汽车运用工程授课教案-第五章 汽车公害.ppt

第五章 汽车的公害;§5-1 汽车排气污染物的形成及影响因素 CO、HC是燃料不完全的产物，NOx是高温下燃料不完全的产物。 汽油机燃烧有两个条件：1、火花能量：40~100mJ，点着混合气。 2、混合气成分：在火焰传播界限内。 所以当燃烧室结构一定，火花能量充分时，汽油机的排放性能主要取决于混合气浓度。 一、发动机排气污染物的形成 1、一氧化碳CO CO是烃燃料燃烧的中间产物。 当空气充足时 2H2+O2=2H2O 2CO+O2=2CO2 同时，CO与水蒸气H2O作： 故空气充足时，理论上CO=0，并且实际燃烧与理论分析有区别： ⑴分布不均匀 ⑵高温分解 ⑶燃烧时间短，达不到平衡浓度 2、碳氢化合物 其来源有三部分 ： 排气管——55~65%；曲轴箱通风——20~25%；化油器、油箱蒸发——15~20%。;原因： ⑴气缸激冷面。混合气燃烧是靠火焰传播进行的，当传到缸壁 0.05~0.5 mm 那层气体不能燃烧，在1.0 mm缝中也不能燃烧。 ⑵燃料不完全燃烧。混合气过浓过稀，残余气体稀释，使火焰传播 不完全，甚至断火。例如在怠速、小负荷、过度工况的时候，此外点火系不好，充气温度低和充量均匀性差，残余气体多。 ⑶二冲程扫气。由于扫气作用，一部分可燃混合气不经气缸就排到排气管。 根据对废气的分析， 除饱和烃，不饱合烃和芳香烃外，还有中间氧化物 所以，HC 3、NO形成机理 NO的形成机理尚不清楚，过去认为低温下： 但这种过程太慢，计算值比实测值小得多。 现在认为高温下： O2 2O （1） O+N2 NO+N （2） N+O2 NO+O （3）;;※ 在接近φ=1，达到最大值。 ※ 在稀区，因空气热容量小，火焰温度下降。 上述只是定性分析，用它来定量分析是不够的，原因是达到平衡浓 度时间太长。 用反应速度论进行探讨。 ※ S CO2、H2O、N2、O2已平衡。 S NO比平衡浓度还低很多。 ∴ NO不可能直接在燃烧区内形成，只能在已燃的气体中形成，NO 此时处于非平衡状况。 4、柴油机的碳烟 柴油机排烟 白烟：φ＜1μm微粒，汽车怠速排出的液滴颗粒。 蓝烟：φ＜0.4μm微粒，液态微粒，燃油+润滑油。 黑烟：高温缺氧，易于裂解，聚合成碳烟C，还有O2、H2 。 白、蓝烟无本质差别，只是直径不同对光线反射不同而已。 ※ 碳烟对人体直接影响不大，但附着有SO2及致癌的多环芳香烃，苯并芘可致癌。 碳烟形成的三种说法： ⑴燃料分子脱氢发生分解，再凝集成固体碳。 ⑵火焰之初，多个燃料分子聚合成大分子式液滴，再脱氢成粒。 ⑶产生引起部分分解及脱氢中间物，再一边聚合一边脱氢逐渐变成固体碳粒。;二、使用因素对排气 中有害气体浓度的影响 1、负荷的影响 负荷——空燃比——影响有害气体 1）怠速——全闭，α=0.60~0.88 HC↑ CO↑ 2）小负荷——0~25%开度， α = 0.8~0.9 HC↑ CO↑ 3）中负荷——25~80%开度， α = 0.9~1.1 HC↓ CO↓ NOx↑ 4）接近满负荷——80~100%， α = 0.8~0.9 CO↑ HC↑NOx↓ ;;§5-2 汽车的噪声 一、发动机噪声 噪声源：燃烧噪声、机械噪声、进排气噪声、风扇噪声。 1. 燃烧噪声和机械噪声 燃烧噪声——燃料燃烧而引起的声音。 机械噪声——发动机运转而引起的敲击声。 ⑴燃烧噪声 燃烧时压力升高