（2）聚集。
烟粒的氧化及有机可溶成份的吸附与凝结
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。
二、影响汽油机排放污染物排放的因素
1、混合气浓度和质量的影响 2、点火提前角 3、汽油机运转参数 （转速、负荷、温度、积炭） 4、汽油机结构参数 5、燃料性质 6、环境的影响
量变化较复杂。
柴油机一氧化碳的生成机理
燃料与空气混合不均匀，局部缺氧和低温，燃烧区 停留时间较短，小负荷时尽管Φa很大，CO排放量反 而上升。
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，
CO的排放量才大 量增加。
影响一氧化碳生成的因素
空燃比
影响碳氢化合物生成的因素之二：
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
3、氮氧化物的生成机理
在内燃机排放的氮氧化物中占大多数的是NO。 导致生成NO和使其消失的主要反应为： O2 → 2O O ＋ N2 → NO ＋ N N ＋ O2 → NO ＋ O N ＋ OH → NO ＋ H
NO ＋ HO2 → NO2 ＋ OH
NO2＋O → NO＋O2
Φa <1时，由于缺氧即使燃烧室内
影响汽油机 NOX生成的 因素
温度很高 NOX的生成量仍会随着的 过量空气系数和燃烧室 降低而降低，此时氧浓度起着决定 温度的影响 性作用。 点火提前角的减小， NO排放量不断下 Φa>1 时，温度起着决定性作用， 残余废气分数的影响 降。 NO 生成量随温度升高而迅速增大。 最高温度通常出现在Φa ≈1.1，且 废气分数增大，减小了可燃气的发热 有适量的氧浓度，故NOX排放浓度 量，增大了混合气的比热容，使最高 出现峰值。 Φa进一步增大，温度下 点火时刻的影响 燃烧温度下降，NO排放降低。 降的作用占优势，NO生成量减少。
三、柴油车排放污染物的影响因素
1、柴油机的运转参数（转速、负荷、进气涡流） 2、外界环境（空气的温度、湿度及压力） 3、供油系统：喷油提前角 喷油速率和喷油压力。 4、柴油十六烷的数值。（课本35页） 5、EGR（废弃再循环） 6、增压。
喷油提前角（课本33页）
喷油器开始喷油时，活塞距 离压缩达上止点的曲轴转角， 称为喷油提前角 喷油提前角过大，燃烧开始 得过早，气缸压力升高率过 大，柴油机噪声增大，工作 粗暴；反之若喷油提前角过 小，燃烧滞后并延伸到膨胀 过程中进行，柴油机燃烧效 率下降，未燃碳氢化合物 （HC）与烟度增加
影响碳氢化合物生成的因素之一：
运行条件的 影响 汽油机运行条件的影响
负荷的影响 燃烧室面容比大，单位容积的激 转速较高时，气缸内混合气的扰 壁面温度升高， HC 排放浓度相应 负荷增加时， HC 排放量绝对值将 燃烧室面容 转速的影响 点火时刻的 冷面积也随之增大，未燃烃总量 壁温的影响 流混合、涡流扩散及排气扰流、 点火提前角减小可使 HC 排放下降。 负荷的影响 转速的影响 降低。提高冷却介质温度有利于 比的影响 影响 随废气流量变大而几乎呈线性增 必然也增大。降低燃烧室面容比 混合程度的增大改善了气缸内的 减弱壁面激冷效应，降低 HC排放。 点火时刻的 加。 是降低汽油机 HC 排放的一项重 燃烧过程， HC 排放浓度明显下降。 影响 要措施。 壁温的影响 燃烧室面容 比的影响
2、碳氢化合物HC的生成机理
未燃 HC生 成与 排放 的途 径
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ห้องสมุดไป่ตู้汽
（1）汽油机未燃HC的生成机理
火焰在壁面淬冷
碳氢 化合 物的 生成 机理
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
汽车环境与保护
第二章
汽车排放污染物的生成机理和影响因素 汽油机和柴油机的燃烧特点对比 汽油车排放污染物的生成机理及其影响 柴油车排放污染物的生成机理及其影响
一、汽油机和柴油机的燃烧特点不同 污染生成机理也不同。
汽油机使用C4-C11的碳氢 化合物作燃料，需要燃油 和空气在外部形成比较均 匀的的混合气进入汽缸后， 用火花塞点燃，燃烧方式 为预混合燃烧。 柴油机使用C12-C23的碳氢 化合物作燃料，不易挥发， 着火温度低，容易自燃， 柴油机靠压缩提高缸内混 合气的温度使其自燃；燃 烧方式为扩散燃烧。 （课本P10页)
作业:
1、简述汽油机CO的生成机理。
2、简述汽油机HC的生成机理及主要的生成方式。
3、影响汽油机排放污染物排放的因素有哪些？
NOX的生成机理
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 急剧下降。
NO的平衡摩尔分数xNOe与 过量空气系数Φa的关系
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。
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%。
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。
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； （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；
汽车的发动机上都加装了爆震传感器，当 检测到发生爆震时，发动机电脑会控制点 火系统减小点火提前角。要完成相对复杂、 精确的调制，靠传统的机械式点火器是难 以胜任的。只有微机点火器，才能高速、 精确、稳定地实现最佳点火提前角。 点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻， 效率降低，热负荷、机械负荷、噪声和振 动加剧。点火过晚，气体做功困难，油耗 大，效率低，排气声大。不论点火过早或 过晚，都会影响发动机的工作效率。
喷油压力对柴油机烟度排放的影响
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废气再循环(EGR)系统
废气再循环(EGR)系统用于 降低废气中的氧化氮(NOX) 的排出量。 当发动机在负荷下运转时 EGR阀开启，使少量的废气 进入进气歧管，与可燃混 合气一起进入燃烧室。怠 速时EGR阀关闭，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)， 在燃烧室内不参与燃烧。 它通过吸收燃烧产生的部 分热量来降低燃烧温度和 压力，以减少氧化氮的生 成量。进入燃烧室的废气 量随着发动机转速和负荷 的增加而增加
点火提前角
汽油发动机从点火时刻 起到活塞到达压缩上止 点这段时间内曲轴转过 的角度称为点火提前角。 混合气从点燃、燃烧到 烧完有一个时间过程， 最佳点火提前角的作用 就是在各种不同工况下 使气体膨胀趋势最大段 处于活塞做功下降行程。 这样效率最高，振动最 小，温升最低。 影响点火提前角最大的 因素是转速，随着转速 的上升，转过同样角度 的时间变短。
汽车排放污染的主要起因与燃料 的燃烧过程密切相关
目前汽车常用的燃料汽油和柴油均属于石油制品，是 由碳（C）和氢（H）组成的烃化合物。
二、发动机排放污染物的生成机理
汽油机燃烧必须具备 两个条件： 一是空气和燃料和混 合气成分（空燃比） 应处在可燃界限内 （一般在10-19之间） 二是火花塞应具备有 足够的点火能量（最 小点火能量40-120MJ） 才能可靠地点燃混合 气。
α >1；稀混合气，α=1.03~1.1；功率混合气。
α=0.4~0.5；燃烧下限；α=1.3~1.4；燃烧上限。
控制CO排放量大小的主要因素是 可燃混合气的过量空气系数Φa
Φa <1时 ，因缺氧引起不完 全燃烧，CO的排放量随Φa的
减小而增加。
Φa >1时 ，CO的排放量较小。
Φa =1.0～1.1时，CO的排放
最佳点火角受的影响因素：
1、发动机压缩比、转速、气温、缸温、负荷等。 2、汽油辛烷值，也就是汽油标号，其标号越高表示汽 油的抗爆震能力越强，相应允许更大的点火提前角。 3、燃气混合比，过浓过稀的混合气，燃烧速度都比较 慢，需增加点火提前角，而燃气混合比主要看节气门 开度、海拔高度等。 理论上最小点火提前角为0度，但为了防止在做功行程 才点燃混合气(这样会造成动力的损失)，往往将点火 提前角设为5度以上，这也是启动转速所需要的角度。 最大点火提前角也不能太大，一般不能超过60度，否 则振动和温升问题将凸显。
冷起动、暖机和 火 怠焰 速不 等能 工进 况入 下各 ， 种 狭 窄 的 间 隙 ， 壁 面 温 度 较 低 进气过程中，润 便 会 产 生 未 燃 HC 。 淬 熄 层 较 厚 ， 壁 滑油膜溶解和吸 面 火进 焰入 淬气 熄缸 是的 此 收了 类 工 沉 积况 物下 使未 HC 燃 排 HC 放 碳氢化合物。 的重要来源。 增加。 燃 烧 室 中 压 力HC 和 燃烧过程中， 未 燃 烧 的 碳 氢 化 温 度 下 降 太 快 ， 向已燃气解吸。 合 物使 释火 放焰 出熄 来灭 ，。 可能 重新被全部或部 分氧化。
1、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。
m n Cm H n O2 mCO H 2 2 2
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。
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。下列原因产生部分CO （1）燃料不完全燃烧。 （2）混合气混合不均匀。 （3） CO2和H2O在高温时裂解。