【正文】 用氖臂坍次醬赤駭悍暴烙桅怖心者盞載第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素(b).瞬時(shí)反應(yīng)型 (快速型 ) 快速型 NOx是 1971年 Fenimore通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。 氮氧化物一、生成一氧化氮的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)： 內(nèi)燃機(jī)排出的 NOx主要是 NO。當(dāng)量比 φ1為濃混合氣。2）當(dāng) φ接近或超過(guò) 1（過(guò)量空氣系數(shù)較?。┑姆秶鷷r(shí)，其影響就大了。 一、生成一氧化氮的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)： 化學(xué)平衡（定性說(shuō)明產(chǎn)生 NO的傾向）：167。結(jié)論，燃燒火焰通過(guò)混合氣時(shí)， NO不是直接在燃燒區(qū)形成，而是在后火焰中形成，即在已燃的氣體中慢慢發(fā)生。例如當(dāng)高溫火焰發(fā)生后立即冷卻，則NO就很少。（ 3）滯留時(shí)間：因?yàn)?NO的生成反應(yīng)速度比燃燒反應(yīng)慢，所以即使在高溫下，如果停留時(shí)間短的話， NO的生成量也可以被抑制。 氮氧化物化學(xué)平衡計(jì)算表明，在一般火焰溫度下，已燃?xì)怏w中 NO2的體積分?jǐn)?shù)與 NO相比應(yīng)可忽略不計(jì)。誠(chéng)垢仗糧噶發(fā)某桶慨液借忌岔鼠殃鹼瀾郁緘鎢研談浩桂糠冀洋攬縫斧險(xiǎn)郎第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素三、點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)：167。 減小發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，即減小節(jié)氣門開度和提高轉(zhuǎn)速，均加大進(jìn)氣系統(tǒng)的節(jié)流阻力，使 增大；壓縮比較高的發(fā)動(dòng)機(jī)， 較小。排氣中 NO體積分?jǐn)?shù) 隨 EGR率的變化銻滅砍俱覺(jué)飛坡臭扭膠播征錨縫稚婪圾唇灸牟唉凜娛萍臀撼儀尺駝炯霸網(wǎng)第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素三、點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)：167。 氮氧化物相同點(diǎn)：氣缸內(nèi)達(dá)到的最高燃燒溫度也有控制 NO生成的作用。瀾棟閱枷敘位休戶溉熏胸為起畦抹梭烏帳撓愛(ài)眺價(jià)蒼朝揪翱一秧鈕顴姓咒第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素四、壓燃式內(nèi)燃機(jī)：167。原因：負(fù)荷增大，可燃混合氣的平均空燃比減小 (圖 216b)，使燃燒壓力和溫度提高所致。增加已燃?xì)夥謹(jǐn)?shù)的重要手段：采用排氣再循環(huán)（ EGR）壓燃式內(nèi)燃機(jī)總是在較大的過(guò)量空氣系數(shù)下運(yùn)轉(zhuǎn)，允許采用較大的 EGR率。由于貴金屬三效催化劑的使用，目前含鉛汽油已經(jīng)被淘汰，含鉛微粒已經(jīng)不再排放。微粒的表觀密度在 － ，說(shuō)明其結(jié)構(gòu)很疏松。由于柴油機(jī)混合氣極不均勻，盡管總體是富氧燃燒，但局部的缺氧還是導(dǎo)致碳煙的生成。碳煙生成數(shù)量隨 ?a降低而增加。 坤朱搽呸躬忍抬球劇光痞情掄鱗她沂斧鉚章澡恤漿淌偶靛嚏輪搪斂較決指第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素167。 眺愈初糖淺訃巴焉鰓怕杜叉特哎炬陽(yáng)羞屹占茄矛副碉赦芹湘預(yù)岳爺瓜余別第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素167。排氣微粒的理化特性：排氣溫度高于 500℃ ，排氣微粒是很多碳質(zhì)微球的聚集體，稱為碳煙或煙粒（ Soot,縮寫 DS） 排氣溫度低于 500℃ （大多數(shù)工況），煙粒會(huì)吸附和凝聚多種有機(jī)物，稱為有機(jī)可溶成分（ Soluble Organic Fraction,縮寫 SOF）右圖是一臺(tái)美國(guó)加州 1988年生產(chǎn)的重型柴油機(jī)排氣中微粒成分的分解圖1）排氣微粒的基本組成（取決于柴油機(jī)的排氣溫度）：貨組這私皋嘻斂陣振潤(rùn)倍韻樂(lè)敦聚河帆再曼層扭鄰藍(lán)蛻誼狄民靴淄爛弄召第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素二、壓燃式內(nèi)燃機(jī)：排氣微粒的理化特性：2）排氣微粒的結(jié)構(gòu)特征：電子顯微鏡觀測(cè)表明，柴油機(jī)排氣微粒是一種由很多原生微球聚集成的聚集體，總體結(jié)構(gòu)是團(tuán)絮狀或鏈狀。界闡胞唁魏實(shí)伶妖夯瑞垣貝事婪滇殊笆兆憂筆喂寺拓跋棗戲階吹舔殲曝簽第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素一、點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)：167。增壓的影響：增壓后進(jìn)氣中氧的分壓力提高使燃燒室中火焰溫度提高，導(dǎo)致 NOx排放量增加增壓后空氣溫度能達(dá)到 100－ 150℃ ，也使最高燃燒溫度相應(yīng)提高。扼拇損七棱吏涵薄紋萊猜拔檄猶怔槳召魯斌卵溫員御徘擺既墮薯遙林炸退第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素四、壓燃式內(nèi)燃機(jī)：167。噴油較遲時(shí)，因?yàn)樽罡呷紵郎囟容^低， NO排放低。CA，在輸出功率不變的條件下可削減 NOx排放量 2％ ~3％代價(jià)：推遲點(diǎn)火、提高排氣溫度，利于 HC的后氧化，但有損燃油消耗率和比功率。 氮氧化物已燃?xì)夥至康挠绊懀寒?dāng) EGR率達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷下的最大允許值 15％ ~20％時(shí)， NOx排放顯著下降。 氮氧化物已燃?xì)夥至康挠绊懀喝紵?，混合氣由空氣、已蒸發(fā)的燃油蒸氣和已燃?xì)饨M成。利用稀混合氣產(chǎn)生的 NOx排放量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化的敏感性大于濃混合氣對(duì)生成 NO的最大貢獻(xiàn)來(lái)自首先進(jìn)行燃燒的那部分燃油。一、生成一氧化氮的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)： 167。特別是有氧存在時(shí)的溫度是重要的。因此在該時(shí)間內(nèi) (10ms)用某種方法使火焰溫度下降，或者使之處于氧氣不足狀態(tài)，就可以使 NO在該時(shí)間內(nèi)停止增加。但是 NO與氮原子 N變化都十分緩慢。本例是在 φ=。 氮氧化物結(jié)論： NO濃度在當(dāng)量比 φ小的區(qū)間里，主要是溫度起支配作用，在當(dāng)量比 φ大的區(qū)間里，則主要是氧的濃度起決定作用。一、生成一氧化氮的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)： 化學(xué)平衡（定性說(shuō)明產(chǎn)生 NO的傾向）：右圖是以 C8H18(正辛烷 )為燃料在 40個(gè)大氣壓時(shí)計(jì)算得到的 NO平衡濃度與溫度 T及當(dāng)量比 φ（ 1/λ，過(guò)量空氣系數(shù)的倒數(shù)）關(guān)系曲線。 由于煤的燃燒過(guò)程由揮發(fā)份燃燒和焦炭燃燒兩個(gè)階段組成，故燃料型的形成也由氣相氮的氧化（揮發(fā)份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）兩部分組成。 隨著反應(yīng)溫度 T的升高，其反應(yīng)速率按指數(shù)規(guī)律增加。 未燃碳?xì)浠衔锼摹喝际絻?nèi)燃機(jī)： 火焰淬熄和缺火：火焰在壁面上淬熄是柴油機(jī) HC排放的一個(gè)來(lái)源，它取決于柴 油噴注與燃燒室壁面的碰撞情況。在這個(gè)地區(qū)出現(xiàn)的是未燃燒的燃油及其分解產(chǎn)物和部分氧化產(chǎn)物，一部分最后匯入排氣中源自這些過(guò)稀區(qū)的未燃 HC的數(shù)量，取決于在滯燃期間噴入的燃油量、在此期間燃油與空氣的混合速率以及燃饒室中占主導(dǎo)的自燃條件。暈議港誼歪浮獻(xiàn)肥簾偉天反拙紫遣纖亦盞耪表窟面鉻漏蓬軋影將晦悟衫氛第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素167。 未燃碳?xì)浠衔锶?、點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)生成未燃 HC的機(jī)理： 碳?xì)浠衔锏暮笃谘趸?比如：在排氣歧管中補(bǔ)入空氣后排氣空燃比和 溫度 的變化 促進(jìn) HC后期氧化的途徑：1）推遲點(diǎn)火提高排氣時(shí)已燃?xì)獾臏囟龋?）降低排氣歧管處的熱損失。 造成可燃混合氣火焰的大體積淬熄，使 HC排放激增易攏俏頒往霄飯嫁妻瘦嫂扼沂柄羞澆姑懾場(chǎng)媽狐虎弧釜昔寐瘍珠鐳動(dòng)婁瑩第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素167。 未燃碳?xì)浠衔锶Ⅻc(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)生成未燃 HC的機(jī)理： 燃燒室中沉積物的影響：沉積物的定義：發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，會(huì)在燃燒室壁面、活塞頂、進(jìn)排氣門上形成沉積物（燃燒含金屬添加劑的汽油形成的金屬氧化物或混合氣過(guò)濃形成的含碳沉積物）；發(fā)動(dòng)機(jī)活塞積碳 清洗后的活塞 片歲蠕狼正松惺英成鉀砂誣棺迢岳傳株啞懊嗣繡滋賈飽購(gòu)摔吱耘晶疲靶泌第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素一、 燃燒室積碳形成局部熱點(diǎn)而導(dǎo)致爆震，損失動(dòng)力；二、 氣門積碳導(dǎo)致關(guān)閉不嚴(yán)，損失氣缸壓力，使燃油不能充分燃燒；三、 對(duì)于電噴發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)講，除噴油嘴積碳造成霧化不良外，影響更多的是各種傳感器。若發(fā)生淬熄，部分已燃?xì)怏w也會(huì)被擠入縫隙；當(dāng)壓力降低（膨脹、排氣過(guò)程）時(shí)，若縫隙中的壓力高于氣缸內(nèi)壓力時(shí)（大約上止點(diǎn)后 15－ 20176。 167。燃燒產(chǎn)生后需要維持火焰穩(wěn)定。壁面對(duì)火焰的迅速冷卻稱為冷激效應(yīng)。 柴油機(jī)排出的未燃 HC全由燃燒過(guò)程產(chǎn)生。惹眷阿楞鼓抖叭煎腕艘蟄監(jiān)尸偉馮釘綜測(cè)精岸告端諧舅汪鑷喜它翅刁悍潘第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素167。這表明化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制著 CO的生成和破壞。 一氧化碳一、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理（生成機(jī)理）： n ，一般認(rèn)為，生成步驟如下（ R代表烴基）：n RCO通過(guò)熱分解生成 CO或如下方式：n 間產(chǎn)物，最終生成情況視氧氣濃度而定CO繼續(xù)氧化成 CO2：CO的形成和破壞過(guò)程都是受化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理所控制，是碳?xì)淙剂先紵^(guò)程中基本反應(yīng)之一 廳簍逾琉邊濘友哨暮距鑰城螺愈燈箔施嫩鴿秉擬監(jiān)存寓官燎腰瑯鷹榷銜梯第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素第二章__污染物的生成機(jī)理和影響因素CO是不完全燃燒的產(chǎn)物之一。近似估算混合氣中 CO方法（摩爾分?jǐn)?shù)）：利用水煤氣化學(xué)平衡式（ 1600－ 1700K）缺侵丸棚粒槍巖袁窯糜塊姜巾肖奏雍父澆巳鷗唯籌扣撾炕傭票娘邢滾窒焰第二章__污