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排放与净化知识培训 发动机的环保性 内燃机净化性能是当代内燃机最重要的性能指标之一。其排放污染物数量的多少及净化控制技术的优劣，不仅直接影响生产和销售企业的生存和发展，而且严重危及人类赖以生存的环境。 内燃机排放污染物对大气环境和人类健康的影响不容忽视，尤其作为汽车动力时，其影响更大。自汽车排出的有害气体，早已成为大气污染的主要来源。特别是一些大城市，如上海、广州、北京等大城市均已出现光化学烟雾，雾霾现象经常性出现。 随着人们对环境保护要求不断提高,对发动机的排放要求也日益从严,世界各国也相应地制定了更加严格的法规，而测试发动机排放的方法和程序越来越接近实际。（见图 1，2，3） 欧洲重型车用柴油机排放值①[ g/kW·h ] 注 ① 还有动态烟度值0.8m-1 ② 适用于额定功率不大于85kW的柴油机 ③ 适用于单缸工作容积小于0.7L ，额定转速大于3000r/min的柴油机 ④ ECE，R49 —— 欧洲13工况循环 ⑤ ESC —— 欧洲稳态工况 ⑥ ELR —— 欧洲加载响应循环⑦ ETC —— 欧洲瞬态循环 排放物 完全燃烧 CO2，H2O，N2，Air 不完全燃烧 CO，HC，NOX，SO2，PM，臭气等 内燃机排放物的毒性与影响 CO —与红血球结合能力是O2的210倍，使供O2受阻。CO与20%红血球结合使人头晕恶心；50%失去意识；70%死亡；CO限制在20ppm以下。 HC —约200种成分,甲醛,丙烯醛对眼睛和呼吸器官有强烈刺激作用。乙烯对农作物和某些观赏植物有伤害，苯并[α]芘致癌。 NOX：主要NO —与红血球结合能力是CO 的1000倍,生成红血朊，使人中枢神经障碍。 次要NO2 —招致气管和肺功能障碍。 SOX —SO2与NO2有相似的毒性，形成酸雨。 PM —2um以下微粒吸入肺部，沉积，引起慢性病变，以致癌变。 CO2 —产生温室效应，地球变暖。 CO，HC，NOX，PM成因 CO —不完全燃烧，供氧不足 PM —内燃机排出的全部废气，在大气条件下收集到的全部呈固体状和液体状的微粒。用二氯甲烷作萃取剂，把微粒子组成分为可溶性有机成分和非可溶性有机成分。 颗粒是碳氢燃料不完全燃烧形成的可溶性和不可溶性粒子。 非可溶性干碳烟，碳氢燃料热分解，一面脱氧一面聚合形成20-30nm碳烟粒子，小粒子最后形成为50-200nm大粒子。 光化学烟雾 —能见度降低，对人眼有刺激性作用，引起呼吸障碍和慢性中毒。 成因：HC浓度NOX浓度3倍，气温24℃，温度低，日照充足，夏秋之间，下午1-2点钟烟雾浓度达到最高。 1.4.1.4 净化措施 机前净化，机内净化，机后净化 机内净化 进气，燃油，燃烧室优化匹配 直喷式燃烧室：ge，CO2↓ 分开式：HC，CO，NOX，PM↓ 改进燃油系统： 提高喷油压力，缩小喷孔，增加孔数，提高喷雾质量。改善燃烧工作过程，降低排放。 高压喷射：在缩小喷孔的同时，缩短喷油持续时间，这样延迟喷油始点，改善NOX排放，而ge不会恶化。喷油即时结束，Re，PM，CO得到改善。 电控供油压力，供油量，供油正时和供油速率，使燃烧过程更加优化。 更高的压力喷射，PM↓，推迟喷射角 NOX↓ 喷油嘴 喷油嘴的改进 减少喷后滴油 —— HC，Rb改善 提高流量系数 —— NOX，Rb改善 提高形成喷雾的稳定性 —— Rb↓ 例：喷油量一定，喷孔直径一定，喷嘴流量系数提高20%，缩短喷油时间的结果与提高喷压44%的效果一样，说明提高喷嘴流量系数的结果。 组织气流运动： 螺旋气道开度不大，能产生较高涡流强度，而气道阻力较小，对ηV 的影响不大，特别是延迟喷油提前角改善NOX，但对Rb的恶化比切向气道小。 四气门技术变涡流技术，低速大负荷使用强涡流使ge，Rb↓。高速部分负荷降低涡流，使混合燃烧优化。 发展紊流和适当降低涡流强度的燃烧室，采用微涡流强紊流燃烧室，良好的混合气形成和良好燃烧作用，NOX，CO，Rb 均比一般ω燃烧室好。 选用常用工况： 动力性，经济性，排放好的工况为常用工况，因此汽车需要电控，司机对车速，路阻的变化，发动机转速n，Pe和变速比进行优化。 * * * * 产品开发一室 张悦 图1 图2 图3 2.0 3.5 5.0 7.0 8.0 NOX 1.6 — — — CH4 0.02 0.02③ 0.10/0.13③ 0.15/0.25③ 0.36/0.61② PM 0.78 — — — NMHC 0.46 — 0.66 1.1 1.1 HC 1.5 2008 ←