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。
影响碳氢化合物生成的因素 运行条件的 影响 汽油机运行条件的影响
负荷的影响 燃烧室面容比大，单位容积的激 转速较高时，气缸内混合气的扰 壁面温度升高， HC 排放浓度相应 燃烧室面容 转速的影响 点火时刻的 负荷增加时， HC 排放量绝对值将 冷面积也随之增大，未燃烃总量 壁温的影响 流混合、涡流扩散及排气扰流、 点火提前角减小可使 HC 排放下降。 负荷的影响 转速的影响 降低。提高冷却介质温度有利于 比的影响 影响 随废气流量变大而几乎呈线性增 必然也增大。降低燃烧室面容比 混合程度的增大改善了气缸内的 减弱壁面激冷效应，降低 HC排放。 点火时刻的 加。 是降低汽油机 HC排放的一项重要 燃烧过程， HC 排放浓度明显下降。 影响 措施。 壁温的影响 燃烧室面容 比的影响
第2章汽车排放污染物的形成
2.1一氧化碳CO
2.2碳氢化合物HC 2.3氮氧化物NOx 2.4微粒PM
第2章汽车排放污染物的生成机理和影响因素
概述：主要内容
介绍了汽车尾气中的主 要污染物CO、HC、NOX和 微粒PM的生成机理及其
影响因素。
第2章
汽车排放污染物的生成机理和影响因素
一氧化碳的生成机理
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。
第2 章
汽车排放污染物的生成机理和影响因素
2.2.2
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 混合气的均匀性 越差则 HC 排放越 多。 汽油机运行条件 的影响
第2章
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
NOX的生成机理 O2 → 2O O ＋ N2 → NO ＋ N N ＋ O2 → NO ＋ O N ＋ OH → NO ＋ H
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
小而急剧下降。
第2章
NO的平衡摩尔分数xNOe与过 量空气系数Φa的关系
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。
m n C H O m C O H m n 2 2 2 2
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。
第2章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素
汽油机一氧化碳的生成机理
影响一氧化碳生成的因素
第2章
汽车排放污染物的生成机理和影响因素
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
第2章
汽车排放污染物的生成机理和影响因素
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
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。
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
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
汽车排放污染物的生成机理和影响因素
图2-7 汽油机燃烧室内未燃HC的可能来源 1-润滑油膜的吸附及解吸；2-火花塞附近的狭隙和死区；3-冷激层；4-气 门座死区；5-火焰熄灭（如混和气太稀、湍流太强）；6-沉积物的吸 附及解吸；7-活塞环和环岸死区；8-气缸盖衬垫缸孔死区
柴油机未燃HC的生成机理
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的生成量仍会随其降低而 过量空气系数和燃烧室 降低，此时氧浓度起着决定性作用 温度的影响 。
影响汽油机 点火提前角的减小， NO排放量不断下 Φ >1 时，温度起着决定性作用， NOX NOX生成的因 a 残余废气分数的影响 降。 生成量随温度升高而迅速增大。最及过量空气系数Φa的关系
汽车排放污染物的生成机理和影响因素
汽油机一氧化碳的生成机理
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。
第2章 汽车排放污染物的生成机理和影响因素