汽车环保学 第四章内燃机排放污染物.ppt

第四章 内燃机排放污染物 分类 汽油机排放污染物 柴油机排放污染物 第一节 内燃机排放污染物分类 Carbon Dioxide （CO2） Water Vapor（水蒸汽） Carbon Monoxide （CO） Hydrocarbons （HC） Oxides of Nitrogen (NOX) Particulates （微粒） Lead（铅） Other pollutants（其他，如剩余O2） 第二节 汽油机排放污染物 第二节 汽油机排放污染物 二、CO的生成机理及影响因素 二、CO的生成机理及影响因素 二、CO的生成机理及影响因素 （二）影响CO生成的因素 （二）影响CO生成的因素 第二节 汽油机排放污染物 三、HC生成机理及影响因素 （一）HC的生成机理 （一）HC的生成机理 （一）HC的生成机理 （二）影响HC生成的因素 （二）影响HC生成的因素 （二）影响HC生成的因素 小结 内燃机排放污染物分类 汽油机CO的生成机理及影响因素 汽油机NO的生成机理及影响因素 思考题 1．请分析当过量空气系数大于1时，为什么在内燃机的排放中仍然有CO生成？ 2．内燃机的HC排放主要来源是什么？受到哪些因素的影响？ 第二节 汽油机排放污染物 NOx包括 N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在 NOx的性质 N2O：单个分子的温室效应为CO2的200倍，并参与臭氧层的破坏 NO：大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃组分 四、NOx的生成机理及影响因素 NOx的性质（续） NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降 NOx的来源 固氮菌、雷电等自然过程 人类活动 燃料燃烧占 90％ 95％以NO形式，其余主要为NO2 形成机理 燃料型NOx 燃料中的固定氮生成的NOx 热力型NOx 高温下N2与O2反应生成的NOx 瞬时NOx 低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NOx NOx的形成机理 热力型NOx的形成 产生NO和NO2的两个重要反应 上述反应的化学平衡受温度和反应物化学组成的影响 平衡时NO浓度随温度升高迅速增加。 热力型NOx的形成 平衡常数和平衡浓度 热力型NOx的形成 平衡常数和平衡浓度 热力型NOx的形成 上述数据说明： 室温条件下，几乎没有NO和NO2生成，并且所有的NO都转化为NO2 800K左右，NO与NO2生成量仍然很小，但NO生成量已经超过NO2 常规燃烧温度（1500K)下，有可观的NO生成，但NO量仍然很小 热力型NOx的形成 热力型NOx形成的动力学——Zeldovich模型(普遍认为汽车发动机生成NO的生成机理) （二）生成NO的条件 （三）影响NO生成的因素 （三）影响NO生成的因素 （三）影响NO生成的因素 （三）影响NO生成的因素 （三）影响NO生成的因素 （三）影响NO生成的因素 第三节 柴油机排放污染物 第三节 柴油机排放污染物 第三节 柴油机排放污染物 第三节 柴油机排放污染物 第三节 柴油机排放污染物 二、微粒的生成机理 二、微粒的生成机理 二、微粒的生成机理 总结 Pollutants and Air-fuel ratio 小结 汽油机NO的生成机理和影响因素 柴油机有害排放物的生成机理及影响因素 思考题 1．请分析NO的生成机理和影响因素？ 2．柴油机与汽油机相比较，在CO、HC和NO的生成量上有何差异？为什么？ 3. 柴油机的碳烟是如何产生的？ Stoichiometry等当点 汽油, 柴油发动机的区别 汽油发动机燃烧为预混火焰, 柴油为扩散火焰 柴油发动机压缩比高, 热效率高30-50% 柴油发动机以喷油雾化方式燃烧, 产生碳烟较多 柴油车经济性好, 马力大, 最先实现3升车 汽油车加速性好, 正在开发缸内直喷发动机技术 碳烟形成机理 Formation path of Soot 2、点火时间 减小点火提前角可使NO降低。 大气湿度增加，NO下降。 3、大气湿度 4、负荷（进气管压力） 当混合气较稀时，负荷减少，NO减少。 当混合气较浓时，NO随负荷的变化不大。 5、废气稀释度 废气稀释度增加，NO下降。 稀：温度不高，容易导致失火使温度更低， 所以NO减少。 6、转速 浓：n增加，扰动加大了火焰传播速度，减少了循环热损失，所以NO增加； 当A/F不同时，n对NO生成速度的影响也不同。 由于芳香烃燃料燃烧时温度较高，故燃料中若芳香烃含量较多，则NO生成增加。 7、冷却水温 冷却水温增加，NO增加。 8、压缩比 压缩比增加，NO增加。 9、燃料成分 一、直喷式柴油