第八章 内燃机污染物的生成与控制

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第八章 内燃机污染物的生成与控制第一节 概 述

第二节 污染物的生成机理和影响因素 第三节 内燃机的排放控制 第四节 内燃机的排气后处理 第五节 排 放 法 规 第六节 OBD技术简介

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第一节 概

述

内燃机用碳氢化合物燃料在燃烧室内完全燃烧时， 如果不考虑燃料中的微量杂质的话，将只产生二 氧化碳(和水蒸气(H2O)。水在地球上大量存在，内 燃机排出的水分不会对地球水循环构成重大影响。 至于CO2,过去并不认为它是一种污染物，但因 为含碳化石燃料的大量使用，使地球的碳循环失 衡。大气中的CO2体积分数已从工业时代开始时 的2.8×10-4增加到现在的3.85×10-4左右，加剧 了“温室效应”,引起全人类的关注。

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第二节 污染物的生成机理和影响因素 一、一氧化碳 二、碳氢化合物 三、氮氧化物 四、颗粒物

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一、一氧化碳

图8-1 点燃机用11种不同H/C比的燃料时的CO排放量 与空燃比A/F及过量空气系数的关系

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一、一氧化碳

图8-2 典型的车用柴油机污染物排放量与总过量空气系数的关系

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二、碳氢化合物(1) 排气 在缸内工作过程中生成并随排气排出，称为HC的排气排放物，主 要是在燃烧过程中未来得及燃烧或未完全燃烧的燃料或润滑油。 (2) 曲轴箱 从燃烧室通过活塞与气缸之间的间隙漏入曲轴箱的窜气，含有大 量HC。 (3) 蒸发 从汽油机和其他轻质液体燃料点燃机的燃油系统，即从燃油箱、化 油器、燃油管接头等处以及停车后进气管中的油膜蒸发的燃油蒸气，如果进 入大气，同样构成HC排放物，称为蒸发排放物。

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三、氮氧化物

图8-3 排气中随点火提前角

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三、氮氧化物

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三、氮氧化物

图8-5 柴油机两种转速在不同负荷下的N排放和对应的空燃比A/F 自然吸气直喷柴油机，6×102mm×118mm,=16.5

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三、氮氧化物

图8-6 车用柴油机燃油消耗率、排 气烟度、气体排放CO、HC、N 随喷油正时的变化趋势

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四、颗粒物

图8-7 烃类燃料燃烧时碳烟DS生成 的温度T和过量空气系数条件 生成区内点的密度定性表示碳烟相对生成量

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四、颗粒物

图8-8 柴油机颗粒物排放与负荷的 关系(试验用柴油机同图8-5)

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第三节 内燃机的排放控制 一、点燃式内燃机 二、压燃式内燃机

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第三节 内燃机的排放控制

图8-9 曲轴箱强制通风(PCV)系统 1—空气滤清器 2—化油器 3—PCV阀 4—进气管 5—排气管 6—闭式呼吸口 7—通风管 8—补气管 9—气缸盖罩

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一、点燃式内燃机(一) 曲轴箱排放物的控制一 (二) 蒸发排放物的控制一 (三) 冷起动、暖机和怠速排放控制一 (四) 低排放燃料供给系统 (五) 低排放点火系统 (六) 低排放燃烧系统 (七) 排气再循环

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(一) 曲

轴箱排放物的控制一

图8-10 PCV阀的构造和工作原理