【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分?jǐn)?shù) xCO 與 ?或 a的關(guān)系?？杖急?α 過量空氣系數(shù) β淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文6圖 21 汽油機(jī) CO 排放量 xCO 與空燃比 ?及過量空氣系數(shù) a?的關(guān)系由圖 21 可以看出，在濃混合氣中（ a?1） ，CO 的排放量隨 的減小而增加，這是因缺氧引起不完全燃燒所致。在稀混合氣中（ 1） ，CO 的排放量都很小，只有在a?=～ 時(shí)， CO 的排放量才隨 有較復(fù)雜的變化。在膨脹和排氣過程中，氣缸內(nèi)壓力和溫度下降，CO 氧化成 CO2 的過程不能用相應(yīng)的平衡方程精確計(jì)算。受化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)影響，大約在 1100K 時(shí)，CO 濃度凍結(jié)。汽油機(jī)起動(dòng)暖機(jī)和急加速、急減速時(shí)，CO 排放比較嚴(yán)重。在柴油機(jī)的大部分運(yùn)轉(zhuǎn)工況下，其過量空氣系數(shù) a?都在 ～3 之間，故其 CO 排放量要比汽油機(jī)低得多，只有在大負(fù)荷接近冒煙界限（ =～）時(shí)，CO 的排放量才大量增加。由于柴油機(jī)燃料與空氣混合不均勻，其燃燒空間總有局部缺氧和低溫的地方，以及反應(yīng)物在燃燒區(qū)停留時(shí)間較短，不足以徹底完成燃燒過程而生成 CO 排放，這就可以解釋圖22 在小負(fù)荷時(shí)盡管 a?很大，CO 排放量反而上升。類似的情況也發(fā)生在柴油機(jī)起動(dòng)后的暖機(jī)階段和怠速工況中。過量空氣系數(shù) a?圖 22 典型的車用直噴式柴油機(jī)排放污染物量與過量空氣系數(shù) a?的關(guān)系影響一氧化碳生成的因素理論上當(dāng) ?在 以上時(shí)，排氣中不存在 CO，而只生成 CO2。實(shí)際上由于燃油和空氣混合不均勻，在排氣中還含有少量 CO。即使混合氣混合的很均勻，由于燃燒后的溫度很高，已經(jīng)生成的 CO2 也會(huì)由于一小部分分解成 CO 和 O2，H 2O 也會(huì)部分分解成 O2 和 H2，生成的 H2 也會(huì)使 CO2 還原成 CO，所以，排氣中總會(huì)有少量 CO 存在?？梢?，凡是影響空燃比的因素，即為影響 CO 生成的因素。1. 進(jìn)氣溫度的影響一般情況下，冬天氣溫可達(dá)零下 20℃以下，夏天在 30℃以上，爬坡時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)進(jìn)氣溫度超過 80℃。隨著環(huán)境溫度的上升，空氣密度變小，而汽油的密度幾乎不變，化油器供給的混合氣的空燃比 ?隨吸入空氣溫度的上升而變濃，排出的 CO 將增加。因此，冬天和夏天發(fā)動(dòng)機(jī)排放情況有很大的不同。圖 23 為一定運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，進(jìn)氣溫度與空燃比的關(guān)系，大致和絕對(duì)溫度的方根成反比的理論相一致。第二章 xxx7 進(jìn)氣溫度 /℃ 海拔高度/m 怠速轉(zhuǎn)速/(r/min) 圖 23 進(jìn)氣溫度與空燃比的關(guān)系 圖 24 海拔高度與大氣壓力的關(guān)系 圖 25 怠速轉(zhuǎn)速對(duì) CO 和 HC 排放的影響 V/(km/h)圖 26 某汽油機(jī)等速工況排氣成分實(shí)測(cè)結(jié)果2. 大氣壓力的影響 大氣壓力 P隨海拔高度而變化，由經(jīng)驗(yàn)公式?? kPah?? (24) 式中： h一海拔高度，km。當(dāng)海平面 =100kPa 時(shí)，可作出海拔高度和大氣壓力變化關(guān)系的曲線，如圖 24 所示。當(dāng)忽略空氣中飽和水蒸氣壓時(shí)，空氣密度 ?可用下式表示： ?? kg/m760T??? （25）式中： T－溫度，℃?？梢哉J(rèn)為空氣密度 和大氣壓力 P成正比，從簡(jiǎn)單化油器理論可知，空燃比和空氣密度的平方根成正比，所以進(jìn)氣管壓力降低時(shí)，空氣密度下降，則空燃比下降，CO 排放量將淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文8增大。3. 進(jìn)氣管真空度的影響當(dāng)汽車急劇減速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)真空度在 68kPa 以上時(shí)，停留在進(jìn)氣系統(tǒng)中的燃料，在高真空度下急劇蒸發(fā)而進(jìn)入燃燒室，造成混和氣瞬時(shí)過濃，致使燃燒狀況惡化。CO 濃度將顯著增加到怠速時(shí)的濃度。4. 怠速轉(zhuǎn)速的影響 圖 25 表示了怠速轉(zhuǎn)速和排氣中 CO、HC 濃度的關(guān)系。怠速轉(zhuǎn)速為 600r/min 時(shí)，CO 濃度為 %，700r/min 時(shí)，降為 1%左右，這說明提高怠速轉(zhuǎn)速，可有效地降低排氣中 CO 濃度，但是，怠速過高會(huì)加大挺桿響聲，對(duì)液力變扭汽車，還可能發(fā)生溜車的危險(xiǎn)。如果這些問題得到解決，一般從凈化的觀點(diǎn)，希望怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定高一點(diǎn)較好。5. 發(fā)動(dòng)機(jī)工況的影響發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷一定時(shí)，CO 的排放量隨轉(zhuǎn)速增加而降低，到一定的車速后，變化不大。圖26 為某汽油機(jī)負(fù)荷一定、勻速工況下的 CO 濃度的變化。當(dāng)車速增加時(shí)，CO 很快降低，至中速后變化不大，這是由于化油器供給發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比，隨流量增加接近于理論空燃比的結(jié)果。 碳?xì)浠衔镂慈?HC 排放主要是由于缸內(nèi)混合氣過濃、過稀或局部混合不均引起燃燒不完全而導(dǎo)致的，造成燃燒不完全的因素大致有混合氣的質(zhì)量、發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件、燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)及點(diǎn)火與配氣正時(shí)等。1. 混合氣質(zhì)量的影響混合氣質(zhì)量的優(yōu)劣主要體現(xiàn)在燃油的霧化蒸發(fā)程度、混合氣的均勻性、空燃比和缸內(nèi)殘余廢氣系數(shù)的大小等方面。混合氣的均勻性越差則 HC 排放越多。當(dāng)空燃比略大于理論空燃比時(shí)，HC 有最小值；混合氣過濃或過稀均會(huì)發(fā)生不完全燃燒，廢氣相對(duì)過多則會(huì)使火焰中心的形成與火焰的傳播受阻甚至出現(xiàn)斷火，致使 HC 排放量增加。2. 運(yùn)行條件的影響1）汽油機(jī)運(yùn)行條件的影響（1）負(fù)荷的影響：發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)空燃比和轉(zhuǎn)速保持不變，并按最大功率調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)刻時(shí)，改變發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，對(duì) HC 的相對(duì)排放濃度幾乎沒有影響。但當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，HC 排放量絕對(duì)值將隨廢氣流量變大而幾乎呈線性增加。（2）轉(zhuǎn)速的影響：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì) HC 排放濃度的影響則非常明顯。轉(zhuǎn)速較高時(shí)，HC排放濃度明顯下降，這是由于氣缸內(nèi)混合氣的擾流混合、渦流擴(kuò)散及排氣擾流、混合程度的增大改善了氣缸內(nèi)的燃燒過程、促進(jìn)了激冷層的后氧化，后者則促進(jìn)了排氣管內(nèi)的氧化反應(yīng)。（3）點(diǎn)火時(shí)刻的影響：點(diǎn)火時(shí)刻對(duì) HC 排放濃度的影響體現(xiàn)在點(diǎn)火提前角上。點(diǎn)火延遲（點(diǎn)火提前角減?。┛墒?HC 排放下降，這是由于點(diǎn)火延遲使混合氣燃燒時(shí)的激冷壁面面積減小，同時(shí)使排氣溫度增高，促進(jìn)了 HC 在排氣管內(nèi)的氧化。但采用推遲點(diǎn)火，靠犧牲燃油經(jīng)濟(jì)性來降低 HC 排放是得不償失的。因此，點(diǎn)火延遲要適當(dāng)。（4）壁溫的影響：燃燒室的壁溫直接影響了激冷層厚度和 HC 的排氣后反應(yīng)。據(jù)研究，壁面溫度每升高 1℃，HC 排放濃度相應(yīng)降低 106～ 106。因此提高冷卻介質(zhì)溫度有利于減弱壁面激冷效應(yīng)，降低 HC 排放。（5）燃燒室面容比的影響：燃燒室面容比大，單位容積的激冷面積也隨之增大，激冷層中的未燃烴總量必然也增大。因此，降低燃燒室面容比是降低汽油機(jī) HC 排放的一項(xiàng)重要措施。2）柴油機(jī)運(yùn)行條件的影響（1）噴油時(shí)刻的影響：柴油機(jī)噴油時(shí)刻（噴油提前角）決定了氣缸內(nèi)的溫度。噴油提前角 θ 增大，缸內(nèi)溫度較高，使 HC 排放量下降 。在一臺(tái)自然吸氣式直噴柴油機(jī)上進(jìn)行的試驗(yàn)證實(shí)：在 13 工況下，當(dāng) θ 偏離最佳值時(shí)，缸內(nèi)溫度及反應(yīng)區(qū)的氣體環(huán)境均發(fā)生變化。θ 平均減小 1176。CA，HC 的體積分?jǐn)?shù)平均增加 %；θ 平均增加 1176。CA，HC 平均下降%。（2）噴油嘴噴孔面積的影響： 當(dāng)循環(huán)噴油量及噴油壓力不變時(shí)，改變噴孔面積不僅第二章 xxx9改變了噴油時(shí)間的長(zhǎng)短，并且同時(shí)改變了油霧顆粒大小和射程的遠(yuǎn)近，即影響油氣混合