汽车排放污染物检测与评价

1、第七章汽车排放污染物检测与评价多媒体课件7.1汽车排放污染物的种类与危害汽车排放污染物的种类与危害汽车在道路上行驶而产生的损害人体健康和人类生活的污染现象称为汽车公害。汽车公害汽车排气对大气的污染（排放公害）汽车排气对大气的污染（排放公害）噪声对环境的危害（噪声公害）噪声对环境的危害（噪声公害）汽车电气设备对无线电通讯及电视广播汽车电气设备对无线电通讯及电视广播等信号的电波干扰（电波公害）等信号的电波干扰（电波公害）制动蹄片、离合器摩擦片、轮胎的磨损制动蹄片、离合器摩擦片、轮胎的磨损物和车轮扬起的粉尘对环境的危害（粉物和车轮扬起的粉尘对环境的危害（粉尘公害）尘公害） 汽车排放已成为城市大气污染

2、的主要污汽车排放已成为城市大气污染的主要污染源染源 汽车排放对大气的污染已成为汽车排放对大气的污染已成为主要公害。主要公害。 我国我国 在大城市，汽车排在大城市，汽车排放的放的COCO量占量占COCO总排总排放量的放量的63%63% 排放的排放的NOxNOx和和HCHC分分别占别占22%22%和和73%73%。美国美国 大气污染物排放中大气污染物排放中 COCO的的66%66% NOxNOx的的43%43% HCHC的的31%31% 微粒的微粒的2121 均来源于汽车排均来源于汽车排放放发动机排气管曲轴箱窜气燃油蒸发渗漏汽车排放的气体进入大气的途径汽车排放的气体进入大气的途径发动机排气管曲轴箱

3、窜气燃油蒸发渗漏汽车排放的气体进入大气的途径7.1.1汽车排放物的种类汽车排放物的种类汽车排放的气体进入大气的途径发动机排气管发动机排气管曲轴箱窜气曲轴箱窜气燃油蒸发燃油蒸发渗漏渗漏汽车排放的气体进入大气的途径汽车排放的气体进入大气的途径汽车排放的气体进入大气的途径汽车排放的气体进入大气的途径发动机排气管发动机排气管曲轴箱窜气曲轴箱窜气燃油蒸发燃油蒸发渗漏渗漏汽车排放的气体进入大气的途径汽车排放的气体进入大气的途径排气管排气是汽车最主要的污染源，所排出的废气主要排气管排气是汽车最主要的污染源，所排出的废气主要是发动机的燃烧产物（排气污染占汽油机总污染量的是发动机的燃烧产物（排气污染占汽油机总污

4、染量的65%85%)。若燃油与空气的混合气完全燃烧时，发动机燃烧废气的若燃油与空气的混合气完全燃烧时，发动机燃烧废气的基本成分是二氧化碳（基本成分是二氧化碳（CO2）、水蒸气（）、水蒸气（H2O)、过剩、过剩的氧（的氧（O2）及残余的氮（）及残余的氮（N2）等。）等。发动机实际工作时，排气的成分与之不同。发动机实际工作时，排气的成分与之不同。除上述外，还包括除上述外，还包括一氧化碳（一氧化碳（CO）、碳氢化合物）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（）、氮氧化物（NOX)、微粒（碳烟、油雾等）、微粒（碳烟、油雾等）、二氧化硫（二氧化硫（SO2）、以及甲醛、丙稀醛等）、以及甲醛、丙稀醛等有害气体。有害

5、气体。在发动机的压缩行程和做功行程，燃烧室中的混合气通过活塞与气缸间的间隙窜入曲轴箱。若曲轴箱窜气从加机油管口盖处逸出，就会造成污染。其主要污染物是HC，也有部分CO、NOX等。温度变化使燃油箱中燃油的蒸发量发生变化，导致内部压力变化。温度升高时，蒸发量增大，燃油箱压力大，使燃油箱中的油蒸气向大气排放。另外，油管接头渗漏的燃油蒸发也排向大气。其污染物主要是HC。 汽车发动机排出的废气也不都是对人体有害的 N2、CO2、O2、H2和水蒸气等对人体和生物没有直接危害CO2仅对全球气候变暖有影响 主要的污染物 COHCNOxSO2铅化合物微粒 炭烟 油雾有害成分 在额定负荷下，发动机每做在额定负荷下

6、，发动机每做1kWh的功所排出的有的功所排出的有害气体的量害气体的量有害产物g/kWh容积百分数化油器式发动机四冲程柴油机二冲程柴油机化油器式发动机柴油机一氧化碳(CO) 70804.55.51160.2氧化氮(按NO2) 145880.50.25碳氢化合物(按C6H14) 100100014295.00.050.01醛(按丙稀醛)3.40.140.20.340.030.002硫化氢0.280.951.00.0080.03苯嵌二萘0.020.00140.0020.0014-炭烟0.41.42.01.220.050.257.1.2汽车排放物的危害汽车排放物的危害u汽车排放的有害物质呼吸进入人体后

7、，汽车排放的有害物质呼吸进入人体后，将使人的神经系统、消化系统和呼吸系将使人的神经系统、消化系统和呼吸系统受到损害。统受到损害。uCOCO进入人体后，人会因缺氧而出现各种进入人体后，人会因缺氧而出现各种中毒症状，如头晕、恶心、四肢无力，中毒症状，如头晕、恶心、四肢无力，严重时甚至昏迷不醒，直至死亡。严重时甚至昏迷不醒，直至死亡。u高浓度的高浓度的HCHC对人体有一定麻醉作用。对人体有一定麻醉作用。uHCHC对大气的严重污染，主要在于对大气的严重污染，主要在于HCHC与与NOXNOX在阳光下形成的光化学烟雾。在阳光下形成的光化学烟雾。n发动机排出的发动机排出的NONOX X主要由主要由NONO和

8、和NONO2 2组成。组成。nNONO毒性不大，但浓度过高时会引起中枢神经毒性不大，但浓度过高时会引起中枢神经障碍。障碍。nNO2NO2有刺激性气味，吸入肺部后与肺部的水可有刺激性气味，吸入肺部后与肺部的水可形成可溶性硝酸，严重时会引起肺气肿。形成可溶性硝酸，严重时会引起肺气肿。nNOXNOX与与HCHC在太阳光紫外线作用下，经一系列光在太阳光紫外线作用下，经一系列光化学反应可形成一种毒性较大的浅蓝色烟雾，化学反应可形成一种毒性较大的浅蓝色烟雾，其主要成分是臭氧、醛等烟雾状物质。其主要成分是臭氧、醛等烟雾状物质。n光化学烟雾滞留在大气中时，会使人感到呼光化学烟雾滞留在大气中时，会使人感到呼吸困

9、难，头昏目眩、眼红咽痛，甚至引起中吸困难，头昏目眩、眼红咽痛，甚至引起中枢神经的瘫痪、痉挛。枢神经的瘫痪、痉挛。n排入大气的铅化物，如被吸入人的肺部排入大气的铅化物，如被吸入人的肺部会影响造血功能，对消化系统和神经系会影响造血功能，对消化系统和神经系统也有影响。统也有影响。n碳烟是柴油机排放的主要有害成分。碳烟是柴油机排放的主要有害成分。n碳烟本身对人体健康的直接影响不大，碳烟本身对人体健康的直接影响不大，对人体危害大的是碳烟颗粒夹附着的对人体危害大的是碳烟颗粒夹附着的SO2SO2和多环芳香烃、苯并笓等有害物质。和多环芳香烃、苯并笓等有害物质。n它们不仅对人的呼吸系统有害，严重的它们不仅对人的

10、呼吸系统有害，严重的还会使人致癌。还会使人致癌。7.1.3汽油车排放污染物的形成和主要影响因素汽油车排放污染物的形成和主要影响因素一、汽油车排放污染物的形成。一、汽油车排放污染物的形成。 汽车排出的污染物质主要指发动机排气管排出的废汽车排出的污染物质主要指发动机排气管排出的废气和其他部位漏出的燃料蒸气以及从曲轴箱窜出的气和其他部位漏出的燃料蒸气以及从曲轴箱窜出的气体，其中大部分是由排气管排出的。气体，其中大部分是由排气管排出的。 有害物质的排出量取决于燃烧前混合气的形成条件，有害物质的排出量取决于燃烧前混合气的形成条件，燃烧室的燃烧条件和排气系统的反应条件。燃烧室的燃烧条件和排气系统的反应条件

11、。 排气中的排气中的COCO、HCHC和和NOxNOx的生成条件各不相同的生成条件各不相同 COCO和和HCHC是燃料不完全燃烧的产物是燃料不完全燃烧的产物 NOxNOx在燃烧温度高且氧气充足的条件下形成较多。在燃烧温度高且氧气充足的条件下形成较多。 理论上，如果空气量充分，汽油机不会产生理论上，如果空气量充分，汽油机不会产生CO(CO(过量空气系数过量空气系数a) )； a=1混合气称为理混合气称为理论混合气。论混合气。空燃比空燃比汽油机工作过程中，排气中存在汽油机工作过程中，排气中存在0.010.010.50.5的的COCO。原原 因因在汽油机燃烧室内的局部区域存在的过浓区在汽油机燃烧室内

12、的局部区域存在的过浓区1；部分未燃碳氢化合物在排气过程中发生不完部分未燃碳氢化合物在排气过程中发生不完全燃烧；全燃烧；气温低或者滞留时间短暂等，燃烧不能完全气温低或者滞留时间短暂等，燃烧不能完全进行，也会产生进行，也会产生COCO。1.1.一氧化碳一氧化碳(CO)(CO)的形成的形成 汽油机汽油机HCHC排放量远大于柴油机。排放量远大于柴油机。 汽油机向大气排出的汽油机向大气排出的HCHC中中: : 由排气管排出的燃料不完全燃烧的产物占由排气管排出的燃料不完全燃烧的产物占大多数大多数(55(5565%)65%) 从曲轴箱通风口逸出的量占从曲轴箱通风口逸出的量占202025%25% 由燃油供给系

13、和油箱蒸发的量占由燃油供给系和油箱蒸发的量占151520%20%不论在任何工况下运不论在任何工况下运转，发动机排气中总转，发动机排气中总含有一定量的含有一定量的HCHC。2.碳氢化合物碳氢化合物(HC)的形成的形成HCHC是未燃燃料、未完全燃是未燃燃料、未完全燃烧的中间产物和部分被分烧的中间产物和部分被分解产物的混合物。解产物的混合物。 发动机工作过程中，燃料不完全燃烧与着发动机工作过程中，燃料不完全燃烧与着火前的混合气形成条件、燃烧室内的燃烧火前的混合气形成条件、燃烧室内的燃烧条件、膨胀行程的温度条件及排气系统的条件、膨胀行程的温度条件及排气系统的化学反应条件均有密切的关系。化学反应条件均有

14、密切的关系。 一切妨碍燃料燃烧的因素都是一切妨碍燃料燃烧的因素都是HCHC形成的原形成的原因。因。 发动机燃用的混合气过浓、过稀或雾化不发动机燃用的混合气过浓、过稀或雾化不良，点火能量不足或点火过迟，火焰难以良，点火能量不足或点火过迟，火焰难以传播到的低温缸壁的激冷作用，都是影响传播到的低温缸壁的激冷作用，都是影响HCHC形成的重要因素。形成的重要因素。 发动机气缸内的混合气通过火焰传播而发动机气缸内的混合气通过火焰传播而燃烧，但是紧靠缸壁的气体层燃烧，但是紧靠缸壁的气体层（0.050.5mm0.050.5mm），因低温缸壁的冷却作），因低温缸壁的冷却作用，温度低而不能燃烧。用，温度低而不能燃

15、烧。 火焰也不能在激冷缝隙内传播。火焰也不能在激冷缝隙内传播。 其结果是，在小于其结果是，在小于1mm1mm的缝隙内（如活的缝隙内（如活塞顶部与第一道气环之间的空隙）混合塞顶部与第一道气环之间的空隙）混合气不可能完全燃烧，紧靠缸壁的混合气气不可能完全燃烧，紧靠缸壁的混合气中的中的HCHC随废气排出。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为了提高最大功率，发动机常在过量空气系数小于1 1的情况下工作。的情况下工作。 在低负荷时，气缸内残余气体较多，为了不使燃烧在低负荷时，气缸内残余气体较多，为了不使燃烧速度过低，也要供给浓混合气。速度过低，也要供给浓混合气。 这都会因空气不足

16、以致不能完全燃烧。这都会因空气不足以致不能完全燃烧。 此外此外，混合气过浓、过稀、燃料雾化不良或混入废，混合气过浓、过稀、燃料雾化不良或混入废气过多时，可能产生燃烧火焰熄灭或半熄灭状态，气过多时，可能产生燃烧火焰熄灭或半熄灭状态，而使部分未燃燃料（而使部分未燃燃料（HCHC）从排放至大气中。）从排放至大气中。 二冲程汽油机二冲程汽油机中的扫气作用使部分混合气经气缸中的扫气作用使部分混合气经气缸直接排放。这种汽油机的直接排放。这种汽油机的HCHC排放量可能比四冲程排放量可能比四冲程汽油机大几倍。汽油机大几倍。氮氧化物(NOx)是3.氮氧化物的形成在发动机排出的废气中NO占绝大部分(约占99%)N

17、O2的含量较少(约占1%)NO排入大气后，进一步氧化成NO2NONONONO2 2N2ON2ON2O3N2O3N2O4N2O4N2O5N2O5氮氧化物的总称 NONOX X是在高温条件下，是在高温条件下，N N2 2和和O O2 2反应生成的，反应生成的，其形成机理比较复杂。其形成机理比较复杂。 目前普遍认为，除燃烧气体的目前普遍认为，除燃烧气体的温度温度和和氧的氧的浓度外浓度外，在，在高温条件下的停留时间高温条件下的停留时间是是NONOX X生生成的重要影响因素。成的重要影响因素。二、汽油车排放污染物的主要影响因素二、汽油车排放污染物的主要影响因素l发动机运行工况一般指负荷与速度工况，发动机

18、运行工况一般指负荷与速度工况，即发动机怠速和在各种转速下的小负荷、即发动机怠速和在各种转速下的小负荷、中负荷和满负荷工作状况。中负荷和满负荷工作状况。l发动机不同负荷时所要求的空气与燃料发动机不同负荷时所要求的空气与燃料的混合比不同，因此的混合比不同，因此负荷负荷对排气中有害对排气中有害气体的影响实质上是气体的影响实质上是空燃比空燃比的影响。的影响。1.负荷的影响过量空气系数与负荷的关系过量空气系数与负荷的关系1-汽油机；汽油机；2-柴油机柴油机负荷与混合气负荷与混合气浓度的关系浓度的关系汽油机在正常火焰传播与燃烧时，混合气的空燃汽油机在正常火焰传播与燃烧时，混合气的空燃比（比（A/FA/F）

19、通常在）通常在10:118:110:118:1的范围内；的范围内；燃料完全燃烧时所需要的空燃比或是燃烧效率最燃料完全燃烧时所需要的空燃比或是燃烧效率最高时的理论空燃比为高时的理论空燃比为14.8:114.8:1（汽油机）。（汽油机）。火焰温度Tf、输出功率Pe和燃料消耗率ge与空燃比的关系图eP汽油机工作时，火焰温度Tf、输出功率Ne和燃料消耗率ge与空燃比的关系COCO、HCHC、NONOX X排放浓度与空排放浓度与空燃比的关系燃比的关系 供给浓混合气时，供给浓混合气时，N0 xN0 x减减少而少而COCO、HCHC增多增多 供给略稀的混合气时供给略稀的混合气时( (经经济混合比附近济混合比

20、附近) )，COCO、HCHC减少而减少而NOxNOx增多增多 供给稀混合气时，供给稀混合气时，NOxNOx、COCO减少而减少而HCHC增多增多n汽油机怠速时汽油机怠速时，由于转速低，进气系统内空气，由于转速低，进气系统内空气流速低，汽油雾化不良，汽油与空气混合不均流速低，汽油雾化不良，汽油与空气混合不均匀，混合气在各缸内的分配也不均匀；同时缸匀，混合气在各缸内的分配也不均匀；同时缸内压力、温度低，汽油气化不良。内压力、温度低，汽油气化不良。n为避免缺火，在怠速工况下，发动机燃用较浓为避免缺火，在怠速工况下，发动机燃用较浓混合气，从而使所排出废气中的混合气，从而使所排出废气中的COCO和和H

21、CHC浓度大浓度大大增加。大增加。n小负荷工况下小负荷工况下（节气门开度（节气门开度25%25%以下），进入以下），进入气缸的可燃混合气较少，缸内残余废气比例相气缸的可燃混合气较少，缸内残余废气比例相对较大，不利于燃烧。对较大，不利于燃烧。n发动机在小负荷工况下须燃用较浓混合气，使发动机在小负荷工况下须燃用较浓混合气，使排出的废气中的排出的废气中的COCO、HCHC浓度较大。浓度较大。n中等负荷中等负荷（节气门开度（节气门开度2580%）工况下，发动）工况下，发动机燃用较稀的经济混合气，废气中的机燃用较稀的经济混合气，废气中的CO和和HC的浓度均较小。的浓度均较小。n大负荷大负荷（节气门开度（

22、节气门开度80%以上）工况下，发动以上）工况下，发动机燃用较浓的功率混合气，废气中的机燃用较浓的功率混合气，废气中的CO和和HC浓度增大，而浓度增大，而NOX浓度有所减小。浓度有所减小。 市内行驶的汽车，由于混合交通或交通堵塞现市内行驶的汽车，由于混合交通或交通堵塞现象，汽车不得不频繁起步、停车，并长时间低象，汽车不得不频繁起步、停车，并长时间低速行驶，发动机经常处于怠速及小负荷的运行速行驶，发动机经常处于怠速及小负荷的运行状态。这是造成城市大气污染严重的重要原因状态。这是造成城市大气污染严重的重要原因之一。之一。2.发动机转速的影响 发动机转速不直接对燃烧产物中的有害成分发动机转速不直接对燃

23、烧产物中的有害成分产生影响，而是通过产生影响，而是通过对进气过程对进气过程和和混合气形成混合气形成及及燃烧过程燃烧过程的作用影响有害气体的形成及浓度。的作用影响有害气体的形成及浓度。n 发动机转速增大时发动机转速增大时，燃烧室内混合气的紊燃烧室内混合气的紊流加强，改善了混合流加强，改善了混合气的混合和燃烧，使气的混合和燃烧，使排气中的排气中的HC、CO含含量减少。量减少。n 在过量空气系数一定在过量空气系数一定的条件下，汽油机废的条件下，汽油机废气中的气中的CO随曲轴转随曲轴转速提高而下降速提高而下降汽油机曲轴转速对排气有害成分的影响n 在高速时在高速时，由于燃烧时间短，燃烧不完全，由于燃烧时

24、间短，燃烧不完全，HCHC排放量略有增加；若气门重叠角较大，低排放量略有增加；若气门重叠角较大，低速时吸入气缸的少量未燃混合气会直接排出速时吸入气缸的少量未燃混合气会直接排出使使HCHC排放略有增加。排放略有增加。n 提高怠速提高怠速可使可使COCO、HCHC排放浓度下降，这是由排放浓度下降，这是由于进气节流减小，充气量增多，残余气体稀于进气节流减小，充气量增多，残余气体稀释程度有所减少，使燃烧得到改善的缘故。释程度有所减少，使燃烧得到改善的缘故。n 当用较浓混合气时当用较浓混合气时，由于散热时间短，燃烧，由于散热时间短，燃烧室内温度升高，室内温度升高，NONOX X生成量增加；反之，当用生成

25、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，增大，燃烧峰值温度反而下降，NONOX X生成量减生成量减少。少。n 在某一混合气浓度下在某一混合气浓度下，当转速达到最大转速，当转速达到最大转速的的65%75%65%75%时，废气中的时，废气中的NONOX X达到最大值。达到最大值。u 汽油机在怠速、减速汽油机在怠速、减速和低转速工况下，由和低转速工况下，由于混合气较浓且不均于混合气较浓且不均匀，废气中不完全燃匀，废气中不完全燃烧的物质较多，烧的物质较多，HCHC和和COCO排放浓度大；排放浓度大；u 而柴油机由于混合气

26、而柴油机由于混合气中的空气充足，中的空气充足，HCHC的的浓度很小，浓度很小，COCO含量甚含量甚微。微。3.3.不稳定工况的影响不稳定工况的影响u在使用过程中，汽在使用过程中，汽车发动机的负荷和车发动机的负荷和转速是随时间不断转速是随时间不断变化的。变化的。统计资料表明：统计资料表明：u一般市区行驶的汽一般市区行驶的汽车，发动机车，发动机怠速和怠速和中等转速占总工作中等转速占总工作时间的时间的35%35%，加速占，加速占22%22%，匀速占，匀速占29%29%，减速占减速占14%14%。u在加速和高转速时在加速和高转速时NONOX X浓度明显增大。浓度明显增大。u发动机加速运行时，由于要求发

27、出较大功率，发动机加速运行时，由于要求发出较大功率，须将气缸内燃气的温度提高。须将气缸内燃气的温度提高。u由于在短时间内供应了过量的燃料，混合气由于在短时间内供应了过量的燃料，混合气过浓，因此既会产生大量的过浓，因此既会产生大量的NONOX X，又会引起燃，又会引起燃料的不完全燃烧，导致料的不完全燃烧，导致COCO和和HCHC排放量增大。排放量增大。u发动机工况对发动机工况对排气有害成分排气有害成分的影响的影响u其中，减速行其中，减速行驶时，驶时，HCHC排放排放浓度明显增加，浓度明显增加，加速行驶阶段，加速行驶阶段，NOxNOx排放浓度排放浓度相对较高。相对较高。 汽车总成的热工况是汽车技术

28、状况变化的主要汽车总成的热工况是汽车技术状况变化的主要因素之一因素之一 发动机的热工况对废气有害成分的排放量有直发动机的热工况对废气有害成分的排放量有直接影响。接影响。发动机冷却液的温度一般在发动机冷却液的温度一般在85958595之间。之间。4.发动机热工况的影响发动机热工况的影响 在使用过程中，汽车运行的环境温度变化在使用过程中，汽车运行的环境温度变化很大很大( (404040) 40) ，汽车载荷、车速及，汽车载荷、车速及发动机负荷、转速变化很大。发动机负荷、转速变化很大。 若发动机吸热与散热的热平衡关系受到破若发动机吸热与散热的热平衡关系受到破坏，就会产生过热或过冷现象。坏，就会产生过

29、热或过冷现象。 而热工况对发动机排出的废气中有害成分而热工况对发动机排出的废气中有害成分浓度有直接影响。浓度有直接影响。 冷却液温度提高时，缸冷却液温度提高时，缸壁温度也提高，在气缸壁温度也提高，在气缸壁区域内的氧化反应的壁区域内的氧化反应的条件得到改善，排出的条件得到改善，排出的HCHC减少，特别是使用浓减少，特别是使用浓混合气时更为显著。混合气时更为显著。 供油系过热，发动机会供油系过热，发动机会产生气阻现象，此时由产生气阻现象，此时由于混合气过稀而熄火，于混合气过稀而熄火，废气中的废气中的HCHC浓度增加。浓度增加。HCHC排放量与冷却液温度的关系排放量与冷却液温度的关系 NONOX X

30、的排放量与燃烧的最高温度有关的排放量与燃烧的最高温度有关 当缸壁温度提高时，当缸壁温度提高时，NONOX X的排放量也增加。的排放量也增加。 汽油机冷却液温度从汽油机冷却液温度从3030提高到提高到8080时，时，NONOX X排放量排放量增加（增加（500700500700）1010-6-6。n 进气温度与废气进气温度与废气中有害成分浓度中有害成分浓度的关系的关系n 随着空气温度的随着空气温度的提高，提高，NONOX X、COCO的的排放量增加，排放量增加，HCHC排放减少，在排放减少，在HCHC排放最低处排放最低处NONOX X排排放达到最大值。放达到最大值。进气温度与废气有害成分浓度的关

31、系进气温度与废气有害成分浓度的关系HCHC和和COCO排放浓度与汽排放浓度与汽车行驶里程的关系车行驶里程的关系 随着行驶里程的增随着行驶里程的增加，汽车技术状况加，汽车技术状况逐渐变坏。逐渐变坏。 在燃料经济性、动在燃料经济性、动力性及可靠性下降力性及可靠性下降的同时，汽车的排的同时，汽车的排气污染也随之增大。气污染也随之增大。HCHC和和COCO排放浓度与排放浓度与行驶里程的关系行驶里程的关系 5.5.汽车技术状态的影响汽车技术状态的影响技术状况变化引起排气污染增大的原因：技术状况变化引起排气污染增大的原因：供油系的故障；供油系的故障；汽油机点火系的故障；汽油机点火系的故障；气门间隙失常导致

32、配气相位变化；气门间隙失常导致配气相位变化；燃烧室内有积碳等。燃烧室内有积碳等。 1）供油系技术状况供油系调整不当或在使用中供油系调整不当或在使用中发生变化，发生变化，电控汽油喷射系电控汽油喷射系统的喷油压力和喷油持续时统的喷油压力和喷油持续时间不正确间不正确或或柴油机的循环供柴油机的循环供油量调整不当，使实际喷油油量调整不当，使实际喷油量过大或过小量过大或过小，所提供可燃，所提供可燃混合气的实际空燃比偏离最混合气的实际空燃比偏离最优空燃比，对发动机排放特优空燃比，对发动机排放特性有很大影响性有很大影响n 点火提前角点火提前角增大时，增大时，气缸内工作循环压力气缸内工作循环压力和温度提高，废气

33、中和温度提高，废气中NONOX X的浓度随之增大；的浓度随之增大；反之，反之，NONOX X浓度降低。浓度降低。n 点火时刻对点火时刻对NONOX X排放浓排放浓度的影响度的影响2 2）点火（喷油）系技术状况）点火（喷油）系技术状况n 点火提前角点火提前角对对COCO排放浓度的影响较小，但对排放浓度的影响较小，但对HCHC的排放的排放浓度有显著影响。浓度有显著影响。n 点火滞后时，因补燃增多，排气系统温度升高，废气点火滞后时，因补燃增多，排气系统温度升高，废气中的中的HCHC浓度有所减小；若点火过迟，因燃烧速度慢，浓度有所减小；若点火过迟，因燃烧速度慢，HCHC的浓度又有所提高。的浓度又有所提

34、高。n 点火滞后将会引起发动机功率下降，油耗增加。点火滞后将会引起发动机功率下降，油耗增加。n 点火时刻对点火时刻对COCO、排、排放浓度的影响放浓度的影响n 点火系技术状况不点火系技术状况不良，点火能量不足良，点火能量不足时，由于燃烧缺火时，由于燃烧缺火现象使现象使HCHC的排放浓的排放浓度增大。度增大。n发动机气门间隙调整不当或在使用过程中发动机气门间隙调整不当或在使用过程中发生变化，会使发动机配气相位发生变化，发生变化，会使发动机配气相位发生变化，而发动机配气相位是否正确对废气中有害而发动机配气相位是否正确对废气中有害气体的浓度有较大影响。气体的浓度有较大影响。n进气门早开，会使残余在气

35、缸中的废气量进气门早开，会使残余在气缸中的废气量增加，新鲜混合气被废气稀释，降低了燃增加，新鲜混合气被废气稀释，降低了燃烧温度，从而烧温度，从而NOXNOX排放量减少。进气门早开排放量减少。进气门早开还会使废气流入进气管，从而减少了还会使废气流入进气管，从而减少了HCHC的的排放量，但开的过早反而会增加排放量，但开的过早反而会增加HCHC的排放的排放量。量。6.6.配气相位配气相位n排气门早关，废气排放不完全，排气门早关，废气排放不完全，NONOX X的排放最的排放最减少。减少。n排气门早关对排气门早关对HCHC的影响较难观察，首先因含的影响较难观察，首先因含HCHC多的废气被保留在缸内而减少

36、了多的废气被保留在缸内而减少了HCHC的排放，的排放，而后将因混合气变稀使燃烧情况恶化；若排而后将因混合气变稀使燃烧情况恶化；若排气门关闭较晚时，没有排出的废气被回吸，气门关闭较晚时，没有排出的废气被回吸，使使HCHC的排出量又略有增加。的排出量又略有增加。n新款汽车发动机的配气相位一般采用可变气新款汽车发动机的配气相位一般采用可变气门定时（门定时（VVTiVVTi）的配气定位，使得发动机在）的配气定位，使得发动机在不同工况运行下都能获得良好的燃料经济性不同工况运行下都能获得良好的燃料经济性和动力性。和动力性。n积碳是燃料和润滑油不完全燃烧的产物，积碳是燃料和润滑油不完全燃烧的产物，多发生在燃

37、烧室内的气缸盖、气缸壁、多发生在燃烧室内的气缸盖、气缸壁、活塞顶部、气环及气门等部位。活塞顶部、气环及气门等部位。n在汽车发动机使用过程中，发动机燃烧在汽车发动机使用过程中，发动机燃烧室及相关零件上形成的积碳同样会加剧室及相关零件上形成的积碳同样会加剧废气污染严重。废气污染严重。n积碳严重时，会使活塞环卡住而失去密积碳严重时，会使活塞环卡住而失去密封作用，增加了曲轴箱窜气量。封作用，增加了曲轴箱窜气量。n火花塞积碳、气门积碳或烧蚀会使发动火花塞积碳、气门积碳或烧蚀会使发动机某缸工作不正常，排气中的机某缸工作不正常，排气中的HCHC浓度会浓度会明显增大。明显增大。7 7缸内积碳缸内积碳 7.1.

38、4柴油车排放污染物的形成和主要影响因素柴油车排放污染物的形成和主要影响因素 技术状况良好的柴油机，在技术状况良好的柴油机，在常用工况下排常用工况下排气管排出的废气，是无色透明或接近无色气管排出的废气，是无色透明或接近无色透明的气体透明的气体。如果在常用工况下排气具有。如果在常用工况下排气具有了某种颜色，是故障的反映。了某种颜色，是故障的反映。 不正常的烟色一般分为三种，即不正常的烟色一般分为三种，即黑烟、黑烟、白烟和蓝烟白烟和蓝烟。 1）排黑烟）排黑烟 （1）现象：柴油车排气呈黑色烟雾，尤其是）现象：柴油车排气呈黑色烟雾，尤其是加速行驶、爬越坡度或柴油机起动时，排黑色烟加速行驶、爬越坡度或柴油

39、机起动时，排黑色烟雾更为严重。雾更为严重。 （2）原因：燃油的主要化学元素是碳和氢，）原因：燃油的主要化学元素是碳和氢，如果气缸内在缺氧的条件下燃烧，会造成燃烧不如果气缸内在缺氧的条件下燃烧，会造成燃烧不完全，使一部分未燃烧的碳元素形成游离碳，随完全，使一部分未燃烧的碳元素形成游离碳，随废气一起排出成为黑色烟雾。废气一起排出成为黑色烟雾。 柴油机排黑烟的主要原因如下：柴油机排黑烟的主要原因如下： 空气滤清器严重堵塞，造成进气量不足。空气滤清器严重堵塞，造成进气量不足。 喷油泵循环供油量调整过大或各缸供油不均喷油泵循环供油量调整过大或各缸供油不均匀度太大。匀度太大。 喷油器喷雾质量不佳或喷油器滴

40、油。喷油器喷雾质量不佳或喷油器滴油。 供油时间过晚。供油时间过晚。 气缸工作温度太低或压缩压力不足。气缸工作温度太低或压缩压力不足。 柴油质量低劣。柴油质量低劣。 经常在超负荷下运行。经常在超负荷下运行。 机油进入燃烧室过多。机油进入燃烧室过多。 校正加浓供油量调整太大。校正加浓供油量调整太大。 当柴油机循环供油量太大时，如果是怠速当柴油机循环供油量太大时，如果是怠速时排黑烟，说明怠速循环供油量太大；如时排黑烟，说明怠速循环供油量太大；如果是额定转速时排黑烟，说明额定循环供果是额定转速时排黑烟，说明额定循环供油量太大；如果是超负荷运转时排黑烟，油量太大；如果是超负荷运转时排黑烟，说明校正加浓供

41、油量太大。说明校正加浓供油量太大。 循环供油量的检测与调试，必须拆下喷油循环供油量的检测与调试，必须拆下喷油泵（附调速器）总成在喷油泵试验台上按泵（附调速器）总成在喷油泵试验台上按原厂规定进行。原厂规定进行。 柴油机短时间超负荷运转，其排气烟色柴油机短时间超负荷运转，其排气烟色为灰黑色属于正常现象为灰黑色属于正常现象。 排黑烟排黑烟检查发动机温度检查发动机温度温度是否太低温度是否太低?故障系保温措施不足或节温器故障系保温措施不足或节温器等调控不佳造成等调控不佳造成观察排气烟色观察排气烟色黑烟中是否带有蓝烟黑烟中是否带有蓝烟?故障可能系故障可能系:机油池加机油太多机油池加机油太多;油浴式空气滤清

42、器加机油太多油浴式空气滤清器加机油太多;气缸上机油气缸上机油拆下空气滤清器拆下空气滤清器,观察排气观察排气烟色烟色排黑烟情况是否消失排黑烟情况是否消失?故障系空气故障系空气滤清器脏污滤清器脏污严重造成严重造成检查供油正时检查供油正时供油时间是否太晚供油时间是否太晚?故障系供油时间故障系供油时间 太晚造成太晚造成用单缸断油法检查排烟情用单缸断油法检查排烟情况的变化况的变化单缸断油后黑烟单缸断油后黑烟是否消失是否消失?故障可能系故障可能系:供油不均匀度太大供油不均匀度太大;喷油器喷雾质量太差；喷油器喷雾质量太差；喷油器滴油喷油器滴油;气缸密封性太差气缸密封性太差故障系循环供油量太大或柴油故障系循环

43、供油量太大或柴油质量不佳造成质量不佳造成 结束结束排黑烟诊断流程图排黑烟诊断流程图 气缸密封性不良时，不仅使压缩终了的气缸密封性不良时，不仅使压缩终了的气缸温度、气缸压力和涡流强度降低，而气缸温度、气缸压力和涡流强度降低，而且漏掉的空气量增多，燃烧时氧气量不足，且漏掉的空气量增多，燃烧时氧气量不足，造成燃烧不完全，致使排气冒黑烟。造成燃烧不完全，致使排气冒黑烟。 质量低劣的柴油，雾化性能差，着火性质量低劣的柴油，雾化性能差，着火性能差，造成燃烧不完全，致使排气冒黑烟。能差，造成燃烧不完全，致使排气冒黑烟。 机油过多地进入燃烧室，其油雾不易燃机油过多地进入燃烧室，其油雾不易燃烧完全，因而加剧了排

44、黑烟倾向。烧完全，因而加剧了排黑烟倾向。 2）排白烟）排白烟 （1）现象：柴油车排气呈白色烟雾。）现象：柴油车排气呈白色烟雾。 （2）原因：柴油车排白烟，是柴油机）原因：柴油车排白烟，是柴油机气气缸内柴油蒸汽未着火燃烧缸内柴油蒸汽未着火燃烧或或柴油中有水柴油中有水造造成的。成的。 当气缸内的柴油经过雾化、蒸发与空气当气缸内的柴油经过雾化、蒸发与空气形成可燃混合气而未能着火燃烧时，可燃形成可燃混合气而未能着火燃烧时，可燃混合呈白色烟雾状；水在气缸内形成的水混合呈白色烟雾状；水在气缸内形成的水蒸汽也呈白色烟雾状。蒸汽也呈白色烟雾状。 柴油机排白烟的主要原因如下：柴油机排白烟的主要原因如下： 柴油中

45、有水，或因气缸衬垫烧蚀、缸盖或柴油中有水，或因气缸衬垫烧蚀、缸盖或湿式缸套裂纹漏水等原因造成气缸进水。湿式缸套裂纹漏水等原因造成气缸进水。 气缸工作温度太低或气缸压缩压力不足。气缸工作温度太低或气缸压缩压力不足。 喷油器喷雾质量不佳。喷油器喷雾质量不佳。 喷油泵供油时间太晚。喷油泵供油时间太晚。 柴油质量低劣或选用牌号不符合要求。柴油质量低劣或选用牌号不符合要求。 冬季的早晨，柴油机冷起动后往往冒白烟，但冬季的早晨，柴油机冷起动后往往冒白烟，但当发动机热起后白烟能自行消失，这是正常现当发动机热起后白烟能自行消失，这是正常现象，不属于故障。象，不属于故障。结束结束检查发动机温度检查发动机温度温度

46、是否太低？温度是否太低？检查所用柴油牌号检查所用柴油牌号柴油牌号是否符合要求？柴油牌号是否符合要求？故障系柴油凝点太高造成故障系柴油凝点太高造成在柴油机运转的情况下，用手掌对着排在柴油机运转的情况下，用手掌对着排气管口，让排气冲到手掌上气管口，让排气冲到手掌上手掌上是否有水气或水珠？手掌上是否有水气或水珠？ 故障可能系：故障可能系：柴油箱或柴油滤清器内有水；柴油箱或柴油滤清器内有水； 气缸衬垫烧损；气缸衬垫烧损； 缸盖或湿式缸套裂纹缸盖或湿式缸套裂纹在柴油机运转的情况下，拧松喷油泵放气螺在柴油机运转的情况下，拧松喷油泵放气螺钉，察看油流情况钉，察看油流情况油流中是否有水或水珠？油流中是否有水或

47、水珠？故障可能系：故障可能系：气缸衬垫烧损；气缸衬垫烧损；湿式缸套或缸盖裂纹湿式缸套或缸盖裂纹故障系柴油箱或故障系柴油箱或柴油滤清器内有柴油滤清器内有水造成水造成故障系保温措施不足或百故障系保温措施不足或百 叶窗等调控不佳造成叶窗等调控不佳造成检查供油正时检查供油正时供油时间是否太晚？供油时间是否太晚？拆下某缸喷油器，在缸外仍拆下某缸喷油器，在缸外仍连接在原来的高压油管上，连接在原来的高压油管上，起动柴油机运转，观察喷雾起动柴油机运转，观察喷雾质量。依此法观质量。依此法观所有喷油器的喷雾质量所有喷油器的喷雾质量故障系供油时故障系供油时间太晚间太晚 造成造成喷雾质量是否良好？喷雾质量是否良好？故

48、障系喷油器喷雾故障系喷油器喷雾 质量不佳造成质量不佳造成检测各缸气缸压缩压力检测各缸气缸压缩压力气缸压缩压力是否太低？气缸压缩压力是否太低？故障系气缸压缩压故障系气缸压缩压 力太低造成力太低造成排白烟排白烟故障系柴油质量低劣故障系柴油质量低劣 造成造成 排白烟诊断流程图排白烟诊断流程图 3）排蓝烟）排蓝烟 （1）现象：柴油车排气呈蓝色烟雾。）现象：柴油车排气呈蓝色烟雾。 （2）原因：柴油车排蓝烟，是）原因：柴油车排蓝烟，是柴油机机油进柴油机机油进入燃烧室形成蓝色油雾入燃烧室形成蓝色油雾所致。所致。 排蓝烟的主要原因如下。排蓝烟的主要原因如下。 柴油机机油池内机油油面太高。柴油机机油池内机油油面

49、太高。 油浴式空气滤清器内机油油面太高。油浴式空气滤清器内机油油面太高。 由于气缸间隙太大、气缸漏光度太大、活塞由于气缸间隙太大、气缸漏光度太大、活塞环磨损过甚、活塞环弹力太小、活塞环对口或活环磨损过甚、活塞环弹力太小、活塞环对口或活塞环装反等原因造成气缸上机油严重。塞环装反等原因造成气缸上机油严重。 进气门与其导管松旷。进气门与其导管松旷。 机油黏度太小。机油黏度太小。 （3）诊断方法：按诊断流程图所示方法）诊断方法：按诊断流程图所示方法诊断，如图所示。诊断，如图所示。 机油池和油浴式空气滤清器油面太高时，机油池和油浴式空气滤清器油面太高时，仅造成一度排蓝烟，机油油面降低后排蓝仅造成一度排蓝

50、烟，机油油面降低后排蓝烟现象消失。烟现象消失。 进气门与其导管松旷后排蓝烟，较为轻进气门与其导管松旷后排蓝烟，较为轻微。微。 气缸上机油是排蓝烟的主要原因，可用气缸上机油是排蓝烟的主要原因，可用来评价气缸活塞组的密封性，进而判断发来评价气缸活塞组的密封性，进而判断发动机的技术状况。动机的技术状况。排蓝烟排蓝烟检查机油池和油浴式空气滤清器的检查机油池和油浴式空气滤清器的机油油面机油油面油面是否太高？油面是否太高？故障系机油油面太高造成故障系机油油面太高造成逐缸拆下喷油器，检查各喷油器喷逐缸拆下喷油器，检查各喷油器喷嘴处的油污和积炭情况嘴处的油污和积炭情况喷嘴处是否油污或积炭？喷嘴处是否油污或积炭

51、？故障可能系：故障可能系：气缸间隙太大；气缸间隙太大；气缸漏光度太大；气缸漏光度太大；活塞环磨损过甚；活塞环磨损过甚；活塞环弹力太小；活塞环弹力太小；活塞环对口或装反；活塞环对口或装反；进气门与其导管松旷进气门与其导管松旷故障系机油黏度太小造成故障系机油黏度太小造成结束结束排蓝烟诊断流程图排蓝烟诊断流程图影响柴油机碳烟排放量的因素：影响柴油机碳烟排放量的因素：燃料燃料喷油喷油转速转速1. 负荷负荷7.2汽车排放污染物的排放标准汽车排放污染物的排放标准 1.新生产汽车排气污染物排放限值新生产汽车排气污染物排放限值 装用点燃式发动机的新生产汽车，型式核装用点燃式发动机的新生产汽车，型式核准和生产一

52、致性检查的排气污染物排放限值准和生产一致性检查的排气污染物排放限值见表所列。见表所列。 新生产汽车是指制造厂合格入库或出厂的新生产汽车是指制造厂合格入库或出厂的汽车。汽车。 新生产汽车排气污染物排放限值（单位：体积分数）新生产汽车排气污染物排放限值（单位：体积分数）车车 型型类类 别别怠速怠速高怠速高怠速COCO（% %）HCHC（1010-6-6）COCO（% %）HCHC（1010-6-6）20052005年年7 7月月1 1日起新生产的第一类日起新生产的第一类轻型汽车轻型汽车0 05 51001000 03 310010020052005年年7 7月月1 1日起新生产的第二类日起新生产的

53、第二类轻型汽车轻型汽车0 08 81501500 05 515015020052005年年7 7月月1 1日起新生产的重型汽车日起新生产的重型汽车1 10 02002000 07 7200200 在表中：在表中： 轻型汽车：指最大总质量不超过轻型汽车：指最大总质量不超过3 500kg的的M1类、类、M2类和类和N1类车辆。类车辆。 第一类轻型汽车：设计乘员数不超过第一类轻型汽车：设计乘员数不超过6人人（包括司机），且最大总质量（包括司机），且最大总质量2 500kg的的M1类车。类车。 第二类轻型汽车：第二类轻型汽车：GB 182852005标准标准适用范围内除第一类车以外的其他所有轻适用范围

54、内除第一类车以外的其他所有轻型汽车。型汽车。 重型汽车：指最大总质量超过重型汽车：指最大总质量超过3 500kg的的车辆。车辆。 M1类车辆：指至少有四个车轮，或有三类车辆：指至少有四个车轮，或有三个车轮且厂定最大总质量超过个车轮且厂定最大总质量超过1 000kg，除，除驾驶员座位外，乘客座位不超过驾驶员座位外，乘客座位不超过8个的载客个的载客车辆。车辆。 M2类车辆：指至少有四个车轮，或有三类车辆：指至少有四个车轮，或有三个车轮且厂定最大总质量超过个车轮且厂定最大总质量超过1 000kg，除，除驾驶员座位外，乘客座位超过驾驶员座位外，乘客座位超过8个，且厂定个，且厂定最大总质量不超过最大总质

55、量不超过5 000kg的载客车辆。的载客车辆。 N1类车辆：指至少有四个车轮，或有三类车辆：指至少有四个车轮，或有三个车轮且厂定最大总质量超过个车轮且厂定最大总质量超过1 000kg，厂，厂定最大总质量不超过定最大总质量不超过3 500kg的载货车辆。的载货车辆。 2在用汽车排气污染物排放限值在用汽车排气污染物排放限值 装用点燃式发动机的在用汽车，排气污装用点燃式发动机的在用汽车，排气污染物排放限值见表所列。染物排放限值见表所列。 在用汽车是指已经登记注册并取得号牌在用汽车是指已经登记注册并取得号牌的汽车。的汽车。注：注：1）对于）对于2001年年5月月31日以前生产的日以前生产的5座以下（含

56、座以下（含5座）的微型面包车，执行座）的微型面包车，执行1995年年7月月1日起日起生生 产的轻型汽车的排放限值。产的轻型汽车的排放限值。车车 型型类类 别别怠怠 速速高高 怠怠 速速COCO（% %）HCHC（1010-6-6）COCO（% %）HCHC（1010-6-6）19951995年年7 7月月1 1日前生产的轻型汽车日前生产的轻型汽车4 45 51 2001 2003 30 090090019951995年年7 7月月1 1日起生产的轻型汽车日起生产的轻型汽车4 45 59009003 30 090090020002000年年7 7月月1 1日起生产的第一类日起生产的第一类轻型汽车

57、轻型汽车1 1）0 08 81501500 03 310010020012001年年1010月月1 1日起生产的第二类日起生产的第二类轻型汽车轻型汽车1 10 02002000 05 515015019951995年年7 7月月1 1日前生产的重型汽车日前生产的重型汽车5 50 02 0002 0003 35 51 2001 20019951995年年7 7月月1 1日起生产的重型汽车日起生产的重型汽车4 45 51 2001 2003 30 090090020042004年年9 9月月1 1日起生产的重型汽车日起生产的重型汽车1 15 52502500 07 7200200 在用汽车排气污染

58、物排放限值（单位：体积分数）在用汽车排气污染物排放限值（单位：体积分数） 3过量空气系数（过量空气系数（）的要求）的要求 对于使用闭环控制电子燃油喷射系统和三对于使用闭环控制电子燃油喷射系统和三元催化转化器技术的汽车进行过量空气系数元催化转化器技术的汽车进行过量空气系数（）的测定。）的测定。 发动机转速为高怠速转速时，发动机转速为高怠速转速时，应在应在1.000.03或制造厂规定的范围内。或制造厂规定的范围内。 进行进行测试前，应按照制造厂使用说明书测试前，应按照制造厂使用说明书的规定预热发动机。的规定预热发动机。 过量空气系数（过量空气系数（），是指燃烧），是指燃烧1kg燃料燃料的实际空气量

59、与理论上所需空气量之质量的实际空气量与理论上所需空气量之质量比。比。 三、双怠速法测量方法三、双怠速法测量方法 已如前述，自已如前述，自GB 182852005实施之日实施之日起，全国点燃式发动机在用汽车排放监控，起，全国点燃式发动机在用汽车排放监控，采用该标准规定的双怠速法排放污染物排采用该标准规定的双怠速法排放污染物排放限值及测量方法，规定如下。放限值及测量方法，规定如下。 1测量仪器测量仪器 （1）对于按照）对于按照轻型汽车排气污染物排轻型汽车排气污染物排放标准放标准（GB 14761.11993）的要求生）的要求生产制造的点燃式发动机汽车和装用符合产制造的点燃式发动机汽车和装用符合车用

60、汽油机排气污染物排放标准车用汽油机排气污染物排放标准（GB 14761.21993）点燃式发动机汽车，使用）点燃式发动机汽车，使用的排放测量仪器应符合的排放测量仪器应符合汽油机动车怠速汽油机动车怠速排放监测仪技术条件排放监测仪技术条件（HJ/T31993）的规定。的规定。 基本技术要求基本技术要求 a.能够测量汽车排气污染物能够测量汽车排气污染物CO、CO2、HC（用正己烷当量表示）和（用正己烷当量表示）和O2四种成分的四种成分的体积分数（或浓度），并能按规定计算过体积分数（或浓度），并能按规定计算过量空气系数（量空气系数（）值。）值。 b.CO、CO2、HC的测量采用不分光红外的测量采用不分