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1、郑 州 工 业 应 用 技 术 学 院 毕 业 论 文 汽 油 发 动 机 尾 气 排 放 物 的 检 测 与 分 析郑州工业应用技术学院 毕业论文 题 目： 汽油发动机尾气排放物的检测与分析 指导教师： 郭斌峰 职称： 老师 学生姓名： 祁放 学号：1302020149 专 业： 汽车运用技术 院 （系）： 机电工程学院 答辩日期： 2016年6月01日 2016年6月01日摘要 随着我国国民经济的持续而且稳定的发展，中国的汽车工业得到很快的发展。汽车运输业和服务业以及汽车制造业在国民经济建设中发挥着至关重要的作用，汽车保有量的增长直接导致了燃油的大量消耗，并因此产生了大量的汽车尾气有害气体
2、。尤其是在一些大中城市，汽车尾气造成的环境污染日益严重。目前这已经是世界性的问题。所以对汽车发动机尾气排放物的检测与分析以及防止的方法达到了刻不容缓的地步。本文将通过对汽油发动机排放的尾气进行检测与分析来进一步了解起形成过程，检测方法以及检测对象对象：一氧化碳、碳氢化合物、碳氧化合物、微粒烟尘、空燃比、三元催化装置，传感器的检测与分析。最终来完成对汽油发动机尾气排放物的检测与分析。关键词：汽油发动机尾气、检测分析对象、检测方法Detection and analysis of exhaust emissions from gasolineengine With the sustained an
3、d steady development of Chinas national economy, Chinas auto industry has been developing rapidly. Car transportation industry and service industry and automobile manufacturing industry in the national economy construction plays a crucial role, car ownership growth led directly to a large amount of
4、fuel consumption, and thus produced a large number of harmful automobile exhaust gas. Especially in some large and medium cities, the environmental pollution caused by automobile exhaust has become more and more serious. At present, this is a worldwide problem. So the detection and analysis of exhau
5、st emission of automobile engine and the method to prevent the situation has reached the point of no delay. The exhaust of gasoline engine emissions were detected and analyzed to further understand the formation process, detection method and detection object: CO, hydrocarbons, carbon and oxygen comp
6、ounds, smoke and dust particles, sensors and active carbon tube detection and analysis. Finally, the detection and analysis of gasoline engine exhaust emissions. Key words: gasoline engine tail gas, detection and analysis object, detection method 目录摘要2目录4绪论5一、汽油发动机尾气与空燃比6 （一）尾气的构成及产生机理 6 （二）空燃比对排放的影
7、响 72、 机动车尾气排放检测方法73、 氧传感器和三元催化装置的作用和检测9 (一)氧传感器9 (二）三元催化装置11 四、汽车废气分析仪使用操作 11 （一）仪器准备11 （二）车辆准备11 （三）双怠速排放测量12 （四）怠速排放测量125、 检测结果与系统故障分析 136、 结论 147、 致谢 158、 参考文件 15 绪论 目前，日益严重的全球环境恶化已威胁到人类的生存和社会的发展，环境问题已被公认是当今世界所面临的最为严峻的挑战，机动车尾气排放是造成环境污染的主要原因之一，据有关资料介绍，世界汽车保有量已经达到了7.5亿辆以上。我国汽车也超过了2.7亿辆。汽车数量和行驶密度的不断
8、增加加剧大气污染程度。我国首都北京地区大气环境中一氧化碳、碳氢化合物、碳氧化合物的含量已经超过国家二级标准的规定，大气中污染物中60.8%的一氧化合物、8.6%的碳氢化合物、5.47%的碳氧化合物来自机动车的排放。同时，有限的地下石油资源枯竭之日已近在眼前，据有关经济学家的反复论证，石油储量够用时间已缩短30年，原先的产油国在21世纪将变成进口能源国家，各国为能源安全而展开的石油争夺战将更加激烈。其中，提高三元催化装置的转化效率是一个重要措施。然而，只有通过准确的将空燃比控制在14.7的水平，三元催化装置才能提高效率工作，所以这就需要仔细研究，检测和分析汽油发动机尾气排放物的，以此进最大可能提
9、高空燃比。一、汽油发动机尾气与空燃比（一）尾气的构成及产生机理 发动机排放污染物有一氧化碳、碳氢化合物、碳氧化合物和微粒等这些污染物对人体健康构成了极大危害，而且排出的二氧化碳 由于温室效应，对大气环境有严重的影响。机理主要有一下几条：1，燃烧不完全是由于缺氧而造成的，理论上空燃比a=14.9时，烃类能完全燃烧，生成二氧化碳和水；当a14.9)时，混合气也不可能绝对的均匀，总会有过浓区，就会产生一氧化碳。3，二氧化碳与水在高温下离解。当发动机的缸内温度超过200度，二氧化碳就会发生高温离解反应，温度越高，离解反应越严重，生成的一氧化碳越多。碳氢化合物有数百种成分，基本上无色无味，其中碳氢化合物
10、的排放生成有一下三个方式：1，未燃烧的碳氢化合物随着燃烧后的尾气、通过活塞与气缸之间的间隙漏入曲轴箱、从发动机和汽车的燃油系统三个方式散发。2，冷激效应，燃烧室壁而对火焰的迅速冷却火焰不能一直传播到缸壁的表面留下一层未燃烧的或不完全燃烧的混合气。冷激效应是冷启动、暖机和怠速工况时碳氢化合物的重要来源。3，油膜和沉淀物吸附。在进气和压缩过程中，汽缸套壁和活塞顶而上的润滑油膜会吸附未燃烧蒸汽，随后当混合气中燃油浓度与燃烧而降到零度时，油膜就释放出油气。由于释放时刻较迟，只能部分被氧化。这种机理产生的碳氢化合物占总量的25%-30%。4，火焰淬熄。在冷启动和暖机工况下，因发动机温度较低只是燃烧雾化蒸
11、发和混合气形成变差，从而导致燃烧变慢和不稳定，有可能是火焰在到达壁前因膨胀使缸内气体温度和压力下降造成可燃混合气大容积淬熄，是碳氢化合物排放激增。影响一氧化碳的因素有三个：1，氧的浓度。在高温条件下，氧的浓度是生成一氧化碳的重要因素。在氧浓度低时，即温度高，一氧化碳的生成也要受到限制。2，湿度。高温是最重要的条件，即使氧气很充足，但燃烧湿度不高，氧的分解进行慢，一氧化碳的生成浓度很低。当反应温度从2237度到2337度时，一氧化碳的生成率几乎可以快一倍燃烧进行的越充分，燃烧温度越高，一氧化碳的浓度越高，这也就是一氧化碳与消耗之间相互矛盾的原因。因为从燃烧经济性观点来看，就要求燃油效率高，燃油进
12、行的越充分完全，也就是要求燃烧速率快。并使燃烧散热集中在上止点附近，而这样燃烧温度必然高，因而一氧化碳生成量就多。3，反应滞留时间。如果燃气在高温富氧的条件下滞留时间长。一氧化碳生产量必然增多。一氧化碳生成反应是可逆的反应，但一氧化碳在燃气中逆反应速率缓慢，从而使气缸内的一氧化碳实际浓度由于逆反应速率太低而几乎没有下降，一氧化碳就会冻结在一个非平衡的高浓度水平上而从尾气中排出。（二）空燃比对排放的影响 汽油机的排气是汽车排放污染物的主要来源。它们的排放量与空燃比点火提前角、发动机结构等因素有关，其中空燃比和点火提前角的影响最大。有害气体浓度与燃烧时空燃比有密切关系。排气中一氧化碳的浓度，大致上
13、取决于空燃比。当混合气教稀，空燃比在16以上时，空燃比的变化对一氧化碳的影响不大。而当空燃比小于16时随着空燃比的减小，一氧化碳的浓度便急剧增加，碳氢化合物排放主要取决与燃烧过程中未燃烧混合气的多少，碳氢化合物排放在空燃比为17是局有最佳值，空燃比偏高17时排放增大。发动机排放出的碳氧化合物，除少量二氧化碳外，大量是一氧化碳其中生成条件是高温富氧，当混合气空燃比为15.5、16 是一氧化碳浓度最高。空燃比增大或减少，一氧化碳浓度会逐渐降低。由以上分析可以看出一氧化碳、碳氢化合物、碳氧化合物随空燃比变化的规律不一样，有时候是截然相反的，另外排放指标一动力性、经济性之间也有矛盾，所以空燃比控制要兼顾各种因素的影响二、机动车尾气排放检测方法机动车尾气检测的主要对象是尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、碳氧化合物等主要污染物的浓度和单位排放值。根据机动车的使用年限不同，对机动车分为了新车和在用车两类，这两类车的尾气检测方法也不同。无负荷
