《汽车排放与污染控制》1答案

吉林大学网络教育学院2020-2021学年第一学期期末考试《汽车排放与污染控制》大作业
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吉林大学2020-2021学年第一学期网络教育大作业课程考核要求：务必学生本人通过在线学习平台完成大作业课程考核，下载课程考核试卷并进行A4纸打印，根据考核题目要求，严格按照题号顺序在试卷上独立手写完成；试卷答题不得打印、复印、抄袭，如出现打印、复印、抄袭等情况均按“零分”处理。

本人郑重承诺：我已仔细阅读并认真遵守网院关于大作业课程考核的有关规定，保证按规定程序和要求完成大作业考核，保证我向网院呈交的课程作业，是我本人严格按照作业考核要求独立完成，不存在他人代写、抄袭和伪造的情形。

如违反上述承诺，由本人承担相应的结果。

承诺人：（本人手写签字）
日期：
汽车排放与污染控制
一论述题 (共2题，总分值30分 )
1. 请阐述火花塞的位置对汽油机排放的影响（15 分）
答：火花塞在燃烧室的位置不同时，发动机的燃烧放热速率不同，故火花塞的位置对排放有重要影响。

火花塞的布置应使火焰传播距离短，若火花塞距燃烧室的缝隙较远，则汽油机HC排放增加，反之亦然。

火花塞对HC排放的影响还与燃烧室的结构形状有关：一般说，对非紧凑型燃烧室的影响比对紧凑型燃烧室的影响大。

如在圆盘型燃烧室上，由于火花塞位置的不同可使发动机HC排放产生35％差别。

火花塞位置与燃烧室形状共同决定了质量燃烧率，在燃烧前期燃烧质量增加，会使NO排放增加，但对改善油耗有利。

2. 请阐述柴油机炭烟的生成机理（15 分）
答：柴油机排气经过稀释后，在低于51.7℃时，通过带有聚四氟乙烯树脂过滤纸时，被滤纸所滤下来的物质。

微粒包括：以碳元素为主的碳烟，未氧化或未完全氧化的的碳氢化合物、硫酸盐以及与硫酸盐结合的水和其他杂质。

高负荷时碳烟是柴油机微粒中的主要成分；低负荷时微粒中以碳氢化合物为主。

炭烟生成历程：燃烧初期大量裂解产生，燃烧后期大部分氧化消除。

二名词解释题 (共10题，总分值30分 )
3. 能源（3 分）：是指煤炭、石油、天然气、生物质能和电力、热力以及其他直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源。

4. 扩散型燃烧（3 分）：柴油机喷雾头部预混燃烧后，油束外围与空气接触处进行的燃料与空气边扩散混合边燃烧，扩散速度控制燃烧速度的燃烧过程。

5. 汽油机火焰传播速度（3 分）：指可燃混合汽在汽缸内燃烧的速度，与可燃混合汽的浓度、温度、压缩比有关。

6. 均质稀燃技术（3 分）：均质稀燃模式混合气形成时间长，燃烧均匀，通过精确控制喷油，可以达到较低的混合气浓度。

均质稀燃的点火时间选择范围宽泛，有很好的燃油经济性。

均质稀燃与分层燃烧的进气过程相同，油气混合时间加长，形成均质混合气。

燃烧发生在整个燃烧室内，对点火时间的要求没分层燃烧那么严格。

均质稀燃的空燃比大于1。

7. 双怠速排放标准（3 分）：是指在两种空转转速下进行污染物排放测量的排放标准。

8. 全量取样法（3 分）：是将试验时间内的全部排气收集在一个大采气袋内，待试验结束后分析取样袋内的废气组分和浓度。

9. 掺水蒸气法（3 分）
10. 空燃比（3 分）：是混合气中空气与燃料之间的质量的比例。

一般用每克燃料燃烧时所消耗的空气的克数来表示。

11. 天然气（3 分）：是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物，在石油地质学中，通常指油田气和气田气。

12. 酸雨（3 分）：是降雨或任何其他形式的降水异常形成的酸性物质，这意味着它的氢离子水平升高。

三简答题 (共5题，总分值40分 )
13. 请简述燃烧室设计原则之一“形成适当的紊流运动”的好处（8 分）
答:燃烧室内形成适当强度的气体流动可以加快火焰传播，增加末端混合气的冷却;减少循环间燃烧变动，扩大混合气体着火界限，利于燃烧更稀混合气;减少HC排放量，但紊流过强，向缸壁传热损失增加，还可能吹熄火核而失火，反而使HC排放增多。

14. 请简述汽油机燃烧产物NO的生成机理（8 分）
答：汽油机燃烧过程中生成的氮氧化物主要是NO，另外有少量的NO2，统称为NOX。

燃烧过程生成的NO，除了可与含N原子中间产物反应还原为N2外，还可与各类含氮化合物生成NO2。

燃烧生成NO2的反应过程非常复杂，如甲烷燃烧生成NO2的相关化学反应就有162个。

相关的原子团等达40种，但生成NO2的主要化学反应可认为是NO与HO2之间的反应。

燃烧过程中NO的生成方式有3种,根据产生机理的不同分别称为热力型NO也称热NO或高温NO、激发NO以及燃料NO。

热力NO主要由于火焰温度下大气中的氮被氧化而成，当燃烧的温度下降时，高温NO的生成反应会停止，即NO会被“冻结”。

激发NO主要是由于燃料产生的原子团与氮气发生反应所产生。

燃料NO是含氮燃料在较低温度下释放出来的氮被氧化而成的。

参与NO生成的化学原子团很多，反应十分复杂。

15. 请简述电控燃油喷射系统的优点（8 分）
答：（1）提供发动机在各种工况下最合适的混合气浓度，是发动机在各种工况条件下保持最佳的动力性、经济性和排放性能；（2）燃油喷射系统配用排放物控制系统后，大大降低了HC、CO和NOx三种有害气体的排放；（3）增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好；（4）汽车在不同地区行驶时，对大气压力或外界环境温度变化引起的空气密度的变化，发动机控制ECU能及时准确地作出补偿；（5）汽车加减速行驶的过渡运转阶段，燃油控制系统能迅速的作出反应；（6）有减速断油功能，既能降低排放，也能节省燃油；（7）在进气系统中，由于没有像化油器那样的喉管部位，因而进气阻力小；（8）发动机机启动容易，暖机性能提高。

16. 请简述常采用的机内净化措施（8 分）
答：①调节化油器或使用新型化油器化油器的改进可改变燃料和空气混合程度，使燃料燃烧完全，降低一氧化碳和碳氢化合物排放。

②使用电子点火装置使用电子点火装置取代传统触点式点火装置，可减少约2%的碳氢化合物排放。

③燃料直喷技术传统内燃机的汽缸中是均匀的富油混合气体，由于燃烧不完全，会增加碳氢化合物的排放量。

如果汽缸中是贫油混合，可使燃烧完全，但点燃困难，使发动机难以正常工作。

采用分层进料，使发动机燃料事先不与空气混合，而是将燃料直接注人一种特殊设计的燃料室内，通过一
系列严格精细的控制，使空气-燃料比在汽缸中的不同部位呈不同的数值，即不同比例的油气混合按层分布，火花塞附近呈富油混合，便于点燃，而其余部分的混合气含空气多，燃烧完全，因而产生的各种污染物也少。

④研制开发性能先进的新型内燃机。

17. 汽油机燃烧室设计中形成紊流运动的好处是什么（8 分）
答：汽油机的燃烧室由活塞顶部及气缸盖上相应的凹部空间组成。

汽油机燃烧室的形状分为：楔形燃烧室、盆形燃烧室、半球形燃烧室三种。

优点：播距离小, 不易爆燃, 可提高压缩比。