧完全性是指燃料在燃烧室中的完全燃烧程度。

完全燃烧可以最大限度地释放燃料的能量和降低有害物质的排放。

为了提高燃烧完全性，现代发动机采用了多种技术，如增加燃烧室的湍流，优化进气和排气系统，改善燃烧过程的温度和压力等。

二、排放控制技术为了满足环保要求，汽车发动机采用了多种排放控制技术。

以下将介绍几种常见的技术。

2.1三元催化转化器三元催化转化器是减少尾气中有害物质排放的重要技术。

其主要作用是通过催化剂将氧化性的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物转化为无害的二氧化碳、水和氮气。

三元催化转化器的成本逐渐降低，已成为几乎所有汽车发动机的标配。

2.2再循环系统再循环系统将一部分废气重新引入到发动机的进气系统中，以降低燃烧温度和氮氧化物的生成量。

再循环系统可以分为外部再循环和内部再循环两种，分别通过不同的方式实现废气的再循环。

影响柴油机燃烧过程的几个因素柴油机燃烧过程包含着互相联系的几个环节，各个环节又受一系列结构因素和运用因素的影响，对于燃烧过程要求的性能也是多方面的。

因此对柴油机燃烧过程的影响因素进行全面分析是非常繁复的。

在此只是主要分析几个主要的运用调整因素。

一、燃料性质柴油机燃料在燃烧过程的最重要性质是其自燃着火性能，一般以十六烷值评价。

十六烷的主要特点是氧化能力强，在高温空气中容易着火，把它的十六烷值定为100，作为一种标准燃料。

选用另外一种α-甲基萘作为最不容易着火的标准燃料，十六烷值定为0。

把这两种标准燃料按一定比例混合，与被测柴油进行对比试验，当它们的着火能力相同时，则混合物中十六烷的容积百分数就是被测柴油的十六烷值。

在一定范围内十六烷值代表着火性，十六烷值愈高，着火性愈好，着火延迟就缩短，使得随后的速燃期中燃烧和压力增长比较平稳，工作柔和，燃烧噪声较小。

柴油中不同烃类组成的十六烷值不同，烷烃值最高，环烷烃值其次，芳烃最低。

一般柴油机所用柴油十六烷值在40～60范围内，这样可以保证柴油机及时着火、迅速燃烧和必要的启动性能。

过高的十六烷值（大于65）则使燃料中重馏分增多，燃料蒸发性变差，容易高温裂解和燃烧不完全而冒烟，而且低温流动性变坏。

气缸内的柴油是汽化后着火的，因此燃料的蒸发性将影响滞燃期内的蒸发量和整个过程混合气形成快慢与燃烧完全程度。

燃料蒸发性好，有利于冷启动，但会使速燃期的压力增长率和燃烧噪声升高，所以在一定程度上可以认为燃料的着火性能与蒸发性能存在一定矛盾。

燃料蒸发性可由其馏程范围表征，馏程温度范围低表示蒸发性好；但是燃料馏程范围也不宜于过宽，因为这会使燃料易于裂解而冒烟。

不同燃烧室对燃料蒸发性的要求不同，空间混合要求蒸发性好，油膜混合燃料蒸发性要求则可降低，所以不同燃烧室对燃料的适应性是不同的。

柴油机燃料的黏度也是使用中重要的物理性质，它影响到燃料的喷射雾化，黏度过高往往使雾化不好，因而燃烧不完全，排气冒烟，喷油嘴积碳而堵塞。

EGR率和初始燃空当量比对柴油机燃烧和排放性能的影响研究摘要：本文研究了不同EGR率和初始燃空当量比对柴油机燃烧和排放性能的影响。

实验结果表明，当EGR率和初始燃空当量比均为适宜范围时，柴油机的燃烧效率提高、NOx和PM排放降低。

同时，EGR率和初始燃空当量比的变化对HC排放的影响较小。

关键词：EGR率；初始燃空当量比；燃烧性能；排放性能正文：一、研究背景随着环保意识的提高和世界能源的不断消耗，为了降低柴油机的排放，减少空气污染，EGR技术得到了广泛应用。

而初始燃空当量比作为一个重要的燃烧参数，也对柴油机的燃烧和排放有着重要的影响。

二、实验设计1. 实验方法本实验采用柴油机负载特性、烟度、NOx、PM和HC等参数来评估不同EGR率和初始燃空当量比对柴油机的燃烧和排放性能的影响。

2. 实验方案本实验采用某型号柴油机，分别设置不同的EGR率和初始燃空当量比，实验条件如下：（1）EGR率调节范围：10%~50%（2）初始燃空当量比调节范围：0.5~1.5（3）负载：50~100%（5%递增）3. 实验结果实验结果表明，当EGR率为30%、初始燃空当量比为1.2时，柴油机的燃烧效率最高，同时NOx和PM排放均降低约40%左右。

另外，当EGR率和初始燃空当量比变化时，对HC排放影响较小。

三、结论本实验研究了不同EGR率和初始燃空当量比对柴油机燃烧和排放性能的影响。

实验结果表明，当EGR率和初始燃空当量比均为适宜范围时，柴油机的燃烧效率提高、NOx和PM排放降低。

因此，EGR率和初始燃空当量比的选择对于柴油机的排放控制具有重要的意义。

四、分析与讨论1. EGR率对燃烧和排放的影响EGR技术可以控制高温燃烧中NOx和PM的生成，通过将一定量的废气再次进入燃烧室降低燃料的可燃性及燃烧温度，从而抑制NOx的生成。

另外，EGR技术还可以降低PM的生成，减少燃料中的多环芳烃、多环杂烃等有害物质的生成，从而实现了低排放发动机的目标。

燃烧室压力变化对发动机性能的影响引言发动机是现代交通工具的核心部件，它的性能直接关系到汽车、航空器和船舶等的运行效能。

而发动机中的燃烧室压力变化则是影响发动机性能的一个重要因素。

本文将从发动机压力和性能的关系出发，探讨燃烧室压力变化对发动机的影响，从而加深我们对发动机运行原理和优化设计的理解。

发动机压力与性能发动机的压缩比即为燃烧室内压力与进气压力之比，它对发动机性能有着直接的影响。

一般来说，压缩比越高，发动机的功率和热效率也就越高。

这是因为高压系统可以使燃料更充分地燃烧，提高发动机的爆发力和燃烧效率。

然而，在一些特定工况下，过高的压缩比也可能导致发动机的工作不稳定和噪音增加，因此，对于发动机的正常运行，需要合理控制和调节燃烧室内的压力。

1. 燃烧效率的影响燃烧室内的压力变化直接关系到燃烧效率。

过低的燃烧室压力可能导致燃料无法充分燃烧，使得发动机的功率和燃油经济性下降。

而过高的燃烧室压力则容易引发爆震现象，使发动机过热并造成损坏。

因此，合理的燃烧室压力是确保发动机高效稳定运行的关键。

2. 发动机噪音的变化燃烧室内的压力变化也会对发动机噪音产生影响。

过高的燃烧室压力会增加发动机的振动和噪音，影响到驾驶员的舒适感。

另一方面，如果燃烧室压力过低，则可能导致发动机产生“寒冷爆震”现象，使发动机噪音更加尖锐刺耳。

优化燃烧室压力变化可以有效降低发动机噪音，提升用户的乘坐体验。

3. 发动机的可靠性燃烧室压力变化还会对发动机的可靠性产生重要影响。

在工作过程中，压力的不稳定变化可能会导致发动机部件受到过大的冲击力而损坏，甚至引发发动机爆炸和事故。

因此，科学合理地调节和控制燃烧室压力变化，有助于提高发动机的可靠性和使用寿命。

优化设计与控制为了有效地优化燃烧室压力变化，发动机设计者不断研究和改进发动机的结构和工作参数。

以下是一些关键措施：1. 压缩比的选择设计者可以通过调节发动机的压缩比，以适应不同工况下的燃烧室压力要求。

车用柴油机瞬态工况下燃烧参数变化规律随着汽车工业的发展，车用柴油机瞬态工况下的燃烧参数变化规律成为了一个备受关注的研究课题。

这些燃烧参数的变化规律包括喷油量、喷油时刻、喷油压力、燃烧室压力和温度等。

下面将详细介绍车用柴油机瞬态工况下各个燃烧参数的变化规律。

首先，喷油量是指单位时间内喷射的柴油的质量。

在瞬态工况下，由于发动机工作负荷的突然变化，车用柴油机的喷油量也会有相应的变化。

当负荷突然增大时，喷油量可能会急剧增加，以满足更多的燃料需求。

而当负荷突然减小时，喷油量则会迅速降低以节省燃料。

其次，喷油时刻是指喷油开始的时间点。

在瞬态工况下，喷油时刻的变化与负荷的变化密切相关。

当负荷增大时，喷油时刻可能会提前，以确保足够的燃料能够在其密燃模式之前进入燃烧室。

而当负荷减小时，喷油时刻则可能会延后，以避免燃料喷射过早而导致的负荷失控。

此外，喷油压力也是一个重要的燃烧参数。

在瞬态工况下，车用柴油机的喷油压力可能会有所波动。

当负荷突然变化时，喷油压力可能会相应地调整，以确保燃料能够在喷射系统的正常工作压力下被喷射进入燃烧室。

燃烧室压力和温度也会在瞬态工况下发生变化。

当负荷增大时，燃烧室压力和温度可能会升高，以提供更多的扭矩和功率。

而当负荷减小时，燃烧室压力和温度则会相应地下降，以降低燃料的消耗和排放。

不同的车用柴油机在瞬态工况下的燃烧参数变化规律可能有所不同，这取决于其燃烧系统的设计和控制策略。

为了实现更高效和可靠的燃烧过程，对车用柴油机瞬态工况下燃烧参数变化规律的研究是非常重要的。

这不仅可以帮助优化燃烧系统的设计和控制策略，还可以提高车用柴油机的性能和环境友好性。

综上所述，车用柴油机瞬态工况下的燃烧参数包括喷油量、喷油时刻、喷油压力、燃烧室压力和温度等，这些参数会随着负荷的变化而发生相应的变化。

研究这些参数的变化规律对于优化燃烧系统设计和控制策略具有重要的意义。

第11卷第4期2005年8月燃　烧　科　学　与　技　术Journ al of Co m bustion Sc i ence and T echno l ogyV o.l11N o.4Aug.2005燃烧室参数对小型柴油机突增负荷工况燃烧及HC排放的影响*孙万臣1,刘忠长1,刘巽俊1,宫本登2,小川英之2,河辺隆夫2(1.吉林大学内燃机工程系,长春130025;2.北海道大学工学部,日本札幌060-8628)摘　要:应用自行开发的柴油机瞬态工况控制系统及排气采集装置,对小型柴油机突增负荷工况下的燃烧及HC 排放特性进行了实验研究,利用气相色谱仪分析了HC排放成分.设计了不同参数的燃烧室,研究了不同压缩比(13～19)和燃烧室形状对柴油机燃烧及HC排放的影响.研究结果表明,同一燃烧室在突增负荷工况,燃油开始增加后,THC排放量急剧增加,最大值达到稳态工况的100倍.随循环数的增加,滞燃期缩短,HC排放逐渐减少.HC 排放成分中LHC占有很大比例,其中乙烯和丙烯最多.随压缩比的降低,滞燃期延长,HC排放明显增加.压缩比相同时适当缩小燃烧室直径,有助于降低HC排放.关键词:柴油机;突增负荷;燃烧室;燃烧;排放中图分类号:TK421.5 文献标志码:A 文章编号:1006-8740(2005)04-0336-05E ffects of Co mbustion Cha mber Para m eters on Co mbustion and HC Em issions ofa S m all D iesel Engine at Sudden Load-up O perating Cond itionsSUN W an-chen1,LI U Zhong-chang1,LI U Xun-j u n1,M i y a m o to N obo r u2,Oga w a H ir oyuki2,K a w abe Takao2(1.D epart m ent of Interna l Co m bustion Eng i ne,Jili n Un i ve rsit y,Changchun130025,China;2.D epa rt m an t o f Enginee ri ng,H oka i do Un i ve rsit y,Saapo ro060-8628,Japan)Ab stract:The combusti on and HC em issions a t s udden l oad-up ope ra ting conditi ons we re inve sti ga ted on a s m a ll diese l en-gine under differen t combusti on cha m be r pa rame tersw ith a hom e-m ade transi ent ope ra tion con tro l and exhaustm eas u re m ent sy ste m.HC e m issi ons components w ere ana l yzed by g as chro m a t og ra m.Effects o f differen t compression ra ti o s(13～19) and designed combustion chamber shapes on co m bustion and HC em issions we re st udied.Expe ri m en t a l results showed t hat by usi ng t he same cha m be r THC e m issions rap i d l y i ncreased unde r sudden load-up ope ra ting conditions,and t he peak ap-proxi m ate l y reached100ti m es of st eady operati ons.W it h t he i ncrea se of sa m pli ng cy cle ti m es,t he i gn ition de lay w as de-creased and HC e m issi ons w ere reduced.L HC espec iall y e t hene and propy lene w ere the m ajorit y co m ponents of HC e m is-sions.W it h t he dec rease o f comp ress ra tio,HC em issions w ere inc reased and the i gnition de lay w as p ro l onged.R educ i ng co m bustion cha m be r dia m e t e r w as propitious t o reduce HC e m issions under the sa m e co m pre ss ra tio.K ey w ord s:diese l engine;sudden l oad-up;co m bustion cha m be r;co m bustion;e m ission 随着人们环保意识的不断加强,世界各国针对车用柴油机的排放法规日益严格.以前的排放法规所规定的排放测试循环多是以稳态工况为主,作为车用发动机,其加速、减速、冷起动等转速和负荷急剧变化的瞬态过渡工况在发动机的运行中占有很大的比例[1～4],造成的环境污染更加严重.美国联邦车用柴油*收稿日期:2004-11-04. 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50476007);国家重点基础研究发展规划(973)资助项目(2001CB209205);吉林省科技发展计划资助项目(20040512);教育部留学回国人员科研起动基金资助项目(2004-5278);吉林大学创新基金资助项目(200408). 作者简介:孙万臣(1968— ),男,博士,副教授;联系人:刘忠长,L i uzc@jl .机排气污染物测试方法从1984年起就开始采用瞬态循环.欧洲2000年1月开始实行的欧Ⅲ排放法规也增加了瞬态循环实验,从欧Ⅳ排放法规开始,全部采用ETC 瞬态循环.日本2005年开始实施的新长期法规也增加了过渡工况测试.因此,未来的排放法规将以控制瞬态工况下排气污染物为主,有必要深入研究柴油机瞬态工况下燃烧及排放随循环的变化规律,探索改善瞬态燃烧、降低排放的途径.由于瞬态工况的控制及排放的测量比较困难,目前详细的研究报道较少.笔者利用自行开发的柴油机过渡工况控制系统及排气采集装置,对柴油机突增负荷工况下的燃烧及排放特性进行了实验研究,利用气相色谱仪对HC 排放成分进行了分析,找到了一定的规律性,为进一步控制柴油机瞬态工况下的HC 排放奠定了基础.1　主要实验设备及排放控制方案1.1　实验发动机及燃烧室参数 实验采用日本洋马公司的NFD -13型单缸柴油机,其主要参数如表1所示.燃烧室形状及参数见图1和表2.采用2号柴油为燃料.表1　实验发动机主要技术参数类型标定功率/标定转速/kW /(r m i n -1)工作容积/L 压缩比进气方式缸径×冲程/(mm )喷油器四冲程单缸直喷式柴油机8.46/26000.63817.7自然吸气92×96Υ0.26mm ×4孔×150°图1　燃烧室形状表2　压缩比ε、燃烧室直径D 及深度H序号εD /m m H /m m 11354202165416319541341648201.2　燃油喷射量及排气采集装置的控制方案 为了模拟实际的发动机突增负荷状态,开发了喷油泵齿条的控制装置,通过控制与喷油泵齿条相连的压缩空气缸来控制燃油的喷射量.调整压缩空气缸的动作范围,可设定不同的当量比,通过循环计数器控制的电磁阀来调整压缩空气的供给,从而实现发动机燃油量的控制.实验转速为1300r /m i n 时,该控制装置从发动机低负荷稳态工况(当量比为0.2)调节到高负荷稳态工况(当量比为0.6)大约需要100m s 的时间,对应大约一个工作循环.燃料增加后,为了测定排气成分随循环的变化规律,制作了能够在任意时刻进行排气全量采集的装置,见图2.该装置由脉冲计数器、循环计数器、蝶形阀、采样袋及电磁阀等组成.脉冲计数器通过检测与喷油泵驱动轴相连的光电信号发生器输出的脉冲信号来实现对采样系统的控制,脉冲计数器的动作触发信号与循环计数器保持一致.燃料增加后,开始排气采样的循环及采样循环数事先通过脉冲计数器进行设定.当到达采样开始的循环设定值时,脉冲计数器使排气控制电磁阀动作,通过压缩空气关闭蝶形阀,切断排气管的排气通路,同时采样电磁阀打开,排气全量采集到采样袋中.从脉冲计数器发出触发信号到蝶形阀完全关闭排气管大约需要32m s ,可以满足排气采集的要求.经过设定的采样循环(本研究中设定为2循环)后,脉冲计数器使电磁阀断电,恢复原始状态,采样结束.通过以上的动作,可以在燃料增加后的任意时刻进行任意循环的排气全量采样.1—喷油泵;2—循环触发器;3—循环计数器;4—脉冲计数器;5—排气电磁阀;6—蝶形阀;7—采样电磁阀;8—采样袋;9—废气分析仪;10—真空泵图2　排气采集控制装置337 2005年8月 孙万臣等:燃烧室参数对小型柴油机突增负荷工况燃烧及HC 排放的影响1.3　HC排气成分的分析装置 为了深入分析突增负荷工况下HC的排气成分,应用气相色谱仪对采集到的气体进行分析,其中总碳氢(T HC)的分析用日本岛津公司的GC-9A型带FI D 检测器的气相色谱仪,色谱峰采用C-2RAX仪器处理.低沸点碳氢(L HC)的分析采用岛津公司的GC-14B型带FI D检测器的气相色谱仪,色谱峰采用C-R8A仪器处理.载气为高纯度的氮.1.4　缸内压力采集装置 缸内压力采用K I STLER公司的6061B型水冷式压力传感器测量,采集的压力信号经K I STLER公司5007型电荷放大器放大后,传输到数字示波器,通过A/D转换卡进行A/D转换后存储到计算机中.曲轴转角信号采用光电式转角检测器采集.测量瞬态缸内压力时,曲轴每1°CA采集1点,每循环共采集128点(从-60°CA ATDC到67°CA ATDC),共采集125循环.应用燃烧分析程序对采集的压力及曲轴转角数据进行计算,得到燃烧放热率、燃烧温度、指示热效率等.2　实验结果及分析2.1　不同压缩比下HC排放特性 对直径相同,压缩比ε分别为13、16、19的3种燃烧室(表2中1～3号燃烧室)进行突增负荷实验.实验时,冷却水温保持80℃,机油温度50℃,供油提前角为6°C A BTDC.转速恒定为1300r/m in,负荷由平均有效压力0.36MPa(对应当量比0.2)突然增大为0.6MPa(当量比0.6),负荷变化时间为100m s时, THC排放浓度随循环数N的变化规律如图3.其中横坐标代表循环数.(循环数10代表10和11两个循环的平均浓度).从图中可见,在所有的压缩比下,THC 浓度在燃油开始增加后急剧增加,其最大排放量达到低负荷稳态工况的100倍.随循环的增加逐渐降低,到1000循环以后基本达到稳定工况状态.随压缩比的降低,T HC排放增加更加明显,并且HC排放峰值所在的循环随压缩比的降低而推迟.压缩比提高到19时,其HC排放明显降低,但此时由于滞燃期缩短,扩散燃烧量增加,导致排气烟度增加[5].与压缩比19相比,HC 排放在压缩比为16时增加5倍,压缩比为13时增加近10倍.其原因主要是在低负荷稳态运转时,燃烧室壁面温度较低,突增的燃油较多地附着于燃烧室壁面,随着壁面温度增加而逐渐蒸发、热分解,作为HC成分排出.压缩比越低,燃烧室壁面温度越低,燃油喷雾附着于壁面的燃料量越多,同时壁面温度上升较慢,导致随压缩比降低T HC浓度增加.图3　不同压缩比时,突增负荷工况下的THC排放 图4为与图3相对应的THC排放中,作为燃料热分解产物的L HC随循环数N的变化规律.它们在THC 排放中占有很大的比例,且各种LHC成分的变化趋势与THC基本一致.低沸点成分中乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6)的排放量最大,其次是乙炔(C2H2)、甲烷(CH4)、丁炔(C4H6)、苯(C6H6)等,其主要原因是附着于燃烧室壁面的燃油组分随温度的增加产生高温裂解、脱氢反应,结果大部分作为不饱和烃排出. 图5为不同压缩比下,突增负荷后缸内压力及放热率的变化.从图中可见,随压缩比降低,滞燃期增加.在所有的压缩比下,燃料开始增加后,随着循环的增加,滞燃期缩短,到100循环几乎与高负荷稳态工况没有差异,这种趋势随压缩比增加而更加明显.其主要原因是,燃料开始增加后,壁面温度逐渐升高,结果使着火延迟期缩短,着火始点提前.这进一步说明了HC排放浓度与燃烧室壁面温度相关联.2.2　不同燃烧室形状下HC的排放特性 图6表示压缩比为16,燃烧室直径及深度不同时,突增负荷工况HC排放成分的对比,这时冷却水温度为15℃,机油温度为30℃,供油提前角为6°CA BTDC.图7所示为两种燃烧室下HC排放成分的对比.从中可见,THC排放的变化趋势基本一致,燃烧室直径D=48mm时,与D=54mm相比,T HC峰值所在的循环较晚,T HC排放除燃料热分解产生的L HC以外降低约350︺0.同时,在各个循环排出的HC成分中除燃料热分解产生的L HC以外,作为燃料成分的高沸点HC(HHC)所占的比例很大,最大放热率下降,结果使预混合燃烧量减少,扩散燃烧份额增加,最终导致燃料热分解的HC成分减少,而作为燃料成分的HC排放增加.338燃 烧 科 学 与 技 术 第11卷第4期图4　不同压缩比时,突增负荷工况下LH C排放图5　不同压缩比时,突增负荷工况下示功图及放热率对比339 2005年8月 孙万臣等:燃烧室参数对小型柴油机突增负荷工况燃烧及HC 排放的影响图6　不同燃烧室形状时,突增负荷工况下TH C排放对比(a )D =48mm ,H =20mm(b )D =54mm ,H =16mm图7　不同燃烧室形状时,突增负荷工况下TH C 和LHC 排放对比3　结　论 (1)燃油开始增加后,T HC 排放浓度急剧增加,而随循环数的增加逐渐减少,经过1000循环左右,降低到与稳定工况相同的水平. (2)在突增负荷工况,随循环数的增加,滞燃期缩短,燃烧始点提前. (3)随着压缩比的降低,柴油机的滞燃期延长,突增负荷工况时,HC 排放明显增加. (4)在压缩比相同时,适当缩小燃烧室直径,有助于减小燃烧室面容比,降低HC 排放.参考文献:[1]　宮本　登.始動日寺にディーゼルエミッションの過渡特性[J ].日本機械学会論文集(B 編),2000,66(641):300—306.M iya m o t o N obo ru .T ransien t cha rac t e ristics of diese l e m is -sions during stading [J ].Tr ans actions of t he J apan Societ y of M echanica l Engineers (B ),2000,66(641):300—306(in Japane se ).[2]　F uji mo to H.C o m bustion i n a s ma ll D I diese l [A ].In :SA EPaper [C ].1992,920697.[3]　金野　满.DM E 圧縮着火機関の未燃成分に関する研究[J ].日本機械学会論文集(B 編),2001,67(659):1849—1854.konno M itsuru .T he unburned e m issions from a C I eng ine op -e ra t ed w ith di me t hy l e t her [J ].Tr ans ati ons of the Jap an Soci -et y of M echanica l Engi neers (B ),2000,67(659):1849—1854(in Japanese ).[4]　N obo ru M i y a m oto .Cy cle -t o -cyc l e transien t cha rac t e ristics ofdiese l em issions du ri ng sta rting [A ].In :SA E Paper [C ].1999,1999-01-3495.[5]　孙万臣,刘巽俊,宫本登,等.燃料挥发性对柴油机性能及排放的影响[J ].内燃机学报,2004,22(4):317—324.Sun W anchen ,L iu Xunj un ,M i y arnoto N obo ru ,et a.l Eeffects o f f ue l vo latilit y of pe rfo r mances and em issions of a diese l engine [J ].T r ans altio ns of CS I CE ,2004,22(4):317—324(i n Chine se ).340 燃 烧 科 学 与 技 术 第11卷第4期。

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。

燃烧室设计对发动机性能的影响分析燃烧室作为内燃机的重要组成部分，其设计的优劣直接影响着发动机的性能。

本文将对燃烧室设计对发动机性能的影响进行分析，探讨不同燃烧室设计参数对发动机性能的影响，以期为燃烧室设计提供一定的参考。

燃烧室设计参数对发动机性能的影响燃烧室设计参数包括燃烧室形状、大小、油气混合方式等。

这些参数的不同组合将直接影响发动机的功率、燃油消耗率、排放等性能指标。

燃烧室形状燃烧室的形状对发动机性能有很大的影响。

常见的燃烧室形状有球形、方形、圆柱形等。

研究表明，球形燃烧室可以提供更好的油气混合，提高燃烧效率，从而提高发动机的功率和燃油经济性。

燃烧室大小燃烧室的大小也是影响发动机性能的重要因素。

燃烧室过大，会导致燃烧延迟，降低发动机的功率和燃油经济性；燃烧室过小，则会导致燃烧不完全，增加排放。

因此，合理选择燃烧室大小对于提高发动机性能至关重要。

油气混合方式油气混合方式影响着燃烧的速率和效率。

常见的油气混合方式有预混合燃烧和边喷射燃烧。

预混合燃烧可以提供更好的燃烧速率，提高发动机的功率和燃油经济性；边喷射燃烧则可以提供更好的排放性能。

因此，选择合适的油气混合方式也是提高发动机性能的关键。

燃烧室设计对发动机性能有着重要的影响。

合理的燃烧室形状、大小和油气混合方式的选择，可以提高发动机的功率和燃油经济性，降低排放。

因此，在进行燃烧室设计时，需要充分考虑这些因素，以实现发动机性能的最优化。

这是整篇的内容，下一部分将继续深入分析燃烧室设计参数对发动机性能的影响。

燃烧室设计对发动机性能的详细影响分析燃烧室形状的影响不同的燃烧室形状对发动机性能的影响是显著的。

球形燃烧室由于其独特的几何形状，能够提供更好的油气混合，从而提高燃烧效率。

球形燃烧室的设计有助于减少燃烧延迟，增加燃烧速率，进而提高发动机的功率输出。

此外，球形燃烧室还能有效降低NOx排放，对于满足严格的排放标准具有重要意义。

另一方面，方形和圆柱形燃烧室在某些应用中可能更为合适。

柴油机暖车阶段未燃碳氢排放影响因素的研究把暖车的热力学分析应用到柴油机暖车上，有助于掌握暖车阶段未燃碳氢排放的影响因素。

本文旨在通过研究不同碳氢排放影响因素，为减少碳氢排放提供一些理论依据和参考建议。

首先，关于柴油机暖车影响碳氢排放的因素。

柴油机预热阶段，排放量关键因素包括发动机转速，油温和排气量。

缸内温度是决定进气量和碳氢排放的主要因素，而发动机运转时间有很大的影响。

由于发动机的冷却系统还没有完全开始工作，所以发动机运转时间越短，碳氢排放量就越少。

发动机转速和排气量也是决定碳氢排放的关键因素，发动机转速越高，排气量就越大，同时碳氢排放也会增大。

其次，柴油机燃烧过程影响碳氢排放的因素。

燃烧过程受到多种因素的影响，包括空气和燃料的比例、燃料质量、燃料喷射方式、喷射压力以及发动机燃烧室的温度等。

在燃烧过程中，正确的混合比和空气和燃料的比例对减少碳氢排放有很大的帮助。

燃料质量受温度和压力的影响，如果温度太高，则燃料容易燃烧完毕，这样就会大量排放未燃碳氢。

另外，喷射压力和发动机燃烧室温度也是影响碳氢排放的关键因素。

一般来说，增加喷射压力有利于燃烧(增加燃烧温度)，减少碳氢排放。

最后，通过控制以上因素，可以降低柴油机暖车阶段未燃碳氢排放的影响。

首先，缩短发动机运转时间有助于减少碳氢排放。

另外，增加喷射压力可以降低燃料的温度，从而降低碳氢排放。

此外，还可以采用散热器系统进行减排，可以降低发动机温度，从而降低碳氢排放。

总而言之，柴油机暖车阶段未燃碳氢排放的影响因素主要由发动机转速、油温和排气量等多种因素决定。

研究发现，缩短发动机运转时间，增加喷射压力和安装散热器系统，有利于控制暖车阶段的未燃碳氢排放。

本文研究的结果可以为减少碳氢排放提供理论依据和参考建议。

综上所述，柴油机暖车阶段未燃碳氢排放影响因素的研究不仅有助于改善发动机暖车效果，而且也有助于减少对环境的污染，有助于保护我们的环境。

把柴油机暖车的热力学分析应用到实际，不仅能够加快发动机起动和暖车效果，还能节省柴油消耗，同时能够有效的减少排放的未燃碳氢，达到节能减排的目的。

燃烧室缩口尺寸对柴油机燃烧过程的影响段浩;马凡华;宋盼盼【摘要】The simulations of combustion and emission for an agricultural high-power diesel engine were studied under differ-ent necking sizes of combustion chamber .The results show that decreasing the necking size can result in the increase of in-cylin-der turbulent kinetic energy and help the gas mixing ,which promotes the flow within the cylinder .The cylinder pressure de-creases with the decline of necking size ,while the maximum pressure changes little .The temperature inside the cylinder chan-ges slightly with the change of necking size ,the necking can improve the combustion process in the cylinder ,but the excessive necking size is not beneficial .For the chambers with different necking sizes ,the in-cylinder velocity fields are almost the same at ignition timing ,but the velocity field at top dead center slightly strengthens with the decrease of necking diameter .During the retarded combustion period ,the combustion rate decreases rapidly in the combustion chamber with smaller necking diame-ter .As the necking size decreases ,the maximum generation of NO xfirst increases and then decreases ,while the tendency for the maximum generation of soot is just opposite to that of NO x.At the opening moment of exhaust valve ,the NO xemission first increases and then decreases while the soot emission shows a trend of zigzag rise .The thermal efficiency first decreases and then increases with the decrease of necking diameter .%基于某大功率农用柴油机,对燃烧室不同缩口尺寸下柴油机缸内燃烧和排放规律进行了仿真计算,结果发现:减小缩口尺寸可以增大缸内湍动能,有利于缸内燃气混合,促进缸内流动;减小缩口尺寸,缸内压力减小,但缸内最大压力变化不大;缸内温度则随缩口尺寸的不同而略有变化,在燃烧室结构中设置缩口可以在一定程度上改善燃烧过程,但缩口尺寸并非越大越好;对于不同缩口的燃烧室,发火时刻缸内速度场基本相同,上止点处速度场随着缩口直径的减小略有增强,当燃烧进入到缓燃期,对于缩口直径较小的燃烧室,燃烧速率迅速下降;随着缩口直径的减小,缸内NO x最大生成量先增大后减小,而炭烟最大生成量先减小后增大;排气门打开时刻,NO x排放先增大后减小,炭烟排放则呈锯齿形上升;热效率随缩口直径的减小先增大后减小.【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】6页(P43-47,52)【关键词】柴油机;燃烧室;燃烧过程;排放【作者】段浩;马凡华;宋盼盼【作者单位】清华大学,北京 100086;清华大学,北京 100086;清华大学,北京100086【正文语种】中文【中图分类】TK421.2近年国内来愈发严重的雾霾对内燃机的排放提出了新的标准和挑战。

影响HC排放的因素1负荷对HC排放浓度的影响HC浓度随负荷的变化曲线存在一个谷值，在高负荷和低负荷时，HC的浓度都上升。

（原因：高负荷的时，残留在压力室和喷孔中的油以及喷注核除高温下裂解的量增加，在烃基与燃烧中间产物之间再化合的反应增加外，未燃HC浓度也增加；而在低负荷时，由于循环喷油量少，燃烧室内温度降低，超稀限混合气量增加，这些都使HC浓度增加）。

2喷油嘴压力室容积对HC排放浓度的影响压力室容积越大，它的燃油流出越晚，则这些油转化为排放HC的百分率也越大。

（原因：针阀关闭后压力室容积中的燃油量不是以高压喷射方式进入燃烧室的，而是在主喷射结束以后，由于燃烧使喷嘴加热，引起压力室和喷孔内积存的燃油受热膨胀、汽化而排至燃烧室内。

由于这部分燃油进入燃烧室晚，因而混合质量差：它们进入燃烧室时即遇高温火焰和缺氧状态。

所以，它们是几乎未经燃烧而以HC的形式被排出机外，或者是以高温裂解产物的形式被排出机外。

）3过量空气系数对HC排放浓度的影响HC的浓度随过量空气系数的变化曲线亦存在一个谷值，这个谷值处于2.5-3之间。

大于这个值，HC的浓度明显上升，而小于这个值的时候，HC浓度也急剧上升。

（原因：当过量空气系数过大时，说明混合气较稀，混合气中超稀限的充量增加，同时，燃烧室内的温度较低。

这些都使HC浓度增加。

当过量空气系数过小时，说明混合气过浓，超富限的混合气量增加，同时，同时高温裂解加剧。

这些亦使HC浓度增加。

）4燃油室壁温对HC浓度的影响当涡流燃烧室的镶块用陶瓷材料，从而使能承受的壁温升高，其HC浓度迅速下降。

5增压和燃烧室类型对HC排放浓度的影响增压时的HC浓度低于非增压时的HC浓度，分壁式柴油机的HC浓度低于直喷式柴油机的HC浓度。

6喷油提前角对HC排放浓度的影响对HC浓度来说，存在一个最佳喷油提前角，这时的HC浓度最低。

大于或小于这个角度都会使HC浓度增加。

而且，负荷越低，则HC浓度随角度变化的急剧程度愈大。

第28卷第1期2007年2月内　燃　机　工　程Chinese Internal Combustion Engine Engineering Vol.28No.1Feb.2007文章编号:1000-0925(2007)01-014-06280004催化燃烧对HCCI 发动机着火点、燃烧性能及排放的影响曾　文,解茂昭(大连理工大学动力工程系,大连116024)Influences of C atalytic Combustion on Ignition Timing ,Combustion C apabilityand Emissions of HCCI E ngineZENG Wen ,XIE Mao 2zhao(Depart ment of Power Engineering ,Dalian U niversity of Technology ,Dalian 116024,China )Abstract :The detailed reaction mechanism of met hane on rhodium catalyst was examined.By amen 2ding t he SEN KIN code of C H EM KIN chemical kinetics package ,t he combustion p rocess of homogeneous charge compression ignition (HCCI )engine who se piston surface was coated wit h catalyst (rhodium and plat 2inum )was numerically investigated.A single 2zone model and a multi 2zone model were developed.The effect s of catalytic combustion on t he ignition timing were analyzed t hrough t he single 2zone model.The result s show t hat t he catalysis has some advantages over ot her means on co nt rolling t he ignition timing of t he HCCI en 2gine.The effect s of catalytic combustion on combustion capability and t he emissions of HC ,CO and NO x of t he HCCI engine were analyzed t hrough t he multi 2zone model.The result s show t hat t he combustion efficien 2cy and t he ignited duration time are affected and t he emissions of HC and CO are decreased ,while t he emis 2sions of NO x are elevated by t he catalytic combustio n.摘要:对甲烷在催化剂铑(Rh )表面的反应机理进行了分析。