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1、影响汽油机排气污染物的生成因素 发动机的燃烧时过程是将燃烧的化学能转变为热能的过 程，进入汽缸燃料燃烧的完全成都直接影响到热量产生 的多少和排出废气的成分，而燃烧时间或燃烧相当于曲 轴转角的位置，又关系到热量的利用和汽缸压力的变化 ，所以燃烧过程是影响发动机动力性，经济性和排气污 染的主要过程 所谓燃烧的过程就是指由定时的火花点火开始，且火 焰前锋以一定的正常速度传遍到整个燃烧室的过程 按汽油机的压力变化特点将燃烧过程分成着火热后按汽油机的压力变化特点将燃烧过程分成着火热后 期，明显燃烧期和后燃期三个阶段期，明显燃烧期和后燃期三个阶段 着火延迟期：火花塞点火到火焰中心形成阶段 明显燃烧期：火焰
2、中心烧遍整个燃烧室阶段 在均质混合气中当火焰中心形成以后，火焰向四 周未然混合器传播，形成一个近似球面的火焰层 即火焰前锋，从火焰中心开始层层相四周未然混 合气传播直到连续不断的火焰前锋扫过整个燃烧 室 后燃期:相当于明显燃烧期终点至燃料基本上完全 燃烧为止（燃烧室主要容积已被火焰充满，混合 气燃烧速率开始降低，活塞向下止点开始移动） 在后燃期中主要是湍流的火焰前锋后面没有没有完 全燃烧掉的燃料以及附着在汽缸壁上的混合层继续 燃烧 另外汽油燃烧产物CO和水的离解现象比柴油严重， 在膨胀过程中温度下降后又部分恢复放出热量 湍流：由物体质点组成的微元气体所进行的无规 则脉动运动 二、汽车的主要污染
3、物 汽车的主要污染物是CO、HC、NOX和微粒 CO 是燃料不完全燃烧的产物，是汽车及内燃机排气 中有害物质最大的产物 碳氢化合物主要是未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油 及其裂解产物 氮氧化物是燃料高温燃烧过程中剩余的氧和氮化和形 成的产物 微粒绝大多数为直径小于1um的固态和液态物质以气 溶胶、烟雾、尘埃等状态存在于大气中 影响汽油机排气污染物生成的因素 1 空燃比 随空燃比的增加，CO的排放浓度逐渐下降，HC排 放浓度两头高中间低，而NOx排放浓度确是两头低 中间高， NOx的浓度峰值出现在理论空燃比附近并 且靠近稀混合一侧，而HC 排放浓度的谷值则出现在 较理论空燃比更稀的地方 CO的排放
4、浓度随空燃比的增加而下降，这是因为随 空气量的增加，燃料能充分的燃烧。当空燃比大于 理论空燃比后，CO 仍保持一定浓度，这主要是由于 混合气空燃比分布不均，高温分解及反应冻结所形 成。空燃比进一步增加，混合气变稀是燃烧温度降 低，减少了高温分解，因此CO的排放浓度进一步下 降 在过稀混合比的情况下，因为火焰传播不充分和断 火，HC排放浓度有所增加，当混合气过浓时，空气 量不足，不能完全燃烧，燃油消耗率和HC排放率都增加 ，混合气过稀时，火焰传播不充分或断火，也使燃油消 耗率和HC 排放率增加 NOx的排放 当空燃比为16左右时，由于燃烧温度高，燃 气中氧含量充分，故NOx的排放浓度出现峰值，较
5、此更 浓的混合气由于燃烧后的温度和氧的浓度较低， NOx生 成量减少，浓度下降。较此更稀的混合气，由于火焰传 播速度减慢，燃气温度也低，也使NOx生成量减少， NOx浓度下降 2 点火提前角 点火提前角主要影响汽油机HC和NOx的排放 规律：空燃比一定时，随点火提前角的推迟， NOx和 HC 的同时减低，燃油消耗却明显恶化 原因：点火时刻相对于最佳点火时刻的推迟，后燃加重 ，热效率变差。但点火提前角的推迟会导致排气温度上 升，使得在排气行程以及排气管中HC氧化反应加速，使 最终排出的HC减少 NOx排放降低的原因由于随点火提前角的推迟，上止点 后燃烧的燃料增加，燃烧的最高温度下降造成的 2、汽
6、油机 的运转状态 稳定运转状态 非稳定运转状态 汽油机转速 负荷 汽油机冷却水及燃烧室壁面温度 排气背压 燃烧室壁面沉积物 冷启动 加速 减速 稳定运转状态：发动机的零部件，冷却水及润滑油的 温度趋于平衡发动机在恒定的转速和负荷下运转。 汽油机转速 一般当转速增加时，缸内气体流动增强，燃烧的雾 化质量及均匀性得到改善，紊流强度增大，燃烧室 温度提高从而有利于降低CO和HC 的排放 在燃用稀混合气、点火时间不变的条件下，从点火到 火焰核心形成的点火延迟时间受转速影响较小，火焰 传播的起始角则随转速的增加而推迟。虽然随着转速 的增加，火焰传播速度也有所提高，但提高的幅度不 如燃用浓混合气的大，因此
7、有部分燃料在膨胀行程压 力及温度均较低的情况下燃烧，NO 生成量减少，当 燃用较浓的混合气时，火焰传播速度随转速的提高而 提高，散热损失减少，缸内气体温度升高，NO生成 量增加 负荷 激冷层：铸铁外表面被铸型快速冷却形成的一层很薄的细晶组织 区域 如果维持混合气空燃比及转速不变，点火提前角调整到最佳则 负荷增加对HC的排放几乎无影响 原因：因为负荷增加使缸内压力及温度提高，激冷层变薄，HC 在膨胀 及排气冲程的氧化加速，但压力升高使缝隙容积中的未 燃烃的储存量增加从而抵消了对HC 排放的有力影响。 汽油机是采用节气门控制负荷的，负荷增加，进气量就增加， 降低了残余废气稀释作用，火焰传播速度得到
8、了提高缸内温度 升高NOx排放增加 汽油机冷却水及燃烧室壁面温度 提高汽油机冷却水及燃烧室壁面温度，可降低缝隙容积中的 HC的含量、减少淬熄层的厚度，改善缝隙容积逸出的HC及淬 息层扩散出来的燃油氧化条件，而且可改善燃油的蒸发、分配 提高排气温度，使HC 排放减少。 排气背压 定义：排气的时候气体所受到的反推压力 排气背压增加，留在缸内废气增加，其中未燃烃会在下一循环中 烧掉，因此排气中HC含量将降低，如果排气背压过大，则留在 缸内废气过多稀释了混合气，燃烧恶化，排出的HC 增加 燃烧室壁面沉积物 沉积物沉积在活塞顶部、燃烧室壁面和进排气门上的多孔性积 碳会吸附未燃混合气和燃料蒸汽，在排气过程
9、中再释放出来因 此沉积物增加将会使HC排放量增加 汽油机在小负荷运转时芳香烃储存于沉积物中，而在重负荷运 转时释放出来，燃油的芳香烃含量高，则排气芳香烃也高，但 没有足够的时间形成沉积物那么即使使用芳香烃含量高的燃油 排放时芳香烃也较低 随沉积物的增加，发动机的实际压缩比也增加，导致最高燃烧 温度升高，NO 排放量增加 四、非稳定运转状态 冷启动 加速 减速 冷启动 汽油机低温启动时，由于转速及温度低，空气流速低，燃油的蒸 发程度不够以及较多的燃油沉积在进气管壁上，因此需要增加燃 油的供油量，以便汽油机能正常运转，导致过量空气系数小于1 ，混合气中的燃油部分以蒸气存在部分以液体进入气缸，从而导 致CO的排放升高，部分液体燃油在燃烧结束后才从壁面上蒸发， 没有燃烧完全就被释放出去，造成HC的大量排放。由于温度低以 及过浓的混合气使得冷启动NOx的排放量很低。 加速 主要体现在老式化油器车，它是由加速泵增加进入汽缸的燃油量 ，供给较浓的混合气造成CO和NOx的排放增加 减速 也是主要体现于化油器车，若其物特殊措施，将由于进气管中突 然地高真空度状态使壁面上的液态油膜急剧蒸发，形成瞬时过浓 混合气，致使燃烧状况恶化，导致较高的CO和HC排放。
