模块二汽车排放污染物的形成_及生成机理

❖ 冬天和夏天发动机排 放情况有所区别。
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。

缸内温度、压力升高
非爆燃性表面点火大体是发动机长时间高负 荷运转引起的
2、爆燃性表面点火（激爆）
热面点火后火焰以爆燃速度传播。由燃烧室沉 积物引起的。 发动机低速、低负荷运转时，燃烧室表面极易 形成导热性很差的沉积物。 沉积物被高温火焰包围，急剧氧化而白炽化， 将混合气点燃。 压力升高率高5倍，最高压力高150%
⑴早燃的危害 压缩负功↑，
缸内温度↑，
与缸壁接触面积↑,
→散热量↑,
有效功率↓。 另外高温、高压加重 了活塞连杆组的机 械负荷、热负荷,使 用寿命↓。
早燃时的示功图
⑵ 与爆燃的区别
①沉闷的“敲缸声”。
②被炽热表面点燃，无压力波产生，而爆燃时 为自燃，有压力波产生。 另外:
爆燃
缸内炽热表面产生
早燃
由于缸内局部的高温、高压，造成下述后果。
重载爬坡、急加速时易爆震，换低挡以提高 发动机转速可消除爆震)
（三）危害
1、机件过载
冲击负荷大，机件的机械负荷增加，使机件变形损坏。噪声增大。
2、机件烧损
3、润滑变差 4、积碳增多
汽油机燃烧终了温度为2000~2500℃，由于冷却水和气体附面 层的作用，活塞顶、燃烧室壁和缸壁的温度保持在200~300 ℃。 使活塞头和气门等烧损，同时会引起发动机过热。
影响热面点火的因素及预防措施：
凡是能使缸内的T、P降低的因素，都可预防热面点火
①选用低沸点汽油和含胶质少的机油。 ②在燃料中加抑制热面点火的添加剂。 ③适当降低压缩比。 ④选用合格的火花塞、排气门。 小结： 爆燃 表面点火 末端混合气自燃 炽热表面点燃 火花塞跳火之后 火花塞跳火之前、后 有压力冲击波 无压力冲击波 敲击声较清脆 敲击声较沉闷 二者又相互联系，相互促进。

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。