模块二汽车排放污染物的形成及生成机理
第2章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素
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
浅谈汽车排放污染物生成机理及控制技术研究
１２ Ｈ ． Ｏ生成机 理 Ｈ ｃ与 Ｃ ０一样 ，也 是 一种 不完 全 燃烧 的产 物 ，与 过量 空 气 系数 有密 切 关 系。但即使 在空气 系数 ≥ ｌ 的条件 下 ，也会 产生 很高 的 Ｈ 排放 ，这是 因为 ｃ Ｈ 化 合物还 有淬 熄和 吸附等 生成 原 因。 ｃ １ ３ Ｎ ｘ 成机理 ． Ｏ 生 汽 油机燃 烧过 程 中主要 生成 Ｎ ０，另 有少 量 Ｎ ２ Ｏ ，统称 Ｎ ｘ Ｏ ，其 中 Ｎ ０占 绝大 部分 ，约 占 Ｎ ｘ Ｏ 总排放 量 的 ９ ％ 。在经排 气管 排入 大气后 ，缓慢 地与 Ｏ ５ ２
汽车发动机排放污染物的生成机理、影响因素及危害
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。
汽车排放污染物的生成机理和影响因素2
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。
3-2汽车排气污染物的形成及影响因素
二、使用因素对排气中有害气体浓度的影响
1.负荷的影响 图为CA1090、EQ1090、 NJ1040型汽车在发动机转 速为2000r/min，在不同负 荷的进气管真空度下，用 直接取样法所得的测试结 果为发动机负荷与排放污 染物浓度的关系。
二、使用因素对排气中有害气体浓度的影响
1.负荷的影响 随着负荷的增加， CO排放量降低；当 进气管真空度低于 26.664kPa(200mmH g)时，CO排放量开 始上升。
发动机燃烧过程的时间很短，不能达到全部反应 的平衡过程。
原因是实际反应的速度跟不上化学平衡的需要， 即每一瞬间的化学动力状态都与化学平衡状态有 一定差距，要想达到化学平衡状态，需要相当长 的时间。
除了燃烧气体的温度和氧的浓度外，停留在高温 下的时间也是NO生成的重要影响因素。
一、发动机污染物的形成 4.微粒(PM)的形成
在高速时，由于燃烧时间 短，易于产生未燃烃， HC排放量略有增加；若 气门重叠角较大，低速时 未燃烃也会直接排出使 HC排放略有增加。
汽油机曲轴转速对排气 有害成分的影响
二、使用因素对排气中有害气体浓度的影响
2.发动机转速的影响
提高怠速可使CO、HC排放浓度下降。这是由于进气 节流减小，充气量增加，残余气体稀释程度有所减少， 使燃烧得到改善的缘故。 对于NOx生成量，当用较浓混合气时，由于散热时间 短，燃烧室内温度升高，NOx生成量增加；反之，当 用稀混合气时，由于燃烧过程相对的曲轴转角增大， 燃烧峰值温度反而下降，NOx生成量减少。 在某一混合气浓度下，当转速达到最大转速的65％ ~75％时，废气中的NOx达到最大值。
汽车公害
第一节 概述 第二节 汽车排气污染物的形成及影响因素 第三节 汽车排气污染物检测 第四节 汽车噪声 第五节 汽车噪声检测
现代汽车排放与控制技术课件 第二章 汽车 排放污染物的生成机理和影响因素
•
汽油为C4—C11的碳氢燃料，易挥发，化学稳定性好，
着火温度高，不易自燃，是依靠点火使其燃烧。因此，汽
油机需要燃油和空气在外部形成比较均匀的混合气进入气
缸后，用火花塞点燃，形成火焰中心，化学反应加速，开
始进行火焰传播。所以其燃烧方式为预混合燃烧。
•
柴油机为C12~C23的碳氢化合物，不易挥发，着火温
汽车排放与控制
第二章 汽车排放污染物
的生成机理和影响因素
北京建筑工程学院
• 学习目标
理解汽车排放物与柴油车排放物有何异同，理解汽车排 放物的生成机理及其影响
• 知识要点
汽油车排放污染物的生成机理 汽油车排放污染物的影响因素 柴油车排放污染物的生成机理 柴油车排放污染物的影响因素
• 引例
某市环保局机动车尾气排放管理处对机动车尾气的进行 24小时测试。结果表明尾气浓度最高时间是上下班时间， 地点是在高架入口和十字路口处。
度低，化学稳定性差，但易自燃。因此，柴油机靠压缩提
高缸内混合气的温度，使其自燃。由于柴油机是在极短的
时间内靠高压将柴油喷入气缸，经过喷雾、蒸发，混合过
程形成非均质的可燃混合气，当压缩达到自然温度就会有
多处着火而燃烧，燃烧时，仍有燃料正在进行喷射、雾化、
蒸发和混合，因此其燃烧方式为扩散燃烧。
由表2-1可见：汽油机污染物主要是CO，HC和NOx。 柴油机污染物主要是微粒和NOx。
对于增压的四冲程汽油机，一般采用较大的气门重叠角。 当进排气门重叠开启时，扫气作用虽然有助于降低发动机 热负荷，但也使HC排放增加。
2)从燃烧室通过活塞组与气缸之间的间隙漏入曲轴箱的 窜气，含有大量未燃烧料。曲轴箱窜气如果排入大气也构 成HC排放物，称为曲轴箱排放物。
汽车运用工程 5-2汽车排气污染物的形成及影响因素
柴油机微粒
国内外对柴油机微粒排放的限制十分重视，除对 微粒物中的炭烟早已进行限制外，还针对柴油汽 车的微粒排放量制定了标准。
4.微粒(PM)的形成 碳烟是微粒的主要组成部分。 碳烟排放的变化自然导致微粒排放的变化，但 两者升高和降低未必成比例。 柴油机在高负荷时，碳烟在微粒中所占的比例 升高，而在部分负荷时则有所降低。 由于重馏分的未燃烃、硫酸盐以及水分等在碳 粒上吸附凝聚，在很多情况下碳烟即指微粒。
2.碳氢化合物(HC)的形成
发动机气缸内的混合气通过火焰传播而燃烧， 但是紧靠缸壁的气体层（0.05~0.5mm），因 低温缸壁的冷却作用，温度低而不能燃烧。
火焰也不能在激冷缝隙内传播。 其结果是，在小于1mm的缝隙内（如活塞顶部 与第一道气环之间的空隙）混合气不可能完全 燃烧，紧靠缸壁的混合气中的HC随废气排出。
如果氧气不足，甲烷和乙烯会进一步进 行化学反应，进行脱氢反应并聚合成直 径为20~30 μm大小的炭烟粒子，小粒子 最后会成长成直径为50~200 μm的大粒 子。
4.微粒(PM)的形成
炭烟微粒形成过程
4.微粒(PM)的形成 近年来，许多有效措 施使柴油机的炭烟排 放量大幅度下降。 可溶有机成分在微粒中 比例与燃烧质量有重要 关系，也与窜入燃烧室 的润滑油的量有关。 随着燃烧质量的提高， 窜入燃烧室的润滑油所 产生微粒的比例会随之 增加。
4.微粒(PM)的形成 碳氢化合物燃料的不完全燃烧所产生的炭烟以碳
原子主要成分并含有占10%~30%氢原子的碳氢化
合物，具有与聚合多环碳化氢相近似的结构。
发动机燃料由于热分解生成甲烷和乙烯等低分子
碳氢化合物，在温度不太高的情况下，这些产物 成为未燃碳氢化合物。
μm
4.微粒(PM)的形成
发动机排放污染物的生成机理
发动机排放污染物的生成机理要紧内容：介绍了汽车尾气中的要紧污染物CO 、HC 、NO X 和微粒的生成机理。
1、 一氧化碳1.1 一氧化碳的生成机理汽车尾气中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。
一样烃燃料的燃烧反应可经以下过程：22n m H 2n mCO O 2m H C +→+(2-1)燃气中的氧足够时有O 2H O 2H 222→+(2-2)222CO O 2CO →+(2-3)同时CO 还与生成的水蒸气作用，生成氢和二氧化碳。
可见，假如燃气中的氧气量充足时，理论上燃料燃烧后可不能存在CO 。
但当氧气量不足时，就会有部分燃料不能完全燃烧，而生成CO 。
在非分层燃烧的汽油机中，可燃混合气差不多上是平均的，其CO 排放量几乎完全取决于可燃混合气的空燃比α或过量空气系数a φ。
图2-1所示为11种H/C 比值不同的燃料在汽油机中燃烧后，排气中CO 的摩尔分数x CO 与α或a φ的关系。
空燃比α 过量空气系数a φa ） b)图2-1汽油机CO 排放量x CO 与空燃比α及过量空气系数a φ的关系由图2-1能够看出，在浓混合气中（a φ<1），CO 的排放量随a φ的减小而增加，这是因缺氧引起不完全燃烧所致。
在稀混合气中（a φ>1），CO 的排放量都专门小，只有在a φ=1.0～1.1时，CO 的排放量才随a φ有较复杂的变化。
在膨胀和排气过程中，气缸内压力和温度下降，CO 氧化成CO 2的过程不能用相应的平稳方程精确运算。
受化学反应动力学阻碍，大约在1100K 时，CO 浓度冻结。
汽油机起动暖机和急加速、急减速时，CO 排放比较严峻。
在柴油机的大部分运转工况下，其过量空气系数a φ都在1.5～3之间，故其CO 排放量要比汽油机低得多，只有在大负荷接近冒烟界限（a φ=1.2～1.3）时，CO 的排放量才大量增加。
由于柴油机燃料与空气混合不平均，其燃烧空间总有局部缺氧和低温的地点，以及反应物在燃烧区停留时刻较短，不足以完全完成燃烧过程而生成CO 排放，这就能够说明图2-2在小负荷时尽管a φ专门大，CO 排放量反而上升。
模块二汽车排放污染物的形成及生成机理
喷油定时的影响
影响柴油机 NOX生成的
因素
喷NO油X排提放前随角负减荷小增，大燃而烧显推著迟增，加燃。烧温
度较低，放生热成规的律NO的X较影少响。
转速对 NOX排放的影响比负荷的影响
传小统。模式
低排放放热模式
负荷与转速的影响
微粒的生成机理
柴油机微粒的组成与特征
柴油机排气微粒由很多原生 微球的聚集体而成，总体结 构为团絮状或链状。
燃烧过程中未燃烧或燃烧不完全 的碳氢燃料 漏入曲轴箱的窜气中含有大量未 燃燃料
燃油蒸汽
汽油机未燃HC的生成机理
火焰在壁面淬冷
狭隙效应
润滑油膜对燃油蒸 汽的吸附与解吸
燃烧室内沉积物 的影响
体积淬熄
碳氢化合物的后 期氧化
冷起动、暖机和 怠火 速焰 等不 工能 况进 下入 ， 各 壁淬面类的种便进滑收碳燃向沉增燃温可未合工重会氢烧已积加能面熄火狭气油了烧度燃物况要产化过燃物。使温层焰窄过膜进室下烧释下来生合程气使火度较淬的程溶入中降的放未源未物中解H焰较厚熄间中解气压太碳出燃。燃。，吸C熄低是隙和缸力快氢来，，排。HHH灭放壁 此 ， 润 吸 的 和 ， 化 ，CCC。。 重新被全部或部 分氧化。
? 能力目标： 懂汽车尾气中主要污染物 CO、HC、 NOX和微粒的生成机理知道降低汽车主要污染物 CO、HC、NOX和微粒的方法
? 素质目标： 通过本节课的学习，知道汽车尾气对 人体的危害，树立环境保护意识，注重培养日常 生活中的良好生活习惯。
第2章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素
2.1 一氧化碳 2.2 碳氢化合物 2.3 氮氧化物 2.4 微粒
燃烧室面容 比的影响
影响碳氢化合物生成的因素
混合气质量 的影响
第二章汽车排放污染物的形成
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第二章汽车排放污染物的形成
柴油机一氧化碳的生成机理
•Φa =1.5～3，大部分工 况， •CO排放量要比汽油机 低得多。
•Φa =1.2～1.3，接近冒 烟界限， •CO的排放量才大量增 加。
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第二章汽车排放污染物的形成
柴油机一氧化碳的生成机理
•Φa
•小负荷时，燃料与空气混合不均匀，局部缺 氧和低温，尽管Φa很大，CO排放量反而上升。
•汽油机排气中的NO2浓度与NO的浓度相比可 忽略不计，但在柴油机中NO2可占到排气中总 NOX的10%～30%。（冷空气激冷才能让NO2 保留下来。柴油机在小负荷运转时，燃烧室 中存在很多低温区。）
•NO ＋ HO2 → NO2 ＋ OH
•NO2＋O → NO＋O2
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第二章汽车排放污染物的形成
•2 烟粒长大阶段： •（1）表面生长，表面粘住气相物质，脱氢； •（2）聚集，碰撞，烟粒数量减少。
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第二章汽车排放污染物的形成
烟粒的氧化及有机可溶成份的吸附与凝结
•3 烟粒的氧化： •氧化作用需要有一定的温度，至少在700～ 800℃。
•4 有机可溶成份的吸附与凝结： •组成SOF的重质有机化合物向烟粒聚集物 的凝结与吸附。在排气最后阶段进行。
•可溶有机成份 SOF （Soluble organic
fraction）
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第二章汽车排放污染物的形成
• Two-dimensional imaging of ignition and soot formation processes in a diesel flame
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第二章汽车排放污染物的形成
汽车排放污染物的生成机理和影响因素
班级：汽服1101 姓名：袁嘉俊学号：15摘要：为了解决日益严重的城市大气污染，实现可持续发展，开发新能源汽车和低排放汽车已经成为汽车工业发展的方向之一。
分析汽车发动机排放污染物的生成机理及影响因素，假设其它条件一定时，某一或几个参数变化的情况下，定性分析汽车主要排放污染物C0、HC、NO，等的变化趋势，从而建立起控制汽车排放的有效措施达到降低汽车排放、净化城市大气环境的目的。
关键词：排放污染物生成机理影响因素1、绪论随着居民收人的提高，汽车价格的下降和消费环境的改善，中国汽车市场的规模将持续扩大增长；同时随着汽车保有量的持续增长，我国汽车排放污染物总量也将持续攀升。
汽车排放污染已经成为我国城市大气的主要污染源。
因此控制汽车污染的排放关系到人类社会的可持续发展，和人民生活的质量。
2、汽车排放污染物成分主要污染物CO、HC、NOX和微粒的生成机理及其影响因素。
汽车排放污染物生成机理一氧化碳的生成机理汽车尾气中CO的产生是燃烧不充分所致，是氧气不足而生成的中间产物。
燃气中的氧气量充足时，理论上燃料燃烧后不会存在CO。
但当氧气量不足时，就会有部分燃料不能完全燃烧，而生成CO。
1）汽油机一氧化碳的生成机理Φa <1时，因缺氧引起不完全燃烧，CO的排放量随Φa的减小而增加。
Φa >1时，CO的排放量都很小。
Φa =～时，CO的排放量变化较复杂。
2）柴油机一氧化碳的生成机理Φa =～3，CO排放量要比汽油机低得多。
Φa =～，CO的排放量才大量增加。
影响一氧化碳生成的因素：1. 进气温度的影响2. 大气压力的影响 3. 进气管真空度的影响4. 怠速转速的影响 5. 发动机工况的影响碳氢化合物的生成机理1）车用汽油机未燃HC的生成机理车用发动机的碳氢排放物中有完全未燃烧的燃料，但更多的是燃料的不完全燃烧产物，还有小部分由润滑油不完全燃烧而生成。
排气中未燃碳氢物的成份十分复杂，其中有些是原来燃料中不含有的成份，这是部分氧化反应所致。
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导入新课：
• 汽车尾气是目前环境污染中最重要的污染之一。 那么汽车尾气有哪些成分？它们对大气或者人体 造成什么样的危害？在实际生活中，该如何降低 这些废气呢？
教学目标
• 知识目标：汽车尾气中的主要污染物CO、HC、 NOX和微粒的生成机理及其影响因素。
• 能力目标：懂汽车尾气中主要污染物CO、HC、 NOX和微粒的生成机理知道降低汽车主要污染物 CO、HC、NOX和微粒的方法
汽油机运行条件的影响
负转壁燃荷速 烧面的较 室温影高 面度响时 容升比，高大气 ，H，缸C单内排混位放合容浓气积度的相扰激应 转流混燃。点。降减。冷必是措点负 随 加速混 烧 火 低 弱 面 降 施合 然火荷 。废影的。 。合 过 提 壁 积 低程 也时增气响影程 前 面 也 汽度 增、 提刻加流响角 激 随 油涡 ，高的 大的时量减 冷 之 机流冷H。增，变C小 效 增却大降扩H大H排CC可 应 大介改低散而排放排使质，，善燃及几放浓放温了烧降未排H乎度的量C度气室低燃气呈一排明绝有缸烃H面扰线项放显对C利内容总流性下重下排值于的量比、增要降降放将 壁温的影响
Φa >1的稀混合气区，xNOe
随温度的升高而迅速增大 。
Φa <1，xNOe随Φa 的减小 NO的平衡摩尔分数xNOe
而急剧下降。
与过量空气系数Φa的关系
NO的生成机理
结论：
在稀混合气区NO的生成 主要是温度起作用；在浓 混合气区主要是氧浓度起 作用。
NO2的生成机理 汽油机排气中的NO2浓度与NO的浓度 相比可忽略不计，但在柴油机中NO2 可占到排气中总NOX的10%～30%。
当排气温度超过500℃时，碳质微球的 聚集体，称为碳烟，也称为烟粒；
排气温度低于500 ℃时，烟粒会吸附和 凝聚多种有机物，称为有机可溶成份。
烟粒的生成机理
烟粒生成阶段： （1），在高温富油缺氧区，通过裂解和脱 氢过程，经过核化形成先期产物； （2）在低于1500K的低温区，通过聚合和 冷凝生成碳烟微粒。
喷油定时的影响
影响柴油机 NOX因生素成的
喷NO油X排提放前随角负减荷小增，大燃而烧显推著迟增，加燃。烧温
度较低，放生热成规的律NO的X较影少响。
转速对NOX排放的影响比负荷的影响
传小统。模式
低排放放热模式
负荷与转速的影响
微粒的生成机理
柴油机微粒的组成与特征
柴油机排气微粒由很多原生 微球的聚集体而成，总体结 构为团絮状或链状。
影响微粒生成的因素
转速的影响：
（1）小负荷时温度低，以未燃油滴为主的微 粒的氧化作用微弱； （2）转速升高时，这种氧化作用又受到时间 因素的制约； （3）大负荷时，转速的升高有利于气流运动 的加强，使燃烧速度加快。
影响微粒生成的因素
燃料的影响：
（1）燃油中芳香烃含量及馏程越高，微粒 排放量越大；烷烃含量越高，微粒排放量 越少； （2）柴油机的排烟浓度随十六烷值的提高 而增大。
NOX生成量随温度升高而迅速增大
废。气最分高数温增度大通，常减出小现了在可Φ燃a ≈气1的.1，发且热
量 燃有 出， 烧适现增温量峰大度点的值了下火氧。混降时浓Φ合，a刻度进气N，一的O的排故步影比放N增响热O降大X容排低，，放。温使浓度最度下高
降的作用占优势，NO生成量减少。
影响NOX生成的因素
烟粒长大阶段： （1）表面生长； （2）聚集。
烟粒的氧化及有机可溶成份的吸附与凝结
烟粒的氧化：
氧化作用需要有一定的温度，至少在700～ 800℃。
有机可溶成份的吸附与凝结 组 ：成SOF的重质有机化合物向烟粒聚集物的 凝结与吸附。
影响微粒生成的因素
负荷的影响：
（1）高速小负荷时，稀薄混合气区较大， 微粒排放量较高； （2）低速大负荷时，容易产生裂解和脱氢 ，排放量有所升高。
柴油机未燃HC的生成机理
燃料在气缸内停留的时 间较短，生成HC的相对 时间也短，故其HC排放 量比汽油机少。
2.2.2 影响碳氢化合物生成的因素
混合气质量 的影响
混合气的均匀性越 差则HC排放越多。
运行条件的 影响
汽油机运行条件的 影响
影响碳氢化合物生成的因素
运行条件的 影响
负 转点 壁 燃比荷速火温烧影的的时室影响影刻面响响的容
一氧化碳的生成机理 汽车尾气中CO的产生是燃烧不充分所致 ，是氧气不足而生成的中间产物。
燃气中的氧气量充足时，理论上燃料燃烧 后不会存在CO。但当氧气量不足时，就会 有部分燃料不能完全燃烧，而生成CO。
汽油机一氧化碳的生成机理
汽油机CO排放量xCO与 及过量空气系数Φa的关系
汽油机一氧化碳的生成机理
柴油机一氧化碳的生成机理
燃料与空气混合不均匀，总有局部缺氧和低温 的地方，反应物在燃烧区停留时间较短，小负 荷时尽管Φa很大，CO排放量反而上升。
影响一氧化碳生成的因素
碳氢化合物的生成机理
燃烧过程中未燃烧或燃烧不完全 的碳氢燃料 漏入曲轴箱的窜气中含有大量未 燃燃料
燃油蒸汽
汽油机未燃HC的生成机理
空气涡流的影响： 适当增加空气涡流，有利于改善混合气品质 ，减少碳烟排放量；
其它因素的影响： 高温缺氧是造成碳烟生成量增加的重要原因
总结：
• 本节内容主要介绍了汽车尾气排放的主要成分（C0，HC，NOX等）产 生的原因和降低它们生成的主要方法。在后面的课程中，我们会介绍到 相关的电子和机械设备，它们对于降低汽车尾气中各种废气的排放有很 好的效果
NO ＋ HO2 → NO2 ＋ OH NO2＋O → NO＋O2
影响NOX生成的因素
影响汽油机 NOX生成的
因素
Φ度 低a过 温很而<量 度高降1时低N空 的，O，气影X由的此系响于生时数缺成氧氧和量浓即仍燃度使会烧起燃随着室烧着决室的定内降性温
作用。
点 降Φ火 。a>残提1时前余，角废温的气度减分起小数着，的决NO定影排性响放作量用不，断下
影响微粒生成的因素
喷油参数的影响：
（1）喷油定时的影响；
（2）喷油规律的影响：大部分燃油在前半 时间内喷入气缸时，参与预混燃烧的油量 增多，故排烟浓度低而NO浓度高；
（3）喷油嘴不正常喷射的影响：滴漏或二 次喷射对碳烟有不利影响；
（4）喷油压力的影响：提高喷油压力，减 少烟粒的生成。
影响微粒生成的因素
由上图可以看出
Φa <1时 ，因缺氧引起不完全燃烧，CO的排
放量随Φa的减小而增加。 Φa >1时 ，CO的排放量都很小。 Φa =1.0～1.1时，CO的排放量变化较复杂。
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（大负荷）， CO的排放量才大量增加。
• 素质目标：通过本节课的学习，知道汽车尾气对 人体的危害，树立环境保护意识，注重培养日常 生活中的良好生活习惯。
第2章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素
2.1 一氧化碳 2.2 碳氢化合物 2.3 氮氧化物 2.4 微粒
主要内容
介绍了汽车尾气中的主 要污染物CO、HC、NOX 和微粒的生成机理及其 影响因素。
燃烧室面容 比的影响
影响碳氢化合物生成的因素
混合气质量 的影响
运行条件的 影响
汽 柴油机运行条件的 影响
影响碳氢化合物生成的因素
运行条件的 影响
柴油机运行条件的影响
喷油时刻的 影响
喷油嘴喷孔 面积的影响 冷却水进水 温度的影响 进气密度的
影响
NOX的生成机理
O2 → 2O O ＋ N2 → NO ＋ O N ＋ O2 → NO ＋ O N ＋ OH → NO ＋ H
火焰在壁面淬冷吸
燃烧室内沉积物 的影响
体积淬熄
碳氢化合物的后 期氧化
冷 怠 壁 淬 面 类 的 火 种 便 。 进 滑 收 碳 燃 沉 增 燃 温 未起 速 面 火 工 重 焰 狭 会 油 了 氢 积 加 烧 度 燃熄 气 烧动 等 温 焰 况 要 不 窄 产 膜 进 化 物 室 下 烧。层 过 过工度淬下能的生溶入使中降的较程程、来合况较熄未进间未解气压太碳暖H厚中中源物C下低是燃入隙燃和缸力快氢，，，机。。排此各吸的和化和，，壁，润，HH放HCCC 向 可 合已 能 物燃 使 释火放气焰出解熄来吸灭，。 。 重新被全部或部 分氧化。