汽车排放污染物的生成机理和影响因素
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
第九章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素
减少，且提高排气温度，利于 HC 的后氧化，但有损燃油消耗 率和比功率。
NO的体积分数随点火提前角的变化
二、影响NOX生成的因素(柴油机)
（一）喷油定时的影响
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★喷油提前角
减小，燃烧推 迟，燃烧温度 较低，生成的 NOX较少。
★燃油消耗率
用蜂窝结构，蜂窝表面有涂层 和活性组分，与废气的接触表 面积非常大，净化效率高，当 发动机的空燃比在理论空燃比 附近时，三效催化剂可将90%的 碳氢化合物和一氧化碳及70%的 氮氧化物同时净化。 目前，电子控制汽油喷射加三效催化转化器已成为国内外汽 油车排放控制技术的主流。
一、三效催化转化器的基本结构
三效催化转化器由 壳体、垫层和催化 剂组成，其中，催 化剂包括载体、涂 层和活性组分。
三元催化转化器结构
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二、催化反应机理
有催化剂参与的化学反应就称为催化反应。 固体催化剂对气态或液态反应物所起的催化 作用属于多相催化，车用催化剂就是此类型 的催化。 催化反应过程
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二、影响一氧化碳生成的因素
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4.怠速转速的影响
提高怠速转速，可有 效地降低排气中CO浓度
怠速转速对CO、HC排放影响
§2.1 一氧化碳
二、影响一氧化碳生成的因素 5.发动机工况的影响
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汽油机等速工况排气成分
发动机负荷一定时，CO的排放量随转速增加而 降低，到一定的转速后，变化不大。
柴油机不同负荷下的NOX排放和对应的空燃比 np ntq （直喷式自然吸气车用柴油机， 6×102mm×118mm， c =16.5）
汽车排气污染物的形成及影响因素
第二节 汽车排气污染物的形成及影响因素
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汽车运用工程
汽车公害
二、使用因素对排气中有害气体浓度的影响
1.负荷的影响
汽车运行过程中， 发动机在节气门 全开，转速为 1800r/min工况 下的调整特性如 右图所示。
某型发动机在节气门全开，转速1800r/min， 不同混合气浓度的调整特性
➢ 在燃烧反应过程的不同阶段存在着不同的中间 产物。
➢ 若这些中间产物继续氧化的条件不适宜，就可 能因氧化完全而增加HC的排放量。
➢ 二冲程汽油机中的扫气作用使部分混合气经气 缸直接排放。这种汽油机的HC排放量可能比 四冲程汽油机大几倍。
第二节 汽车排气污染物的形成及影响因素
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汽车运用工程
一、发动机污染物的形成
汽车公害
3.氮氧化物(NOx)的形成
➢ NOx是在高温条件下，N2和O2反应生成的， 其形成机理比较复杂。
➢ 目前普遍认为，除燃烧气体的温度和氧的 浓度外，在高温条件下的停留时间是NOx 生成的重要影响因素。
第二节 汽车排气污染物的形成及影响因素
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➢ 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。
➢ 为了提高最大功率，发动机常在过量空气系数 小于1的情况下工作。
第二节 汽车排气污染物的形成及影响因素
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第二节 汽车排气污染物的形成及影响因素
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汽车运用工程
汽车公害
模块二汽车排放污染物的形成及生成机理
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；
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。
试论汽车尾气污染的生成机理和影响因素以及治理方法
试论汽车尾气污染的生成机理和影响因素以及治理方法汽车的问世可以说是现代文明发展和进步的重要标志之一,伴随着人们生活水平的提高以及汽车生产工艺的改进,原本的高端产品开始进入了普通百姓的生活,给人们的日常出行带来了巨大的便利,但是与此同时,汽车保有量的增加也造成了严重的尾气污染,影响了城市的生态环境和人们的身心健康。
因此,研究和解决汽车尾气污染,已经成为全世界共同关注的问题。
1 汽车尾气污染的生成机理1.1CO 的生成机理汽车尾气中的CO,主要是由于汽油燃烧过程中,氧气含量不足,导致燃烧不充分,从而生成CO。
对于汽车发动机而言,氧气不足造成的燃烧不充分,是由于可燃混介浓度过高导致的,其空燃比低于理论空燃比(14.7)。
从理论方面分析,当空燃比大于14.7 时,混合气中的氧气含量不定,燃料在氧气中能够完全燃烧,生成水和二氧化碳;而实际上,当汽油机工作时,即使空燃比大于14.7,仍然会有少量CO 的产生,这主要是由于混合其中存在着局部浓度缺氧所导致的。
1.2HC 的生成机理HC 主要是汽油混合气不完全燃烧的产物,也包括没有被燃烧的燃料。
HC 产生的原因主要包括：其一,气缸激冷面作用。
气缸的温度相对较低,其内壁上会附着一层难以燃烧的混合气,加上活塞与气缸壁之间的距离过小,混合气无法有效燃烧,使得活塞壁与气缸壁之间的未燃混凝土直接排入大气;其二,氧气含量不足。
在发动机工作时,如果混合气浓度过大或者过小,又或者气缸内存在过量残余废气,轻则会影响火焰的正常传播,重则完全断火,使得HC 的排放量增加。
而当氧气浓度不足时,部分燃料无法完全燃烧,会转化成为其他结构形式的碳氢化合物。
1.3HOx 的生成机理汽车尾气中的氮氧化物大部分是NO,NO2 的含量很少。
汽油机在工作工程中,燃料在气缸内部燃烧,生成高温,对其他中的氧分子进行分解,得到的氧原子与氮分子共同反应,生成相应的氮原子和NO,氮原子与氧分子反应,又会生成NO 和氧原子。
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。
柴油车排气污染物的生成机理和影响因素分析
壹玺型堂���篞垒柴油车排气污染物的生成机理和影响因素分析口张金友�蕉�执�耙笛г荷蕉ḿ媚����摘要：随着机动车保有量的激增，我国的机动车污染物排放总量持续攀升。
��年全国机动车碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物排放量是��须认识到环境保护的重要性，尽全力保护我们赖以生存的环境。
我们以柴油车为例分析一下排气污染物的生成机理和影响因素．关键词：柴油车排气污染物氮氧化物碳氢化合物放的影响比负荷的影响小。
对非增压柴油机，一柴油车主要的排放污染物以及与交通源柴油车排气中未燃的�都是在发动机气相关的主要污染物有：一氧化碳、氮氧化物、碳缸内的燃烧过程中所产生的。
柴油车排放污速下的值。
氢化合物和微粒等。
染物中的碳氢排放物中包括完全未燃烧的燃��微粒一氧化碳纯品为无色、无臭、无刺激性的料、燃料的不完全燃烧产物，还有小部分由润���微粒的生成机理气体，是燃料不完全燃烧的产物。
滑油不完全燃烧而生成。
柴油机燃烧过程中柴油车排气微粒由很多原生微球的聚集碳氢化合物包括未燃和未完全燃烧的燃�的生成主要由火焰在壁面淬冷、润滑油膜体而成，总体结构为团絮状或链状。
柴油机排油、润滑浊及其裂解产物和部分燃料的氧化物。
的吸附和解吸、燃烧室内沉积物的影响、体积出的微粒比汽油机多�．�倍，排气微粒的组淬熄及碳氧化合物的后期氧化所致。
成取决于柴油机的运转工况，尤其是排气温度。
氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮的总称。
汽车尾气中氮氧化物的排放量取决于柴油机微粒排放包括我们平日所说的白烟、蓝气缸内燃烧温度、燃烧时间和空燃比等因素。
烟、黑烟。
其中自烟、蓝烟中有较高的�疌比，固体悬浮颗粒的成分很复杂，并具有较强混合气质量的优劣主要体现在燃油的雾其主要成份为未燃的燃料微粒，蓝烟中还有窜的吸附能力，而且悬浮颗粒越小。
吸附能力越化蒸发程度、混合气的均匀性、空燃比和缸内入燃烧室的润滑油成份。
黑烟也就是碳烟通强危害也越大。
残余废气系数的大小等方面。
混合气的均匀常在大负荷时发生，烟中含有比重大、颗粒细性越差则�排放越多。
汽车排放污染物的生成机理和影响因素
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：1101507115摘要：为了解决日益严重的城市空气污染问题，实现可持续发展，发展新能源汽车和低排放汽车已成为汽车工业的发展方向之一。
分析了汽车发动机排放污染物的产生机理及影响因素。
在其他条件一定且一个或多个参数发生变化的情况下，定性分析主要车辆排放污染物C0、HC、no等的变化趋势，以制定有效的车辆排放控制措施，从而减少车辆排放，净化城市大气环境。
关键词：排放污染物形成机理及影响因素1。
介绍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和颗粒物的形成机理及影响因素。
2.1车辆排放污染物的形成机理2.1.1一氧化碳的形成机理汽车尾气中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，不完全燃烧是由缺氧引起的，CO的排放量随时间的增加而增加φa随时间的减少而增加。
φa>1点钟时，CO的排放量非常小。
φa=1.0～1.1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=1.5~3，CO排放远低于汽油机。
φ当a=1.2~1.3时，CO的排放量显著增加。
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2.1.2碳氢化合物的生成机理1）车用汽油机未燃HC的形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。
朱明-汽车排放污染物
表10-1所示为汽油机与柴油机排放污染 物的比较。汽油机污染物主要是CO、HC和NOx 而柴油机污染物主要是PM和NOx
表10-1 汽油机与柴油机排放污染物的比较
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汽车排放污染主要有3个排放源（图10-1）：
朱明工作室 zhubob@
朱明工作室 zhubob@
汽车排放污染和控制
汽车排放污染物及其危害 一、汽车排放污染物 汽车排放物是汽车的排气排放物、蒸发排 放物和曲轴箱排放物的总称，习惯上指其 中的污染物。 汽车排放污染物是汽车排放物中污染环境 的各种物质、主要有: 一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮 氧化物（NOx）和微粒物（PM）等。
尾气里都有什么：
科学分析发现： 汽车尾气中有上百 种不同化合物，当 中污染物有固体悬 浮微粒、一氧化碳、 碳氢化合物、氮氧 化合物、铅及硫氧 化合物等。
朱明工作室 zhubob@
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尾气里都有什么：
微量一氧化碳的吸入，给人 造成可怕的缺氧性伤害。轻者眩晕 、头痛，重者脑细胞将受到永久性 损伤； 尾气中氮氢化合物所含苯并 芘是致癌物质，它是一种高散度的 颗粒，可在空气中悬浮几昼夜，被 人体吸入后不能排出，积累到临界 浓度便激发形成恶性肿瘤。
、排气公害
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排放污染物的主要成分
CO（一氧化碳） HC（碳氢化合物） NOx（氮氧化物） 微粒（炭烟、铅氧化物、重金属氧化物、烟灰） 硫化物
汽车发动机排气管 曲轴箱 燃油供给系统
排放途径
排放物的名称
排气污染物 曲轴ห้องสมุดไป่ตู้污染物 燃油蒸发污染物
车用汽油机排放污染物的生成机理及影响因素
发动机过热，使润滑效果变差，使磨损加剧。
4、积碳增多
高温裂解产生的碳粒形成积炭，
5、Ne下降、ge上升
另外，高温裂解使燃烧产物分解为CO、H2、O2、NO及游离 碳增多，排气冒烟严重。 CO、H2、O2等膨胀过程中重新燃 烧，使排温增高。
（四）影响爆燃的因素
有燃料因素、使用因素、结构因素等。 为便于分析，假定：
最高压力过早使压缩功增大，过迟散热损 失增大；过大产生振动、噪音，过小使膨胀 功减少。 压力升高率：即曲轴每转1度时，缸内气体 压力的平均升高量：
λP =△P/△θ
λP表征压力变化的急剧程度。 λP过大，发 动机振动和噪声大，工作粗暴； λP在１７ ５～２５０ＭＰa/℃A，汽油机工作柔和，性 能好。
是燃烧的准备阶段，主要进行热量的积累，缸内的压力 线与纯压缩线基本重合。
当反应的混合气的温度升高到一定程度后，形成发火
区，即火焰中心。
从火花塞跳火瞬时到活塞行至上止点时的曲轴转角， 称为点火提前角，用表示。一般为20—35ºCA。 各种因素对滞燃期长短的影响：
混合气浓度合适（=0.8~0.9最短）、火花塞跳火时缸 内压力及温度高、电火花强度大，着火延迟时间将减小。 另外，与残余废气量、缸内混合气的运动等因素有关。
3）由于火焰传播燃烧是一系列的等压燃烧，气缸内压 力越来越高，未燃气体受已 燃气体膨胀作用的压力， 其密度也越来越大。
已燃气体的质量与体积的关系
汽油机的排气成分
1.大气成分——N2和剩余的O2 2.完全燃料产物——CO2和H2O 3.不完全燃烧产物——CO、H2 4.未燃烃及燃烧分解生成物HC 5.燃烧中间产物——醛类 6.氮氧化合物——NOx 7.颗粒物
2．高温离解反应
第2章汽车排放污染物的生成机理和影响因素
SDJT UNIVERSITY
燃料与空气混合不均匀，局部缺氧和低温，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。
第2章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素
影响一氧化碳生成的因素
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第2章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素
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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%。
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NO ＋ HO2 → NO2 ＋ OH
NO2＋O → NO＋O2
第2章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素
影响NOX生成的因素
Φa <1时，由于缺氧即使燃烧室内温 度很高 NOX的生成量仍会随着的降低 过量空气系数和燃烧室 而降低，此时氧浓度起着决定性作 温度的影响 用。 点火提前角的减小， NO 排放量不断下 Φa>1 时，温度起着决定性作用，NOX 残余废气分数的影响 降。 生成量随温度升高而迅速增大。最 高温度通常出现在Φa ≈1.1，且有适 废气分数增大，减小了可燃气的发热 量的氧浓度，故NOX排放浓度出现峰 量，增大了混合气的比热容，使最高 值。Φa 进一步增大，温度下降的作 点火时刻的影响 燃烧温度下降，NO排放降低。 用占优势，NO生成量减少。
Φa =1.0～1.1时，CO的排放量变化较复杂。
第2章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素
柴油机一氧化碳的生成机理
Φa =1.5～3，
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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。
汽车排气污染物的形成及影响因素
影响因素
发动机在加 速运行时，由于 要求发出较大功 率，须将气缸内 燃气的温度提 高，因此既会产 生大量的NOx， 而且由于在短时 间内，供应过量 的燃料，又会引 起一部分燃料不 完全燃烧，导致 CO和HC排放量增 加。
4.发动机热工况影响
影响因素
燃烧室的温度取决于 冷却液温度
冷却方式
⇒ ⇒ 冷却液温度T升高 氧化条件改善 HC减少
3)柴油机燃油供给系 :
θ喷减小 ⇒ Tmax减小
⇒ NOx减小, HC增加, CO保持不变。
（2）汽油机点火系的故障
影响因素
θ点增大
⇒
Pmax增大 Tmax增大
⇒
NOx增大。
θ点下降 ⇒ HC 减小
θ点 过小 ⇒HC升高。
（3）积炭
影响因素
活塞环卡住 ⇒曲轴箱窜气量增加 ⇒ HC增加。
影响因素
1. 负荷影响（汽油机）
节气门开度 可燃混合气浓度
（1）起动
20%左右
0.2~0.6
（2）怠速
0
0.6~0.8
（3）小负荷
0%~30%
0.7~0.9
CO、HC显著增多， NOx排出量 减少
（4）中负荷
30%~80% 0.9~1.1
混合气略稀，燃烧效率最高，CO、HC减少， NOx 增多
（5）大及全负荷 >80%~100% 0.8~0.9
⇒ ⇒ 冷却液T升高 缸壁温度升高 NOx升高
⇒ ⇒ 水温T下降 ge升高
HC 升高
NO
5.汽车技术状态的影响
影响因素
行使里程L增大
动力性下降； 经济性下降； 可靠性下降； 排污提高——主要影响因素如下
（1）燃油供给系的故障
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。
汽车排放污染物的形成 (PPT 38张)
汽车排放污染物的生成机理和影响因素
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。
第2章
汽车排放污染物的生成机理和影响因素
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%。
第2章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素
影响碳氢化合物生成的因素 混合气质量 的影响 柴油机运行条件的 运行条件的 汽油机运行条件的 影响 影响 影响
第2 章
汽车排放污染物的生成机理和影响因素
影响碳氢化合物生成的因素
运行条件的 柴油机运行条件的影响 影响 喷油时刻决定气缸内的温度， 喷油时刻的 提前角大，温度高， HC 量下 影响 降。 喷头压力 及 喷量不变时，喷 孔面积大，雾化质量变差， 喷油嘴喷孔 HC排放增加。 面积的影响 冷却水温降低，缸内温度低， 冷却水进水 HC排放增加。 温度的影响 进气密度的 空气量降低，空气量减少，燃烧 影响 不全，HC排放增加。
体积淬熄 碳氢化合物的后 期氧化
第2章
冷起动、暖机和 火 怠焰 速不 等能 工进 况入 下各 ， 种 狭 窄 的 间 隙 ， 壁 面 温 度 较 低 进气过程中，润 便 会 产 生 未 燃 HC 。 淬 熄 层 较 厚 ， 壁 滑油膜溶解和吸 面 火进 焰入 淬气 熄缸 是的 此 收了 类 工 沉 积况 物下 使未 HC 燃 排 HC 放 碳氢化合物。 的重要来源。 增加。 燃 烧 室 中 压 力 HC 和 燃烧过程中， 未 燃 烧 的 碳 氢 化 温 度 下 降 太 快 ， 向已燃气解吸。 合 物使 释火 放焰 出熄 来灭 ，。 可能 重新被全部或部 分氧化。
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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。
车用发动机在正常运转情况下，HC的生成区主要位于气缸壁的四周处，故对整个气缸容积来说是不均匀的，而且对排气过程而言HC的分布也是不均匀的。
在发动机一个工作循环内，排气中HC的浓度出现两个峰值，一个出现在排气门刚打开时的先期排气阶段，另一个峰值出现在排气行程结束时。
HC的生成主要由火焰在壁面淬冷、狭隙效应、润滑油膜的吸附和解吸、燃烧室内沉积物的影响、体积淬熄及碳氢化合物的后期氧化所致。
氮氧化物的生成机理
汽油机未燃HC的生成机理也适用于柴油机，但由于两者的燃烧方式和所用燃料的不同，故柴油机的碳氢排放物有其自身的特点，柴油中的碳氢化合物比汽油中的碳氢化合物沸点要高、分子量大，柴油机的燃烧方式使油束中燃油的热解
作用难以避免，故柴油机排气中未燃或部分氧化的HC成份比汽油机的复杂。
柴油机的燃料以高压喷入燃烧室后，直接在缸内形成可燃混合气并很快燃烧，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。
车用发动机排气中的氮氧化物NOX包含NO和NO2，其中大部分是NO，它们是N2在燃烧高温下的产物。
微粒的生成机理
1. 汽油机微粒的生成机理
汽油机中的排气微粒有三种来源：含铅汽油中的铅、有机微粒（包括碳烟）、来自汽油中的硫所产生的硫酸盐。
2. 柴油机微粒的生成机理：排气微粒的组成与特征、烟粒的生成机理
汽车排放污染物影响因素
影响一氧化碳生成的因素
理论上当在以上时，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。
影响碳氢化合物的因素
未燃HC排放主要是由于缸内混合气过浓、过稀或局部混合不均引起燃烧不完全而导致的，造成燃烧不完全的因素大致有混合气的质量、发动机的运行条件、燃烧室结构参数及点火与配气正时等。
1. 混合气质量的影响
混合气质量的优劣主要体现在燃油的雾化蒸发程度、混合气的均匀性、空燃比和缸内残余废气系数的大小等方面。
混合气的均匀性越差则HC排放越多。
当空燃比略大于理论空燃比时，HC有最小值；混合气过浓或过稀均会发生不完全燃烧，废气相对过多则会使火焰中心的形成与火焰的传播受阻甚至出现断火，致使HC排放量增加。
2. 运行条件的影响
1）汽油机运行条件的影响：负荷、转速、点火时刻、壁温、燃烧室面容比
2）柴油机运行条件的影响：喷油时刻、喷油嘴喷孔面积、冷却水进水温度、进气密度
影响氮氧化物的因素
1. 影响汽油机NOX排放的因素
过量空气系数和燃烧室温度、残余废气分数的影响、点火时刻的影响
2. 影响柴油机NOX排放的因素
柴油机与汽油机的主要差别之一在于燃油是在燃烧刚要开始前才喷入燃烧室的，燃烧期间燃油分布不均匀，引起已燃气体中温度和成分不均匀。
上述影响汽油机NOX排放的大部分因素也适用于柴油机。
微粒生成的影响因素
1. 负荷与转速的影响
微粒排放量随负荷有这样的变化趋势，是由于小负荷时燃空比和温度均较低，气缸内稀薄混合气区较大，且处于燃烧界限之外而不能燃烧，造成了冷凝聚合的有利条件，从而有较多微粒（主要成份是未燃燃油成份和部分氧化反应产物）
生成；在大负荷时，燃空比和温度均较高，造成了裂解和脱氢的有利条件，使微粒（主要成份是碳烟）排放量又有了升高；在接近全负荷时微粒排放急剧增加（接近冒烟界限），这时虽然总体过量空气系数尚大于1，但由于燃烧室内可燃混合气不均匀，局部会有过浓，导致烟粒大量生成。
2. 燃料的影响
柴油中的芳香烃含量及柴油的馏程对柴油机的微粒排放有明显的影响。
试验表明，燃油中芳香烃含量及馏程越高，在相同的试验条件下，微粒排放量越大；而烷烃含量越高，微粒排放量越少。
3. 喷油参数的影响：喷油定时、喷油规律、喷油嘴不正常喷射、喷油压力、空气涡流
4.适当增加空气涡流，可使油滴蒸发加快，空气卷入量增多，有利于改善混合气品质，以减少碳烟排放量。
但是，对减少碳烟排放有利的涡流，不一定有利于减少其它微粒和有害物的排放。
5. 其它因素的影响
由于高温缺氧是造成碳烟生成量增加的重要原因，所以，凡能提高充气效率以增大进气量的措施，都可以减少碳烟排放。
适当提高燃烧室内的空气温度和壁温，可以改善燃料着火条件，减少微粒排放
3、结论：随着汽车快速发展，汽车保有量的不断增大，汽车排放所引起的城市大气污染也越来越严重，本文分析了汽车排放污染物(HC、CO、NOx)的危害，总结了汽车排放控制的基本方法以及汽车排放控制技术的发展历程，分析了汽车排放污染物(HC、CO、NOx)的生成机理及其影响因素，分析了汽车排放污染物(He、CO、NOx)在不同工况下的生成情况和变化趋势。
参考文献：
【l】程至远，解建光，内燃机排放与净化口哪．北京：北京理工大学出版社，2000
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【4】张永光．中国汽油组成适应环保要求的对策．石油炼制者协会，汽车清洁燃料与环境保护讨会文集，北京：1999
【5】杨保成．影响汽车发动机排放因素探析．农机使用与维修．2005。