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六、缸内气体流动的影响 缸内的涡流（swirl）及滚流（tumble）对排放的影响： 气体流动增加，燃烧速率增大，稀燃界限扩大。随着气流运动的增加，循环变动、点火延迟、有效燃料消耗、HC排放减少，但NO增加。 COV（Pi）（平均指示压力的标准偏差/平均指示压力的平均值） 图6-15不同涡流与滚流比时发动机性能及排放随空燃比的变化 第四节 多缸汽油机有害排放物的缸间差异 一、缸间差异产生的原因分析 缸间差异（均匀性）：多缸汽油机气缸间工作状况的差别。 缸间差异的衡量指标：用各缸工作参数（如压缩比、空燃比、进气量等）、排放指标、性能指标（如指示功、平均指示压力）等标准偏差、波动率等表示。 缸间燃烧差异的危害：动力性、经济性、排放指标下降。 化油器式多缸机缸间燃烧差异的问题突出,电控汽油机和HCCI也不同程度存在 化油器式多缸机实际情况： 进气通道断面燃料分布不均匀 在混合气中的没完全蒸发液态汽油小微粒比燃料蒸气重，惯性大,易堆积(某些气缸内的混合气浓度变浓)。 进气歧管的壁面上存在油膜。 理想情况：每一个气缸供入同样的空燃比、相同质量的混合气。 电子控制燃油喷射发动机 根据进气总管的空气流量或真空度等计算各缸的燃油喷射量 较化油器式发动机轻微 汽油机缸间差异产生原因：结构设计、制造误差、使用和循环变动 结构设计：从进气口到各个气缸的距离和几何参数（如弯度、截面形状）无法做到完全相同，进气管中气流或燃油流动状态的不同，引起空气、燃油分配的不均匀；无法保证各缸具有相同的冷却条件（冷却面积大小和冷却液温度等），各缸工作的热力状态存在差异。 制造误差：如凸轮轴、进气道及其表面光洁度、气门、燃烧室等的制造误差，导致进气量、压缩比等的差异。 使用：不均匀磨损和积碳等，如凸轮轴的不均匀磨损，导致各缸进、排气量的差异；分电器的不均匀磨损将会导致各缸点火提前角的差异；气缸的不均匀磨损则会导致各缸漏气量的不同；气门和燃烧室的积碳的数量和位置不同，则会导致换气过程和燃烧过程差异的产生。 循环变动：循环变动被认为是汽油机的一大固有特征，其产生的原因之一被认为是点火时刻火花塞间隙附近的湍流。 各缸间进气量及燃烧平均值指示压力的差异 气缸压力随曲轴转角的测量实例 气缸压力的缸间差异现象——492QC发动机不同循环的最高倒拖压力 缸间差异的评价指标： 假定发动机具有n个气缸，某一参数（或性能指标）X的n个气缸的测量值依次为X1、X2、???、Xn，则n个气缸的参数X的平均值Xm为（X1+X2+???+Xn）/n。于是，第i个气缸的参数X的偏差率δi （%）可由下式求取。 δi=100（Xi - Xm）/ Xm δi为负值时表示第i个气缸的参数X偏小；δi为正值时表示第i个气缸的参数X偏大；δi为零时表示第i个气缸的参数X正好等于n个气缸的平均值。 492QC发动机倒拖 ? =-9%～6% 各缸的进气量≈各缸的最高倒拖压力 各缸的最高压力循环平均值的偏差率? =（各缸的最高压力循环平均值-各缸最高压力循环平均值的平均值）/各缸最高压力循环平均值的平均值。 日产CA16E多点燃油喷射四缸汽油机 平均指示压力偏差Pi=100（Pi - Pim）/ Pim = ±5% 图6-18 各缸倒拖最高压力及平均指示压力的偏差率示例 1800r/min， A/F=14.7，MBT 1:-475,2:-280，3: -135mmHg 日产CA16E多点燃油喷射四缸汽油机的最高燃烧压力测量实例： 三、多缸发动机缸间排放差异实例 图6-19 不同空燃比时各缸排放及空燃比 1．空燃比的影响 CO：（a）~ (b) 浓混合气条件下各缸CO差别大, [CO]Ⅰ/ [CO] Ⅳ≈5.5 HC缸间差异：中等浓度最低，过浓或过稀时HC大 空燃比的差异[图(d)]：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ不大，Ⅳ稍稀。稀混合气下（?max- ?min）变小。 NOx缸间差异：中等浓度的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ缸的NOx高于过稀和过浓，且[NOx] Ⅳ/ [NOx]Ⅰ≈2.4。浓混合气条件 [NOx] Ⅳ/ [NOx]Ⅰ≈6.2倍 曲轴箱通风系统(Crankcase emission control system)：使活塞环端隙等处泄漏到曲轴箱的混合气进入到进气系统，重新进入气缸燃烧。避免了这些以HC为主的混合气排入大气 第五节 汽油机排气污染物的主要控制措施 一、排气净化系统的基本构成 排气净化系统常见的六个基本装置： 排气催化净化系统(Catalytic converter system )：使由发动机排出的有害成分进一步降低，它还包括催化器温度控制器、空燃比反馈控制用氧传器等 燃料蒸发控制系统：用碳罐中的活性碳吸附燃油箱等处产生的有害燃料蒸发气体，并依靠发动机进气系统真空度的作用使其同空气一起被吸入气缸燃