汽车性能与使用技术 刁立福 第4章.pptVIP

第4章 汽车环境友好性 第一节 汽车排放污染物 一、汽车排放污染物来源 汽车排放污染物是指汽车的排气污染物、燃料蒸发污染物、曲轴箱污染物的统称。主要有：CO、HC、NOx、PM。 1. CO：燃料燃烧不完全产生 2. HC：各种碳氢化合物总称 3. NOx：NO、NO2 4.微粒物：尾气中固/液体状的微颗粒总称 5.排气可见污染物：碳烟。悬浮在排气流中的微粒和雾状物。阻挡光线。 6.光化学烟雾：未燃HC 与NOx光化学反应生成。 二、汽车排放污染物危害 1. CO：人体缺氧，头晕、恶心、头痛，轻者慢性中毒，重者危及生命 2. HC：刺激鼻、眼、呼吸道黏膜 3. NOx：刺激眼黏膜、呼吸系统 4.微粒物：呼吸系统、致癌物。 5.光化学烟雾：刺激眼、鼻、咽喉，损害农作物 （三）汽车排气污染物形成 三、排气污染物的形成原因 1.CO 燃油因缺氧不完全燃烧产物 2.HC 1）发动机燃烧室及气缸表面温度较低，对燃气火焰强烈的冷却，火焰传播不到，从而在表面上形成一层厚约0.1~0.2mm的未燃或未完全燃烧的混合气层，称为激冷层（Quenching layer）。该层中大量未燃HC在排气过程中被排出气缸，是HC排放重要来源。（缸壁激冷） 2）火焰也不能在激冷缝隙内传播。一般在小于1mm缝隙内（如活塞顶部与第一道气环之间的空隙）混合气，火焰无法传入其中而不能完全燃烧。（缝隙效应） 3）油膜和沉积物对燃油蒸气吸附作用，使燃油未燃烧或未完全燃烧 4）混合气过浓、过稀，燃料雾化不良或混入废气过多，生成未燃HC或不完全燃烧HC 5）燃油供给系统蒸发以及燃烧室等泄漏产生 3.NOx 1）高温NO -空气中氮气氧化 2）燃油NO -燃油中含氮化合物分解氧化 3）激发或瞬发NO -燃油中碳氢化合物裂解与空气中氮气反应 高温、富氧、停留时间长 4.微粒（PM） Particulate Matter 柴油机 包括： 碳烟DS(Dry Soot)Carbon（燃烧质量） 可溶性有机成分SOF(Soluble Organic Fraction)（燃烧质量、润滑油窜入燃烧室） 硫酸盐（含硫燃料） 高温和局部过浓-燃料裂解-碳粒（C）-凝聚/吸附（重馏分的未燃烃、硫酸盐以及水分等在碳粒上） -PM 四、使用因素对排气中有害气体浓度的影响 1.负荷(稳定工况)：负荷不同，需要的空燃比不同。空燃比对排气的影响。 1)怠速、小负荷： CO↑↑ HC↑↑ NOx↓↓ 市内行驶的汽车，红绿灯、公交车站、行人及其他交通因素（交通堵塞现象），汽车不得不频繁起步、停车，并长时间低速行驶，发动机经常处于怠速及小负荷的运行状态，这是造成城市大气污染严重的重要原因之一。 2)中等负荷：CO↓↓ HC↓↓ NOx↑↑ 中等负荷时，混合气略稀，燃烧效率高 3)大负荷：CO↑ NOx↑、碳烟↑（柴油机） 柴油机总的来说供给的空气还是充足的，但是混合气形成时间短，易造成混合不均匀，在烧烧室局部地方混合气有过浓现象，从而由于氧气不足烃分子发生分裂而形成炭烟。某些区域有过量空气，局部温度很高，使NOx大量生成。 2. 转速(稳定工况) 发动机转速增加，燃烧室内混合气的紊流加强，混合气形成与燃烧得到改善，使排气中CO、HC含量减少。 3.不稳定工况(变工况、瞬态工况) 在使用过程中，汽车发动机在不稳定工况下工作时，发动机负荷和转速随时间不断变化，使混合气的形成与燃烧条件恶化，相对于稳定工况来说，排放污染物浓度（CO、HC）将增加。 4. 热工况 5.汽车技术状态 五、使用中降低汽车排气污染的主要措施 新车满足日益严格的排放要求： 机内净化：改进燃烧装置。 机外净化：后处理装置。 使用中降低汽车排气污染的主要措施 1.在用汽车排放控制的I/M制度 （Inspection and Maintenance Program） 通过对在用汽车的检查[定期检测和随机抽查]，确定其排放污染严重的原因，然后有针对性地采取维修措施，确保汽车技术状况良好，使在用汽车最大限度地降低排放污染物，达到高的排放水平。 2.燃料品质改善 汽油、柴油、CNG 、LPG-使用性能提高（组分优化：苯、芳烃、硫、密度） 3.在用车合理改造 加装净化装置、改用清洁燃料 思考题：简答题：1