冷起动、暖机 和火 焰怠 不速能等进工入况 下 较 较 焰 工 的 进 润 和 气 合 燃 H吸 沉 放 燃 和 快 焰 未 化 来 部各 隙 未C重 物 。 增 熄燃况 积，种气缸烧燃或淬滑吸烧温合， 低 ， ，厚向要。加灭H下物狭便过的过烧部熄油收室度物壁，，可重已C来。。未使窄会。程碳程的分是膜了中下释面能新淬壁燃源燃H的产中氢中碳氧此溶进压降放温使被面熄气。CH间生化氢化类解入力太出解度火全火层，，排C 。

m 2
O2

mCO

n 2
H2
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 。
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汽油机一氧化碳的生成机理
汽油机CO排放量xCO与 及过量空气系数Φa的关 系 6
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
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第2章
汽车排放污染物的生成机理 和影响因素
2.1 一氧化碳
2.2 碳氢化合物
2.3 氮氧化物
2.4 微粒
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主要内容
介绍了汽车尾气中的主要污染 物CO、HC、NOX和微粒的生 成机理及其影响因素。
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一氧化碳的生成机理
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。
Cm Hn
减少。
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影响NOX生成的因素
喷油定时的影响
影响柴油机 NOX生成的
因素
喷N油O提X排前放角随减负小荷，增燃大烧而推显迟著，增燃加烧。温
放度热较规低律，的生影成响的NOX较少。
转速对NOX排放的影响比负荷的影
传统模式Байду номын сангаас
低排放放响热小模。 式
负荷与转速的影响
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微粒的生成机理
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柴油机微粒的组成与特征
汽油机运行条件的影响
负转 壁 燃荷面速烧的温较室影度高面响升时容高比，，大气H缸，C内单排混位放合容浓气积度的相 转扰 流 缸 明 点 降 应 利 H激 总 面 一点负 将 性C速。显项内火 容火冷流 降 于 量、增荷随排影的下重的提 比时面混 低 减 必混加增废放响影降要前 是燃刻积合 弱 然合。。加气。响。措的角 降烧也壁 也程、 提时流施过减 低随面 增度高涡，量。小 汽程之激 大的冷流H变可 油，C增冷增却扩。大排使机H大效大介散降而放CHH应改质及低，排几量CC善温排燃，未放排乎绝了度气烧降燃浓放放呈对气有扰度室低烃下的线值 壁温的影响
燃烧室面容 比的影响
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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
汽 柴油机运行条件的 影响
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影响碳氢化合物生成的因素
运行条件的 影响
柴油机运行条件的影响
喷油时刻的 影响
喷油嘴喷孔 面积的影响 冷却水进水 温度的影响 进气密度的
影响
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NOX的生成机理
O2 → 2O O ＋ N2 → NO ＋ O N ＋ O2 → NO ＋ O N ＋ OH → NO ＋ H
（2）在低于1500K的低温区，通过聚合和 冷凝生成碳烟微粒。
烟粒长大阶段：
（1）表面生长； （2）聚集。
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吸附与凝结
烟粒的氧化： 氧化作用需要有一定的温度，至少在700～
800℃。 有机可溶成份的吸附与凝结 组成SOF的重质有机化合物：向烟粒聚集物的
凝结与吸附。
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影响微粒生成的因素
负荷的影响： （1）高速小负荷时，稀薄混合气区较大，
微粒排放量较高； （2）低速大负荷时，容易产生裂解和脱氢
荷时尽管Φa很大，CO排放量反而上升。
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影响一氧化碳生成的因素
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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
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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
体积淬熄
碳氢化合物的后 期氧化
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柴油机未燃HC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。
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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
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影响碳氢化合物生成的因素
运行条件的 影响
负 转点 壁 燃比荷速火温烧影 的的时室影响影刻面响响的容
柴油机排气微粒由很多原生 微球的聚集体而成，总体结
构为团絮状或链状。
当排气温度超过500℃时，碳质微球的 聚集体，称为碳烟，也称为烟粒；
排气温度低于500 ℃时，烟粒会吸附和 凝聚多种有机物，称为有机可溶成份。
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烟粒的生成机理
烟粒生成阶段：
（1），在高温富油缺氧区，通过裂解和脱 氢过程，经过核化形成先期产物；
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 NO的平衡摩尔分数xNOe与
急剧下降。 过量空气系数Φa的关系
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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。
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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%。
NO ＋ HO2 → NO2 ＋ OH NO2＋O → NO＋O2
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影响NOX生成的因素
影响汽油机 NOX生成的
因素
Φa <1时，由于缺氧即使燃烧室内
温过度量很空高N气O系X的数生和成燃量烧仍室会随着的 降温低度而的降影低，响此时氧浓度起着决定
性作用。
N点ΦO火a残X>生提余1时成前废，量角气温随的分度温减数起度小着升，的决高N影O定而响排性迅放作速下量用增降不，大。断 废 量且。度气，度有最下分增出燃适高点降数大现烧量温火的增了峰温的度作大混时值度氧通用，合。刻下浓常占减气Φ的降度出优小的a，进，影现势了比N一故在响，可热ON步ΦN燃容排Oa增O气，放X≈排 生大1的使降放 成，.1发最低，浓 量温热高。
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。
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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（大负荷）， CO的排放量才大量增加。
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柴油机一氧化碳的生成机理
燃料与空气混合不均匀，总有局部缺氧和低温 的地方，反应物在燃烧区停留时间较短，小负