汽车排放治理技术指导>>培训班教学课件
北京市交通局汽车维修管理处
北京市交通学校
汽车排放污染物的生成机理
北京理工大学
车辆工程学院
郝利君
第二章汽车排放污染物的生成机理
第1节汽车排气污染物的主要成分与危害
第2节汽油车排放污染物的生成机理
第3节柴油车排放污染物的生成机理
第4节汽车排气污染物净化措施
第1节汽车排气污染物的主要成分与危害
1. 排气污染物主要来源
2. 污染物的主要成分
3. 排气污染物的危害
第1节汽车排气污染物的主要成分与危害
1. 排气污染物的主要来源
2. 污染物的主要成分
3. 排气污染物的危害（1）一氧化碳（CO）：不完全燃烧产物。
汽油机排放量为1；则LPG发动机为1/2；而柴油机为1/100。
（2）碳氢化合物（HC）：未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物。
（3）氮氧化合物（NOx）：在燃烧过程中和排入大气后造成的氮的各种氧化物（NO、NO2为主）的总称。
（4）颗粒排放物(PM）：主要是碳烟、未燃燃油和润滑油液态颗粒，以及其他碳氢化合物、硫化物、含金属的灰分等。
（5）二氧化碳（CO2）：完全燃烧产物。
第1节汽车排气污染物的主要成分与危害
1.排气污染物的主要来源
2.污染物的主要成分
CO、HC、NOx、PM、CO2 3. 排气污染物的危害
一氧化碳（CO）
是一种无色、无味的有毒气体，吸入人体后，能以比氧强300倍的亲和力同血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，阻碍血液向心脏、脑等器官输送氧气，从而引起头痛、头晕等各种中毒症状，直至使人窒息死亡。
碳氢化合物（HC）
对眼和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起结膜炎、鼻炎、支气管
炎等症状。
还是光化学烟雾形成的重要物质。
第1节汽车排气污染物的主要成分与危害
1.排气污染物的主要来源
2.污染物的主要成分
CO、HC、NOx、PM、CO2 3. 排气污染物的危害
氮氧化物（NOx）
NO: 本身的毒性不大，但很快会反应生成毒性较大二氧化氮；
NO2: 使血液中血红蛋白变性，使血液输氧能力下降，轻则引起呼吸异常、胸痛、恶心、咳嗽，重则导致肺气肿，直至死亡。
此外，与HC在阳光紫外线的作用下，产生毒性很大的光化学烟雾。
光化学烟雾:强氧化力，它能使轮胎橡胶开裂，植物受损、空气的能见度降低，同时还会刺激人的眼睛和喉咙，引起呼吸异常、咳嗽，重则导致死亡。
第1节汽车排气污染物的主要成分与危害
1.排气污染物的主要来源
2.污染物的主要成分
CO、HC、NOx、PM、CO2 3. 排气污染物的危害颗粒（PM）
0.1µm以下的微粒对人体的危害
最大，吸入肺叶后会吸附在肺细
胞上，其中可溶性有机物、多环
芳香烃等是致癌物质。
二氧化碳（CO2）
大气中30%的CO2来自汽车尾气。
CO2引起大气层的温室效应，造成对生态环境的影响。
第1节汽车排气污染物的主要成分与危害
二氧化碳（CO2）温室效应：
1.有害污染物的种类
2. 污染物的生成机理
3. 污染物的影响因素主要是HC、CO、NOx
第二节汽油车排放污染物的生成机理
第二节汽油车排放污染物的生成机理
1.有害污染物的种类
主要是CO、HC、NOx 2. 污染物的生成机理（1）HC：
①曲轴箱窜气；
②燃油蒸发排放；
③发动机排气。
排气中的HC来源:
a.气缸附面层气体；
b.燃料不完全燃烧；
c.二冲程汽油机的扫气。
第二节汽油车排放污染物的生成机理
气缸冷激效应、油膜吸附及狭缝效应导致的HC排放
第二节汽油车排放污染物的生成机理
1.有害污染物的种类
主要是CO、HC、NOx 2. 污染物的生成机理（2）CO：
烃燃料不完全燃烧形成的，主要受浓度影响。
（3）NOx：
NO是唯一燃烧产物，排出气缸后进一步氧化生成NO2。
形成机理：高温、富氧和
在高温下的滞留时间。
第二节汽油车排放污染物的生成机理
1.有害污染物的种类
2. 污染物的生成机理
3. 污染物的影响因素
（1）汽油机设计参数
燃烧室面容比（表面积与容积之比），力求降低面容比。
（2）汽油机使用参数
空燃比的影响 转速的影响 负荷的影响 点火时刻的影响
（3）运转工况对排放的影响
（2）汽油机使用参数对排放的影响
空燃比的影响
16
11.8 14.7 17.5 20.5
空燃比A/F
（2）汽油机使用参数对排放的影响
转速的影响
a.对HC排放的影响
转速增加，HC降低
b.对CO排放的影响
影响不大
c.对NOx排放的影响
稀混合气:转速增大，NOx减少。
浓混合气:提高转速，NOx增加。
怠速转速的影响怠速转速提高，HC和CO同时降低。
（2）汽油机使用参数对排放的影响
负荷的影响:对HC、CO、NOx影响
（2）汽油机使用参数对排放的影响
点火时刻的影响:
对HC、CO、NOx影响
节气门
第三节柴油车排放污染物的生成机理
1.柴油机混合气形成及燃烧的特点
2.柴油车排放污染物的生成机理
3.柴油车排放污染物的影响因素
AB-着火延迟期BC-速燃期CD-缓燃期
DE-
补燃期
柴油机燃烧过程
2.柴油机排放污染物的生成机理
CO:局部缺氧
HC:燃烧初期，局部过
稀；
燃烧后期，局部过浓。
NOx :燃烧初期生成量大，
预混和燃烧所占比例影响最大。
微粒：包括白烟、蓝烟和碳烟，白烟∶冷启动和怠速时发生，主要成分是未燃烧的燃油微粒，微粒直径在1.3μm左右；
蓝烟：未燃燃油及来自窜缸的润滑油微粒，直径在0.4μm以下，低温、小
负荷时产生，正常运转后消失。
（直径大小不同，光照后显色不同）碳烟：
常在大负荷时发生，燃料在高温缺氧条件下裂解产生。
汽油机、柴油机排放污染物对比
3.柴油车排放污染的主要影响因素
（1）过量空气系数
（2）转速
（3）喷油提前角
（4）进气涡流强度
（5）柴油十六烷值
（6）喷油压力
（7）喷油规律
（8）增压及增压中冷
3.柴油车排放污染的主要影响因素
（1）过量空气系数
（2）转速
（3）喷油提前角
（4）进气涡流强度
（5）柴油十六烷值
（6）喷油压力
（7）喷油规律
（8）增压及增压中冷
第四节汽车排气污染物净化措施
1.汽车排气污染物净化方式（1）机内净化
改善可燃混合气的品质和
燃烧状况.
（2）机外净化
在发动机外部采用附加装
置净化排气.
（3）改进燃油
脱硫、重整以及加入添加
剂等.
2.汽油机排放净化方式
3.柴油机排放净化方式
2.汽油机排放净化方式
（1）燃油蒸发控制装置（2）曲轴箱强制通风装置（3）废气再循环装置（4）三效催化转化器功用：
将汽油蒸汽收集和储存在炭
罐内，在发动机工作时再将
其送入气缸烧掉。
燃油蒸发控制装置
1. 燃油蒸发控制装置
2. 曲轴箱强制通风装置
3. 废气再循环装置
4. 三效催化转化器功用：
将燃烧室窜入曲轴箱的油气
混合气、已燃气体和曲轴箱
内的润滑油蒸汽一起被吸入
气缸烧掉。
2.汽油机排放净化方式
小负荷位置大负荷位置停机及回火位置
1. 燃油蒸发控制装置
2. 曲轴箱强制通风装置
3. 废气再循环（EGR）
4. 三效催化转化器功用：
部分废气回送到进气
管，使气缸中的燃烧温
度降低，减少NOx的生成
量。
2.汽油机排放净化方式
EGR
三效催化转化器
使CO、HC、NOx同时得到净化
三效催化剂的影响因素：
1. 温度
2. 空燃比
3.柴油机排放净化方式
器
柴油机
颗粒捕捉器
谢谢大家。