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PPT研究院 POWERPOINT ACADEMY * * 5.5.1汽车废气分析 4.HC的生成原因及影响因素 HC来自未完全燃烧的汽油和供油系中汽油的蒸发和滴漏。HC的含量高，说明汽油没有充分燃烧。其原因主要有：汽缸压力不足，发动机温度过低，混合气过浓或过稀，点火正时不准确，点火系统间歇性不跳火，温度传感器不良，喷油器漏油或堵塞和燃油压力过高或过低。 （1）空燃比(A／F)与碳氢化合物(HC) 碳氢化合物与空燃比的直接关系较小。碳氢化合物生成的主要原因是：在燃烧室壁温度较低的冷却面附近，形成猝冷区，达不到燃烧温度，火焰消失；电火花微弱，根本未能点燃混合气导致所谓缺火现象；在进排气门重叠时漏气等。因此，当空燃比在1 6．2：1以内时，混合气越浓，HC的排放量就越多。而当混合气空燃比超过1 6．2：1时，由于燃料成分过少，用通常的燃烧方式已不能正常着火，产生失火现象，使未燃烧的HC大量排出，如图5-62所示。 图5-62 空燃比与碳氢化合物关系图 5.5.1汽车废气分析 （2）点火提前角与HC 点火推迟时，HC排放降低，主要是因为排气温度升高，促进C O和HC的氧化，也由于燃烧时降低了汽缸的面容比，燃烧室内的激冷面积减小了，使排出的HC减少。采用推迟点火来降低HC，是以牺牲燃油的经济性为代价的，所以得不偿失，如图5-63所示。 图5-63 点火提前角与HC关系图 5.5.1汽车废气分析 （3）发动机负荷与HC 当空燃比和转速保持不变，并按最大功率调节点火提前角时，改变负荷对HC的排放影响不大。这是因为影响HC排放的因素，有的使HC降低，有的使它增加，结果作用正好相互抵消。当进气管压力在30．5～8 1．OkPa时，因供给的混合气较稀，所以HC排放降至很低，当进气管压力超过8 1．OkPa，时，接近全负荷，混合气加浓。此时HC排放量理应上升，但由于全负荷时，排气温度相应增大，这时排气后反应对HC排放的消除作用加强，从而限制了HC的排放。小负荷时进气管压力低，由于汽缸壁激冷作用增强，混合气又比较浓，若进气管压力低于20 kPa时，还可能导致火焰传播不完全，结果使HC排放明显增高。例如，在汽车突然关闭节气门时，进气管内液体燃料的瞬时蒸发，造成高进气真空下混合气的额外加浓，也会出现这种情况，如图5-64所示。 图5-64 发动机负荷与HC关系图（n=1500r/min） 1-排量2.36L L；2-排量4.78L；；3-排量5.76 5.5.1汽车废气分析 （4）转速与HC 转速升高时，HC的排放明显降低，如图5-65所示，原因是转速升高，加大了汽缸中的扰流混合与涡流扩散，又增强了排气的扰流和混合。前者改善了汽缸内的燃烧，促进了激冷层的后氧化反应。但高速时为克服较高的发动机阻力，需要加大排气容积流量，使排气系统中停留的时间有所缩短。因此HC排放量的降低将小于按浓度改变预计的结果。同时适当提高怠速转速，对降低CO成分也有好处。 图5-65 发动机转速与碳氢化合物关系图 减速运转时，对应于行驶中迅速松开加速踏板，特别是发动机原先高速运转时，一旦急速关闭节气门，在进气管内会产生瞬间的强真空，吸人过量的燃料。其结果是汽缸内压缩压力降低，因此，燃烧温度降低。由于不完全燃烧，CO的生成量增加，而且由于猝冷区加大，HC的生成量亦增加。 5.5.1汽车废气分析 5.NOx的生成原因及影响因素。 Nox是N2和02在发动机高温、高压下的燃烧产物。燃烧温度越高，燃烧越充分，形成的NOx也就越多。 （1）空燃比(A／F)与氮氧化合物(NOx)。 可燃混合气中的N2和02在燃烧室内通过高温高压的火焰时化合生成NOx。因此，在混合气空燃比为1 5．5：1附近燃烧效率最高时，NOx生成量达到最大，混合气空燃比高于或低于此值，NOx的生成量减小。发动机越接近完全燃烧，NOx的生成量越多。相反，在发动机接近不完全燃烧，CO生成量增多时，NOx减少，如图5-66所示。 图5-66 空燃比与氮氧化合物关系 5.5.1汽车废气分析 （2）点火提前角与NOx 在任何负荷和转速下，加大点火提前角，均使NOx排放增加。这是因为点火时间提前时，燃烧温度升高，因此从降低NOx排放的角度出发，可以减小点火提前角，降低循环最高温度，使用比理论空燃比更浓或更稀的混合气。然而，降低最高温度伴随着发动机热效率的下降。减小点火提前角和使用较浓或较稀的混合气，若调整不当，会严重降低发动机的动力性、经济性和稳定性，如图5-67所示。 图5-67 点火提前角与NOX关系图 1-空燃比为15.7：1；2-空燃比为11.6：1；3-空燃比为15.9：1；4-空燃比为12.0：1 5.5.1汽车废气分析 （3）发动机负荷与NOx