汽油车排放污染检测与控制研究

1、.PAGE 30：.；摘 要随着经济条件的迅猛开展，汽车在全国范围内已越来越普及，在人们交通越来越便利的同时，汽车尾气排放的污染也越来越成为要挟人们赖以生存的环境的主要途径之一。尤其在一些大中城市汽车排气呵斥的环境污染问题日趋严重。目前，大气污染已逐渐成为世界性的问题，该当引起足够注重。分析了汽车排放污染物的主要成分、危害、生成机理以及影响要素，对汽油机的排放污染物的检测和控制方法作了一些详细的分析，以及汽油机排气净化，机内、机外净化作了详细的研讨，排气后处置技术的研讨及开展进程等。为未来汽车污染的有效控制以及新一代更为环保型汽车指明了有效的途径。关键字：汽油机，排放污染物，检测，控制董艳茹：

2、汽油车排放污染检测与控制研讨Abstract With the rapid development of economic, the car has become increasingly popular in china, at the same time people are becoming more convenient, automobile emission pollution is also becoming one of the main environmental threat t peoples survival. Especially in some large and

3、medium-sized cities, car exhaust caused by environmental pollution problems gets more and more serious. At present, the air pollution has gradually become the worlds problem, which should pay enough attention. Analysis the car emissions major component, harm, and the formation mechanism and influenc

4、ing factors, on the engine of the discharge of pollutants in the detection and control method for the specific analysis, and gasoline engine exhaust purification, machines, purification detailed research, exhaust after-treatment technology research and development process, etc. For the future of the

5、 pollution control and a new generation of more environment-friendly car indicated the effective approach. Key words: Gasoline engine, Emissions pollutant, Test,Control山东交通学院毕业设计(论文)目 录TOC o - h u HYPERLINK l _Toc 前言 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc 汽车排放污染检测与控制概述 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .环境维护与汽车

6、PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .我国大气污染情况现状 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .汽车排放控制技术的开展过程 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .国内外汽车排放规范 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc 汽车排放污染物的成因及其危害 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .一氧化碳的危害 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .碳氢化合物的危害 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .氮氧化合物的危害 PAGEREF

7、_Toc HYPERLINK l _Toc 汽车排放污染物的影响要素 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .影响一氧化碳生成的要素 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .影响碳氢化合物构成的要素 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc . 影响氮氧化物构成的要素 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc . 汽油机微粒 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc 汽油机机内净化 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .汽油机机内净化概述 PAGEREF _Toc HYPE

8、RLINK l _Toc .汽油机的熄灭过程 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc . 汽油机机内净化的主要措施 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .分层熄灭系统与电喷技术 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .废气再循环 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .废气再循环及其净化原理 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .废气再循环的控制战略 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc . EGR率对汽油机净化与性能的影响 PAGEREF _Toc HYPER

9、LINK l _Toc 汽油机后处置净化 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .发动机排气后处置 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .三元催化转化器 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .三元催化转化器的根本构造 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc . 催化反响原理 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc . 三元催化转化器的性能目的 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc 低排放燃料及汽车新能源 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc

10、.汽油对排放的影响 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .汽油的改善提高汽油质量 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .加速运用无铅汽油 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .提高汽油的抗爆指数，供应含氧燃料 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .采用代用燃料 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .气体燃料天然气和液化石油气 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc . 醇类燃料 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .氢气 PAGER

11、EF _Toc HYPERLINK l _Toc . 采用先进技术 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .降低汽油车排污的简易方法 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .调整化油器 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .调整气门间隙 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .调整点火提早角、火花塞间隙、断电器触点间隙 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .合理驾驶 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc 汽车排放测试 PAGEREF _Toc HYPERLIN

12、K l _Toc .汽车排放测试系统 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .汽车排放污染物取样系统 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc . 常用汽车排放污染物的检测方法 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc . 汽车检测设备 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .仪器的选择 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .仪器的保养 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .仪器运用要规范操作 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc .丈量与分析

13、PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc . 微粒质量丈量 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc . 微粒成分分析 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc 结 论 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc 致 谢 PAGEREF _Toc HYPERLINK l _Toc 参考文献 PAGEREF _Toc 前 言随着汽车工业的不断开展，汽车的保有量不断添加，汽车在给人类带来方便的同时，也对人们的安康和社会环境呵斥了危害。据预测，到年，我国的汽车保有量将有望到达.亿量。随着我国国民经济的继续快速开展，大城市大气环境污

14、染变得日益突出。因此，如何采取有效措施，最大限制地降低汽车发动机排放的污染物,以满足国内外越来越严的排放规范,已是宽广汽车面临的日趋严峻的问题。而掌握汽车排放检测和控制技术无疑是治理排放污染、改善大气环境的前提条件。汽车排放控制已引起世界各国的高度注重,国内外相关科技任务者也对此付出了极大的努力,在新车排放控制方面曾经获得了有效的成果。为更好控制城市大气环境质量,目前,对在用车排放污染物控制和检测的研讨已成为一项重要的任务。本论文经过分析汽油车排放污染物的种类、危害以及生成机理,对汽车排放的影响要素进展了实际和实验研讨；在此根底上，对国内外现有的汽车排放检测方法进展了分析，提出了我国实施检查和

15、维护制度应采用的排放检测方法和规范。此外，本论文还对未来汽车的保有量和排放污染进展了预测, 并针对运用中的汽车还讨论了从维修保养、驾驶技术及日常用车习惯等方面减少汽车的排放污染。这些研讨任务，是对我国在用车排放控制的有益探求,将为今后进一步开展这方面的研讨任务打下一定的根底。汽车排放污染检测与控制概述.环境维护与汽车研讨阐明，随着我国城市化进程的加快，城市里高楼林立，道路纵横，低空环境因污染物分散阻力加大而难以有效改善。据悉目前全国约/的城市大气污染严重，个重点城市中/以上空气质量达不到国家二级规范。特别是随着城市机动车数量的快速增长和工业企业外迁，机动车尾气逐渐成为部分大中城市大气污染的主要

16、来源。现实阐明，近年来我国汽车工业快速开展，在拉动社会经济全面提高、改善人民生活质量的同时，也带来了空气严重污染等社会问题。其中一个突出的景象就是一些城市已由过去的煤烟型污染转变成以机动车排放污染为主。国内有些区域几乎年年出现灰霾天气，能见度明显下降。研讨阐明灰霾天气与机动车排放的氮氧化物和碳氢化合物存在有明显的关系。一些城市臭氧浓度逐渐增高，个别城市发生光化学污染的几率明显添加。而臭氧浓度增高与机动车排放的氮氧化物和碳氢化合物有亲密关系。早在年的监测结果阐明：北京市三环路内条街道路中心和人行道大气中的CO超标率到达%；夏季天中臭氧小时浓度值超标达次，埋伏着发生光化学烟雾的危险。从现状分析到环

17、境监测数据佐证，均阐明机动车尾气的排放曾经成为我国大气污染的主要来源。据资料引见，大气所含CO、HC、NO污染物的%、%、%来源于汽车排放。北京市机动车排放污染物占大气污染物的比例为:全年，C：%、HC：%、NOX：%；非采暖期CO：%、HC：%、NOX：%。在汽车密度高的城市区和交通兴隆的工业区尤为严重。空气污染不仅危害人类安康，而且破坏了大自然的生态平衡。即使原来以为无害的CO，现已认识到进人大气层后会产生温室效应，使地表温度和环境温度升高，促使海面上升，加速内陆沙漠化，森林和植物枯萎。因此要限制汽油加铅量、采用先进技术、开发多能源内燃机，为控制污染、维护环境，各国政府组织了大量研讨任务，

18、采取了各种措施。.我国大气污染情况现状随着我国城市化步伐的加快，城市大气除遭到以工厂排放和冬季取暖燃煤为主的污染外，以汽车尾气、建筑工地扬尘和城市渣滓为代表的新污染源逐年显著添加。大多数地域，特别是人口稠密的城市都有各种污染源的混合污染物，工业与民用供热安装、工业消费过程、渣滓熄灭炉、汽车和其它燃油交通工具的尾气排放，使污染物的类型趋于更加复杂化和多元化。这些污染物所呵斥的危害不但与其种类、浓度和释放量有关，而且在阳光紫外线的照射下，排放的污染物还能在大气中发生一系列的复杂反响，产生一些氧化性很强的产物，如臭氧、醛类、过氧酚基硝酸盐等，构成光化学污染二次污染。例如，北京地域在逆温无风时，城市上

19、空经常象被一个黑色的锅底所覆盖，它的构成就是二氧化硫和氮氧化物相互作用的结果。随着我国汽车产量和保有量延续高速增长，它将对大气污染日益加剧。就北京来说，其汽车保有盈已占全国的%，它相当于日本东京或美国洛杉矶地域汽车保有量的/左右，其排出气体的污染程度是可想而知的，据北京环保所对北京三环路内检测数听阐明，已超出大气质量法规范，汽车排放污染物已占全市总污染源排放量的一半左右，已成为污染大气环境的一个主要发生源。控制汽车排放已是一个迫在眉睫需处理的问题。我国汽车排放规范的限值控制较宽，轻型车排放规范只相当于欧洲年代末控制程度；排放规范是采用美国-年的炭罐搜集法。因此排放限值控制宽也是呵斥大城市汽车排

20、放污染严重的要素之一。我国汽车保养维修管理制度不规范、不完善。据上海汽车研讨所年月一次对市区跟踪测试。不少汽车的排放都在临界即将超标形状下任务，如稍加保养调整是完全可抑制；还有些车辆该大修的不大修，致使车辆在车况恶劣下运转。我国大城市街道面积狭窄，再加上城市管理不规粗、执法不严，人行道上非法搭建、占地四处可见，使人、自行车、汽车在马路上混行，马路堵塞、汽车在息速下运转，加剧了污染物的排放。.汽车排放控制技术的开展过程表. 美国汽车排放控制技术开展Table . U.S. automobile emission control technology development曲轴箱强迫通风系统PCV

21、，废气再循环系统EGR，空气放射净化改良化油器，无触点点火，运用并改良催化剂反响闭环系统，进一步改良化油器和催化剂包括三效催化剂，改良发动机，挥发性排放物控制发动机改良，电子控制，燃油放射，催化剂和EGR的进一步改良如今进一步改良发动机，控制安装，供油，电预热催化剂和EGR，改良挥发性排放物控制，车载诊断OBD目前从控制汽车排放限值来看，可分二大集团:以美日为首的高规范集团，除采用机内净化措施外，还采用加装催化转化器、无铅汽油，以使排放量降低%。以大多数欧洲国家为主的低规范集团，只采用机内净化措施降低汽车排放量。随着汽车产量和保有量的增长，目前世界上正发生三个过渡。 以美日为首的控制汽车排放向

22、纵深开展。 一些欧洲国家，正向美国靠拢。 由控制汽车排放无政府形状向低规范控制汽车排放限值规范过渡。.国内外汽车排放规范为了治理环境污染，各国根据环境污染的详细情况，制定有关环境维护的法律和大气污染治理目的，对各种污染源的排放提出控制要求，针对不同类型的机动车制定粗不同的排放规范，这些规范是要求强迫执行的，因此也称为排放法规。国际上在年代初已实施汽油车关于气体污染物排放法规，年起实施微粒排放法规，我国年、年、年和年均制定了规范。现实施和将实施的排放规范有:轻型汽车污染物排放规范，车用汽油机排气污染物排放规范，汽油车燃油蒸发污染物排放规范，汽车曲轴箱污染物排放规范等，(北京市年月日还同时执行三个

23、地方规范，替代GB.一、GB.一、GB一)但只相当国外年代末程度，而我国仍有%的在用汽车有害排放物超标。所以汽车排放污染物控制，我国还处于起步和预备阶段。欧洲规范是由欧洲经济委员会ECE的排放法规和欧共体EEC的排放指令共同加以实现的，欧共体EEC即是如今的欧盟EU。排放法规由ECE参与国自愿认可，排放指令是EEC或EU参与国强迫实施的。汽车排放的欧洲法规指令规范年前巳实施假设干阶段，欧洲从年起开场实施欧欧型式认证排放限值、年起开场实施欧欧型式认证和消费一致性排放限值、年起开场实施欧欧型式认证和消费一致性排放限值、年起开场实施欧欧型式认证和消费一致性排放限值。 汽车排放的国标与欧标不一样。国标

24、是根据我国详细情况制定的国家规范。欧标是欧共体国家成员通行的规范。欧标略高于国标。目前在我国新车常用的欧和欧规范等术语，是指当年EEC颁发的排放指令。例如适用于重型柴油车质量大于.吨的指令“EEC/分为两个阶段实施，阶段A即欧适用于年月以后注册的车辆；阶段B即欧适用于年月以后注册的车辆。汽车排放的欧洲法规指令规范的内容包括新开发车的型式认证实验和现消费车的消费一致性检查实验，从欧开场又添加了在用车的消费一致性检查。汽车排放的欧洲法规指令规范的计量是以汽车发动机单位行驶间隔 的排污量g/km计算，由于这对研讨汽车对环境的污染程度比较合理。同时，欧洲排放规范将汽车分为总质量不超越公斤轻型车和总质量

25、超越公斤重型车两类。轻型车不论是汽油机或柴油机车，整车均在底盘测功机上进展实验。重型机由于车重，那么用所装发动机在发动机台架上进展实验。目前，世界汽车排放规范并立，分为欧洲、美国、日本规范体系。欧洲规范测试要求相对而言比较广泛，是开展中国家大都沿用的汽车尾气排放体系。并且，由于我国的轿车车型大多从欧洲引进消费技术，中国大体上采用欧洲规范体系。 汽车排放污染物的成因及其危害汽车排放的污染物主要来源于内燃机。汽车尾气排放的主要污染物为:一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和铅等。一氧化碳(CO)和人体红细胞中的血红蛋白亲和生成碳氧血红蛋白,从而减弱血液向各组织保送氧的功能,呵斥觉得、反响、了解、记忆力等

26、机能妨碍,重者导致生命危险。氮氧化物(NO、NO)都是对人体有害的气体,特别是对呼吸系统有危害。据统计,机动车万辆以上的城市,排放的氮氧化物所呵斥的空气污染占空气中氮氧化物(NOX)污染比例已上升到%以上。因此机动车污染已成为各城市的环境公害之一,做好机动车排污检测管理任务,是市政府有效遏制机动车污染的重要手段。内燃机的排气成分随内燃机的类型及运转条件的改动而改动。汽油机中,这些有害排放物约占废气总量的%,而一辆机动车所排放的有害废气相当于四辆小轿车。城市大气污染物中氮氧化合物居高不下,主要是由汽车尾气引起的。特别在夏天阳光的照射条件下,NO和O,SO可产生光化学反响,生成淡蓝紫色的光化学烟雾

27、,其毒害更大。在国内一些城市,汽车尾气污染已占大气污染比重的%。.一氧化碳的危害一氧化碳是燃料不完全熄灭后产生的一种无色、无味、无刺激性的有害气体。一氧化碳是汽油机排放浓度最高的有害气体，人吸入一氧化碳后，非常容易和血液中的血红蛋白结合，他的结和力是氧的倍，因此肺里的血红蛋白不与氧结合而与一氧化碳结合，人就会出现中毒景象，如反响才干、视敏度下降等，一氧化碳中毒的中期病症是咳嗽、头晕、恶心、呕吐、胸痛、呼吸困难，严重时会发生虚脱昏迷甚至死亡。CO的允许限制规定为h内ppm。如h内吸入ppm的CO，就会出现中毒病症，并危害中枢神经系统，呵斥觉得、反响、了解、记忆等机能妨碍，严重时引起神经麻木。如h

28、内吸入ppm的CO，就会发生死亡。.碳氢化合物的危害碳氢化合物是具有刺激性的气体，其浓度量小于一氧化碳，碳氢化合物中大部分对人体安康的直接影响并不明显。汽车尾气中的碳氢化合物有多种，其中CH在大气中的浓度达.ppm十万分之一时，能使一些植物发育异常。碳氢化合物具有一定的毒性和易燃易爆的特性，其中的苯类物质又具有致癌作用，对人的呼吸系统、神经系统、造血系统都有严重的损坏作用。碳氢化合物构成酸雨，污染湖泊、土壤，影响林业渔业、牧业消费，侵蚀石质和某些金属建筑物等。.氮氧化合物的危害氮氧化合物是在燃料混合均匀，燃料得到极大的充分熄灭时，在高温富氧的情况下生成的。气缸充量中的氮在高温条件下与充量中的一

29、定量的氧发生化学反响，生成氮氧化合物一氧化氮和二氧化氮，普通温度高于时开场生成氮氧化合物，随温度升高，生成量添加。氮氧化合物含量较少，但毒性很大，其毒性是含硫氧化物的倍，氮氧化合物进入肺部后，能构成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生猛烈刺激，添加肺毛细血管的通透性，最后呵斥肺气肿，亚硝酸那么与血红蛋白结合，构成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。氮氧化合物的最大危害是构成光化学烟雾，氮氧化合物与碳氢化合物在日光照射下会生成化学烟雾。光化学烟雾能使人眼红、头痛、手足抽搐，还能使植物枯死，橡胶破裂等。汽车排放污染物的影响要素汽车内燃机排气所呵斥的公害，对汽油机而言，CO、HC和NOX是主要的有害成分，而光化学烟雾

30、是由HC和NOX转化而成的。空燃比(AF)：是指可燃混合气中空气与燃料的质量比。实际上，kg汽油完全熄灭需求空气.kg。故对于汽油机而言，空燃比为.的可燃混合气可成为实际混合气。假设可燃混合气的空燃比小于.，那么意味着其中汽油含量有余亦即空气量缺乏，可称之为浓混合气。同理，空燃比大于.的可燃混合气那么可称为稀混合气，该当指出，对于不同的燃料，其实际空燃比数值是不同的。过量空气系数：=熄灭kg燃料所实践供应的空气质量完全熄灭kg燃料所需的实际空气质量 由此定义表达式可知：无论运用何种燃料，凡过量空气系数=的可燃混合气即为实际混合气；的为浓混合气；的那么为稀混合气。.影响一氧化碳生成的要素当混合气

31、混合不均匀时,汽油机是预先混和混合气的,所以即使在时混合气也不能够绝对的均匀,总会有过浓区,加上进气管壁面上有汽油膜的存在,油膜也会随着进气边流动边蒸发,也会呵斥混合气不均匀,而且各缸的均匀性也不相等,所以实践上即使在时也会产生CO。CO和水在高温时离解,即使在稀混合气熄灭时,有足够的氧气,但是由于发动机缸内温度很高,当温度超越时CO时就会发生高温离解反响；HO在高温时也会分解成H和O,H参与反响,使CO复原成CO。进气温度的影响普通情况下，冬天气温可达-以下，夏天在以上，爬坡时发动机罩内T。随着环境温度的上升，空气密度变小，而汽油的密度几乎可以为不变,因此使化油器供应的混合比R即AF随吸入空

32、气温度的上升而变浓，一定运转条件下，进气空气温度与混合比的关系，大致和绝对温度的方根成反比的实际相一致。即空燃比随吸入空气温度的上升而变浓，排出的一氧化碳将添加。因此,冬天和夏天发动机排放情况会有很大的不同。大气压力的影响经过实验证明,假设进气管压力降低,空气密度就会下降。那么空燃比就会下降,CO排放量也就将增大。进气管真空度的影响当汽车急剧减速时,发动机真空度在kPa以上时,停留在进气系统中的燃料,在高真空度下的作用下,急剧蒸发而进入熄灭室,呵斥混合气瞬时过浓,使熄灭情况恶化,CO浓度也将添加到怠速时的浓度。怠速转速的影响经过实验证明,在怠速转速为r/min时,CO%,r/min时,降为%左

33、右,这阐明随着怠速转速的提高,可以有效地降低排气中CO浓度。发动机工况的影响发动机负荷一定，一氧化碳的排放量随转速添加空气流量添加而降低，到一定的车速后，变化不大。这是由于化油器供应发动机的空燃比随流量添加接近于实际空燃比的结果。.影响碳氢化合物构成的要素熄灭室内堆积物的影响发动机运用一段时间后,就会在熄灭室壁面、活塞顶、进排气门上构成堆积物,堆积物具有多孔性和固液多相性,它的生成机理更为复杂。堆积物堆积于间隙中,由于间隙容积的减少,能够使由于狭隙效应而生成的HC排放量下降,但同时又由于间隙尺寸减小而能够使HC排放量添加。这种由熄灭室内堆积物所产生的占排放总量的%左右。混合气质量的影响混合气质

34、量的优劣主要表达在燃油的雾化蒸发程度、混合气的均匀性、空燃比和缸内剩余废气系数的大小等方面。混合气的均匀性越差,那么HC排放越多。当空然比略大于实际空然比时, HC有最小值。混合气过浓或过稀均会发生不完全熄灭,废气相对过多那么会使火焰中心的构成与火焰的传播受阻甚至出现断火,致使HC的排放量添加。运转条件的影响 负荷的影响。发动机实验结果阐明,当空燃比和转速坚持不变,并按最大功率调理点火时辰时,改动发动机负荷,对HC的相对排放浓度几乎没有影响。但当负荷添加时, HC排放量的绝对值将随着废气流量的变大而几乎呈线性添加。 转速的影响。发动机转速对HC排放浓度的影响非常明显。当转速较高时,HC排放浓度

35、明显下降,这是由于气缸内的混合气扰流混合改善了燃料的熄灭过程,促进了排气管内的氧化反响。 点火时辰的影响。点火时辰对HC排放浓度的影响表达在点火提早角上。点火提早角减小,可使HC下降,这是由于点火延迟使混合气熄灭时的激冷壁面面积减小,同时使排气温度增高,促进了HC在排气管内的氧化。 壁温的影响。熄灭室的壁温直接影响着激冷层的厚度和HC的排气后反响。 熄灭室面容比的影响。熄灭室面容比大，单位容积的激冷面积也随之增大，未燃烃总量必然也增大。降低熄灭室面容比是降低汽油机HC排放的一项重要措施。. 影响氮氧化物构成的要素过量空气系数和熄灭室温度的影响由于过量空气系数直接影响熄灭时的气体温度和可利用的氧

36、浓度，所以对NOX生成的影响是很大的。当小于时，由于缺氧，即使熄灭室内温度很高，NOX的生成量仍会随着的降低而降低，此时氧浓度起着决议性作用；但当大于时，NOX的生成量随温度升高而迅速增大，此时温度起着决议性作用。由于熄灭室的最高温度通常出如今.，且此时也有适量的氧浓度，因此NOX排放浓度出现峰值。假设进一步增大，温度下降的作用占优势，那么导致NO生成量减少。剩余废气分数的影响汽油机中熄灭室内的混合气由空气、已蒸发的燃油蒸气和已燃气组成，后者是前一任务循环留下的剩余废气，或由废气再循环系统EGR中从排气管回流到进气管并进入气缸的熄灭废气。剩余废气分数xi定义为：缸内剩余废气质量mi与进气终了气

37、缸内充气质量mc之比：xi=mi/mc式中: mc=me+mi+mr，me和mr分别为进入气缸的空气和燃油质量。剩余废气分数主要取决于发动机负荷和转速。减小发动机负荷即减小节气门开度和提高转速，均加大了进气阻力，使剩余废气分数增大。紧缩比较高的发动机剩余废气分数较小。经过废气再循环可大大添加气缸中的剩余废气分数。当可燃混合气中废气分数增大时，既减小了可燃气的发热量又增大了混合气的比热容，都使最高熄灭温度下降，从而使NO排放降低。点火时辰的影响由于点火时辰对熄灭室内温度和压力有明显影响，因此其对NO生成的影响也很大。图-表示了三种空燃比下排气中NO的体积分数随点火提早角 的变化趋势。从该图可以看

38、出：随着的减小，NO排放量不断下降；当值很小时，下降速率趋缓。增大点火提早角使较大部分燃料在紧缩上止点前熄灭，增大了最高熄灭压力值，从而导致较高的熄灭温度，并使已燃气在高温下停留的时间较长，这两个要素都将导致NO排放量增大。因此延迟点火和运用比实际混合气较农或较稀的混合气都能使NO排放降低，但同时也会导致发动机热效率降低，严重影响发动机经济性、动力性和运转稳定性，因此应慎重对待。. 汽油机微粒汽油机中的排气微粒有三种来源：含铅汽油中的铅、有机微粒包括炭烟和汽油中的硫所产生的硫酸盐。车用汽油机用含铅量.g/L的含铅汽油运转时，微粒排放量在mg/km范围内，其主要成分为铅化物，铅质量分数占%，微粒

39、尺寸分布为%的直径小于.m，这种微粒是由排气中的铅盐冷凝生成的。因此，以质量计的排放量在发动机冷起动时较高。目前，由于含铅汽油的淘汰及贵金属三元催化剂的运用，铅微粒当然也不再排放。硫酸盐排放主要涉及排放系统中有氧化催化剂的车用发动机。汽油中的硫在熄灭中转化为SO，被排气系统中催化剂氧化成SO后，与水结合生成硫酸雾。因此，汽油机硫酸盐的排放量直接取决于汽油中的硫含量。炭烟排放只在运用很浓的混合气时才会遇到，对调整良好的汽油机不是主要问题。此外当发动机技术形状不良例如气缸活塞组严重磨损导致光滑油耗费很大时，会使排气冒蓝烟，这是未熄灭光滑油微粒构成的气溶胶。此时发动机性能明显恶化，需立刻检修。汽油机

40、机内净化.汽油机机内净化概述机内净化是从有害排放物的生成机理出发,对内燃机的熄灭方式本身进展改造。如对内燃机的供油、点火及进排气系统进展改良和最优化匹配等,控制有害物的产生,使排出的废气尽能够是无害的。这是汽车排气净化的根本方法。.汽油机的熄灭过程按熄灭过程的物理-化学形状，将熄灭过程分为三个阶段：着火延迟期、明显熄灭期和补燃期。汽油机熄灭过程的展开示功图如图-所示。汽油和空气按一定的比例组成的混合气，进入气缸后被紧缩受热。火花塞跳火放电时，两极电压在V以上，电火花能量mJ，部分温度可达以上，致使电极周围的预混合气热反响加速，当反响生成的热积累使反响区温度急剧升高而使火花塞电极附近的混合气着火

41、时，即构成火焰中心。从电火花跳火到构成火焰中心阶段称为着火延迟期，如图-中的点，这是熄灭的第阶段。图. 汽油机的熄灭过程-着火延迟期；-明显熄灭期；补燃期；-火花塞跳火；-构成火焰中心；-最高压力点熄灭第阶段是指火焰由火焰中心传播至整个熄灭室，约%的燃料被烧掉。如图-中的点，被称为明显熄灭期。在均质预混合气中，火焰中心构成后，即以此为中心，由极薄的火焰层即火焰前锋开场向周围未燃混合气传播，直到火焰前锋扫过整个熄灭室。这一期间的熄灭是急剧的，熄灭室的温度和压力急剧上升，通常将缸内压力到达极大值时作为急燃室的终点。在此阶段中压力升高率和最高熄灭压力到达时辰是两个重要目的，会对发动机动力性、经济性和

42、排放产生艰苦影响。从到达最高熄灭压力点至燃料根本完全烧完为止，称为补燃期，即熄灭的第阶段。此时混合气熄灭速度已开场降低，加上活塞向下止点运动，缸内压力开场下降。由于%左右的熄灭放热已完成，因此继续熄灭的是火焰前锋面扫过后未完全熄灭的燃料以及壁面及其附近的未燃混合气。. 汽油机机内净化的主要措施大力推行汽油放射电控系统。 电控汽油放射是取代传统化油器供油方式的新技术。 我国目前消费的轿车用汽油机都采用汽油放射电控系统。它利用各种传感器检测发动机的信 息反响，经微机的判别、计算，使发动机在不同工况下均能获得适宜空然比的混合气，从而有效地改善燃油经济性和排气净化性能。改善点火系统。采用新的电控点火系

43、统和无触点点火系统，提高点火能量和点火可靠性，对点火正时实行最正确调理，以改善熄灭过程，降低有害排放物的量。 积极开发分层充气及均质稀燃的新型熄灭系统。目前，美、日、德等国已开发出了不少新型熄灭系统，其净化性能及中、小负荷时的经济性均较好。选用构造紧凑和面容比较小的熄灭室，缩短熄灭室狭缝长度，适当提高熄灭室壁温，以减弱缝隙和壁面对火焰传播的阻挠与淬熄作用，可以降低 HC、CO 的排放量。采用气门或气门构造，组织进气涡流、滚流或挤流，并兼用电控配气定时、可变进气流通截面 等可变技术，可以有效地改善发动机的动力性、经济性和排气净化性能。采用废气再循环控制。废气再循环是目前控制车用发动机NOX排放的

44、常用和有效措施。内燃机的运用工况与排放性能亲密相关。作为车用发动机，应选择有害排放物较低，而动力、经济性又较好的工况为常用工况。因此，在汽车中就需求运用电子控制系统，它可根 据驾驶员对车速的要求及路面情况的变化，对发动机转速和负荷进展优化控制。.分层熄灭系统与电喷技术采用汽油直接放射分层熄灭的方法,不仅可以降低排气污染,还能提高燃油经济性,是汽油机最有出路的净化方法。分层熄灭的原理是让混合气的浓度有组织地分成各种层次,以顺应内燃机熄灭的各个阶段,使其充分熄灭,减少有害物质。详细过程是:当点火瞬间在火花塞间隙的周围部分,注入具有良好着火条件的较浓混合气；在熄灭室的大门部分区域那么为较稀的混合气。

45、所以,为了有利于火焰传播,必需具有从浓到稀的各种空(气)燃(料)比混合气过渡,才干使燃料得到充分熄灭,从而减少废气中的有害物质。“电喷技术是实现分层熄灭的一种较好的方法。电喷发动机采用电子控制燃油放射系统,由控制单元中的信号微处置器计算发动机在不同工况下的最正确空燃比,对混合气成分和点火定时实现最正确控制,可使排放量大幅度下降,有害物质较少。汽车由“电喷替代“化油器将是必然趋势。.废气再循环.废气再循环及其净化原理分废气重新引入发动机进气系统，与混合气一同再进入气缸熄灭，如图.所示。图. EGR系统任务原理废气混入的多少用EGR率表示，其定义如下：当发动机在负荷下运转时，EGR阀开启，使少量的

46、废气进入进气歧管，与可燃混合气一同进入熄灭室。怠速时EGR阀封锁，几乎没有废气再循环至发动机。汽车废气是一种不可燃气体(不含燃料和氧化剂)，在熄灭室内不参与熄灭。它经过吸收熄灭产生的部分热量来降低熄灭温度和压力，以减少氧化氮的生成量。进入熄灭室的废气量随着发动机转速和负荷的添加而添加。.废气再循环的控制战略随着EGR率的添加，熄灭开场不稳定，熄灭动摇添加，HC排放上升，功率下降，燃油经济学趋于恶化。小负荷特别是怠速时进展EGR会使熄灭不稳定，甚至导致失火，使HC排放激增。全负荷追求最大动力性，运用EGR会使最大功率降低，动力受损。因此，必需对EGR率进展适当控制，使之在各种不同工况下，得到各种

47、性能的最正确折中，实现NOX的控制目的。对EGR系统的控制要求如下：由于NOX排放量随负荷添加而添加，因此EGR量亦应随负荷添加而添加。怠速和小负荷时，NOX排放浓度低，为了保证稳定熄灭，不进展EGR。在发动机暖机过程中，冷却液温暖进气温度均较低，NOX排放浓度也很低，混合气供应不均匀，为防止EGR破坏熄灭稳定性，起动暖机时不进展EGR。大负荷、高速时，为了保证发动机有较好的动力性，此时虽温度很高，但氧浓度缺乏，NOX排放生成物较少，通常也不进展EGR或减少EGR率。为了实现EGR的最正确效果，需保证再循环的排气在各缸之间分配均匀，即保证各缸的EGR率一致。. EGR率对汽油机净化与性能的影响

48、采用废气再循环能有效地降低汽油发动机的NOX排放。但EGR率过大会使熄灭恶化，燃油耗费率增大，HC排放上升。小负荷下进展EGR使熄灭不稳定，表如今缸内压力变动率大，任务粗暴，HC排放急剧添加。大负荷时进展EGR，会使发动机动力性受损。因此，在进展EGR时必需思索其对发动机动力性、经济性的影响。 EGR率对NOX排放浓度和燃油耗费率的影响，如图.和图.所示。在图.中，空燃比被作为参变量，结果是在各点的最正确点提早角条件下得到的。可见，随着EGR率的增大，对降低NOX排放越有利，但从图.可以看出，EGR率越大，燃油耗费率也将添加。故要提高NOX净化率，势必要添加燃油耗费率。图. EGR率对NOX排

49、放浓度的影响图. EGR率对燃油耗费率的影响汽油机后处置净化.发动机排气后处置专门对发动机排气进展后处置的方法就是将净化安装串接在发动机的排气系统中，在废气排入大气前，利用净化安装在排气系统中对其进展处置，以减少排入大气的有害成分。在兴隆国家，车用汽油机采用后处置安装较多。这些安装主要有三元催化转换器、热反响器和空气放射器等。目前，在兴隆国家消费的汽油车几乎都配备了三元催化转换器，并已有多年的商业化运用历史。随着我国经济的高速开展，城市机动车辆日益增多，其废气已严重污染了大气环境，对三元催化转化器的需求将更为迫切。机外净化是经过附设在内燃机外部的安装对内燃机排出的废气在进入大气之前进展处置,使

50、废气中有害成分的含量进一步降低。主要技术是在排气系统中安装三元催化转化器、微粒过滤器等。目前我国主要运用的方法为一段净化法,以称“氧化催化熄灭法,是利用装在汽车排气管尾部的氧化催化熄灭安装,将汽车发动机排出的CO和HC在反响安装中与排气残留的氧或另外供应的空气中的O结合生成无害的CO和HO。这种方法只能去除CO和HC,对NOX没有去除作用。另外还有二段净化法,需求两个催化反响器分别完成对NOX的复原反响和对CO和HC的氧化反响,技术尚不成熟。目前国际上通用的是三元催化净化安装,采用能同时完成CO、HC的氧化和NOX复原反响的催化剂,将三种有害物质一同净化。采用此法可节省燃料,减少催化反响器数量

51、,是一种技术层次高,治污效果明显的净化方法。.三元催化转化器.三元催化转化器的根本构造三效催化转化器由壳体、垫层和催化剂组成，其中，催化剂包括载体、涂层和活性组分。对车用的三元催化转化器主要有以下要求:起燃温度低，有利于降低内燃机冷起动时的排气污染物排放；较高的储氧才干，以补偿过量空气系数的动摇；耐高温，不易热老化；对杂质不敏感，不易被化学毒化；极少产生HS、NH等物质；价钱适宜。. 催化反响原理三元催化反响器的任务原理是:发动机经过排气管排气时, CO、HC和NOX三种气体经过三元催化反响器中的催化剂时,加强种气体的活性,进展氧化-复原的化学反响。其中CO在高温下氧化成无色、无毒的CO气体。

52、碳氢化合物在高温下HO和CO。氮氧化合物复原成无害的N和O。种有害气体变成无害气体,使尾气得以净化。三元催化净化的原理是在运用催化剂的情况下,除了利用排气中的CO、HC和H作为复原剂,使NO复原成N外,还包括在高温下发生的复原分解反响:NO+CO=N+CONO+CH=N+CO+HONO+H=N+HO三元催化净化器的净化效率与排气中所含HC、CO和NOX比例有亲密的关系,因此它要求内燃机任务时把空燃比准确控制在实际空燃比附近,以实现HC、CO和NOX的同时高效净化；这种方法的另一缺乏之处是容易铅中毒以及对催化剂性能要求高。因此要求汽车必需安装电喷系统并且运用无铅汽油。电控燃油放射配合三元催化器可

53、使内燃机的经济性的排放性均得到较好的改善,从而获得最正确的排气净化效果。其中，氨的构成是不希望的，应经过催化资料的合理选择，加以防止。三效催化转化器同时降低三种排气污染物的效果只需在汽油机化学当量熄灭，也就是过量空气系数为l时才干实现。由于，NO在催化器中的复原需求H、CO和HC等作为复原剂。空气过量时，这些复原剂首先和氧反响，所以NOX的复原反响就不能进展。空气缺乏时，CO和HC那么不能被完全氧化。. 三元催化转化器的性能目的车用汽油机三元催化转化器的性能目的很多，其中最主要的有污染物转化效率和排气流动阻力。转化效率由下式定义： 式中：排气污染物在催化器中的转化效率； 排气污染物在催化器进口

54、处的浓度或体积分数； 排气污染物在催化器出口处的浓度或体积分数。如图.所示三元催化剂的净化率图. 三元催化剂对CO、HC和NOX的净化率催化转化器对某种污染物的转化效率，取决于污染物的组成、催化剂的活性、任务温度、空间速度及流速在催化空间中分布的均匀性等要素，它们分别可用催化剂的空燃比特性、起燃特性和空速特性表征；而催化器中排气的流动阻力那么有流动特性表征。低排放燃料及汽车新能源燃料处置技术是对燃料在进入气缸前进展预先处置,以期减少气缸任务过程中所产生的有害排放物,是一种理想的净化措施,可以在不改动或较少改动发动机的情况下,改善排气成分。现用燃料汽油的处置,目前主要着眼于减少汽油中的含铅量。废

55、气中的铅蒸汽不仅使汽车的三元催化净化器中毒而导致失效,而且对人体安康危害很大。铅进入人体后多蓄积于肝脏中,无机铅中毒可使四肢肌肉麻木,面色惨白；有机铅中毒引起造血器官和神经系统错乱。我国从年起制止运用有铅汽油。其次,在现有汽油中参与一定比例的可减少有害成分的汽油清净济以改善汽油质量。汽油质量是汽车排放呵斥污染的关键缘由之一。我国目前运用的汽油中烯烃含量普遍较高,容易在喷嘴处产生结焦,影响燃油喷出效果,长期运用而不定期清洁喷嘴将导致降低熄灭率和动力,添加排污。假设在汽油中参与清净剂后可有效去除燃料系统的沉淀物和积炭,提高燃料效率,降低排污和油耗。这也是目前国际上降低车辆尾气排放的最经济有效的方法

56、之一。.汽油对排放的影响汽油辛烷值的影响汽油的辛烷值高，那么抗爆燃才干强，辛烷值低能够引起较强的爆燃，并添加NOX排放量。汽油挥发性的影响汽油的挥发性对NOX排放没有影响，对CO排放影响也很小。汽油密度的影响汽油密度变化对于规范燃料调整的发动机排放的影响实践上可以忽略不计。烃类组成的影响烷烃的热稳定性好；烯烃具有较高的辛烷值,但热稳定性差，易于在发动机的进气系统里构成胶状沉淀物；芳烃熄灭温度高，从而添加了NOX排放量，重的芳烃和其它高分子重化合物都有能够在汽油机熄灭室外表构成堆积物，添加排气中的HC和NOX排放。硫含量的影响代硫可降低三效催化转化器的效率，对氧传感器也有不利影响，汽油中硫的质量

57、分数从-降到-数量级时，HC、CO、NOX等均有显著的下降。添加剂对汽油排放也有一定的影响.汽油的改善提高汽油质量众所周知，汽油质量需求满足汽车两方面的要求，一是要保证汽油的高辛烷值，满足汽车动力性能的要求，其次是要满足汽车排放性能的要求，但这二者之间往往有矛盾。汽油中取消铅之后，汽油辛烷值下降，为了坚持无铅汽油的辛烷值不下降，需求在汽油中添加高辛烷值组份。通常运用的高辛烷值组分有含烯烃多的催化裂化汽油和含芳烃多的重整汽油，还有含异构烷烃的烷基化汽油，异构化汽油以及含氧的醚化汽油。由于中国原油比较重，轻质的重整原料少，汽油消费主要运用催化裂化工艺，因此中国汽油的总组成和美国不一样。催化裂化汽油

58、的调合比例特别高，使汽油中的烯烃含量高于美国和欧洲的汽油，而重整汽油少，芳烃含量那么低于美国和欧洲，异构烷烃更少。因此汽油要同时满足上述两方面的要求有矛盾，只能兼顾，对芳烃、烯烃、苯、氧含量作适当限制，而不能完全杜绝，这样就不存在完全无害的“绿色汽油。现实上各国汽油中烯烃、芳烃和苯的含量也要根据各国原油的详细情况，以及排气规范和大气情况而定，并不是简单化处置，因此中国的新配方汽油规格可以分步提高。.加速运用无铅汽油四乙基铅Pb(CH基参与汽油中可以提高执辛烷值，它在时可分解出自在铅，能延缓混合物化学反响的进展而妨碍爆燃的产生。但铅及其化合物都有毒，日本限铅最早，普通汽油于年已无铅化，年以后优级

59、汽油也已全部不加铅。年月美国经过空气清洁法修正案后已制止出卖含铅汽油，年后制止制造与运用含铅汽油的汽车。欧共体年无铅汽油销售比例约为%，西欧无铅汽油比例估计本世纪内可达%。韩国年可望全部为无铅汽油。甚致台湾、新加坡无铅汽油也已超越%。中国年月已实施了无铅车用汽油规范，到年底全国要更新万辆汽车，除改良汽车构造性能外，将提高燃油质量，逐渐淘汰低标号汽油，在实现低铅化根底上逐渐向无铅化过渡，最终达国际规范。.提高汽油的抗爆指数，供应含氧燃料抗爆指数是车用汽油研讨法(RON)辛烷值及马达法(MON)辛烷值之和的二分之一，可近似表示汽油适用抗爆性。为满足降铅方案要求，汽油的抗爆指数在逐渐提高。估计年美国

60、汽油的抗爆指数将达.。中国无铅车用汽油按研讨法辛烷值分为、和三个牌号，其抗爆指数分别不小于、和。由于催化裂化和催化重整汽油含有较多的烯烃和芳烃，为维护环境，汽油的调合组份中应添加烷基化油和含氧化合物，并降低汽油蒸气压，以减少排放的烃类。美国从年起在臭氧严重地域拟供应含氧%的新配方汽油，对于低排放无铅汽油规定铅的质量浓度要从微量降低到零；对硫含量也作了严厉限制；需求大幅度降低烯烃含量，减少汽油机内的堆积物，对芳烃特别是苯含量作了限制，以降低排气的毒性。.采用代用燃料开发代用燃料主要是为理处理能源问题,在改善发动机热效率的同时,也带来了改善排放特性的能够性。在液体代用燃料中,醇类燃料如甲醇、乙醇最