第2章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素
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汽车排放污染物的生成机理和影响因素摘要:汽车保有量的增长直接导致了石油燃料的大量消耗,并由此产生了大量的有害排放物,尤其在一些大中城市汽车排气造成的环境污染问题日趋严重。
目前,大气污染已逐渐成为世界性的问题,应当引起足够重视。
分析汽车排放污染物的生成机理和影响因素,提出控制的方法。
关键词:污染物生成机理影响因素前言随着汽车的普及,汽车的排气污染问题已日益严重,它破坏了地球生态平衡环境及温室效应等。
在各大城市的市区,汽车排出的污染物CO、H C占总量的6()%一70%,N o x占30%左右。
为了降低汽油机的排污和燃油消耗量,我们必须了解汽车的排放污染物的形成因素,这样才能准确采取措施、或者引进先进技术来减少、治理汽车的尾气排放物。
1.污染物的生成机理1)一氧化碳(CO)的形成机理:CO是燃料不完全燃烧的产物,主要受混合气浓度的影响。
当发动机过量空气系数小于1时,混合气中氧气不足,燃料不能充分燃烧而形成。
混合气浓度越大,排气中的CO含量越高。
当降低混合气浓度时,排放的CO明显减少。
在稀混合气下CO产生的平衡过程为:CO2+H2O→CO+H2+O2在浓混合气下的平衡过程为:CO2+H2→H2O+CO2)碳氢化合物(HC)的形成机理:碳氢化合物中含有多种成份,生成原因复杂,但主要是未燃和燃烧不充分的燃料。
燃料在燃烧室中燃烧时,火焰在离壁面0.15~0.37mm处迅速熄灭,导致这一薄层内残留下未反应和反应不充分的混合气,这一现象被称为壁面激冷效应,碳氢化合物就是在这厚度仅为几十微米的激冷层内被保存下来;发动机燃烧室中各种很狭窄的缝隙也留有未燃或未完全燃烧的气体,储存着大量的碳氢化合物;另外混合气不均匀、过浓、过稀、点火系统不良、转速低等情况也会造成部分燃料燃烧不充分,使排出的碳氢化合物增加。
3)氮氧化合物(NOX)的形成机理:汽车燃烧过程中主要形成NO和少量的NO2。
NO的形成主要受三个因素的影响,温度、氧的浓度和滞留时间。
一、填空题1、汽车排放的污染物主要有_ 一氧化碳_、氮氧化合物_、_ 碳氢化合物__和__微粒____。
2、柴油机氮氧化物的生成主要受三个要素的影响,分别是_ 喷油定时_、 放热规律___和 负荷与转速的影响_。
3、三元催化转化器的起燃特性有两种评价方法,对于催化剂常用__ 起燃温度 __来评价,而对于整个催化转化系统则用__ 起燃时间 _来评价。
4、微粒捕集器的过滤机理存在四种,即_ 扩散机理、 拦截机理_、 惯性碰撞机理_、 重力沉积机理_。
5、电控柴油喷射系统已发展了三代,第一代是 位置控制_ 系统,第二代是_ 时间控制__系统,第三代是 电控高压共轨 系统。
6、目前控制汽油机氮氧化物排放最主要的措施是_ 废气再循环技术_。
7、常用排放污染物取样系统有 直接取样系统___、_稀释取样系统_和_定容取样系统_。
8、汽油发动机中未燃HC 的生成主要来源于_ 燃烧室未燃燃料、 窜入曲轴箱的未燃燃料和 燃油系统蒸发的燃油蒸汽_ 三种途径。
9、缸内直接喷射汽油机与其它汽油机相比,最大区别是_ 汽油喷射的位置_。
10、EGR 率是指 ×100%+返回废气量进气量返回废气量11、为使三元催化转化器的净化效率达到80%以上,其过量空气系数(Φa) “窗口”应达到的要求是“窗口”很窄,宽度只有_ 0.01~0.02__。
12、生成氮氧化物的三个要素是_ 混合气浓度_、 温度_和 氧浓度_。
13、目前微粒捕集器被动再生的方法主要有 化学催化的方法_。
14、排气成分分析中,CO 和CO2用_ 不分光红外线气体分析仪_测量,NO 用_ 化学发光分析仪_测量,HC 用 _ 氢火焰离子型分析仪_测量,氧多用 顺磁分析仪_测量。
15、烟度的测量方法主要有两类: 滤纸法__和 消光度法__。
16、目前,各国正纷纷开发各种代用燃料以解决未来石油能源枯竭的问题,其中最主要的代用燃料是 天然气__、液化石油气_、醇类燃料__和 植物油__。
汽车排放物CO、HC、NOx、PM的生成、影响因素及危害随着我国汽车工业的发展,车辆越来越多,车辆向大气排放的污染物也越来越多。
汽车排放是指从废气中排出的CO(一氧化碳)、HC、NOx(碳氢化合物和氮氧化物)、PM(微粒,碳烟)等有害气体。
它们都是发动机在燃烧作功过程中产生的有害气体。
这些有害气体在强烈阳光照射下发生光化学反应,产生大量的光化学烟雾,严重的威胁着人类的人生健康和生态环境。
一、生成:这些有害气体产生的原因各异。
CO是燃油氧化不完全的中间产物,当氧气不充足时会产生CO,混合气浓度大及混合气不均匀都会使排气中的CO增加。
HC是燃料中未燃烧的物质,由于混合气不均匀、燃烧室壁冷等原因造成部分燃油未来得及燃烧就被排放出去。
NOx是燃料(汽油)在燃烧过程中产生的一种物质。
PM也是燃油燃烧时缺氧产生的一种物质,其中以柴油机最明显。
因为柴油机采用压燃方式,柴油在高温高压下裂解更容易产生大量肉眼看得见的碳烟。
二、影响因素:汽车废气中CO、HC和NOx三种有害气体的影响因素比较多,主要为可燃混合气的空燃比,点火提前角、发动机的负荷和转速以及发动机的内部结构等。
1、可燃混合气空燃比(即混合气成分)的影响在理论空燃比附近,CO曲线有一个拐点,当A/F减少时,可燃混合气过浓,燃油无法充分燃烧,CO生成物便急剧增加;当MF增大时,氧含量充足,燃油可以充分燃烧.使CO生成量减少,而且比较稳定。
HC曲线在ME为17一18附近有一个拐点,此时废气中的HC含量最低。
除此之外.HC的生成量都有所增加。
其原因是当MF少于17时.混合气过浓,燃烧不彻底.当A/F大于18时,混合气过稀,燃烧速度缓慢同样会出现燃烧不彻底现象,HC都会增加。
NO曲线在A/F为15—16附近有—个波峰,此时生成的NO量最多,除此之外,过浓或过稀的空燃比都会降低燃烧速度和燃烧温度,使NO的生成量都有所下降。
2、点火提前角的影响点火提前角对CO的生成量影响不大。