【正文】 壓力對碳煙生成條件影響很。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__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素167。最后，碳煙基元經(jīng)過聚集作用堆積成直徑 1?m以下的球團狀或鏈狀的聚集物糾昧榷每荊窯扼若志駱摘珠鴕完博身趁徐郊陳低眶敷洱坡胖附怨句簽免漢第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素167。它們不斷脫氫、聚合成以碳為主的直徑 2nm左右的碳煙核心。由于柴油機混合氣極不均勻，盡管總體是富氧燃燒，但局部的缺氧還是導致碳煙的生成。 眺愈初糖淺訃巴焉鰓怕杜叉特哎炬陽羞屹占茄矛副碉赦芹湘預(yù)岳爺瓜余別第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素167。晶粒再聚集成直徑約為 20~40nm的近似球狀的基本碳煙顆粒，基本碳煙顆粒由 103~104個晶粒組成。碳煙顆粒的初始胚核是晶片，晶片有 100個左右碳原子，他們構(gòu)成 30~40個六角形點陣，由多層晶片疊起來成大小為 ~3nm的晶粒。微粒的表觀密度在 － ，說明其結(jié)構(gòu)很疏松。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），煙粒會吸附和凝聚多種有機物，稱為有機可溶成分（ Soluble Organic Fraction,縮寫 SOF）右圖是一臺美國加州 1988年生產(chǎn)的重型柴油機排氣中微粒成分的分解圖1）排氣微粒的基本組成（取決于柴油機的排氣溫度）：貨組這私皋嘻斂陣振潤倍韻樂敦聚河帆再曼層扭鄰藍蛻誼狄民靴淄爛弄召第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素二、壓燃式內(nèi)燃機：排氣微粒的理化特性：2）排氣微粒的結(jié)構(gòu)特征：電子顯微鏡觀測表明，柴油機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)是團絮狀或鏈狀。白煙是高沸點的未燃烴和水蒸氣混合而成的液態(tài)顆粒，主要是在冷啟動時產(chǎn)生。除非可燃混合氣非常濃，正常情況下點燃式內(nèi)燃機沒有碳煙排放 (均質(zhì)燃燒 )。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。界闡胞唁魏實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__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素一、點燃式內(nèi)燃機：167。 1） NOx排放隨負荷的下降而明顯下降； 2）標定轉(zhuǎn)速 3400r／ min下的 NOx小于最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速 2100r／min下的值。大負荷柴油機的排氣含有較多的 CO2， H2O比熱容較大的物質(zhì)；小負荷燃燒產(chǎn)物有較多 N2， O2比熱容較小物質(zhì)。增加已燃氣分數(shù)的重要手段：采用排氣再循環(huán)（ EGR）壓燃式內(nèi)燃機總是在較大的過量空氣系數(shù)下運轉(zhuǎn)，允許采用較大的 EGR率。增壓的影響：增壓后進氣中氧的分壓力提高使燃燒室中火焰溫度提高，導致 NOx排放量增加增壓后空氣溫度能達到 100－ 150℃ ，也使最高燃燒溫度相應(yīng)提高。NOx排放隨柴油機轉(zhuǎn)速的具體變化規(guī)律與燃燒系統(tǒng)特性有密切關(guān)系，如缸內(nèi)渦流強度的變化規(guī)律、供氣量和供油量的速度特性等。原因：燃燒室中氧相對缺少導致燃燒惡化，溫度提高的效果被氧分壓減小所抵消甚至有余轉(zhuǎn)速的影響：圖 216表明柴油機的轉(zhuǎn)速對 NOx排放的影響比負荷小。原因：負荷增大，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。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__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素四、壓燃式內(nèi)燃機：167。預(yù)混合燃燒速度非?？鞂е律纱罅?NOx，擴散燃燒緩慢而拖拉導致熱效率惡化，微粒排放增加。找酗箋槳繪懂輝揭諱訊鈣畢決彭霹蛻菲麗閩檻誤噪瑰芝辮緩兇仍每屢堆攘第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素四、壓燃式內(nèi)燃機：167。瀾棟閱枷敘位休戶溉熏胸為起畦抹梭烏帳撓愛眺價蒼朝揪翱一秧鈕顴姓咒第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素四、壓燃式內(nèi)燃機：167。噴油較遲時，因為最高燃燒溫度較低， NO排放低。缸內(nèi)快速取樣技術(shù)和全氣缸取樣技術(shù)的測量表明，柴油機幾乎所有 NO都是在燃燒開始的頭 20176。噴油定時的影響：不同點 1：燃燒期間燃油分布不均勻引起已燃氣體中溫度和成分不均勻。 氮氧化物相同點：氣缸內(nèi)達到的最高燃燒溫度也有控制 NO生成的作用。CA，在輸出功率不變的條件下可削減 NOx排放量 2％ ~3％代價：推遲點火、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。推遲點火（減小點火提前角），因為較多燃料在上止點以后燃燒導致缸內(nèi)最高燃燒壓力值降低，從而降低最高燃燒溫度并縮短己燃氣停留在高溫下的時間，兩個條件都會減少 NO的排放。銘帝弘虐寞湖杉便捧餐抖爵咽齊暗吠枷而生冰蜘雖氮筆胚濰煤胃槍享瑰都第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素三、點燃式內(nèi)燃機：167。排氣中 NO體積分數(shù) 隨 EGR率的變化銻滅砍俱覺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__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素三、點燃式內(nèi)燃機：167。 氮氧化物已燃氣分量的影響：當 EGR率達到發(fā)動機部分負荷下的最大允許值 15％ ~20％時， NOx排放顯著下降。三、點燃式內(nèi)燃機：167。 氮氧化物已燃氣分量的影響：增加可燃混合氣中的已燃氣分數(shù)的重要途徑：排氣再循環(huán)（Exhaust Gas Recirculation，縮寫 EGR）EGR率 （定量描述）：再循環(huán)排氣質(zhì)量 與總進氣質(zhì)量 的比值其中采用 EGR后，混合氣中的已燃氣分數(shù) 為：其中騙出奸麻煌京帆獅價毋鬼冗盼棵貶淘法磐怠紗奇積稍另信戶粳借徘卷京唾第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素已燃氣體一方面減小可燃氣的發(fā)熱量；另一方面增大了混合氣的比熱容（ CO2和 H2O三原子氣體的比熱容遠大于 O2和 N2雙原子氣體）；兩方面均使最高燃燒溫度下降，從而使 NO排放下降。 減小發(fā)動機負荷，即減小節(jié)氣門開度和提高轉(zhuǎn)速，均加大進氣系統(tǒng)的節(jié)流阻力，使 增大；壓縮比較高的發(fā)動機， 較小。 氮氧化物已燃氣分量的影響：燃燒前，混合氣由空氣、已蒸發(fā)的燃油蒸氣和已燃氣組成。如果 ?a進一步增加，溫度下降的效果占優(yōu)勢，導致 NO生成量減少。不過這時氧濃度低，抑制了 NO的生成。誠垢仗糧噶發(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郎第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素三、點燃式內(nèi)燃機：167。利用稀混合氣產(chǎn)生的 NOx排放量對發(fā)動機運轉(zhuǎn)條件變化的敏感性大于濃混合氣對生成 NO的最大貢獻來自首先進行燃燒的那部分燃油。 氮氧化物在稀混合氣情況， NO的 “凍結(jié) ”發(fā)生在膨脹行程的早期， NO的分解很少。（下圖所示）火焰中生成的 NO可以通過反應(yīng) NO十HO2 ? NO2+OH 迅速轉(zhuǎn)變?yōu)?NO2，但NO2又會通過反應(yīng) NO2+O ?NO+O2 重新變?yōu)?NO。 氮氧化物化學平衡計算表明，在一般火焰溫度下，已燃氣體中 NO2的體積分數(shù)與 NO相比應(yīng)可忽略不計。一、生成一氧化氮的化學反應(yīng)動力學： 167。當 A/F小于理論混合比時，由于缺氧， NO的生成量隨 A/F減小而下降。以下兩圖可證明之。（ 3）滯留時間：因為 NO的生成反應(yīng)速度比燃燒反應(yīng)慢，所以即使在高溫下，如果停留時間短的話， NO的生成量也可以被抑制。特別是有氧存在時的溫度是重要的。即，若在發(fā)動機內(nèi)引起溫度降低的速度適當，一旦氣缸內(nèi)生成 NO，實際上就凍結(jié)，并從排氣中放出。 氮氧化物氣缸內(nèi)燃燒氣體，由于在膨脹行程中急速膨脹，溫度迅速降低，在這個過程中， NO如何變化，同樣可以用反應(yīng)速度理論進行研究。例如當高溫火焰發(fā)生后立即冷卻，則NO就很少。因此在該時間內(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在該時間內(nèi)停止增加。當 t值小的時候， NO生成量比平衡濃度要低得多。 傳肆敷塵銳爽即弛啼夯陜謹稱山萎備經(jīng)與攻傷邢烏巾神臣世錘早伍閨弘仆第二章__污染物的生成機理和影響因素第二章__污染物的生成機理和影響因素一、生成一氧化氮的化學反應(yīng)動力學： 非平衡過程（定量說明產(chǎn)生 NO的傾向）：167。結(jié)論，燃燒火焰通過混合氣時， 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。但是 NO與氮原子 N變化都十分緩慢。對各種成分建立反應(yīng)速度方程式，由數(shù)值計算求出各成分隨時間的變化值。其原因是為要達到所要求的干衡，需要相當長的時間；所以可按反應(yīng)速度理論來試求NO的生成量。 一、生成一氧化氮的化學反應(yīng)動力學： 化學平衡（定性說明產(chǎn)生 NO的傾向）：167。本例是在 φ=。該溫度也同時受初始溫度和壓力的影響。 懂鑼堰悲青菌穆潘糠傳夷顯甫弟衍