影响小型通用汽油机排放的因素分析

时　代　农 机TIMES AGRICULTURAL MACHINERY第　４５　卷第　４　期２０１８　年　４　月　Ａｐｒ．２０１８ Ｖｏｌ．４５　Ｎｏ．４２０１８年第４期208汽油机排放系统常见故障原因分析丁亚利摘　要：排放系统是汽车发动机系统的重要组成部分，主要用来净化尾气，尾气是衡量一辆汽车好坏的重要指标，且汽车尾气检测是车辆年检时非常重要的项目，直接影响到车辆是否能够上路行驶的重要标志。

文章主要对汽车行驶一定里程数后出现冒黑烟、尾气排放不达标、汽车噪声异常等常见故障的原因进行分析。

关键词：尾气；噪声；故障原因（江苏通邦教育咨询有限公司，江苏 南通 226002）作者简介：丁亚利（１９８８－），女，江苏人，大学本科　，助理工程师，研究方向：汽车运用与维修。

随着环境的恶化，作为一大污染源汽车尾气也成了整治对象，汽车尾气处理功能也逐渐完善，其由排气歧管、三元催化器、消音器、氧传感器等组成。

其中尾气是通过三元催化器来净化的。

三元催化器中的稀有金属混合物与废气中氮氧化合物、一氧化碳等有害气体发生化学反应。

将其转化为氮气、二氧化碳等无害气体。

消音器减少汽车在排气过程中产生的噪音，原理是通过两个不同长度的排气管先分开再交汇，这两个气管长度的差值等于汽车发出的声波波长的二分之一，使其两道声波叠加时发生干涉相互抵消而减弱噪声，使其达到消音的目的。

氧传感器安装在发动机的排气管上，根据检测尾气中的氧的含量监测混合气的空燃比的信号，然后将检测的结果转为电压信号输入ECU。

通过ECU 控制空燃比，使三元催化器更有效地净化尾气。

当汽车行驶一定里程数后会出现冒黑烟、尾气排放不达标、汽车噪声异常等故障，这些故障通常是由于排气管、三元催化器、消音器及氧传感器故障导致的。

１　排气歧管积炭过多故障现象:排气管冒黑烟。

故障原因:燃烧不充分地气体离开气缸进入排气歧管时，碳分子附着在排气歧管上时间久了形成积碳，燃油中加有添加剂，在燃烧过程中形成胶质物体附着在排气管中，导致排放气中的颗粒物附着在排气歧管上形成积碳。

浅析汽油机废气污染物排放的主要影响因素
上官林波
【期刊名称】《汽车维修》
【年(卷),期】2022()1
【摘要】一、HC和CO排放的影响因素HC和CO排放的影响因素是相互关联、相互影响的,它们生成后可以在汽缸内部或排气系统中通过化学氧化过程使排放量得到降低。

(一)、空燃比的影响空燃比对HC和CO的影响(图1所示)。

通常HC 排放量有随混合气变稀而减少的趋势,但是当空燃比大于17时,由于混合气过稀,燃烧循环变动加剧,容易出现火焰不能传播或熄火等不正常燃烧现象,结果导致HC排放量迅速增加。

【总页数】4页(P30-33)
【作者】上官林波
【作者单位】南京市六合区农业农村局(南京市六合区农业技术推广中心)
【正文语种】中文
【中图分类】U464.171;X734.2
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影响汽油机怠速排放因素的探讨
1.发动机状态：发动机状态是影响怠速排放的关键因素之一。

如果发动机状况良好，如滤清器干净，点火系统正常等，怠速排放就会相对较低。

2. 燃料质量：燃料的质量也会对怠速排放产生影响。

如果燃料质量差，如含杂质较多或者掺杂了水分，不仅会导致发动机性能下降，而且还会增加排放量。

3. 环境温度：环境温度也是影响怠速排放的因素之一。

在冬季，由于气温低，汽油机启动困难，怠速排放会相对较高，而在夏季则相对较低。

4. 汽车保养：汽车的保养也会对怠速排放产生影响。

如果汽车保养不到位，如空气滤清器没有及时更换，引擎缸壁存在积碳等，怠速排放就会明显增加。

因此，为了减少汽油机怠速排放，需要从发动机状态、燃料质量、环境温度和汽车保养等多方面入手，保持发动机良好状态，选择优质燃料，注意环境温度变化，做好汽车保养等。

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郑州交通职业学院毕业设计论文题目：汽油发动机尾气排放的影响因素及其控制所属系别机电工程系专业班级汽车电子一班姓名齐悦学号指导教师张梅红撰写日期2013年4月随着经济的高速发展，21世纪的今天，汽车是人类不可缺少的交通工具，但汽车尾气却是大气的主要污染源。

本文的目的在于帮助大家认清汽车尾气污染的危害性，增强人们的环保意识，唤起人们加快治理汽车尾气污染的步伐。

环保和节能,是当今和未来经济社会发展中人类面临的重大课题。

汽车尾气是空气污染的主要因素,我国城市大气污染中,汽车尾气排放所占比例已超过70%,因此,加强汽车排放治理刻不容缓。

我国汽车石油消耗量约占全国石油消费的1/3以上,而且随着汽车保有量的增加,我国汽车污染物排放总量也日趋上升,汽车排放造成的大气污染严重影响了人们的生活和身心健康。

因此，在汽车工业发展和环境保护之间,需要寻求新的平衡。

关键字:汽车尾气排放现状,控制现状,控制对策With the rapid development of economy, on this day in twenty-first Century, the car is an indispensable means of transport, but the main source of pollution of automobile tail gas is the atmosphere. The purpose of this paper is to help people understand the harm of automobile exhaust pollution, enhance people's awareness of environmental protection, and arouse people to speed up the pace of pollution of automobile exhaust. Environmental protection and energy saving, is the major task that the mankind faces today and in the future economic and social development in the. Automobile exhaust is the main cause of air pollution, in the city of China, and automobile exhaust emissions proportion has exceeded 70%. In this regard, to strengthen governance vehicle emissions shouldn't be delayed. Our country automobile oil consumption accounts for about 1\/3 of oil consumption, and with the increase of automobile amount, the total discharge of pollutants of automobile of our country is increasing, seriously affecting people's life and physical and mental health of atmospheric pollution caused by vehicle emissions. Therefore, a new balance between the development of automobile industry and environmental protection, need to be found.Keywords: automobile exhaust emission status, control status, control measures目录1 引言 (1)2 汽油发动机尾气排放的影响因素 (1) (1) (1) (3) (4)3 汽车尾气的主要污染物 (5) (5)一氧化碳(CO) (5)碳氢化合物(H C) (5)4 我国汽车尾气的控制办法 (6) (6)4.2掺入添加剂, 改变燃料成分 (7) (7) (7) (7)4.6节约能源,推广乙醇汽油 (7)5 汽车发动机内部的调试 (11) (11) (11) (11) (11) (11)6 发动机内部净化处理措施 (11) (11) (11) (12)7 加强行政管理，减少尾气污染 (12)开辟地铁，施行电力牵引行驶 (12)建设自身循环、多功能结构形式的城镇 (12)8 我国新出台的汽车尾气排放标准 (12)9 小结 (13)参考文献 (13)致谢 (14)1 引言在我国随着人们对“低碳生活”理念不断加深与认同,汽车用户市场对环保、节能新动力汽车的呼声越来越高。

汽油机排放的控制与减少随着十九大对于“绿色发展”的高度重视，而发动机是人们日常生活中无法避免的污染源之一，因此，汽油机排放的控制和减少是当前面临的重要问题。

在传统的机动车、船舶、机械设备等领域，汽油机仍然是主要的动力源，因此，控制和减少汽油机排放是解决环境污染的核心方法之一。

一、汽油机排放的污染来源及抑制措施1. 燃烧产生的气体污染物燃烧是产生空气污染物的主要来源，汽油机的燃烧也会产生有害气体，如一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、氢气（H2）、甲烷（CH4）等，其中NOx是最危险的，能够形成二次污染，会大量耗费空气中的氧气，形成臭氧和亚硝酸盐，危害人类健康。

抑制NOx的方法主要有两种：一是降低燃烧温度，降低空气中的氮含量；二是喷射尿素溶液的SCR技术，能够将NOx催化成氮和水。

2. 非燃烧污染源除了燃烧过程，汽油机还存在非燃烧污染源：油品挥发和石油蒸气泄漏、汽车启动时冷启动过程中，催化器的几乎没有作用等等。

这些非燃烧污染物也是汽油机排放的主要来源之一。

抑制非燃烧污染源的方法包括从油份的原料和制造工艺入手，以及装配检修时的技术措施，包括改进油品炼制基础的技术和设备，优化调合油配方，推广熔融石油蜡，降低挥发性有机化合物（VOCs）的排放等。

二、美国的低排放汽车标准的经验美国于1966年开始制定汽车排放标准，但由于过于宽松，导致在大城市中的汽车污染程度恶化。

为此，美国制定出了严格的低排放汽车标准，现已成为全球环保法规领域的标杆。

这些低排放标准包括针对油品的标准、车辆的标准、限制VOC的标准等。

例如：1984年，美国环保署制定低排放标准，并在1990年修订。

该标准要求汽车的NOx排放量不得超过0.2g/mi（一英里），CO排放量不得超过3.4g/mi，VOC不得超过0.25g/mi。

这种制定标准的方法可以为全球的环保标准设立一个好的思路和路径。

在国内，应该加强对各种环保和技术标准的制定与修改工作，使其更符合国情和实际情况。

第三节汽油机排气污染物的影响因素分析一、汽油机的运转工况及其对污染物排放的影响汽油机的运行条件有瞬态（过渡）运行和稳态运行。

本节在分析排气污染物的影响因素时，若无特别说明，则均指稳态运行条件。

瞬态运行工况主要有启动、加速、减速等。

发动机低温启动时由于转速及温度低,空气流速低,汽油雾化差，各缸分配均匀性差，还有混合气通常较浓等，这些都使发动机的燃烧不良：发动机燃烧过程产生高浓度的C0及HC，加上排气温度低,三效催化器尚未达到启燃温度，因此排气中的污染物浓度高。

为了保证汽车的良好加速性,化油器式汽油机在加速工况时，通常由加速泵增加进人缸内的燃油量，即供给较浓的混合气,使发动机的燃烧不完全，导致排气中的C0及HC浓度增大;对电控汽油机而言，由于节气门突然增大，喷人缸内的燃油量突然增多,而此时缸内温度还较低,因此雾化不良，也会导致排气中的C0及HC增加。

在汽车减速时，发动机节气门开度的突然减小，进气管内的真空度增大,附着在进气道壁面上的燃油油膜会迅速蒸发，使进人气缸的混合气变浓;对化油器式汽油机而言，由于从化油器的主量孔中流出燃油的惯性作用,燃油流入进气管的停止时间滞后于节气门关闭时间，这将使进气管中混合气变浓，较浓的混合气使缸内的燃烧恶化,最终导致排气中的C0及HC浓度增大，燃油经济性变差。

汽车等速行驶时，发动机处于稳态运行工况，对采用三效催化器和氧传感器闭环反馈控制的汽油机而言，工作在理论空燃比附近,发动机燃烧状态良好,三效催化器转化效率最高，因而，这种工况下污染物排放少。

二、混合气制备质量的影响缸内汽油和空气混合气制备质量对汽油机燃烧有重要影响。

采用三效催化器和氧传感器闭环反馈控制的汽油机通常工作在理论空燃比,如果汽油和空气均匀混合，则所有混合气可快速燃烧,CO和HC的生成量减少，NO生成增加3如果出现局部过浓或过稀，则由火焰传播速度会变慢，使后期燃烧的燃油氧化不完全.CO和HC的生成量增加。

对于采用均质燃烧的汽油机而言,汽油和空气混合制备质量可用可燃混合气中空燃比分布的均匀性衡量。

浅谈汽油机的有害排放物及其控制摘要：现如今汽车产业的发展已经成为国家经济战略的重要组成部分，并且随着国民经济收入的提高和人们对美好生活的追求，汽车已经进入了千家万户。

目前我国汽油及汽车保有量保持两位数增长。

随着汽油机汽车的不断增多，其由汽油机排放的有害物质引起了人们的高度关注，并采取一系列措施控制有害物质排放。

本文通过分析汽油机的有害排放物及产生机理，提出控制有害物质排放的措施，从而使人们对汽油机污染产生全面了解并对其污染做出相应控制与防范。

关键词：汽油机；有害排放物；产生机理；控制1.汽油机的有害排放物及其产生机理汽车发动机以碳氢化合物燃料为主，通过燃料与空气的混合燃料方式将燃料的化学能转化成热能，再将热能通过曲柄连杆机构转化为机械能对外输出做功。

汽油机的使用燃料为汽油，汽油的主要排放物有CO2、H2O、CO、NOx而有害排放物主要有以下几种：1.1NO产生机理及影响因素忽略空气中的微量元素不计，空气中的O2的体积分数为21%，N2的体积分数为79%。

NO是空气中的N2在高温下分解后与空气中O2化合的结果。

根据汽油机的均匀混合气火焰传播方式的特点，用Zeldovich的理论来解释NO的生成机理。

即认为NO是空气中的N2在1800K以上的高温条件下按式（1-1）反应而生成的。

{N2+O=NO+NN+O2=NO+O（1-1）N+OH=NO+H（扩大）}氮分子需要较大的活化能才可分解，因此N2只能在高温条件下进行分解反应，这就决定了NO形成的高温条件。

基于zeledovich理论NO生成的三要素是燃烧温度，氧含量和整个燃烧的反应时间。

燃烧温度越高，氧含量越充裕，燃烧反应时间越长，其NO的生成量则就越多。

1.2CO的产生机理及影响因素汽油机中当过量空气系数Φa<1时，在较浓的混合气下燃烧，由于混合气中缺氧而造成碳氢燃料不完全燃烧，进而导致生成CO；当过量空气系数Φa>1时，在较稀的混合气下燃烧，可是由于混合气的混合不均匀而导致局部区域Φa<1，这就导致了局部碳氢燃料的不完全燃烧生成少量CO；另外燃烧生成的CO2在高温的环境中，会部分分解成O2和CO。

发动机排放污染物的生成机理和影响因素主要内容：介绍了汽车尾气中的主要污染物CO、HC、NO X和微粒的生成机理及其影响因素。

1 一氧化碳1.1 汽车尾气中CO的产生是由于燃油在气缸中燃烧不充分所致，是氧气不足而生成的中间产物。

影响一氧化碳生成的因素理论上当α在14.7以上时，排气中不存在CO，而只生成CO2。

实际上由于燃油和空气混合不均匀，在排气中还含有少量CO。

即使混合气混合的很均匀，由于燃烧后的温度很高，已经生成的CO2也会由于一小部分分解成CO和O2，H2O也会部分分解成O2和H2，生成的H2也会使CO2还原成CO，所以，排气中总会有少量CO存在。

可见，凡是影响空燃比的因素，即为影响CO生成的因素。

1. 进气温度的影响一般情况下，冬天气温可达零下20℃以下，夏天在30℃以上，爬坡时发动机罩内进气温度超过80℃。

随着环境温度的上升，空气密度变小，而汽油的密度几乎不变，化油器供给的混合气的空燃比α随吸入空气温度的上升而变浓，排出的CO将增加。

因此，冬天和夏天发动机排放情况有很大的不同。

图2-3为一定运转条件下，进气温度与空燃比的关系，大致和绝对温度的方根成反比的理论相一致。

进气温度/℃海拔高度/m 怠速转速/(r/min)图2-3 进气温度与空燃比的关系图2-4 海拔高度与大气压力的关系图2-5 怠速转速对CO和HC排放的影响V/(km/h)图2-6 某汽油机等速工况排气成分实测结果2. 大气压力的影响大气压力P 随海拔高度而变化，由经验公式()5.256010.02257 kPa P P h =- (2-4)式中：h 一海拔高度，km 。

当海平面0P =100kPa 时，可作出海拔高度和大气压力变化关系的曲线，如图2-4所示。

当忽略空气中饱和水蒸气压时，空气密度ρ可用下式表示：()32731.293 kg/m 273760P T ρ=+ （2-5） 式中：T －温度，℃。

可以认为空气密度ρ和大气压力P 成正比，从简单化油器理论可知，空燃比和空气密度的平方根成正比，所以进气管压力降低时，空气密度下降，则空燃比下降，CO 排放量将增大。

影响汽油机怠速排放因素的探讨
1、汽油机组件磨损：汽油机的活塞、连杆、活塞环等组件，如果各组件的磨损严重，则怠速排放会比正常情况有所增加，影响汽油机的排放。

2、空气涡轮增压调节：汽油机的涡轮增压系统不能正常调节，使空气进气量变小，即使在调节器开放情况下，汽油也无法在燃烧室良好完成燃烧，汽油机怠速排放也会增大。

3、汽油机部件老化：当汽油机部件老化时，燃烧不充分，汽油机怠速排放浓度会增加。

4、催化转化效率：车辆排放系统的催化转化效率较低也会影响汽油机怠速排放浓度，造成汽油机怠速排放增大。

5、燃油品质：燃油中添加剂和添加量不当也会影响汽油机燃烧，汽油机怠速排放浓度也会发生变化，从而使怠速排放增大。