5-2汽车排气污染物的形成及影响因素课件

第五章汽车公害一、发动机污染物的形成二、使用因素对排气中有害气体浓度的影响三、降低汽车排气污染的主要措施第一节概述第二节汽车排气污染物的形成及影响因素第三节汽车排气污染物检测第四节汽车噪声第五节汽车噪声检测第六节电磁波干扰第五章汽车公害一、发动机污染物的形成第一节概述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，燃烧室的燃烧条件和排气系统的反应条件。排气中的CO、HC和NOx的生成条件各不相同CO和HC是燃料不完全燃烧的产物NOx在燃烧温度高且氧气充足的条件下形成较多。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理论上，如果空气量充分，汽油机不会产生CO(过量空气系数)；汽油机工作过程中，排气中存在0.01％~0.5％的CO。原因在汽油机燃烧室内的局部区域存在的过浓区；部分未燃碳氢化合物在排气过程中发生不完全燃烧；气温低或者滞留时间短暂等，燃烧不能完全进行，也会产生CO。1.一氧化碳(CO)的形成理论上，如果空气量充分，汽油机不会产生CO(过量空气系数)；汽油机HC排放量远大于柴油机。汽油机向大气排出的HC中:

由排气管排出的燃料不完全燃烧的产物占大多数(55％~65%)

从曲轴箱通风口逸出的量占20％~25%

由燃油供给系和油箱蒸发的量占15％~20%2.碳氢化合物(HC)的形成HC是未燃燃料、未完全燃烧的中间产物和部分被分解产物的混合物。。

不论在任何工况下运转，发动机排气中总含有一定量的HC。汽油机HC排放量远大于柴油机。2.碳氢化合物(HC)的形成H2.碳氢化合物(HC)的形成发动机工作过程中，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。一切妨碍燃料燃烧的因素都是HC形成的原因。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，火焰难以传播到的低温缸壁的激冷作用，都是影响HC形成的重要因素。2.碳氢化合物(HC)的形成发动机工作过程中，燃料不完全燃烧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（0.05~0.5mm），因低温缸壁的冷却作用，温度低而不能燃烧。火焰也不能在激冷缝隙内传播。其结果是，在小于1mm的缝隙内（如活塞顶部与第一道气环之间的空隙）混合气不可能完全燃烧，紧靠缸壁的混合气中的HC随废气排出。2.碳氢化合物(HC)的形成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为了提高最大功率，发动机常在过量空气系数小于1的情况下工作。在低负荷时，气缸内残余气体较多，为了不使燃烧速度过低，也要供给浓混合气。这都会因空气不足以致不能完全燃烧。此外，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，而使部分未燃燃料（HC）从排放至大气中。2.碳氢化合物(HC)的形成为了提高最大功率，发动机常在过量空气系数小于1的情况下工作。排气中的HC成分十分复杂，除了饱和烃、不饱和烃和芳香烃外，还包括部分中间氧化物（如醛、酮、酸等）。燃料在燃烧过程要经过一连串的化学反应才能生成最终产物CO2和H2O。在燃烧反应过程的不同阶段存在着不同的中间产物。若这些中间产物继续氧化的条件不适宜，就可能因氧化完全而增加HC的排放量。2.碳氢化合物(HC)的形成排气中的HC成分十分复杂，除了饱和烃、不饱和烃和芳香烃外，还二冲程汽油机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HC排放量可能比四冲程汽油机大几倍。2.碳氢化合物(HC)的形成二冲程汽油机中的扫气作用使部分混合气经气缸直接排放。2.碳氢氮氧化物(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%)NO2的含量较少(约占1%)NO排入大气后，进一步氧化成NO2NONO2N2ON2O3N2O4N2O5氮氧化物的总称氮氧化物(NOx)是3.氮氧化物的形成在发动机排出的废气中NNOX是在高温条件下，N2和O2反应生成的，其形成机理比较复杂。目前普遍认为，除燃烧气体的温度和氧的浓度外，在高温条件下的停留时间是NOX生成的重要影响因素。3.氮氧化物(NOx)的形成NOX是在高温条件下，N2和O2反应生成的，其形成机理比较复柴油机排出微粒物（PM）一般比汽油机高30~80倍4.微粒(PM)的形成国内外对柴油机微粒排放的限制十分重视，除对微粒物中的炭烟早已进行限制外，还针对柴油汽车的微粒排放量制定了标准。柴油机微粒炭烟可溶性有机成分硫酸盐柴油机排出微粒物（PM）一般比汽油机高30~80倍4.微粒(4.微粒(PM)的形成碳烟是微粒的主要组成部分。碳烟排放的变化自然导致微粒排放的变化，但两者升高和降低未必成比例。柴油机在高负荷时，碳烟在微粒中所占的比例升高，而在部分负荷时则有所降低。由于重馏分的未燃烃、硫酸盐以及水分等在碳粒上吸附凝聚，在很多情况下碳烟即指微粒。4.微粒(PM)的形成碳烟是微粒的主要组成部分。4.微粒(PM)的形成碳氢化合物燃料的不完全燃烧所产生的炭烟以碳原子主要成分并含有占10%~30%氢原子的碳氢化合物，具有与聚合多环碳化氢相近似的结构。发动机燃料由于热分解生成甲烷和乙烯等低分子碳氢化合物，在温度不太高的情况下，这些产物成为未燃碳氢化合物。4.微粒(PM)的形成碳氢化合物燃料的不完全燃烧所产生的炭烟4.微粒(PM)的形成当燃烧气体保持高温时，如果氧气过剩就会进行氧化反应；如果氧气不足，甲烷和乙烯会进一步进行化学反应，进行脱氢反应并聚合成直径为20~30

大小的炭烟粒子，小粒子最后会成长成直径为50~200

的大粒子。4.微粒(PM)的形成当燃烧气体保持高温时，如果氧气过剩就会4.微粒(PM)的形成炭烟微粒形成过程4.微粒(PM)的形成炭烟微粒形成过程4.微粒(PM)的形成近年来，许多有效措施使柴油机的炭烟排放量大幅度下降。由于低硫乃至无硫燃油的推行，硫酸盐排放也得到了抑制，使可溶有机成分在微粒中所占比例明显上升。可溶有机成分在微粒中比例与燃烧质量有重要关系，也与窜入燃烧室的润滑油的量有关。随着燃烧质量的提高，窜入燃烧室的润滑油所产生微粒的比例会随之增加。4.微粒(PM)的形成近年来，许多有效措施使柴油机的炭烟排放4.微粒(PM)的形成对车用直喷柴油机微粒排放的研究表明：冷起动、自由加速工况时，约有25％的有机可溶成分来自润滑油。稳定工况时，约有40％~60％的有机可溶成分来自润滑油。4.微粒(PM)的形成对车用直喷柴油机微粒排放的研究表明：发动机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、中负荷和满负荷工作状况。发动机不同负荷时所要求的空气与燃料的混合比不同，因此负荷对排气中有害气体的影响实质上是空燃比的影响。1.负荷的影响发动机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负荷与混合气浓度的关系过量空气系数与负荷的关系1.负荷的影响负荷与混合气浓度的关系过量空气系数与负荷的关系1.负荷的影响汽油机在正常火焰传播与燃烧时，混合气的空燃比（A/F）通常在10:1~18:1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高时的理论空燃比为14.8:1。1.负荷的影响汽油机在正常火焰传播与燃烧时，混合气的空燃比（A/F）通常在汽油机工作时，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1.负荷的影响汽油机工作时，火焰温度Tf、输出功率Ne和燃料消耗率ge与空供给浓混合气时，N0x减少而CO、HC增多供给略稀的混合气时(经济混合比附近)，CO、HC减少而NOx增多供给稀混合气时，NOx、CO减少而HC增多CO、HC、NOX排放浓度与空燃比的关系1.负荷的影响供给浓混合气时，N0x减少而CO、HC增多CO、HC、NOX混合气成分不同，燃烧速度产生显著差异，结果产生不同的排气成分。空燃比与排气有害成分浓度的关系1.负荷的影响CO、HC、NOX的排放浓度与空燃比的关系混合气成分不同，燃烧速度产生显著差异，结果产生不同的排气成分汽油机怠速时，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。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CO和HC浓度大大增加。1.负荷的影响汽油机怠速时，由于转速低，进气系统内空气流速低，汽油雾化不良小负荷工况下（节气门开度25%以下），进入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。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CO、HC浓度较大。1.负荷的影响小负荷工况下（节气门开度25%以下），进入气缸的可燃混合气较中等负荷（节气门开度25~80%）工况下，发动机燃用较稀的经济混合气，废气中的CO和HC的浓度均较小。大负荷（节气门开度80%以上）工况下，发动机燃用较浓的功率混合气，废气中的CO和HC浓度增大，而NOX浓度有所减小。1.负荷的影响中等负荷（节气门开度25~80%）工况下，发动机燃用较稀的经市内行驶的汽车，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之一。1.负荷的影响市内行驶的汽车，由于混合交通或交通堵塞现象，汽车不得不频繁起汽车运行过程中，发动机在节气门全开，转速为1800r/min工况下的调整特性1.负荷的影响某型发动机在节气门全开，转速1800r/min，不同混合气浓度的调整特性汽车运行过程中，发动机在节气门全开，转速为1800r/min1.负荷的影响当发动机燃用过浓混合气时，α=0.7~0.8，CO的含量高达10％~12%。α=0.85~0.9时，CO含量为6%，比中等负荷高12倍；发动机的燃料经济性大大降低，废气中的NOX的生成量减少。1.负荷的影响当发动机燃用过浓混合气时，α=0.7~0.8，1.负荷的影响CA1090、EQ1090、NJ1040型汽车在发动机转速为2000r/min，在不同负荷的进气管真空度下，用直接取样法所得的测试结果1.负荷的影响CA1090、EQ1090、NJ1040型汽车1.负荷的影响随着负荷的增加，CO排放量降低；当进气管真空度低于26.664kPa(200mmHg)时，CO排放量开始上升。1.负荷的影响随着负荷的增加，CO排放量降低；当进气管真空度1.负荷的影响大负荷时，由于混合气变浓，CO排放量增加。随负荷增加，HC排放量显著降低，而NO排放量则明显增加，这是由于大负荷时发动机燃烧状况有所改善的结果。1.负荷的影响大负荷时，由于混合气变浓，CO排放量增加。柴油机的充气效率变化不大，其负荷调节由喷油量来控制。在怠速和低负荷时混合气很稀，有些过稀区域内的混合气不能着火，因此HC排放量相对较高随负荷增大则喷油量增加，HC排放量逐渐降低。1.负荷的影响柴油机的充气效率变化不大，其负荷调节由喷油量来控制。1.负荷CO排放量在怠速和低负荷时较高，中等负荷时最低，在接近全负荷时因混合气浓，燃烧不完全，CO的排放量增多在满负荷条件下工作时，柴油机的CO和HC排放量增加不多，但生成的NOx明显增大，并产生大量的黑烟。1.负荷的影响CO排放量在怠速和低负荷时较高，中等负荷时最低，在接近全负荷柴油机的排烟量为汽油机的5倍。这是因为虽然供给的空气总量充足。但是柴油机是缸内形成混合气，混合气形成时间短，混合不均。1.负荷的影响柴油机的排烟量为汽油机的5倍。1.负荷的影响在气缸内某些有过量空气的区域，局部温度很高，使NOx大量生成；在烧烧室局部混合气过浓(α<0.5)的区域，会因氧气不足使烃分子发生分裂而形成炭烟。车用柴油机的主要排气污染物是炭烟和NOx。汽油发动机使用的混合气成分较为均匀，正常条件下炭烟的排放量较少。1.负荷的影响在气缸内某些有过量空气的区域，局部温度很高，使NOx大量生成发动机转速不直接对燃烧产物中的有害成分产生影响，而是通过对进气过程和混合气形成及燃烧过程的作用影响有害气体的形成及浓度。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产生影响，而是通过对进发动机转速增大时，燃烧室内混合气的紊流加强，改善了混合气的混合和燃烧，使排气中的HC、CO含量减少。在过量空气系数一定的条件下，汽油机废气中的CO随曲轴转速提高而下降2.发动机转速的影响汽油机曲轴转速对排气有害成分的影响发动机转速增大时，燃烧室内混合气的紊流加强，改善了混合气的混在高速时，由于燃烧时间短，燃烧不完全，HC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使HC排放略有增加。提高怠速可使CO、HC排放浓度下降，这是由于进气节流减小，充气量增多，残余气体稀释程度有所减少，使燃烧得到改善的缘故。2.发动机转速的影响在高速时，由于燃烧时间短，燃烧不完全，HC排放量略有增加；若当用较浓混合气时，由于散热时间短，燃烧室内温度升高，NOX生成量增加；反之，当用稀混合气时，由于燃烧过程相对的曲轴转角增大，燃烧峰值温度反而下降，NOX生成量减少。在某一混合气浓度下，当转速达到最大转速的65%~75%时，废气中的NOX达到最大值。2.发动机转速的影响当用较浓混合气时，由于散热时间短，燃烧室内温度升高，NOX生废气中的三种有害气体成分随转速增大都有所下降。在最大转速时，CO继续下降而HC和NO增大。这是由于燃烧时间短，气缸内燃烧条件恶化，发动机工作强度大的缘故。2.发动机转速的影响柴油机外特性及CO、HC、NO排放量与发动机转速n的关系柴油机外特性及有害成分浓度随转速变化废气中的三种有害气体成分随转速增大都有所下降。2.发动机转速3.不稳定工况的影响在使用过程中，汽车发动机的负荷和转速是随时间不断变化的。统计资料表明：一般市区行驶的汽车，发动机怠速和中等转速占总工作时间的35%，加速占22%，匀速占29%，减速占14%。汽油机在怠速、减速和低转速工况下，由于混合气较浓且不均匀，废气中不完全燃烧的物质较多，HC和CO排放浓度大；而柴油机由于混合气中的空气充足，HC的浓度很小，CO含量甚微。3.不稳定工况的影响在使用过程中，汽车发动机的负荷和转速是随3.不稳定工况的影响在加速和高转速时NOX浓度明显增大。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。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NOX，又会引起燃料的不完全燃烧，导致CO和HC排放量增大。3.不稳定工况的影响在加速和高转速时NOX浓度明显增大。3.不稳定工况的影响发动机工况对排气有害成分的影响其中，减速行驶时，HC排放浓度明显增加，加速行驶阶段，NOx排放浓度相对较高。排气有害成分浓度与汽车运行工况的关系3.不稳定工况的影响发动机工况对排气有害成分的影响排气有害成汽车总成的热工况是汽车技术状况变化的主要因素之一。发动机的热工况对废气有害成分的排放量有直接影响。发动机冷却液的温度一般在85~95℃之间。4.发动机热工况的影响汽车总成的热工况是汽车技术状况变化的主要因素之一。4.发动机在使用过程中，汽车运行的环境温度变化很大(－40~＋40℃)，汽车载荷、车速及发动机负荷、转速变化很大。若发动机吸热与散热的热平衡关系受到破坏，就会产生过热或过冷现象。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。4.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很大(－40~＋40℃)燃烧室温度对排气有害物浓度有重要影响。汽车在低温使用条件下，发动机从起动到暖车的过程中，冷却液温度较低，由于燃油雾化不良、燃烧不充分和缸壁激冷作用，HC和CO排放浓度高。4.发动机热工况的影响燃烧室温度对排气有害物浓度有重要影响。4.发动机热工况的影响冷却液温度提高时，缸壁温度也提高，在气缸壁区域内的氧化反应的条件得到改善，排出的HC减少，特别是使用浓混合气时更为显著。供油系过热，发动机会产生气阻现象，此时由于混合气过稀而熄火，废气中的HC浓度增加。4.发动机热工况的影响HC排放量与冷却液温度的关系冷却液温度提高时，缸壁温度也提高，在气缸壁区域内的氧化反应的NOX的排放量与燃烧的最高温度有关当缸壁温度提高时，NOX的排放量也增加。汽油机冷却液温度从30℃提高到80℃时，NOX排放量增加（500~700）×10-6。4.发动机热工况的影响NOX的排放量与燃烧的最高温度有关4.发动机热工况的影响进气温度与废气中有害成分浓度的关系随着空气温度的提高，NOX、CO的排放量增加，HC排放减少，在HC排放最低处NOX排放达到最大值。4.发动机热工况的影响进气温度与废气有害成分浓度的关系进气温度与废气中有害成分浓度的关系4.发动机热工况的影响进气我国南方、中部和西北某些地区夏季温度很高，但大气湿度不同。混合气中湿度增大，能使NO生成量减少，其主要原因是由于最高火焰温度降低所致，但对HC排放浓度影响不大。4.发动机热工况的影响我国南方、中部和西北某些地区夏季温度很高，但大气湿度不同。4随着行驶里程的增加，汽车技术状况逐渐变坏。在燃料经济性、动力性及可靠性下降的同时，汽车的排气污染也随之增大。HC和CO排放浓度与行驶里程的关系5.汽车技术状态的影响HC和CO排放浓度与汽车行驶里程的关系随着行驶里程的增加，汽车技术状况逐渐变坏。5.汽车技术状态的技术状况变化引起排气污染增大的原因：①供油系的故障；②汽油机点火系的故障；③气门间隙失常导致配气相位变化；④燃烧室内有积碳等。5.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：5.汽车技术状态的影响供油系调整不当或在使用中发生变化，电控汽油喷射系统的喷油压力和喷油持续时间不正确或柴油机的循环供油量调整不当，使实际喷油量过大或过小，所提供可燃混合气的实际空燃比偏离最优空燃比，对发动机排放特性有很大影响5.汽车技术状态的影响1）供油系技术状况供油系调整不当或在使用中发生变化，电控汽油喷射系统的喷油压力怠速转速对CO、HC排放浓度的影响5.汽车技术状态的影响1）供油系技术状况怠速转速与CO、HC浓度的关系（1mmHg=133.324Pa）怠速转速对CO、HC排放浓度的影响5.汽车技术状态的影响1）随着发动机怠速转速的提高，混合气变稀，排气中的CO、HC浓度随之下降，因此汽车发动机怠速转速有提高的趋势，一般在750~1000r/min。供油系的空气滤清器堵塞会引起混合气过浓，使废气中的CO、HC成分增加。5.汽车技术状态的影响1）供油系技术状况随着发动机怠速转速的提高，混合气变稀，排气中的CO、HC浓度点火提前角增大时，气缸内工作循环压力和温度提高，废气中NOX的浓度随之增大；反之，NOX浓度降低。点火时刻对NOX排放浓度的影响5.汽车技术状态的影响2）点火（喷油）系技术状况点火时刻和空燃比对NOX排放浓度的影响点火提前角增大时，气缸内工作循环压力和温度提高，废气中NOX点火提前角对CO排放浓度的影响较小，但对HC的排放浓度有显著影响。点火滞后时，因补燃增多，排气系统温度升高，废气中的HC浓度有所减小；若点火过迟，因燃烧速度慢，HC的浓度又有所提高。点火滞后将会引起发动机功率下降，油耗增加。5.汽车技术状态的影响2）点火（喷油）系技术状况点火提前角对CO排放浓度的影响较小，但对HC的排放浓度有显著点火时刻对CO、排放浓度的影响点火系技术状况不良，点火能量不足时，由于燃烧缺火现象使HC的排放浓度增大。5.汽车技术状态的影响2）点火（喷油）系技术状况点火时刻对CO、排放浓度的影响5.汽车技术状态的影响2）点火柴油机供油系的循环供油量、喷油压力和喷油提前角是影响排气污染的重要因素。柴油机的废气成分与喷油提前角的关系（=1600r/min）随着喷油提前角的减小，循环最高温度降低，废气中的NOX排放浓度下降，HC排放增加，而CO排放浓度基本不变。5.汽车技术状态的影响2）点火（喷油）系技术状况柴油机废气成分与喷油提前角的关系柴油机供油系的循环供油量、喷油压力和喷油提前角是影响排气污染柴油机供油系的循环供油量、喷油压力和喷油提前角是影响排气污染的重要因素。柴油机的废气成分与喷油提前角的关系（1600r/min）随着喷油提前角的减小，循环最高温度降低，废气中的NOX排放浓度下降，HC排放增加，而CO排放浓度基本不变。5.汽车技术状态的影响柴油机废气成分与喷油提前角的关系柴油机供油系的循环供油量、喷油压力和喷油提前角是影响排气污染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，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。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，降低了燃烧温度，从而NOX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HC的排放量，但开的过早反而会增加HC的排放量。6.配气相位发动机气门间隙调整不当或在使用过程中发生变化，会使发动机配气排气门早关，废气排放不完全，NOX的排放最减少。排气门早关对HC的影响较难观察，首先因含HC多的废气被保留在缸内而减少了HC的排放，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，使HC的排出量又略有增加。新款汽车发动机的配气相位一般采用可变气门定时（VViT）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和动力性。6.配气相位排气门早关，废气排放不完全，NOX的排放最减少。6.配气相位积碳是燃料和润滑油不完全燃烧的产物，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。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废气污染严重。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。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HC浓度会明显增大。7．缸内积碳积碳是燃料和润滑油不完全燃烧的产物，多发生在燃烧室内的气缸盖在用汽车的排放治理措施保持发动机良好的技术状况改善燃料质量排放控制装置I/M制度合乘轿车停放收费停车限制交通高峰时间通行费单/双日行车合理驾驶汽油机采用三元催化反应器柴油机采用颗粒物过滤器目前公认的在用车排放治理的最有效方法。实施I/M制度的目的是使车辆在使用周期内能保持良好的技术状况，降低排气污染。在用汽车的排放治理措施保持发动机良好的技术状况汽油机采用三元(1)保持正常气缸压缩压力发动机压缩压力降低时，发动机起动困难、燃烧不完全、油耗增大、排气中的CO和HC浓度增大。在使用及维修过程中，若发现气缸压缩压力不符合制造厂规定的标准，应查找原因进行调整和修复。1.保持发动机良好的技术状况(1)保持正常气缸压缩压力1.保持发动机良好的技术状况(2)保持供油系技术状况良好应着重把握好混合气浓度及怠速的调试。采用汽油喷射系统可改善发动机的动力性和燃料经济性，同时可以降低对大气的污染。但采用进气总管单点喷射的结构仍存在着各缸分配不均匀的情况；而进气歧管多点喷射的结构因喷嘴细小，使用中容易堵塞，要注意清洗。1.保持发动机良好的技术状况(2)保持供油系技术状况良好1.保持发动机良好的技术状况(2)保持供油系技术状况良好柴油机供油系统循环供油量、供油压力和喷油提前角影响柴油喷入气缸的数量和雾化质量，应按使用说明书的规定正确调整。空气滤清器滤网堵塞，进气阻力增大时，进入气缸的空气量下降，混合气变浓，CO和HC排放量增加。空气滤清器的清洁和维护很有用。1.保持发动机良好的技术状况(2)保持供油系技术状况良好1.保持发动机良好的技术状况(3)保持点火系统技术状况良好点火系应能在各种工况下产生足够点火能量的电火花。若火花弱或某缸断火，就会使相应气缸燃烧不良或不能着火燃烧，从而增大排气污染。点火正时对发动机的动力性、燃料经济性及排放性能的影响极大。适当推迟点火可提高排气温度，使HC在排气过程中燃烧掉，NOX排放量也可减少；但点火提前角不应过小，否则会使动力性和燃料经济性下降。火花塞间隙应符合规定标准。1.保持发动机良好的技术状况(3)保持点火系统技术状况良好1.保持发动机良好的技术状况(4)正确调整气门间隙，保持配气相位正确。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。发动机工作过程中，其气门间隙由于磨损等原因而逐渐变化，会使配气相位失准。因此发动机配气相位应正确。1.保持发动机良好的技术状况(4)正确调整气门间隙，保持配气相位正确。1.保持发动机良好常用的排气净化装置2.采用排气净化装置催化转化装置排气再循环曲轴箱强制通风常用的排气净化装置2.采用排气净化装置催化转化装置催化转换装置是利用催化剂的作用将排气中的CO、HC和NOX转换为对人体无害的气体的一种排气净化装置，也称作催化净化转换器。金属铂、钯或锗均可作催化剂，用以促进反应的进行。催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器两类。2.采用排气净化装置（1）催化转化装置催化转换装置是利用催化剂的作用将排气中的CO、HC和NOX转氧化催化转换器以二次空气为氧化剂，只将排气中的CO和HC氧化为CO2和H2O，因此也称做二元催化转换器。三元催化转换器以排气中的CO和HC作为还原剂，把NOX还原为N2和氧O2，而CO和HC在还原反应中被氧化为CO2和H2O。因此，可同时减少CO、HC和的NOX排放。2.采用排气净化装置（1）催化转化装置氧化催化转换器以二次空气为氧化剂，只将排气中的CO和HC氧化当同时采用两种转换器时，通常把两者放在同一个转换器外壳内，并把三元催化转换器置于氧化催化转换器前面。排气经过三元催化转换器之后，部分未被氧化的CO和HC继续在氧化催化转换器中与供入的二次空气进行氧化反应。2.采用排气净化装置（1）催化转化装置当同时采用两种转换器时，通常把两者放在同一个转换器外壳内，并排气再循环（EGR）指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，与新鲜混合气一起再次进入气缸。废气中含有大量的CO2，因其不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，减少了NOX的生成量。排气再循环是净化NOX的主要方法。2.采用排气净化装置（2）排气再循环系统排气再循环（EGR）指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，在新鲜的混合气中掺入废气之后，混合气热值降低，致使发动机的有效功率下降。为了做到既能减少NOX的排放，又能保持发动机的动力性，必须根据发动机运转工况对再循环的废气量加以控制。NOX的生成量随发动机负荷的增大而增多，再循环的废气量也应随负荷增加。在暖机期间或怠速时，NOX生成量不多，为了保持发动机运转的稳定性，不进行排气再循环。在全负荷或高转速下工作时，为了使发动机有足够的动力性，也不进行排气再循环。2.采用排气净化装置（2）排气再循环系统在新鲜的混合气中掺入废气之后，混合气热值降低，致使发动机的有再循环废气量由安装在排气再循环通道上的排气再循环（EGR）阀自动控制。通道的一端通排气门，另一端连接进气歧管。当EGR阀开启时，部分废气从排气门经排气再循环通道进入进气歧管。EGR阀一旦关闭，排气再循环随即停止。2.采用排气净化装置（2）排气再循环系统再循环废气量由安装在排气再循环通道上的排气再循环（EGR）阀使用封闭式带PCV阀的曲轴箱强制通风装置，可使曲轴箱窜气造成的污染得到有效控制。封闭式曲轴箱强制通风装置2.采用排气净化装置（3）曲轴箱强制通风使用封闭式带PCV阀的曲轴箱强制通风装置，可使曲轴箱窜气造成从空气滤清器引入新鲜空气，经闭式呼吸器进入曲轴箱，与窜气混合后，从气缸盖罩经PCV阀计量后吸入进气歧管进入气缸内烧掉。高速、高负荷时，进气歧管真空度减弱，一旦窜气量过多而不能完全吸尽时，窜气会从曲轴箱倒流入空气滤清器，吸入进气管进入气缸烧掉。2.采用排气净化装置（3）曲轴箱强制通风从空气滤清器引入新鲜空气，经闭式呼吸器进入曲轴箱，与窜气混合曲轴箱储存和吸附法也是控制汽油蒸发、减小HC污染的有效方法。曲轴箱储存法的原理是：停车时，通过管道把燃油供给系蒸发的汽油蒸气导入曲轴箱进行贮存；运行时，经压力调节阀把汽油蒸气吸入进气管。吸附法是利用装在容器中的活性碳吸附汽油蒸气，并在行车时由新鲜空气使汽油蒸气脱离活性碳而导入进气系统。2.采用排气净化装置（4）其他曲轴箱储存和吸附法也是控制汽油蒸发、减小HC污染的有效方法。对进入气缸的燃料和空气进行处理，是理想的排气净化措施。如提高燃油质量，降低铅含量、硫含量、水溶性酸碱、机械杂质等污染物质，提高燃油的氧化安定性以降低胶质物的生成等。此外，使用液体代用燃料或气体代用燃料等，都有助于减小排气污染。3.使用清洁燃料对进入气缸的燃料和空气进行处理，是理想的排气净化措施。3.使采用可变进气涡流技术、废气涡轮增压与中冷技术可改善发动机进气系统，采用电子控制汽油喷射技术、电子控制柴油喷射技术可改善发动机的燃油供给系，运用高能电子点火技术可实现稀薄混合气的燃烧。这些技术的协调运用可改善发动机可燃混合气的形成和燃烧质量，有助于充分燃烧，降低有害物的排放。4.改善混合气形成、燃烧及排放控制采用可变进气涡流技术、废气涡轮增压与中冷技术可改善发动机进气车载诊断系统（OBD）可对汽车排放进行自动监控，并据此对发动机的燃料供给系和点火系进行反馈控制，进一步降低排气污染。4.改善混合气形成、燃烧及排放控制车载诊断系统（OBD）可对汽车排放进行自动监控，并据此对发动I/M制度(InspectionandMaintenanceProgram)----对在用车进行强制性定期检测，并对故障车辆进行强制修理的制度，以使在用车辆符合国家规定的排放控制值。I/M制度是以国家的排放法规为依据，并根据在用车的特点和各地具体情况加以选择和补充所制定的专门法规。5.实施I/M制度I/M制度(InspectionandMaintenanI/M制度主要包括I/M制度法规及规章I/M制度规范检测方法标准及测试设备质量控制和保证手段维修技术人员培训及设备鉴定I/M制度信息统计及反馈5.实施I/M制度I/M制度主要包括5.实施I/M制度据美国有关部门推算，实施I/M制度可使车辆排放到大气中的HC减少28%，CO减少30%，NOx减少90%。在英国实施I/M制度后，不包括蒸发排放在内，可使HC减少20%，CO减少24%，NOx减少2.7%。5.实施I/M制度据美国有关部门推算，实施I/M制度可使车辆排放到大气中的HCI/M制度的工艺流程：5.实施I/M制度I/M制度的工艺流程：5.实施I/M制度3.合理驾驶应尽量减少发动机的启动次数避免连续猛踏加速踏板行驶时保持适当节气门开度和发动机正常热状况(冷却水温应控制在80~90℃)。以降低有害气体排放量。合理的驾驶技术对降低汽车有害气体的排放十分重要驾驶车辆时第三节返回3.合理驾驶应尽量减少发动机的启动次数合理的驾驶技术对降低汽第五章汽车公害一、发动机污染物的形成二、使用因素对排气中有害气体浓度的影响三、降低汽车排气污染的主要措施第一节概述第二节汽车排气污染物的形成及影响因素第三节汽车排气污染物检测第四节汽车噪声第五节汽车噪声检测第六节电磁波干扰第五章汽车公害一、发动机污染物的形成第一节概述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，燃烧室的燃烧条件和排气系统的反应条件。排气中的CO、HC和NOx的生成条件各不相同CO和HC是燃料不完全燃烧的产物NOx在燃烧温度高且氧气充足的条件下形成较多。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理论上，如果空气量充分，汽油机不会产生CO(过量空气系数)；汽油机工作过程中，排气中存在0.01％~0.5％的CO。原因在汽油机燃烧室内的局部区域存在的过浓区；部分未燃碳氢化合物在排气过程中发生不完全燃烧；气温低或者滞留时间短暂等，燃烧不能完全进行，也会产生CO。1.一氧化碳(CO)的形成理论上，如果空气量充分，汽油机不会产生CO(过量空气系数)；汽油机HC排放量远大于柴油机。汽油机向大气排出的HC中:

由排气管排出的燃料不完全燃烧的产物占大多数(55％~65%)

从曲轴箱通风口逸出的量占20％~25%

由燃油供给系和油箱蒸发的量占15％~20%2.碳氢化合物(HC)的形成HC是未燃燃料、未完全燃烧的中间产物和部分被分解产物的混合物。。

不论在任何工况下运转，发动机排气中总含有一定量的HC。汽油机HC排放量远大于柴油机。2.碳氢化合物(HC)的形成H2.碳氢化合物(HC)的形成发动机工作过程中，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。一切妨碍燃料燃烧的因素都是HC形成的原因。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，火焰难以传播到的低温缸壁的激冷作用，都是影响HC形成的重要因素。2.碳氢化合物(HC)的形成发动机工作过程中，燃料不完全燃烧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（0.05~0.5mm），因低温缸壁的冷却作用，温度低而不能燃烧。火焰也不能在激冷缝隙内传播。其结果是，在小于1mm的缝隙内（如活塞顶部与第一道气环之间的空隙）混合气不可能完全燃烧，紧靠缸壁的混合气中的HC随废气排出。2.碳氢化合物(HC)的形成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为了提高最大功率，发动机常在过量空气系数小于1的情况下工作。在低负荷时，气缸内残余气体较多，为了不使燃烧速度过低，也要供给浓混合气。这都会因空气不足以致不能完全燃烧。此外，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，而使部分未燃燃料（HC）从排放至大气中。2.碳氢化合物(HC)的形成为了提高最大功率，发动机常在过量空气系数小于1的情况下工作。排气中的HC成分十分复杂，除了饱和烃、不饱和烃和芳香烃外，还包括部分中间氧化物（如醛、酮、酸等）。燃料在燃烧过程要经过一连串的化学反应才能生成最终产物CO2和H2O。在燃烧反应过程的不同阶段存在着不同的中间产物。若这些中间产物继续氧化的条件不适宜，就可能因氧化完全而增加HC的排放量。2.碳氢化合物(HC)的形成排气中的HC成分十分复杂，除了饱和烃、不饱和烃和芳香烃外，还二冲程汽油机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HC排放量可能比四冲程汽油机大几倍。2.碳氢化合物(HC)的形成二冲程汽油机中的扫气作用使部分混合气经气缸直接排放。2.碳氢氮氧化物(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%)NO2的含量较少(约占1%)NO排入大气后，进一步氧化成NO2NONO2N2ON2O3N2O4N2O5氮氧化物的总称氮氧化物(NOx)是3.氮氧化物的形成在发动机排出的废气中NNOX是在高温条件下，N2和O2反应生成的，其形成机理比较复杂。目前普遍认为，除燃烧气体的温度和氧的浓度外，在高温条件下的停留时间是NOX生成的重要影响因素。3.氮氧化物(NOx)的形成NOX是在高温条件下，N2和O2反应生成的，其形成机理比较复柴油机排出微粒物（PM）一般比汽油机高30~80倍4.微粒(PM)的形成国内外对柴油机微粒排放的限制十分重视，除对微粒物中的炭烟早已进行限制外，还针对柴油汽车的微粒排放量制定了标准。柴油机微粒炭烟可溶性有机成分硫酸盐柴油机排出微粒物（PM）一般比汽油机高30~80倍4.微粒(4.微粒(PM)的形成碳烟是微粒的主要组成部分。碳烟排放的变化自然导致微粒排放的变化，但两者升高和降低未必成比例。柴油机在高负荷时，碳烟在微粒中所占的比例升高，而在部分负荷时则有所降低。由于重馏分的未燃烃、硫酸盐以及水分等在碳粒上吸附凝聚，在很多情况下碳烟即指微粒。4.微粒(PM)的形成碳烟是微粒的主要组成部分。4.微粒(PM)的形成碳氢化合物燃料的不完全燃烧所产生的炭烟以碳原子主要成分并含有占10%~30%氢原子的碳氢化合物，具有与聚合多环碳化氢相近似的结构。发动机燃料由于热分解生成甲烷和乙烯等低分子碳氢化合物，在温度不太高的情况下，这些产物成为未燃碳氢化合物。4.微粒(PM)的形成碳氢化合物燃料的不完全燃烧所产生的炭烟4.微粒(PM)的形成当燃烧气体保持高温时，如果氧气过剩就会进行氧化反应；如果氧气不足，甲烷和乙烯会进一步进行化学反应，进行脱氢反应并聚合成直径为20~30

大小的炭烟粒子，小粒子最后会成长成直径为50~200

的大粒子。4.微粒(PM)的形成当燃烧气体保持高温时，如果氧气过剩就会4.微粒(PM)的形成炭烟微粒形成过程4.微粒(PM)的形成炭烟微粒形成过程4.微粒(PM)的形成近年来，许多有效措施使柴油机的炭烟排放量大幅度下降。由于低硫乃至无硫燃油的推行，硫酸盐排放也得到了抑制，使可溶有机成分在微粒中所占比例明显上升。可溶有机成分在微粒中比例与燃烧质量有重要关系，也与窜入燃烧室的润滑油的量有关。随着燃烧质量的提高，窜入燃烧室的润滑油所产生微粒的比例会随之增加。4.微粒(PM)的形成近年来，许多有效措施使柴油机的炭烟排放4.微粒(PM)的形成对车用直喷柴油机微粒排放的研究表明：冷起动、自由加速工况时，约有25％的有机可溶成分来自润滑油。稳定工况时，约有40％~60％的有机可溶成分来自润滑油。4.微粒(PM)的形成对车用直喷柴油机微粒排放的研究表明：发动机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、中负荷和满负荷工作状况。发动机不同负荷时所要求的空气与燃料的混合比不同，因此负荷对排气中有害气体的影响实质上是空燃比的影响。1.负荷的影响发动机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负荷与混合气浓度的关系过量空气系数与负荷的关系1.负荷的影响负荷与混合气浓度的关系过量空气系数与负荷的关系1.负荷的影响汽油机在正常火焰传播与燃烧时，混合气的空燃比（A/F）通常在10:1~18:1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高时的理论空燃比为14.8:1。1.负荷的影响汽油机在正常火焰传播与燃烧时，混合气的空燃比（A/F）通常在汽油机工作时，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1.负荷的影响汽油机工作时，火焰温度Tf、输出功率Ne和燃料消耗率ge与空供给浓混合气时，N0x减少而CO、HC增多供给略稀的混合气时(经济混合比附近)，CO、HC减少而NOx增多供给稀混合气时，NOx、CO减少而HC增多CO、HC、NOX排放浓度与空燃比的关系1.负荷的影响供给浓混合气时，N0x减少而CO、HC增多CO、HC、NOX混合气成分不同，燃烧速度产生显著差异，结果产生不同的排气成分。空燃比与排气有害成分浓度的关系1.负荷的影响CO、HC、NOX的排放浓度与空燃比的关系混合气成分不同，燃烧速度产生显著差异，结果产生不同的排气成分汽油机怠速时，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。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CO和HC浓度大大增加。1.负荷的影响汽油机怠速时，由于转速低，进气系统内空气流速低，汽油雾化不良小负荷工况下（节气门开度25%以下），进入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。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CO、HC浓度较大。1.负荷的影响小负荷工况下（节气门开度25%以下），进入气缸的可燃混合气较中等负荷（节气门开度25~80%）工况下，发动机燃用较稀的经济混合气，废气中的CO和HC的浓度均较小。大负荷（节气门开度80%以上）工况下，发动机燃用较浓的功率混合气，废气中的CO和HC浓度增大，而NOX浓度有所减小。1.负荷的影响中等负荷（节气门开度25~80%）工况下，发动机燃用较稀的经市内行驶的汽车，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之一。1.负荷的影响市内行驶的汽车，由于混合交通或交通堵塞现象，汽车不得不频繁起汽车运行过程中，发动机在节气门全开，转速为1800r/min工况下的调整特性1.负荷的影响某型发动机在节气门全开，转速1800r/min，不同混合气浓度的调整特性汽车运行过程中，发动机在节气门全开，转速为1800r/min1.负荷的影响当发动机燃用过浓混合气时，α=0.7~0.8，CO的含量高达10％~12%。α=0.85~0.9时，CO含量为6%，比中等负荷高12倍；发动机的燃料经济性大大降低，废气中的NOX的生成量减少。1.负荷的影响当发动机燃用过浓混合气时，α=0.7~0.8，1.负荷的影响CA1090、EQ1090、NJ1040型汽车在发动机转速为2000r/min，在不同负荷的进气管真空度下，用直接取样法所得的测试结果1.负荷的影响CA1090、EQ1090、NJ1040型汽车1.负荷的影响随着负荷的增加，CO排放量降低；当进气管真空度低于26.664kPa(200mmHg)时，CO排放量开始上升。1.负荷的影响随着负荷的增加，CO排放量降低；当进气管真空度1.负荷的影响大负荷时，由于混合气变浓，CO排放量增加。随负荷增加，HC排放量显著降低，而NO排放量则明显增加，这是由于大负荷时发动机燃烧状况有所改善的结果。1.负荷的影响大负荷时，由于混合气变浓，CO排放量增加。柴油机的充气效率变化不大，其负荷调节由喷油量来控制。在怠速和低负荷时混合气很稀，有些过稀区域内的混合气不能着火，因此HC排放量相对较高随负荷增大则喷油量增加，HC排放量逐渐降低。1.负荷的影响柴油机的充气效率变化不大，其负荷调节由喷油量来控制。1.负荷CO排放量在怠速和低负荷时较高，中等负荷时最低，在接近全负荷时因混合气浓，燃烧不完全，CO的排放量增多在满负荷条件下工作时，柴油机的CO和HC排放量增加不多，但生成的NOx明显增大，并产生大量的黑烟。1.负荷的影响CO排放量在怠速和低负荷时较高，中等负荷时最低，在接近全负荷柴油机的排烟量为汽油机的5倍。这是因为虽然供给的空气总量充足。但是柴油机是缸内形成混合气，混合气形成时间短，混合不均。1.负荷的影响柴油机的排烟量为汽油机的5倍。1.负荷的影响在气缸内某些有过量空气的区域，局部温度很高，使NOx大量生成；在烧烧室局部混合气过浓(α<0.5)的区域，会因氧气不足使烃分子发生分裂而形成炭烟。车用柴油机的主要排气污染物是炭烟和NOx。汽油发动机使用的混合气成分较为均匀，正常条件下炭烟的排放量较少。1.负荷的影响在气缸内某些有过量空气的区域，局部温度很高，使NOx大量生成发动机转速不直接对燃烧产物中的有害成分产生影响，而是通过对进气过程和混合气形成及燃烧过程的作用影响有害气体的形成及浓度。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产生影响，而是通过对进发动机转速增大时，燃烧室内混合气的紊流加强，改善了混合气的混合和燃烧，使排气中的HC、CO含量减少。在过量空气系数一定的条件下，汽油机废气中的CO随曲轴转速提高而下降2.发动机转速的影响汽油机曲轴转速对排气有害成分的影响发动机转速增大时，燃烧室内混合气的紊流加强，改善了混合气的混在高速时，由于燃烧时间短，燃烧不完全，HC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使HC排放略有增加。提高怠速可使CO、HC排放浓度下降，这是由于进气节流减小，充气量增多，残余气体稀释程度有所减少，使燃烧得到改善的缘故。2.发动机转速的影响在高速时，由于燃烧时间短，燃烧不完全，HC排放量略有增加；若当用较浓混合气时，由于散热时间短，燃烧室内温度升高，NOX生成量增加；反之，当用稀混合气时，由于燃烧过程相对的曲轴转角增大，燃烧峰值温度反而下降，NOX生成量减少。在某一混合气浓度下，当转速达到最大转速的65%~75%时，废气中的NOX达到最大值。2.发动机转速的影响当用较浓混合气时，由于散热时间短，燃烧室内温度升高，NOX生废气中的三种有害气体成分随转速增大都有所下降。在最大转速时，CO继续下降而HC和NO增大。这是由于燃烧时间短，气缸内燃烧条件恶化，发动机工作强度大的缘故。2.发动机转速的影响柴油机外特性及CO、HC、NO排放量与发动机转速n的关系柴油机外特性及有害成分浓度随转速变化废气中的三种有害气体成分随转速增大都有所下降。2.发动机转速3.不稳定工况的影响在使用过程中，汽车发动机的负荷和转速是随时间不断变化的。统计资料表明：一般市区行驶的汽车，发动机怠速和中等转速占总工作时间的35%，加速占22%，匀速占29%，减速占14%。汽油机在怠速、减速和低转速工况下，由于混合气较浓且不均匀，废气中不完全燃烧的物质较多，HC和CO排放浓度大；而柴油机由于混合气中的空气充足，HC的浓度很小，CO含量甚微。3.不稳定工况的影响在使用过程中，汽车发动机的负荷和转速是随3.不稳定工况的影响在加速和高转速时NOX浓度明显增大。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。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NOX，又会引起燃料的不完全燃烧，导致CO和HC排放量增大。3.不稳定工况的影响在加速和高转速时NOX浓度明显增大。3.不稳定工况的影响发动机工况对排气有害成分的影响其中，减速行驶时，HC排放浓度明显增加，加速行驶阶段，NOx排放浓度相对较高。排气有害成分浓度与汽车运行工况的关系3.不稳定工况的影响发动机工况对排气有害成分的影响排气有害成汽车总成的热工况是汽车技术状况变化的主要因素之一。发动机的热工况对废气有害成分的排放量有直接影响。发动机冷却液的温度一般在85~95℃之间。4.发动机热工况的影响汽车总成的热工况是汽车技术状况变化的主要因素之一。4.发动机在使用过程中，汽车运行的环境温度变化很大(－40~＋40℃)，汽车载荷、车速及发动机负荷、转速变化很大。若发动机吸热与散热的热平衡关系受到破坏，就会产生过热或过冷现象。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。4.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很大(－40~＋40℃)燃烧室温度对排气有害物浓度有重要影响。汽车在低温使用条件下，发动机从起动到暖车的过程中，冷却液温度较低，由于燃油雾化不良、燃烧不充分和缸壁激冷作用，HC和CO排放浓度高。4.发动机热工况的影响燃烧室温度对排气有害物浓度有重要影响。4.发动机热工况的影响冷却液温度提高时，缸壁温度也提高，在气缸壁区域内的氧化反应的条件得到改善，排出的HC减少，特别是使用浓混合气时更为显著。供油系过热，发动机会产生气阻现象，此时由于混合气过稀而熄火，废气中的HC浓度增加。4.发动机热工况的影响HC排放量与冷却液温度的关系冷却液温度提高时，缸壁温度也提高，在气缸壁区域内的氧化反应的NOX的排放量与燃烧的最高温度有关当缸壁温度提高时，NOX的排放量也增加。汽油机冷却液温度从30℃提高到80℃时，NOX排放量增加（500~700）×10-6。4.发动机热工况的影响NOX的排放量与燃烧的最高温度有关4.发动机热工况的影响进气温度与废气中有害成分浓度的关系随着空气温度的提高，NOX、CO的排放量增加，HC排放减少，在HC排放最低处NOX排放达到最大值。4.发动机热工况的影响进气温度与废气有害成分浓度的关系进气温度与废气中有害成分浓度的关系4.发动机热工况的影响进气我国南方、中部和西北某些地区夏季温度很高，但大气湿度不同。混合气中湿度增大，能使NO生成量减少，其主要原因是由于最高火焰温度降低所致，但对HC排放浓度影响不大。4.发动机热工况的影响我国南方、中部和西北某些地区夏季温度很高，但大气湿度不同。4随着行驶里程的增加，汽车技术状况逐渐变坏。在燃料经济性、动力性及可靠性下降的同时，汽车的排气污染也随之增大。HC和CO排放浓度与行驶里程的关系5.汽车技术状态的影响HC和CO排放浓度与汽车行驶里程的关系随着行驶里程的增加，汽车技术状况逐渐变坏。5.汽车技术状态的技术状况变化引起排气污染增大的原因：①供油系的故障；②汽油机点火系的故障；③气门间隙失常导致配气相位变化；④燃烧室内有积碳等。5.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：5.汽车技术状态的影响供油系调整不当或在使用中发生变化，电控汽油喷射系统的喷油压力和喷油持续时间不正确或柴油机的循环供油量调整不当，使实际喷油量过大或过小，所提供可燃混合气的实际空燃比偏离最优空燃比，对发动机排放特性有很大影响5.汽车技术状态的影响1）供油系技术状况供油系调整不当或在使用中发生变化，电控汽油喷射系统的喷油压力怠速转速对CO、HC排放浓度的影响5.汽车技术状态的影响1）供油系技术状况怠速转速与CO、HC浓度的关系（1mmHg=133.324Pa）怠速转速对CO、HC排放浓度的影响5.汽车技术状态的影响1）随着发动机怠速转速的提高，混合气变稀，排气中的CO、HC浓度随之下降，因此汽车发动机怠速转速有提高的趋势，一般在750~1000r/min。供油系的空气滤清器堵塞会引起混合气过浓，使废气中的CO、HC成分增加。5.汽车技术状态的影响1）供油系技术状况随着发动机怠速转速的提高，混合气变稀，排气中的CO、HC浓度点火提前角增大时，气缸内工作循环压力和温度提高，废气中NOX的浓度随之增大；反之，NOX浓度降低。点火时刻对NOX排放浓度的影响5.汽车技术状态的影响2）点火（喷油）系技术状况点火时刻和空燃比对NOX排放浓度的影响点火提前角增大时，气缸内工作循环压力和温度提高，废气中NOX点火提前角对CO排放浓度的影响较小，但对HC的排放浓度有显著影响。点火滞后时，因补燃增多，排气系统温度升高，废气中的HC浓度有所减小；若点火过迟，因燃烧速度慢，HC的浓度又有所提高。点火滞后将会引起发动机功率下降，油耗增加。5.汽车技术状态的影响2）点火（喷油）系技术状况点火提前角对CO排放浓度的影响较小，但对HC的排放浓度有显著点火时刻对CO、排放浓度的影响点火系技术状况不良，点火能量不足时，由于燃烧缺火现象使HC的排放浓度增大。5.汽车技术状态的影响2）点火（喷油）系技术状况点火时刻对CO、排放浓度的影响5.汽车技术状态的影响2）点火柴油机供油系的循环供油量、喷油压力和喷油提前角是影响排气污染的重要因素。柴油机的废气成分与喷油提前角的关系（=1600r/min）随着喷油提前角的减小，循环最高温度降低，废气中的NOX排放浓度下降，HC排放增加，而CO排放浓度基本不变。5.汽车技术状态的影响2）点火（喷油）系技术状况柴油机废气成分与喷油提前角的关系柴油机供油系的循环供油量、喷油压力和喷油提前角是影响排气污染柴油机供油系的循环供油量、喷油压力和喷油提前角是影响排气污染的重要因素。柴油机的废气成分与喷油提前角的关系（1600r/min）随着喷油提前角的减小，循环最高温度降低，废气中的NOX排放浓度下降，HC排放增加，而CO排放浓度基本不变。5.汽车技术状态的影响柴油机废气成分与喷油提前角的关系柴油机供油系的循环供油量、喷油压力和喷油提前角是影响排气污染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，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。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，降低了燃烧温度，从而NOX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HC的排放量，但开的过早反而会增加HC的排放量。6.配气相位发动机气门间隙调整不当或在使用过程中发生变化，会使发动机配气排气门早关，废气排放不完全，NOX的排放最减少。排气门早关对HC的影响较难观察，首先因含HC多的废气被保留在缸内而减少了HC的排放，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，使HC的排出量又略有增加。新款汽车发动机的配气相位一般采用可变气门定时（VViT）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和动力性。6.配气相位排气门早关，废气排放不完全，NOX的排放最减少。6.配气相位积碳是燃料和润滑油不完全燃烧的产物，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。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废气污染严重。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。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HC浓度会明显增大。7．缸内积碳积碳是燃料和润滑油不完全燃烧的产物，多发生在燃烧室内的气缸盖在用汽车的排放治理措施保持发动机良好的技术状况改善燃料质量排放控制装置I/M制度合乘轿车停放收费停车限制交通高峰时间通行费单/双日行车合理驾驶汽油机采用三元催化反应器柴油机采用颗粒物过滤器目前公认的在用车排放治理的最有效方法。实施I/M制度的目的是使车辆在使用周期内能保持良好的技术状况，降低排气污染。在用汽车的排放治理措施保持发动机良好的技术状况汽油机采用三元(1)保持正常气缸压缩压力发动机压缩压力降低时，发动机起动困难、燃烧不完全、油耗增大、排气中的CO和HC浓度增大。在使用及维修过程中，若发现气缸压缩压力不符合制造厂规定的标准，应查找原因进行调整和修复。1.保持发动机良好的技术状况(1)保持正常气缸压缩压力1.保持发动机良好的技术状况(2)保持供油系技术状况良好应着重把握好混合气浓度及怠速的调试。采用汽油喷射系统可改善发动机的动力性和燃料经济性，同时可以降低对大气的污染。但采用进气总管单点喷射的结构仍存在着各缸分配不均匀的情况；而进气歧管多点喷射的结构因喷嘴细小，使用中容易堵塞，要注意清洗。1.保持发动机良好的技术状况(2)保持供油系技术状况良好1.保持发动机良好的技术状况(2)保持供油系技术状况良好柴油机供油系统循环供油量、供油压力和喷油提前角影响柴油喷入气缸的数量和雾化质量，应按使用说明书的规定正确调整。空气滤清器滤网堵塞，进气阻力增大时，进入气缸的空气量下降，混合气变浓，CO和HC排放量增加。空气滤清器的清洁和维护很有用。1.保持发动机良好的技术状况(2)保持供油系技术状况良好1.保持发动机良好的技术状况(3)保持点火系统技术状况良好点火系应能在各种工况下产生足够点火能量的电火花。若火花弱或某缸断火，就会使相应气缸燃烧不良或不能着火燃烧，从而增大排气污染。点火正时对发动机的动力性、燃料经济性及排放性能的影响极大。适当推迟点火可提高排气温度，使HC在排气过程中燃烧掉，NOX排放量也可减少；但点火提前角不应过小，否则会使动力性和燃料经济性下降。火花塞间隙应符合规定标准。1.保持发动机良好的技术状况(3)保持点火系统技术状况良好1.保持发动机良好的技术状况(4)正确调整气门间隙，保持配气相位正确。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。发动机工作过程中，其气门间隙由于磨损等原因而逐渐变化，会使配气相位失准。因此发动机配气相位应正确。1.保持发动机良好的技术状况(4)正确调整气门间隙，保持配气相位正确。1.保持发动机良好常用的排气净化装置2.采用排气净化装置催化转化装置排气再循环曲轴箱强制通风常用的排气净化装置2.采用排气净化装置催化转化装置催化转换装置是利用催化剂的作用将排气中的CO、