三内燃机排放特性
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
❖化油器式发动机如果没 有特殊措施，由于进气管 中突然的高真空状态，使 壁上的液态燃油蒸发，形 成过浓混合气而造成较高 的HC和CO排放。
❖汽油喷射式发动机在减 速时不再供油，且进气管 内液态油膜少，导致HC 和CO排放很少。
§3.2 压燃式内燃机的排放特性
一、稳态排放特性
1、CO排放 ❖ 图示涡轮增压直喷柴油
485×10－6 5000×10－6
NOx
23×10－6 1543×10－6 1270×10－6 6×10－6
CO
4.9%
1.8%
1.7%
3.4%
CO2
10.2%
12.1%
12.4%
wk.baidu.com
6.0%
§3.1点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性
二、瞬态排放特性
1、冷起动
❖ 汽油机冷起动时，由于进气系统和气缸温度低，汽油 蒸发不好，较多的汽油沉积在进气管及气缸壁上形成 油膜，而较低的转速使流速低造成油气混合不好，因 此需要增加供油量，以使汽油机能正常起动
二、瞬态排放特性
3、加速
❖ 汽油机加速工况，一般指迅速开启节气门增加转矩到最大值，使 转速急剧提高。
❖ 用化油器的汽油 机这时往往供给 很浓的混合气， 造成较高的CO 和HC排放。
❖ 汽油喷射的汽油 机不产生过浓的 混合气，其排放 值与相应的各稳 定工况点相似。
4、减速
❖汽油机减速工况就是节 气门迅速关闭，发动机由 汽车反拖，在较高转速下 空转。
❖ 在大负荷工况，为达到 较高的转矩， a <1， 因此CO比排放量高。 2L排量4气门进气道喷射汽油机稳态CO排放特性
2、HC排放 ❖ 未燃HC排放量的变化趋势与CO相同点：都是中等负荷时比排放
量较小，大负荷和小负荷时相对增加。
不同点1：全负荷时HC排放 增加不如CO严重，此时 混合气过浓，主要生成CO 。HC排放主要来自淬熄等 多相因素，每循环绝对排
❖ 汽油机冷起动时混合气的a <1。混合气中的汽油以部 分蒸气状态、部分液体状态进入气缸。很浓的混合气 导致较高的CO排放。
❖ 部分液态汽油在燃烧结束后从壁面蒸发，未燃烧就被 排出气缸，造成HC的大量排放。
❖ 由于温度低及混合气过浓，氧不足，冷起动时的NOx 排放量很低。
§3.1点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性
§3.1点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性
一、稳态排放特性
1、CO排放
❖ 电喷汽油机在常用的部 分负荷区，为了满足三 效催化转化器的要求， 将a控制在1.0左右，所 以CO排放较低。
❖ 在负荷很小（平均有效 压力pme < 0.2MPa ）， 为保证燃烧稳定，混合 气适当加浓，导致CO 排放略有上升。
时，在中等负荷区域，
测量仪器更敏感，测量
可靠性较差所致。
1.9L排量2气门涡轮增压中冷直喷式柴油机稳态HC排放特性
一、稳态排放特性
3、NOx排放
❖ 图示表明，柴油机在中 等偏大负荷时，NOx排 放量最大（混合气中含 氧多，燃烧温度很高） 若负荷继续加大，含氧 相对减少，NOx排放量 略有减少。
❖ 当转速提高而负荷不变
放量变化不大，所以比排
放量BSHC在负荷增大时 应下降。但是达到全负荷
BSHC增大（排气中严重 缺氧，未燃HC后期氧化受 阻导致）。
不同点2：小负荷时BSHC 随负荷的减小增加得更快
（排气温度过低，得到后
期氧化的未燃HC很少） 2L排量4气门进气道喷射汽油机稳态HC排放特性
3、NOx排放
❖ 当转速一定时，BSNOx随负荷增大而下降，当接近全负荷时下 降更快。
§3.2 压燃式内燃机的排放特性
一、稳态排放特性
2、HC排放
❖ 图示表明，车用柴油机 的HC排放比汽油机低2 －4倍。
❖ 柴油机的BSHC基本随 负荷的上升而下降，而 绝对排放量大致不变。
❖ 当负荷不变而转速变化 时，BSHC变化不大。
❖ 柴油机的HC排放规律
比CO更加复杂，其中
的一方面原因是对HC
第三章 内燃机的排放特性
内燃机排放特性的定义：
❖内燃机各种排气污染物的排放量随运转工况参数如转速n、平 均有效压力pme等的变化规律，称为内燃机的排放特性。
掌握内燃机排放特性的意义：
❖有助于按低排放要求正确使用内燃机； ❖找到排放最严重的工况区，为低排放改造指出方向；
掌握内燃机排放特性的手段：
❖排放特性的理论预测尚未成熟，主要依靠试验测定。
二、瞬态排放特性
车用汽油机在实际使用中常出现瞬态运转状态，例如起动、加速
、减速等工况。其转速、负荷不断变化，零部件的温度以及工作
循环参数也不断变化。所以，这时内燃机排放量与稳定工况往往 有很大不同。 汽油机在不同工况下排气成分的体积分数
排气成分 怠速
加速
定速
减速
HC
800×10－6 540×10－6
实际在中等负荷，NOx绝对排 放量随负荷增大而增加（燃烧 温度增高）。但NOx的增加未 与负荷成正比，导致比排放量 BSNOx逐渐下降。接近全负荷 ，混合气加浓，氧不足，NOx 绝对生成量下降，导致比排放 量更快下降。
❖ 当负荷一定时，BSNOx
随转速升高而增大。可
以判断，转速上升造成
的燃烧温度提高，促进
机在整个工况范围排放 CO均很少，多数工况 BSCO<5g/(kWh)汽油机 BSCO＝20-100g/(kWh) 两者相差10－20倍。
❖ 柴油机CO排放也是在 中速、中负荷工况最少
❖ 转速很低时燃烧室内气 流运动弱，混合气形成 不均匀，生成CO较多
❖ 负荷很小时，单位功率 的排放量BSCO增大。 1.9L排量2气门涡轮增压中冷直喷式柴油机稳态CO排放特性
二、瞬态排放特性
2、暖机过程
❖汽油机起动以后，冷却系和润滑系以及主要 零部件仍未达到正常的温度水平，需要一个 暖机过程。
❖这时仍需要a <1的浓混合气，以弥补燃油在 气缸壁和进气管壁上的冷凝。
❖暖机过程CO和HC的排放仍然很高，NOx的 排放随着温度的提高逐渐增大。
§3.1点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性
NOx的生成，这一影响
超过了反应时间下降的
影响。
2L排量4气门进气道喷射汽油机稳态NOx排放特性
§3.1点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性
一、稳态排放特性
从车用汽油机CO、HC、NOx稳态排放特性得出 的结论： 为使汽油机排放较少的有害污染物，应尽可 能在中等负荷下运行。
§3.1点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性
❖汽油喷射式发动机在减 速时不再供油，且进气管 内液态油膜少，导致HC 和CO排放很少。
§3.2 压燃式内燃机的排放特性
一、稳态排放特性
1、CO排放 ❖ 图示涡轮增压直喷柴油
485×10－6 5000×10－6
NOx
23×10－6 1543×10－6 1270×10－6 6×10－6
CO
4.9%
1.8%
1.7%
3.4%
CO2
10.2%
12.1%
12.4%
wk.baidu.com
6.0%
§3.1点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性
二、瞬态排放特性
1、冷起动
❖ 汽油机冷起动时，由于进气系统和气缸温度低，汽油 蒸发不好，较多的汽油沉积在进气管及气缸壁上形成 油膜，而较低的转速使流速低造成油气混合不好，因 此需要增加供油量，以使汽油机能正常起动
二、瞬态排放特性
3、加速
❖ 汽油机加速工况，一般指迅速开启节气门增加转矩到最大值，使 转速急剧提高。
❖ 用化油器的汽油 机这时往往供给 很浓的混合气， 造成较高的CO 和HC排放。
❖ 汽油喷射的汽油 机不产生过浓的 混合气，其排放 值与相应的各稳 定工况点相似。
4、减速
❖汽油机减速工况就是节 气门迅速关闭，发动机由 汽车反拖，在较高转速下 空转。
❖ 在大负荷工况，为达到 较高的转矩， a <1， 因此CO比排放量高。 2L排量4气门进气道喷射汽油机稳态CO排放特性
2、HC排放 ❖ 未燃HC排放量的变化趋势与CO相同点：都是中等负荷时比排放
量较小，大负荷和小负荷时相对增加。
不同点1：全负荷时HC排放 增加不如CO严重，此时 混合气过浓，主要生成CO 。HC排放主要来自淬熄等 多相因素，每循环绝对排
❖ 汽油机冷起动时混合气的a <1。混合气中的汽油以部 分蒸气状态、部分液体状态进入气缸。很浓的混合气 导致较高的CO排放。
❖ 部分液态汽油在燃烧结束后从壁面蒸发，未燃烧就被 排出气缸，造成HC的大量排放。
❖ 由于温度低及混合气过浓，氧不足，冷起动时的NOx 排放量很低。
§3.1点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性
§3.1点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性
一、稳态排放特性
1、CO排放
❖ 电喷汽油机在常用的部 分负荷区，为了满足三 效催化转化器的要求， 将a控制在1.0左右，所 以CO排放较低。
❖ 在负荷很小（平均有效 压力pme < 0.2MPa ）， 为保证燃烧稳定，混合 气适当加浓，导致CO 排放略有上升。
时，在中等负荷区域，
测量仪器更敏感，测量
可靠性较差所致。
1.9L排量2气门涡轮增压中冷直喷式柴油机稳态HC排放特性
一、稳态排放特性
3、NOx排放
❖ 图示表明，柴油机在中 等偏大负荷时，NOx排 放量最大（混合气中含 氧多，燃烧温度很高） 若负荷继续加大，含氧 相对减少，NOx排放量 略有减少。
❖ 当转速提高而负荷不变
放量变化不大，所以比排
放量BSHC在负荷增大时 应下降。但是达到全负荷
BSHC增大（排气中严重 缺氧，未燃HC后期氧化受 阻导致）。
不同点2：小负荷时BSHC 随负荷的减小增加得更快
（排气温度过低，得到后
期氧化的未燃HC很少） 2L排量4气门进气道喷射汽油机稳态HC排放特性
3、NOx排放
❖ 当转速一定时，BSNOx随负荷增大而下降，当接近全负荷时下 降更快。
§3.2 压燃式内燃机的排放特性
一、稳态排放特性
2、HC排放
❖ 图示表明，车用柴油机 的HC排放比汽油机低2 －4倍。
❖ 柴油机的BSHC基本随 负荷的上升而下降，而 绝对排放量大致不变。
❖ 当负荷不变而转速变化 时，BSHC变化不大。
❖ 柴油机的HC排放规律
比CO更加复杂，其中
的一方面原因是对HC
第三章 内燃机的排放特性
内燃机排放特性的定义：
❖内燃机各种排气污染物的排放量随运转工况参数如转速n、平 均有效压力pme等的变化规律，称为内燃机的排放特性。
掌握内燃机排放特性的意义：
❖有助于按低排放要求正确使用内燃机； ❖找到排放最严重的工况区，为低排放改造指出方向；
掌握内燃机排放特性的手段：
❖排放特性的理论预测尚未成熟，主要依靠试验测定。
二、瞬态排放特性
车用汽油机在实际使用中常出现瞬态运转状态，例如起动、加速
、减速等工况。其转速、负荷不断变化，零部件的温度以及工作
循环参数也不断变化。所以，这时内燃机排放量与稳定工况往往 有很大不同。 汽油机在不同工况下排气成分的体积分数
排气成分 怠速
加速
定速
减速
HC
800×10－6 540×10－6
实际在中等负荷，NOx绝对排 放量随负荷增大而增加（燃烧 温度增高）。但NOx的增加未 与负荷成正比，导致比排放量 BSNOx逐渐下降。接近全负荷 ，混合气加浓，氧不足，NOx 绝对生成量下降，导致比排放 量更快下降。
❖ 当负荷一定时，BSNOx
随转速升高而增大。可
以判断，转速上升造成
的燃烧温度提高，促进
机在整个工况范围排放 CO均很少，多数工况 BSCO<5g/(kWh)汽油机 BSCO＝20-100g/(kWh) 两者相差10－20倍。
❖ 柴油机CO排放也是在 中速、中负荷工况最少
❖ 转速很低时燃烧室内气 流运动弱，混合气形成 不均匀，生成CO较多
❖ 负荷很小时，单位功率 的排放量BSCO增大。 1.9L排量2气门涡轮增压中冷直喷式柴油机稳态CO排放特性
二、瞬态排放特性
2、暖机过程
❖汽油机起动以后，冷却系和润滑系以及主要 零部件仍未达到正常的温度水平，需要一个 暖机过程。
❖这时仍需要a <1的浓混合气，以弥补燃油在 气缸壁和进气管壁上的冷凝。
❖暖机过程CO和HC的排放仍然很高，NOx的 排放随着温度的提高逐渐增大。
§3.1点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性
NOx的生成，这一影响
超过了反应时间下降的
影响。
2L排量4气门进气道喷射汽油机稳态NOx排放特性
§3.1点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性
一、稳态排放特性
从车用汽油机CO、HC、NOx稳态排放特性得出 的结论： 为使汽油机排放较少的有害污染物，应尽可 能在中等负荷下运行。
§3.1点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性