第8章发动机的排放与噪声控制
飞机发动机振动与噪声的控制与减少
飞机发动机振动与噪声的控制与减少飞机发动机作为飞机的心脏,发挥着至关重要的作用。
然而,随之而来的振动与噪声问题成为了航空工程中需要解决的难题。
振动和噪声不仅会影响飞机的性能和舒适度,还会对乘客和机组人员的健康产生负面影响。
因此,控制和减少飞机发动机振动与噪声是航空工程领域亟待解决的重要课题。
一、振动与噪声的来源飞机发动机振动与噪声的产生源于多个方面,主要包括以下几个方面:1. 发动机内部运转时的气流不稳定而形成气流噪声;2. 发动机旋转部件的不平衡与不对中造成机械振动;3. 燃烧和爆炸引起的振动与噪声;4. 高速喷流对周围气体的扰动所产生的噪声。
二、控制振动与噪声的技术手段为了控制和减少飞机发动机的振动与噪声,工程师们提出了以下多种技术手段:1. 结构优化:通过对发动机的结构进行合理设计和优化,减少共振现象的发生,降低结构振动和噪声的传播。
2. 加装减震器:在发动机的关键部位安装减震器,减少振动的传递,降低噪声的产生。
3. 使用新材料:研发和应用轻质、高强度的新材料,可以减轻发动机的重量,降低振动和噪声。
4. 智能控制系统:采用智能控制系统对发动机进行实时监测和调节,及时采取措施来控制振动和噪声。
三、减少振动与噪声的实际案例在实际的飞机发动机设计与制造中,已经有不少成功的案例来减少振动与噪声问题。
比如:1. 波音公司的787梦幻客机采用了全新的复合材料结构,减轻了发动机的重量,有效降低了振动和噪声;2. 空客公司的A350飞机引入了先进的涡扇发动机技术,提高了燃烧效率,降低了发动机噪声。
四、未来的发展趋势随着航空工程技术的不断进步和创新,控制和减少飞机发动机振动与噪声的技术将会不断完善。
未来的发展趋势包括:1. 智能化:智能化的控制系统将会更加精准地监测和调节发动机的振动和噪声;2. 多学科协同:航空工程、动力学、材料学等领域将会更加紧密地合作,共同解决飞机发动机振动与噪声问题;3. 绿色化:未来的发动机将会更加注重环保,减少对环境的影响,同时降低振动和噪声的产生。
浅析发动机噪声的产生与控制措施
[5]
造成周期性压力脉动噪声的主要原因,目 噪声 。
发动机和底盘的工作,轮胎在路面上 前在安装了空气滤清器后,该噪声大幅度
4结语
滚动,车辆行驶时与空气的摩擦,车辆的 的下降。涡流噪声是高速气体在流经进气
总的来说,随着国内对噪声要求的不
鸣笛声,还有特殊车辆的警报声等等都是 歧管、进气道气门的时候,由于气门的开 断提高,还需要越来越多的科学工作者投
有的钢齿轮,皮带正时代替原有的齿轮正
[4]
时等 。
3.3空气动力噪声的控制措施
不仅如此长期在噪声环境下生活会使人 件相互作用,产生振动,进而发出噪声。其
进排气噪声控制可以通过安装空气
记忆力变差、注意力不集中,还会使人感 中有进气噪声、排气噪声、风扇噪声等。 滤清器以及消音器和合理的设计进排气
到烦躁、心情低落、抵抗力下降,甚至还会
河北
HEBEINONGJI
机电·教育·推广
农机
摘 要:随着人们生活水平的提高、工业化的发展,噪声的危害引起了越来越多人的重视,如何有效地减少噪声的危害 已经成为热点话题。本文主要针对噪声的危害以及发动机在工作过程中噪声的产生途径和如何有效地减少发动机噪声进行 了简要的阐述。
关键词:发动机;噪声危害;产生途径;控制措施
[1]苏晓婷,毛静馥,王永权.试论噪音
主要途径。
高、频率复杂。
对人身心健康的影响[J].中国公共卫生管
2.1燃烧噪声
在风扇全负荷工作的情况下风扇发 理,1998(02):149~150.
燃料在发动机气缸内燃烧时,缸内的 出的噪声能够达到进排气噪声水平,对整
[2]唐达.汽车发动机的噪声污染及其
[3]
压力会产生循环往复周期性的变化,其中 体噪声的贡献率也是相当大的 。
内燃机原理课后习题与答案
第一章发动机的性能1.简述发动机的实际工作循环过程;1进气过程:为了使发动机连续运转,必须不断吸入新鲜工质,即是进气过程;此时进气门开启,排气门关闭,活塞由上止点向下止点移动;2压缩过程:此时进排气门关闭,活塞由下止点向上止点移动,缸内工质受到压缩、温度;压力不断上升,工质受压缩的程度用压缩比表示;3燃烧过程:期间进排气门关闭,活塞在上止点前后;作用是将燃料的化学能转化为热能,使工质的压力和温度升高,燃烧放热多,靠近上止点,热效率越高;4膨胀过程:此时,进排气门均关闭,高温高压的工质推动活塞,由上止点向下至点移动而膨胀做功,气体的压力、温度也随之迅速下降;5排气过程:当膨胀过程接近终了时,排气门打开,废气开始靠自身压力自由排气,膨胀过程结束时,活塞由下止点返回上止点,将气缸内废气移除;3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么可采取哪些基本措施提高实际循环热效率的基本途径是:减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失;提高工质的绝热指数κ可采取的基本措施是:⑴减小燃烧室面积,缩短后燃期能减小传热损失;⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失;⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失;⑷加强燃烧室气流运动,改善混合气均匀性,优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失;⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失;⑹采用合理的配缸间隙,提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失;4.什么是发动机的指示指标主要有哪些答:以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标;它主要有:指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率;5.什么是发动机的有效指标主要有哪些答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标;主要有:1发动机动力性指标,包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度;2发动机经济性指标,包括有效热效率.有效燃油消耗率;3发动机强化指标,包括升功率PL.比质量me;强化系数PmeCm.6.总结提高发动机动力性能和经济性能的基本途径;①增大气缸直径,增加气缸数②增压技术③合理组织燃烧过程④提高充量系数⑤提高转速⑥提高机械效率⑦用二冲程提高升功率;7.什么是发动机的平均有效压力、油耗率、有效热效率各有什么意义平均有效压力是指发动机单位气缸工作容积所作的有效功;平均有效压力是从最终发动机实际输出转矩的角度来评定气缸工作容积的利用率,是衡量发动机动力性能方面的一个很重要的指标;有效燃油消耗率是单位有效功的耗油量,通常以每千瓦小时有效功消耗的燃料量来表示; 有效热效率是实际循环有效功与所消耗的燃料热量之比值; 有效热效率和有效燃油消耗率是衡量发动机经济性的重要指标;8.发动机的机械损失主要包括哪些摩擦损失,驱动各种附件损失,带动机械增压器损失,泵气损失9.什么是机械效率受哪些因素影响有何意义机械效率是有效功率与指示功率的比值;影响因素:①转速和活塞平均速度②负荷③润滑油温度和冷却水温度,意义:比较机械损失所占比例的大小;10.如何测定机械效率适用于汽油机的是哪种方法为什么通过发动机试验测定,常用方法有示功图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法;倒拖法适用于汽油机;11.简述汽油机和柴油机工作循环的区别汽油机和柴油机的工作循环同样有进气,压缩,燃烧工作,排气四个过程;它们的不同的点;1汽油机在进气道,进入汽缸内的气体是有一定比例的汽油和空气称做可燃混合气;柴油机在进气道,进入汽缸内的气体是纯净的空气;2在压缩的过程;汽油机与柴油机是没有区别的,只是被压缩的气体,成分不同;3燃烧过程,汽油机与柴油机的区别较大;汽油本身物质燃点较低,经压缩后给一个高压的电火花就将其点燃了,而且燃烧的速度比柴油快;柴油本身物质密度较大,要在高温和高压的条件下才能自行燃烧,经压缩后的纯净空气正好满足了这个条件,这时即刻向汽缸喷入高压油使其燃烧;柴油的热值比汽油高产生的动力比汽油机大;4排气过程基本是一样的;废弃物都是二氧化碳和水,但是由于汽油的燃烧速度太快需要加入抗爆剂,因此排放不如柴油机清洁13.为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机1.柴油机的压缩比高,作功时膨胀得更厉害;2.柴油机油气混合时空燃比远大于1,是富氧燃烧,燃料可以充分燃烧;汽油机燃烧的空燃比在1左右,因为没有足够的氧气,汽油不能完全燃烧;14.柴油机工作循环为什么不采用等容加热循环定容加热理想循环又称奥托循环,基于这种循环而制造的煤气机和汽油机是最早的活塞式内燃机;由于煤气机、汽油机和柴油机燃料性质不同,机器的构造也不同,其燃烧过程接近于定容过程,不再有边燃烧边膨胀接近于定压的过程,故而在热力学分析中,奥托循环可以看作不存在定压加热过程的混合加热理想循环;定容加热循环被压缩的是燃料和空气的混合物,要受混合气体自燃温度的限制,存在“爆燃”的问题,效率不会太高;定压加热循环压缩的仅仅是空气,不存在“爆燃”的问题,效率高,所以柴油机采用的是后者而不是前者第二章发动机的换气过程1.为什么发动机进气门迟后关闭、排气门提前开启;提前与迟后的角度与哪些因素有关答:1进气门迟后关闭是为了充分利用高速气流的动能,实现在下止点后继续充气,增加进气量;排气门提前开启是由于配气机构惯性力的限制,若是活塞在下至点时才打开排气门,则在气门开启的初期,开度极小,废气不能通畅流出,缸内压力来不及下降,在活塞向上回行时形成较大的反压力,增加排气行程所消耗的功2提前与迟后的角度与哪些因素有关配气相位的合理选择要从哪几个方面衡量:①充气效率的变化是否符合动力性要求;②换气损失尽可能的小;③能否保证必要的燃烧室扫气作用;④排放指标好;2. 四冲程发动机换气过程包括哪几个阶段,这几个阶段时如何界定的答:1自由排气阶段:从排气门打开到气缸压力接近于排气管内压力的这个时期;强制排气阶段:废气是由活塞上行强制推出的这个时期; 进气过程:进气门开启到关闭这段时期;气门重叠和燃烧室扫气:由于排气门迟后关闭和进气门提前开启,所以进.排气门同时打开这段时期;3 影响充量系数的主要因素有哪些答:1.进气门关闭时缸内的压力; 2.进气门关闭时缸内气体温度; 3.残余废气量; 4.进排气相位角; 5.发动机压缩比; 6.进气状态;第三章发动机废气涡轮增压3为什么增压后需要采用进气中冷技术答:对增压器出口空气进行冷却,一方面可以进一步提高发动机进气管内空气密度,提高发动机的功率输出,另一方面可以降低发动机压缩始点的温度和整个循环的平均温度,从而降低发动机的排气温度、热负荷和NOx的排放;5 车用发动机采用增压时应注意哪些问题答:1适当降低压缩比,加大过量空气系数;2对供油系统进行结构改造,增加每循环供油率;3合理改进配齐相位;4进排气系统设计要与增压系统的要求一致;5对增压器出口空气进行冷却;7 汽油机增压的技术难点有哪些限制汽油机增压的主要技术障碍时:爆燃、混合气的控制、热负荷和增压器的特殊要求等; 第四章燃料与燃烧化学1 我国的汽油和轻柴油时分别根据哪个指标来确定牌号的答:汽油根据辛烷值来确定牌号;轻柴油按凝点来确定牌号;2 蒸发性不好和太好的汽油,在使用中各有什么缺点和可能产生的问题答:蒸发性过强的汽油在炎热夏季以及大气压力较低的高原和高山地区使用时,容易使发动机的供油系统产生“气阻”,甚至发生供油中断;另外,在储存和运输过程中的蒸发损失也会增加;蒸发性若的汽油,难以形成良好的混合气,这样不仅会造成发动机启动困难,加速缓慢,而且未气化的悬浮油粒还会使发动机工作不稳定,油耗上升;如果未燃尽的油粒附着在气缸壁上,还会破坏润滑油膜,甚至窜入曲轴箱稀释润滑油,从而使发动机润滑遭破坏,造成机件磨损增大;3 试述汽油辛烷值和柴油十六烷值的意义;答:辛烷值用来表示汽油的抗爆性,抗爆性时指汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力;辛烷值是代表点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数值;在规定条件下的标准发动机试验中通过和标准燃料进行比较来测定;采用和被测定燃料具有相同的抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积百分比来表示;柴油十六烷值时用来评定柴油的自燃性;将十六烷值规定为100的正十六烷和规定十六烷值为0的α-甲基萘按不同比列混合得出不同十六烷值的标准燃料,其十六烷值为该混合气中正十六烷的体积百分比;如果某种柴油与某标准燃料的自燃性相同,则该标准燃料的十六烷值即为该柴油的十六烷值;4什么是过量空气系数它与混合气浓度有什么关系答:发动机工作过程中,燃烧1kg燃油实际共给的空气量与理论空气量之比,称为过量空气系数;过量空气系数大于1称为稀混合气,等于1称为标准混合气,小于1称为浓混合气;8 发动机采用代用燃料的意义是什么答:减缓石油消耗速度,改善发动机的动力性和燃油经济性,降低有害物质排放;第五章柴油机混合气的形成与燃烧1.以柱塞式喷油泵为例简述柴油机燃料喷射过程柱塞式喷油泵一般由柴油机曲轴的定时齿轮驱动,固定在喷油泵体上的活塞式输油泵由喷油泵的凸轮轴驱动,当柴油机工作时,输油泵从油箱洗出柴油,经油水分离器除去柴油中的水分,再经燃油滤清器,滤清柴油中的杂质,然后送入喷油泵,在喷油泵内,柴油经过增压和计量之后,经高压油管供入喷油器,最后通过喷油器将柴油喷入燃烧室;喷油泵前端装有喷油提前角调节器,后端与调速器组成一体,输油泵供给的多余柴油及喷油器顶部的回油均流回油管返回油箱3 什么时供油提前角和喷油提前角解释两者的关系以及对柴油机性能的影响;答:供油系统的理论供油始点到上止点为止,曲轴转过的角度叫供油提前角;喷油器的针阀开始升起也就是喷油始点到上止点间曲轴转过的角度叫喷油提前角;供油提前角的大小决定了喷油提前角,供油提前角越大,喷油提前角约到;但两者并不同步增大,两者之差称为喷油延迟角;影响:发动机转速越高,高压油管越长,喷油延迟角越大,它越大,在着火期间喷入的油越多,低压油喷入气缸的量增多,燃油雾化变差,燃烧不充分,易产生积碳堵塞喷油孔的现象,降低柴油机的性能;5 柴油机有哪些异常喷射现象和他们可能出现的工况简述二次喷射产生的原因和危害及消除方法;答:柴油机有二次喷射、断续喷射、不规则喷射、隔次喷射和滴油这几种异常喷射现象;二次喷射易发生在高速、大负荷工况下;断续喷射常发生于某一瞬间喷油泵的供油量小于喷油器喷出的油量和填充针阀上升空出空间的油量之和;不规则喷射和隔次喷射易发生在柴油机怠速工况下;二次喷射是在压力波动影响下针阀落座后再次升起造成的;由于二次喷射是在燃油压力较低的情况下喷射的,导致这部分燃油雾化不良,燃烧不完全,碳烟增多,并易引起喷孔积炭堵塞;此外,二次喷射还使整个喷射持续时间拉长,则燃烧过程不能及时进行,造成经济性下降,零部件过热等不良后果; 为避免出现不正常喷射现象,应尽可能地缩短高压油管的长度,减小高压容积,以降低压力波动,减小其影响;并合理选择喷射系统的参数;7.试述柴油机燃烧过程,说明压力升高率的大小对柴油机性能的影响柴油机燃烧过程:着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期影响:过大的压力升高率会使柴油机工作粗暴,噪声明显增加,运动零部件受到过大冲击载荷,寿命缩短;过急的压力升高会导致温度明显升高,使氮氧化物生成量明显增加8.燃烧放热规律三要素是什么什么是柴油机合理的燃烧放热规律答:一般将燃烧放热始点相位、放热持续期和放热率曲线的形状称为放热规律三要素; 合理的放热规律是:燃烧要先缓后急;在初期的燃烧放热要缓慢以降低NOx的排放,在中期要保持快速燃烧放热以提高动力性和经济性能,在后期要尽可能缩短燃烧以便降低烟度和颗粒的排放;9.简述柴油机的混合气形成的特点和方式柴油机在进气过程中进入燃烧室的是纯空气,在压缩过程接近终了时才被喷入,经一定准备后既自行着火燃烧;由于柴油机的混合气形成的时间比汽油机短促得多,而且柴油的蒸发性和流动性都较汽油差,使得柴油难以在燃烧前彻底雾化蒸发并与空气均匀混合,因而柴油机可燃混合气的品质较汽油机差;因此柴油机不得不采用较大的过量空气系数,使喷入燃烧室内的柴油能够燃烧得比较完全柴油机混合气形成方式从原理上来分,有空间雾化混合和油膜蒸发混合两种10.简述直喷式燃烧室柴油机的性能特点,并与分隔式燃烧室柴油机进行比对;直喷式燃烧室柴油机的性能特点:1燃烧迅速,所以经济性好,燃油消耗率低,但工作粗暴,压升率高,燃烧噪声大2燃烧室结构简单,表面积与体积的比小,散热损失小,没有主副燃烧室的流动损失,冷启动性能好,经济性好3对喷射系统要求较高4NOx排放量较分隔式燃烧室高特别在高负荷区;微粒排放量较低5对转速变化较为敏感分隔式燃烧室柴油机的性能特点:1主要靠强烈的空气运动来保证较好的混合气质量,空气利用率较高α=1.22随转速的提高,空气运动强度增大,高速下性能较好3对喷射系统要求较低4结构复杂,表面积与体积的比大,散热损失和流动损失大,比直喷式燃烧室柴油机效率低,经济性差5由于散热损失大使起动性能变差6先在副燃烧室着火,主燃烧室压力上升缓慢,工作平稳,燃烧噪声小,但对经济性不利7对燃油不太敏感,有较强的适应性8除低负荷下的碳烟排放量大外,其余由于直喷式11柴油机燃烧过程优化的基本原则是什么答:1油-气-燃烧室的最佳配合;2控制着火落后其内混合气生成量;3合理组织燃烧室内的涡流和湍流运动;4紧凑的燃烧室形状;5加强燃烧期间和燃烧后期的扰流;6优化运转参数;12 什么是柴油机合理的喷油规律答:喷射开始时段的喷油率不能太高,以便控制着火落后期内形成的可燃混合气量,降低初期放热率,防止工作粗暴;在燃烧开始后,应有较高的喷油率以期缩短喷油持续期,加快燃烧速率,同时尽可能减少喷油系统中的燃油压力波动,以防止不正常喷射现象;第六章汽油机混合气的形成与燃烧1.说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点,以及对它们的要求燃烧过程:1着火落后期:它对每一循环都可能有变动,有时最大值是最小值的数倍;要求:为了提高效率,希望尽量缩短着火落后期,为了发动机稳定运行,希望着火落后期保持稳定2明显燃烧期:压力升高很快,压力升高率在0.2-0.4MPa/°;希望压力升高率合适3后燃期:湍流火焰前锋后面没有完全燃烧掉的燃料,以及附在气缸壁面上的混合气层继续燃烧;希望后燃期尽可能的短;2.爆燃燃烧产生的原因是什么它会带来什么不良后果答:燃烧室边缘区域混合气也就是末端混合气燃烧前化学反应过于迅速,以至在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然,引发爆燃; 爆燃会给柴油机带来很多危害,发生爆燃时,最高燃烧压力和压力升高率都急剧增大,因而相关零部件所受应力大幅增加,机械负荷增大;爆燃时压力冲击波冲击缸壁破坏了油膜层,导致活塞、气缸、活塞环磨损加剧,爆燃时剧烈无序的放热还使气缸内温度明显升高,热负荷及散热损失增加,这种不正常燃烧还使动力性和经济性恶化;3.爆燃和早燃有什么区别答:早然是指在火花塞点火之前,炽热表面点燃混合气的现象;爆燃是指末端混合气在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然的现象;早燃会诱发爆燃,爆燃又会让更多的炽热表面温度升高,促使更加剧烈的表面点火;两者相互促进,危害更大;另外,与爆燃不同的时,表面点火即早燃一般是在正常火焰烧到之前由炽热物点燃混合气所致,没有压力冲击波,敲缸声比较沉闷,主要是由活塞、连杆、曲轴等运动件受到冲击负荷产生震动而造成;4.爆燃的机理是什么如何避免发动机出现爆燃答:爆燃着火方式类似于柴油机,同时在较大面积上多点着火,所以放热速率极快,局部区域的温度压力急剧增加,这种类似阶越的压力变化,形成燃烧室内往复传播的激波,猛烈撞击燃烧室壁面,使壁面产生振动,发出高频振音即敲缸声; 避免方法:适当提高燃料的辛烷值;适当降低压缩比,控制末端混合气的压力和温度;调整燃烧室形状,缩短火焰前锋传播到末端混合气的时间,如提高火焰传播速度、缩短火焰传播距离;5.何谓汽油机表面点火防止表面点火有什么主要措施答:在汽油机中,凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面点燃混合气的现象,统称为表面点火;防止措施:1适当降低压缩比;2选用沸点低的汽油和成焦性小的润滑油;3要避免长时间的低负荷运行和汽车频繁加减速行驶;4应用磷化合物为燃油添加剂使沉积物中的铅化物成为磷酸铅从而使碳的着火温度提高到560℃且氧化缓慢,放出热量少,从而减少表面点火的产生;6.何谓汽油机燃烧循环变动燃烧循环变动对汽油机性能有何影响如何减少燃烧循环变动答:燃烧循环变动是点燃式发动机燃烧过程的一大特征,是指发动机以某一工况稳定运转时,这一循环和下一循环燃烧过程的进行情况不断变化,具体表现在压力曲线、火焰传播情况及发动机功率输出均不相同; 影响:由于存在燃烧循环变动,对于每一循环,点火提前角和空燃比等参数都不可能调整到最佳,因而使发动机油耗上升、功率下降,性能指标得不到充分优化;随着循环变动加剧,燃烧不正常甚至失火的循环次数逐渐增多,碳氢化合物等不完全燃烧产物增多,动力性、经济性下降;同时,由于燃烧过程不稳定,也使振动和噪声增大,零部件寿命下降,当采用稀薄燃烧时,这种循环变动情况加剧; 减少措施:1尽可能使фa=0.8~1.0,此时的循环变动最小;2适当提高气流运动速度和湍流程度可改善混合气的均匀性,进而改善循环变动;3改善排气过程,降低残余废气系数γ;4避免发动机工作在低负荷、低转速工况下;5多点点火有利于减少循环变动;6提高点火能量,优化放电方式,采用大的火花塞间隙;7 提高汽油机压缩比对提高性能有何意义如何保证在汽油机上使用较高的压缩比提高压缩比可以提高汽油机的功率和经济性,特别是对经济性有显著的作用;但压缩比过高,会导致汽油机爆燃,所以应该合理的设计燃烧室,缩短火焰传播行程,合理选用火花塞位置;适当利用湍流,降低终燃混合气温度等11 在汽油机上燃烧均质稀混合气有什么优点它所面临的主要困难时什么目前解决的途径有哪些答:优点:混合气均匀,燃烧较完全;对燃油共给及喷射系统没特别高的要求; 困难:1为防止爆燃采用较低压缩比导致热效率较低;2浓混合气的比热容比低导致热效率低;3只能用进气管节流方式对混合气量进行调节即所谓量调节使得泵气损失较大;4在化学剂量比附近燃烧,导致有害排放特别是NOx排放较高;5用三元催化转换器的汽油机,它的过量空气系数фa 必须控制在1左右,从而限制其性能进一步提高;解决途径:采用稀薄燃烧汽油机;一类是非直喷式稀燃汽油机,包括均质稀燃和分层稀燃式汽油机,另一类是缸内直喷式稀燃汽油机;12.分析过量空气系数和点或提前交对燃烧过程的影响答:当a=0.8-0.9时,由于燃烧温度最高,火焰传播速度最大,Pe达最大值,但爆燃倾向增大;当a=1.03-1.1时,由于燃烧完全,有效燃油消耗率最低,使用a<1的浓混合气工作,由于必然会产生不完全燃烧,所以CO排放量明显上升,当a<0.8或a>1.2时,火焰速度缓慢,部分燃料可能来不及完全燃烧,因而经济性差,HC排放量增多且工作不稳定; 点火过迟,则燃烧延长到膨胀过程,燃烧最高压力和温度下降,传热损失增多,排气温度升高,热效率降低,但爆燃倾向减小,NOx升高,功率、排放量降低;点火提前角对汽油机的经济性影响较大;据统计,如果点火提前角偏离最佳位置5°曲轴转角热效率下降1%;偏离转角10°曲轴转角,热效率下降5%;偏离20°曲轴转角,热效率下降16%;13 何谓稀燃、层燃系统稀燃、层燃对汽油机有何益处答:稀燃系统就是均质预混合气燃烧,通过采用改进燃烧室、高湍流、高能点火等技术使汽油机的稳定燃烧界限超过α=17的系统;分层燃烧系统就是在α更大的情况下,均质混合气难以点燃,为了提高稀燃界限,通过不同的气流运动和供油方法,在火花塞附近形成具有良好着火条件的较浓的可燃混合气,而周边是较稀混合气和空气,分层燃烧低汽油机可稳定工作在α=20~25范围内; 好处:使燃油消耗率降低,且提高排放性能;14 电控汽油喷射系统与化油器相比有何优点答:1可以对混合气空燃比进行精确控制,使发动机在任何公开下都处于最佳工作状态,特别。
第10章发动机的排放与噪声控制
第10章发动机的排放与噪声控制
图10.12 EGR降低NOx的效果
第10章发动机的排放与噪声控制
•EGR与其他措施合用的效果
图10.13 EGR于与其他措施合用的效果 A—仅采用EGR B—EGR+增强进气涡流 C—EGR+增强进气涡流+双火花塞点火
第10章发动机的排放与噪声控制
2.改进发动机设计
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3) 化学发光分析仪
•图10.35 CLD的工作原理
第10章发动机的排放与噪声控制
10.5 发动机噪声来源与控制
10.5.1发动机噪声的来源 1.燃烧噪声 2.机械噪声
1) 活塞敲缸噪声 2)配气机构噪声
3)正时齿轮噪声 4)不平衡惯性力引起的机械振动及噪声 5)喷油泵及其它机械噪声 3.进、排气噪声 4.风扇噪声
10.3.2影响因素
1.混合气成分
• 图10.22 混合气成分与柴油机排放的关 系
第10章发动机的排放与噪声控制
2. 喷油时刻
• 图10.23 喷油定时对排放的 影响
第10章发动机的排放与噪声控制
•3.燃烧室排放比较
分隔式燃烧室生成的NOx、CO、HC和炭烟的排放浓度均 低于直喷式,特别是NOx排放浓度一般比直喷式燃烧室 的低50%左右 。
噪声排放控制措施
噪声排放控制措施一、减少源头噪声1. 优化机械设备设计:合理设计机械设备,减少机械运动产生的噪声。
例如,改进发动机设计,减少空气动力噪声;采用低噪声润滑油,降低机械摩擦噪声等。
2. 选择低噪声设备:选用低噪声设备,如低噪音冷却塔、水泵、空压机等,从源头上减少噪声排放。
3. 定期维护和检修:定期对机械设备进行维护和检修,确保机械部件正常运行,减少因故障产生的噪声。
二、传播途径控制1. 隔声屏障:在噪声传播途径中设置隔声屏障,阻止噪声传播。
例如,在高速公路两侧设置隔音壁、城市绿化带等。
2. 吸声材料:在室内或建筑物的墙壁、天花板等处使用吸声材料,吸收和降低室内噪声。
3. 减振措施:对振动产生噪声的设备,采取减振措施,如使用减振垫、减振器等,以减少振动产生的噪声。
三、接收处防护1. 耳塞:使用耳塞、耳罩等防护用品,减少噪声对人体的直接伤害。
2. 听力保护器:对于高强度噪声环境,可使用听力保护器,如耳塞、耳罩等,保护工作人员的听力健康。
四、合理规划城市和建筑布局1. 城市规划:在城市规划中考虑噪声控制因素,合理划分城市功能区,减少高噪声区域对低噪声区域的影响。
2. 建筑布局:在建筑设计中合理布局建筑物,利用地形、建筑物高度等自然条件,实现噪声衰减和屏蔽。
五、制定相关法规标准1. 法规制定:制定相关噪声污染防治法规,明确噪声排放标准和限制,强化法律约束。
2. 标准修订:根据实际情况修订噪声排放标准,不断提高噪声控制要求。
六、加强监督管理1. 排污许可制度:实施排污许可制度,明确各行业的噪声排放标准和限制,加强对企业噪声排放的监管。
2. 现场检查:定期开展现场检查,对存在噪声污染的企业进行处罚,确保噪声控制措施得到有效执行。
3. 信息公示:公示噪声污染企业名单和处罚信息,提高公众参与度和监督效果。
七、教育和宣传1. 公众教育:通过媒体、宣传册等方式,向公众普及噪声污染防治知识,提高公众的环保意识和参与度。
2. 企业培训:组织企业参加噪声污染防治培训,提高企业的环保意识和噪声控制能力。
8章 进排气系统及排气净化装置
1滤芯; 2.滤清器外壳; 3一滤清器盖; 4.蝶形螺母 5.进气导流管; 6.金属网; 7一打褶滤纸; 8一滤芯下密封面; 9.滤芯上密封面
2.离心式及复合式空气滤清器 离心式空气滤清器多用于大型载货汽车上。在许多自卸车或矿山用汽车
上还使用离心式与纸滤芯式相结合的双级复合式空气滤清器(图8.3)。
图8.10 不锈钢排气歧管图
8.11 铸铁排气歧管
8.2.2 进气、排气歧管的布置
直列型发动机在排气行程期间,气缸中的废气经排气门进人排气歧管,再由 排气歧管进入排气管、催化转换器和消声器,最后由排气尾管排到大气中。 这种排气系统称作单排气系统(图8.12)。
图8.12 单排气系统的组成
1排气歧管;2-前排气管;3.催化转换器;4钟气温度传感器;5.副消声器; 6.后排气管;7.主消声器;8排气尾管
图8.3 双级复合式空气滤清器
1.卡簧;2.纸滤芯;3一滤清器上盖;4.蝶形螺母;5.密封垫;6、9、 13罐f封圈;7.上体;8.出气口;10-进气口;11.旋流管;12.下体;
14.集灰盘;15一卡箍;16.旋流管螺旋导向面
3.进气导流管 在现代轿车上,为了增强发动机的谐振进气效果,空气滤清器进气导流管需要 有较大的容积。但是导流管不能太粗,以保证空气在导流管内有一定的流速, 因此,进气导流管只能做得很长(图8.5),有利于实现从车外吸气。
1一控制膜盒 2一连动杆 3一排气旁通阀 4一排气管 5一涡轮机叶轮 6一涡轮机蜗壳 7一 增压器轴 8一中间体 9一压气机蜗壳 10一压气机叶轮 11一连通管
4.涡轮增压器的润滑及冷却 来自发动机润滑系统主油道的机油,经增压器中间体上的机油进口1进人增
压器,润滑和冷却增压器轴和轴承。然后,机油经中间体上的机油出口2返回 发动机油底壳(图8.24)
第8章 发动机排气污染与噪声控制练习题(含答案)
第8章练习题一、解释术语1、排气后处理2、PCV系统3、燃烧噪声二、选择题1.发动机排放的未燃烧的烃类物质是一种有害污染物,代表符号是()A、HOB、OHC、HCD、CH2.发动机排出的废气中,主要有害污染物质是()A、CO、HC、NOXB、CO2、HC、NOXC、SO2、HC、NOXD、SO2、Pb、P3、对于汽油机而言,随着空燃比的增加,NOX的浓度()A、逐渐增加B、不变C、逐渐减少D、逐渐增加然后减少4、从化学当量的角度看,CO的生成原因中,主要是()A、氧气充足B、氧气不足C、温度偏高D、温度偏低5、下列哪一项措施对降低NOX 有利()。
A、进气温度控制B、氧化催化转换器C、热反应器D、废气再循环6、发动机排放的未燃烃HC,除了来自于废气外,还可能来源于()A、排气系统B、进气系统C、冷却系统D、燃料系统7、柴油机排放的突出问题是()。
A、COB、HCC、NOXD、排气微粒三、填空题1、CO主要是下的不完全燃烧产物。
2、NOX主要指和两种。
3、HC的生成与排除的三个渠道是、和4、减少点火提前角对降低和有利。
5、随着吸入废气量的增大,NO浓度逐渐降低6、和工况是HC生成的主要工况。
7、燃烧室生成的NOX、CO、HC的排放浓度均低于四、简答题1.发动机有害排放物有哪些?2.简述发动机运转因素对C0、NOX、HC、碳烟的影响。
3.发动机控制排放污染物的方法有哪三类,各有哪些?第8章练习题答案一、解释术语1、不规则燃烧是指在稳定正常运转的情况下,各循环之间的燃烧变动和各气缸之间的燃烧差异。
2、点火提前角是从火花塞跳火到上止点之间的曲轴转角。
3、空气和燃油的混合比,即空气质量与燃油质量比称为空燃比二、选择题1-5CDBBA 6-10BBBBD三、填空题1. 着火落后期、明显燃烧期和补燃期2. 化油器式喷射雾化式3. 爆燃4. 蒸发混合5. 气缸6. 增大7. 混合气四、简答题1.答:以内燃机为动力的汽车是城市大气的主要污染源之一,汽车排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOX)和微粒。
摩托车用发动机的振动与噪声控制方法
摩托车用发动机的振动与噪声控制方法摩托车作为一种便捷快速的交通工具,其发动机的振动与噪声控制是保证骑行舒适性和交通环境安静的重要问题。
本文将介绍一些常见的摩托车发动机振动与噪声控制方法。
1. 发动机设计优化首先,发动机设计优化是减少振动与噪声产生的重要措施。
通过优化发动机结构和传动系统,减少发动机内部的不平衡与共振,降低机械噪声的产生。
同时,合理选择发动机的材料与加工工艺,提高组件的质量与精度,减少机械振动的产生。
此外,通过降低活塞与缸体的摩擦力,减轻摩擦振动的产生,进一步提升发动机的平稳性和舒适性。
2. 减振降噪材料的应用借助减振降噪材料的应用,可以有效减轻发动机振动与噪声。
例如,在发动机壳体的设计中采用吸振材料,能够吸收和消散振动的能量,减少振动在壳体传导与辐射,并降低噪声的产生。
此外,也可以在摩托车的底盘、座椅和周围件等位置使用吸振材料,减少机械振动对车身和车内空间的传导,提升骑行的舒适性。
3. 振动与噪声控制技术除了发动机设计和材料应用外,还可以采用一些振动与噪声控制技术来减少摩托车的振动和噪声。
例如,安装智能振动控制系统,通过传感器实时监测发动机的振动状态,采取相应的控制策略,控制发动机的振动在较低的水平上运行。
针对特定频率的噪声,可以采用有源噪声控制技术,通过发射相反相位的声波来抵消噪声,从而降低摩托车噪声的水平。
4. 发动机维护和调整定期的发动机维护和调整对于控制振动和噪声也起到至关重要的作用。
及时更换老化的发动机零部件,修复松动的连接件,保持发动机正常工作,减少振动和噪声的产生。
合理调整发动机的点火时点和供油量,优化发动机的工作状态,可以降低机械振动和燃烧噪声的水平。
5. 隔音罩的设计隔音罩的设计是另一个有效的振动和噪声控制手段。
通过合理设计隔音罩的结构和材料,对发动机的工作噪声进行隔离和吸收。
采用吸音材料内衬隔音罩,可以减少发动机噪声的辐射,保持交通环境的安静。
此外,通过合理布置隔音罩的进出气口和排气孔,可以保持发动机的良好散热,并提高排放的效率。
自考《汽车发动机原理与汽车理论》复习题(汽车发动机原理部分)(含答案)
第二章发动机工作循环及性能指标一、选择题:1、在机械损失中,占比例最大的的是_____D__。
A.驱动附属机构的损失B.排气损失C.进气损失D.摩擦损失2、单位气缸工作容积的循环有效功称之为____A_____。
A.升功率B.有效热效率C.有效扭矩D.平均有效压力3、当发动机油门位置固定,转速增加时____A______。
A.平均机械损失压力增加,机械效率减小B.平均机械损失压力减小,机械效率增加C.平均机械损失压力减小,机械效率减小D.平均机械损失压力增加,机械效率增加4、发动机的有效功We与所消耗的燃油发出的热量Q1的比值称之为_____B_____。
A.有效燃油消耗率B.有效热效率C.有效扭矩D.平均有效压力5、关于发动机性能指标的描述不正确的是______B____。
A.指示指标是以工质在气缸内对活塞做功为基础的性能指标。
B.指示指标是考虑到机械损失的指标。
]C.有效指标它是以曲轴对外输出的功为基础的性能指标。
D.有效指标用来评定发动机性能的好坏。
6、发动机单位气缸工作容积每循环做的指示功称为______A____。
A.平均指示压力B.循环指示功C.有效功率D.平均有效压力7、评价发动机经济性的指标是_____D_____。
A.平均有效压力B.有效扭矩C.有效功率D.有效热效率8、评价发动机动力性的指标是____D______。
A.有效燃油消耗率B.有效热效率C.每小时的油耗量D.平均有效压力9、发动机负荷一定,当转速增加时,则______A____。
A.机械效率下降B.平均机械损失压力下降C.指示功率增加D.平均指示压力增加第三章发动机的换气过程一、选择题:1、发动机的整个换气过程约占曲轴转角的______D______CA。
A.180~270 B.300~360 C.340~400 D.410~480(2、关于发动机换气过程的描述不正确的是_______A______。
A.强制排气阶段排出的废气量大于自由排气阶段排出的废气量。
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《航空发动机结构与系统》
发动机噪音控制
1.噪声来源
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2.消音方法
1. 降低喷气速度 2. 利用吸音材料 3. 改变振动频率
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发动机噪音控制
2.1 降低排气速度 噪声强度与排气速度的8次方成正比。 因此降低排气的速度是最有效的消 声办法。 降低排气速度一般采用调节喷口面 积。 但是,不能随便降低排出气流的速 度,否则将会影响整台发动机的性 能。
发动机噪音控制
1.噪声来源
涡轮喷气发动机的噪音来源:
空气进入进气到及在发动机流动过程中产生的噪音 喷出的高温告诉燃气与外界混合所产生的噪音 发动机震动造成的噪音
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1.噪声来源
轮风扇发动机的噪音来源:
涡轮风扇发动机是低噪音的发动机,它的噪音主要来源是气体流过压气机 和涡轮时所产生的噪音
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航空发动机结构与系统
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发动机噪音控制
2.3 星形消声器
这种尾喷管由一组沿流路为特殊形 状的通道构成,尾喷管通道首先是 全圆形截面,逐渐收敛成星型或花 瓣型。在此特殊形状的通道中还置 有隔板,使燃气排出时的扰动增加, 提高消声效果
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2.4 采用吸音材料 任何材料对声音都能吸收, 只是吸收程度有很大的不 同。通常是将对上述六个 频率的平均吸声系数大于 0.2的材料,列为吸声材料
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发动机噪音控制
2.2 波纹形消声器 此种消声喷管的外壁开有若干个沿圆周均 布的半椭圆形孔,各孔相应焊一个同样的 波形罩。罩子出口均在喷口截面,这样形 成具有特殊出口截面的收敛型尾喷管。燃 气喷出时,引射周围的空气通过波形罩, 提高了周围空气的流速,增大了燃气与周 围空气的接触面积,加速燃气与周围空气 的混合,从而达到降低排气噪声的目的。
第8章 物理性污染及其防治
交通噪声的传播影响范围通常沿着道路呈线状。
工厂噪声中,工厂设备噪声源可按特性大致分为点
声源、线声源和面声源三种类型。
8.1.3 噪声污染的危害
1.干扰休息和睡眠
休息和睡眠是人们消除疲劳、 恢复体力和维持健康的 必要条件。但噪声使人不得安宁, 难以休息和入睡。
当人辗转不能入睡时, 便会心态紧张,呼吸急促,脉搏跳动加剧,大脑兴奋不止, 第二天就会感到疲倦,或四肢无力,从而影响到工作和学习。
(3)采用声学控制技术
在上述措施均不能满足环境噪声要求时,可采用局部声学技术来 降噪,如吸声技术(详见5.3.2)、隔声技术(详见5.3.3)、消声 技术(详见5.3.4)等。这要对噪声传播的具体情况进行分析后综合 应用这些措施,才能达到预期效果。
3.个人防护
因条件所限不能从噪声源和传播途径上控制噪声时,可采取个人 防护的办法,个人防护是一种经济而有效的防噪措施。个人防护一是 采用防护用具,如防声棉(蜡浸棉花)、耳塞、耳罩、帽盔等;二是 采取轮班作业,缩短在强噪声环境中的暴露时间。
(2)改革工艺和操作方法
改革工艺和操作方法,也是从声源上降低噪声的一种途径。例如,用低 噪声的焊接代替高噪声的铆接;用无声的液压代替有梭织布机。在建筑施工 中,柴油打桩机在15m外其噪声达到100 dB,而压力打桩机的噪声则只有 50 dB。在工厂里,把铆接改成焊接,把锻打改成液压加工,均能降噪2040 dB。
改进机械设备的结构、应用新材料来降噪,效果和潜 力是很大的。近些年,随着材科技的发展,各种新型材料 应运而生,用一些内摩擦较大、高阻尼合金、高强度塑料 生产机器零部件已变成现实。
例如,在汽车生产中就经常采用高强度塑料机件。 化纤厂的拉捻机噪声很高,将现有齿轮改用尼龙齿轮,可 降噪20dB。对于风机,不同形式的叶片,产生的噪声也 不一样,选择最佳叶片形状,可以降低风机噪声。例如, 把风机叶片由直片式改成后弯形,可降噪10dB。或者将 叶片的长度减小,亦可降低噪声。
汽车排放与噪声控制技术作业指导书
汽车排放与噪声控制技术作业指导书第1章汽车排放与噪声控制概述 (3)1.1 汽车排放污染及危害 (3)1.2 汽车噪声污染及危害 (4)1.3 汽车排放与噪声控制的意义 (4)第2章汽油机排放污染物机理 (4)2.1 污染物过程 (4)2.1.1 燃烧室内化学反应 (4)2.1.2 排气系统内化学反应 (4)2.2 影响排放污染物的因素 (5)2.2.1 燃油品质 (5)2.2.2 燃烧过程 (5)2.2.3 发动机工况 (5)2.2.4 排气系统设计 (5)2.3 降低汽油机排放污染的措施 (5)2.3.1 优化燃油品质 (5)2.3.2 改进燃烧过程 (5)2.3.3 控制发动机工况 (5)2.3.4 采用排气后处理技术 (5)2.3.5 提高发动机热效率 (5)2.3.6 加强维护与管理 (6)第3章柴油机排放污染物机理 (6)3.1 柴油机排放污染特点 (6)3.2 污染物过程 (6)3.3 影响排放污染物的因素 (6)3.4 降低柴油机排放污染的措施 (7)第4章汽车噪声产生与传播机理 (7)4.1 汽车噪声来源与分类 (7)4.1.1 发动机噪声 (7)4.1.2 轮胎噪声 (7)4.1.3 车身结构噪声 (7)4.1.4 空气动力学噪声 (7)4.1.5 电子设备噪声 (8)4.2 噪声传播过程 (8)4.2.1 声波传播基本原理 (8)4.2.2 汽车噪声传播途径 (8)4.3 影响汽车噪声特性的因素 (8)4.3.1 发动机参数 (8)4.3.2 车身结构 (8)4.3.3 轮胎特性 (8)4.3.4 气象条件 (8)4.3.5 路面状况 (8)第5章汽车排放控制系统 (8)5.1 汽油机排放控制系统 (8)5.1.1 废气再循环(EGR)系统 (8)5.1.2 三元催化转化器(TWC) (9)5.1.3 燃油蒸发排放控制系统(EVAP) (9)5.1.4 空气喷射系统 (9)5.2 柴油机排放控制系统 (9)5.2.1 柴油机氧化催化器(DOC) (9)5.2.2 柴油机颗粒过滤器(DPF) (9)5.2.3 废气再循环(EGR)系统 (9)5.2.4 选择性催化还原(SCR)技术 (9)5.3 新能源汽车排放控制技术 (9)5.3.1 电动汽车排放控制 (9)5.3.2 氢燃料电池汽车排放控制 (9)5.3.3 插电式混合动力汽车排放控制 (10)5.3.4 燃料电池汽车排放控制 (10)第6章汽车噪声控制技术 (10)6.1 噪声源控制技术 (10)6.1.1 发动机噪声控制 (10)6.1.2 轮胎噪声控制 (10)6.1.3 车身结构噪声控制 (10)6.2 传播途径控制技术 (10)6.2.1 隔声技术 (10)6.2.2 吸声技术 (11)6.3 接收者保护技术 (11)6.3.1 车内噪声控制 (11)6.3.2 车外噪声控制 (11)第7章汽车排放与噪声检测技术 (11)7.1 排放检测技术 (11)7.1.1 尾气排放检测 (11)7.1.2 汽油车排放检测 (11)7.1.3 柴油车排放检测 (12)7.2 噪声检测技术 (12)7.2.1 噪声源识别 (12)7.2.2 噪声检测方法 (12)7.2.3 噪声检测标准 (12)7.3 检测设备与标准 (12)7.3.1 排放检测设备 (12)7.3.2 噪声检测设备 (12)7.3.3 检测标准 (12)第8章汽车排放与噪声控制法规及政策 (12)8.1 我国相关法规及政策 (12)8.1.1 汽车排放法规 (12)8.1.3 政策措施 (13)8.2 国际相关法规及政策 (13)8.2.1 欧洲法规 (13)8.2.2 美国法规 (13)8.2.3 其他国家和地区 (13)8.3 法规及政策发展趋势 (13)8.3.1 法规日益严格 (13)8.3.2 推动新能源汽车发展 (13)8.3.3 加强国际合作 (13)8.3.4 创新技术和管理手段 (14)第9章汽车排放与噪声控制技术应用 (14)9.1 传统汽车排放与噪声控制技术应用 (14)9.1.1 排放控制技术 (14)9.1.2 噪声控制技术 (14)9.2 新能源汽车排放与噪声控制技术应用 (14)9.2.1 排放控制技术 (14)9.2.2 噪声控制技术 (14)9.3 汽车排放与噪声控制技术的发展趋势 (15)第10章汽车排放与噪声控制实训操作 (15)10.1 实训操作规范与要求 (15)10.2 排放检测实训操作 (15)10.3 噪声检测实训操作 (16)10.4 汽车排放与噪声控制实训案例分析 (16)第1章汽车排放与噪声控制概述1.1 汽车排放污染及危害汽车作为现代交通工具,在为人们提供便捷出行的同时也带来了严重的排放污染问题。
汽车发动机原理第8章 课后习题答案
第八章复习思考题1. NO的生成主要受那些因素影响?答:温度、氧的浓度、反应滞留时间。
2. 发动机中HC的生成有几条途径,其中哪一条为HC的主要来源?答:未燃碳氢化合物(HC)的生成与排出有三个渠道:其中HC总量的60%以上由废气(尾气)排出,另外的25%左右由曲轴箱窜气,从供油系统及其管路等处油蒸气漏泄占15%左右。
尾气排出为主要来源。
3. 分析空燃比,点火时间对汽油机排放的影响?答:由汽油机有害排放物浓度与空燃比关系可以得知,由于CO是缺氧条件下的不完全燃烧产物,随着空燃比增加,CO浓度逐渐下降;在大于理论空燃比以后,CO浓度已经很低了。
同时,NOx浓度两头低,中间高,NO浓度峰值出现在理论空燃比靠稀的一侧,反映出高的NO生成率必须兼具高温、富氧两个条件,缺一不可。
HC的走向则是两头高,中间低。
当浓混合气逐渐变稀,在缝隙容积与激冷层中混合气燃料比例减少,因此HC量减少。
处于最佳燃烧的空燃比范围内,HC及油耗均为最低。
但当混合气过稀,燃烧因不能稳定运行而失火,致使HC及油耗又重新回升。
减少点火提前角对降低NO及HC均有利,但以牺牲动力性为代价。
减小点火提前角,不仅降低燃烧最高温度、减少燃烧反应滞留时间,对降低NO十分有利;而且由于点火推迟,膨胀时的温度及排气温度均上升,这对降低HC也很有利。
4. 汽油车的蒸发及曲轴箱漏气通常采取什么办法控制?答:油蒸气吸附装置和曲轴箱强制通风系统5. 汽油机怠速,常用工况及全负荷时排气温度大致范围为多少?答:400~800℃6. 画出汽油机三种有害排放污染物(CO、HC、NO X)生成量与过量空气系数之间的关系曲线,并对曲线走势进行分析。
答:略7. 三元催化器在理论空燃比附近转换效率最高的原因是什么?答:三元催化剂包含铂(Pt)和铑(Rh)、钯(Pd),此外还含稀土氧化物等材料。
使用三元催化剂时,应将混合气成分严格控制在理论空燃比附近,这样催化剂才能促使CO及HC的氧化反应和NOx的还原反应同时进行,生成CO2、H2O及N2。
汽车发动机构造与维修第8章汽车发动机的装配调试
装配调试是发动机制造过程中不 可或缺的一环,对发动机的性能 和寿命产生直接影响。
装配调试的基本流程
Байду номын сангаас零件检查
对所有零件进行严格 检查,确保零件质量 合格、数量齐全。
清洗与润滑
对零件进行清洗,并 按规定进行润滑处理, 确保装配过程中零件 的顺畅运动。
组装
按照规定的工艺流程, 将零件逐一组装到发 动机上,确保各部件 之间的配合精度。
汽车发动机构造与维修第8章汽车 发动机的装配调试
contents
目录
• 汽车发动机装配调试概述 • 发动机装配工艺与设备 • 发动机调试技术与方法 • 发动机装配调试实例分析 • 总结与展望
01 汽车发动机装配调试概述
装配调试的目的和重要性
目的
确保发动机性能达到设计要求, 提高发动机的可靠性和耐久性。
调整与优化
根据测试结果,对发动机的各 部件进行调整和优化,以提高 性能和可靠性。
准备工作
检查发动机各部件的安装情况, 确保无错装、漏装现象,准备 好调试所需的工具和设备。
性能测试
对发动机的功率、扭矩、排放 等进行测试,检查是否达到设 计要求。
验收与交付
完成调整后,再次进行全面检 查,确保发动机性能达标,安 全可靠,然后交付给客户。
发动机调试过程中的常见问题及解决方案
功率不足
可能是由于供油系统、点火系统或气 门机构的问题,需要进行相应的检查 和调整。
排放超标
可能是由于三元催化器、氧传感器或 燃油品质问题,需要更换相应部件或 使用更高品质的燃油。
异响
可能是由于轴承、齿轮或气门机构的 问题,需要进行检查和维修。
过热
可能是由于冷却系统的问题,需要进 行检查和维修,同时需要检查发动机 的负荷和润滑油品质。
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•3、HC的生 •(1)未燃和不完全燃烧成;
•冷激与缝隙效应(50%~ 7•润0%滑)油膜和沉积物的吸附 (30~40%) •过浓或过稀造成的火焰淬熄
•(2)曲轴箱的窜气及燃油 系统的蒸发泄露。
第8章发动机的排放与噪声控制
•(3)柴油机与汽油机的比较:
• 1)柴油机燃油是在压缩接 近终了时才喷射,因而冷激、缝 隙与吸附效应的影响小,故HC 排放较汽油机低;
第8章发动机的排放与噪声控制
•三、机外净化技术
•1.安装三元催化器(TWC) •目的: •全面降低HC、CO和NOx的
• • 需要注意事为项排了:放取。得好的转化效果,需要与氧传感器配合 (理论空燃比),并防止三元催化中毒(铅、硫)。
第8章发动机的排放与噪声控制
2.曲轴箱强制通风系统 • 曲轴箱强制通风系统(PCV,positive crankcase
旋流 (c)纵向滚流(d)压缩时的挤流 (e)膨胀时的逆流
第8章发动机的排放与噪声控制
• 图8.25 两气门及四气门柴油机性能指标比较图
第8章发动机的排放与噪声控制
•3.改进喷油系统
1)高压喷射 2)推迟喷油提前角 3)减小喷孔直径,增加喷孔数目 4)减小喷嘴压力室容积 5)高压共轨电控燃油喷射
• 2)柴油机HC主要来源于混 合不均匀造成的过浓或过稀及喷 油器压力室容积内的残留燃油。
•HC(%):汽油机0.2;•柴油机0.02~0.1。
第8章发动机的排放与噪声控制
4.微粒的生成
图8.6 燃烧系统中炭烟粒子的形成过程 燃油中烃分子在高温缺氧的条件下发生部分氧化和热裂解,生成各种 不饱和烃类,如乙烯、乙炔及其较高的同系物和多环芳香烃。它们不 断脱氢、聚合成以炭为主的直径2nm左右的炭烟核心 。 由于大部分碳烟在燃烧后期及排气过程中会被氧化,因此,提高排气 温度有助于降低碳烟的排放。 柴油机与汽油机比较:对于汽油机,采用无铅汽油时基本不排放碳烟; 而柴油机,由于采用缸内喷射、边喷边烧的工作模式,较容易产生局 部高温缺氧燃烧,故碳烟生成量较汽油机大得多(30倍以上)。 微粒(g/m3):汽油机0.005;柴油机0.15~0.3。
•图8.14 火花塞位置对油耗和HC排放物的影响 •1—火花塞在燃烧室侧面 2—火花塞在燃烧室中心
第8章发动机的排放与噪声控制
图8.15 四气门和二气门发动 机对油耗和HC排放物的影 响
• 1—二气门发动机
图8.16 稀燃发动机混合气浓度工作极限 1—采用三效催化转化器=14.7时发动机控制 2—用稀燃传感器控制发动机 3—用燃烧压力传感器控制发动机 4—发动机处于工作极限下运行 5—工作极限 6—燃油消耗 7—发动机运行不稳定
第8章发动机的排放与噪声控制
• 5.降低机油消耗 • 6.废气再循环 • 7.提高燃油品质
第8章发动机的排放与噪声控制
四、机外净化技术
• 1.氧化催化转化器 • 2 .微粒捕集器 • 3 .柴油机Nox
Байду номын сангаас还原催化剂
•图8.29柴油机氧化催化剂使用效果
第8章发动机的排放与噪声控制
•图8.30 微粒捕集器的过滤材料 •(a)陶瓷蜂窝载体 (b)陶瓷纤维编织物 (c)金属线纤维编织物
第8章发动机的排放与噪声控制
•第二节 影响汽油机排放的主要因素及控制
•一、影响因素(混合气成分、点火正时、负荷、转速、工况和 E•G1、R)混合气成分(主要影响因素) • 混合气浓(<14.9)时:
• 缺氧燃烧,CO和HC排放大,NOx排放 小• ;理论空燃比附近(≈14.9)时: • 燃烧迅速、充分,CO和HC排放低, 但NOx排放高; • 混合气稀(空燃比>14.9)时: • 燃烧速度慢、温度低,CO和NOx 排放低,但淬熄现象增加使HC排放高。
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• 图8.26 三种燃油 系统的喷油压力对 烟度及性能的影响
• 试验条件:转速 800r/min, =17, NOx 1200×8-6
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•4.改进燃烧系统
• 1)燃烧室容积比——燃烧室容积对气缸余隙 容积之比
• 2)燃烧室口径比 ——口径比dk/D小的深燃烧 室可在室中产生较强的涡流
•过量空气系数对柴油机排放的影响
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•2、喷油提前角
• 延迟喷油(减小喷油提前角)时, 可以降低最高燃烧温度,抑制NOx生 成;但会使后燃严重,不仅提高油耗, 还会使碳烟(R)排放增加。
•3.燃烧室类型
•喷油提前角对排放的影 响
• 分隔式燃烧室生成的NOx、CO、HC和炭烟的排放浓度均低
•
图8.12 EGR降低NOx的效果
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图8.13 EGR于与其他措施合用的效果 A—仅采用EGR B—EGR+增强进气涡流 C—EGR+增强进气涡流+双火花塞点火
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2.改进发动机设计
1)冷起动、暖机和怠速 2)压缩比 3)燃烧系统 4)进气系统 5)活塞组设计 6)分层稀薄燃烧
•(2)稀混合气时:
• 燃烧速度慢,转速越高,燃烧对应曲轴转角越大,结
果燃烧温度降低,故NOx排放低。
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•5、工况
工况(km/h)
排放量
CO(%) HC(10-6) NOx (10-6)
怠速 0
定速 40
加速 0→40
减速 40→0
4.0-10.0 0.5-1.0 0.7-5.0 1.5-4.5
第8章发动机的排放与噪 声控制
2020/11/27
第8章发动机的排放与噪声控制
•第1节 发动机有害排放物的种类及危害
•一、概述(视频) •二、发动机有害排放物及其危害
发动机主要有害排放物:•CO、HC、NOx和微粒(碳 •1、一氧化碳(CO) 烟)。 •特点:•无色、无味、有毒(引起窒息)。
• CO与血红蛋白的亲合力是氧的300倍,而分离速度却是
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8.4 发动机排放标准与测试
• 8.4.1排放标准
• 1.评定标准 1) 排放物体积分数和质量浓度 2) 质量排放量 3) 比排放量 • 2.排放标准
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•8.4.2排放物测定
• 1.试验规范 ——在底盘测功机上模拟其特 定行驶循环,并测定所排出有害物质的量, 通过调节测功机可模拟在实际到路上行驶 的功率,而用惯性质量模拟汽车质量。
•空燃比对排放的影响
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•2、点火提前角 •点火推迟(减小提前角):
• 后燃严重,最高燃烧温度低, NOx排放少;同时,由于排温高, 有助于HC的氧化,但动力性与经 济性差。
•点火提前(增大提前角): • 放热集中,燃烧温度高,而排 温低,对NOx和HC排放均不利。
•点火提前角对排放的影响
图8.21油束各区的燃油情况 1—稀燃火焰熄灭区 2—稀燃火焰区 3—油束心部 4—油束尾部和后喷部
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•二、影响因素
•1、混合气成分 •(1)中、小负荷 • 过量空气系数大,HC、CO和R (碳烟)的排放低。
•(2)满负荷 • 喷油时间长,后燃严重,使CO、 HC和R(碳烟)排放增多;同时由 于燃烧温度高,NOx排放也高。
二、机内净化技术
类型:EGR、改进发动机设计、EFI和提高燃油品质
1.废气再循环
• 原理和作用:一部 分排气经EGR阀还流回进 气系统,稀释了新鲜混合 气中的氧浓度,导致燃烧 速度降低,同时还使新鲜 混合气的比热容提高。两 者都造成燃烧温度的降低, 因而可以抑制NOx的生成。
•图8.11废气再循环系统工作原理 第8章发动机的排放与噪声控制
• 欧洲轻型车排放限值 • ECE R15—04法规 • 型式认证Ι型试验排放限值 • Ⅱ型试验排放限值
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• 图8.31 欧洲ECE15工况试验循环
也较低,故其CO排放低; • 而汽油机,过量空气系数偏小(氧少),且燃烧温度 高,CO排放较大。
•CO(%,体积分数):汽油机0.1~0.6;•柴油机0.05~0.5。
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•图8.1 不同空然比下废气中的各成分变化 图8.2混合比和各有害气体排放量的关系
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•大负荷(节气门开度>80%): • 供给浓混合气,燃烧温度和排温高,故NOx排放高而 HC排放低;但由于氧不足,CO排放高。
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•4、转速 •对于CO、HC:
• 转速高,气流运动强,可以改善燃烧(减少冷激效 应),故HC和CO排放低。
•对于NOx: •(1)浓混合气时: • 燃烧速度快,转速越高,散热损失越少,燃烧温度高, 故NOx排放高;
于直喷式,特别是NOx排放浓度一般比直喷式燃烧室的低50%
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三、机内净化技术 • 1.增压中冷技术——最现实的办法是增加空气量 • 2.改进进气系统 1)进气组织 2)多气门
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图8.24 缸内的各种有组织气流 (a)切向进气道及其产生的旋流 (b)螺旋进气道及其产生的
• 浅蓝色烟雾(O3和PAN),易在中午日照最强时产 生,其毒性较NOx更强。 •4、微粒(碳烟) •危害:•1、微粒(<0.1μm) 破坏呼吸和血液循环系统;
•2、微粒上的附着物(SO2、NOx、HC等)引 起中毒、至癌等。
•通常,柴油机的碳烟排放量约为汽油机的30倍以上。
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300-2000 200-400 300-600 1000-3000
50-100