第八章 發(fā)動機排放與噪聲

1、第八章第八章 發(fā)動機排放與噪聲發(fā)動機排放與噪聲 隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，汽車保有量的隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，汽車保有量的急劇增加，發(fā)動機的排氣污染與噪聲污染已成急劇增加，發(fā)動機的排氣污染與噪聲污染已成為地球環(huán)境的主要污染源，特別是發(fā)動機有害為地球環(huán)境的主要污染源，特別是發(fā)動機有害排放物對城市的大氣污染構成了嚴重威脅，各排放物對城市的大氣污染構成了嚴重威脅，各國都相繼制定了日益嚴格的排放標準，因而發(fā)國都相繼制定了日益嚴格的排放標準，因而發(fā)動機環(huán)保技術與節(jié)能技術一樣，成為當今發(fā)動動機環(huán)保技術與節(jié)能技術一樣，成為當今發(fā)動機技術發(fā)展的首要課題。機技術發(fā)展的首要課題。排放排放: : 汽油機的汽油機的CO

2、CO、NOxNOx和和HCHC排放比柴油機的多，柴油排放比柴油機的多，柴油機的炭粒排放比汽油機的多。機的炭粒排放比汽油機的多。 據(jù)統(tǒng)計，一輛轎車一年排出的有害廢氣比自身據(jù)統(tǒng)計，一輛轎車一年排出的有害廢氣比自身重量大重量大3 3倍。每千輛汽車每天排出一氧化碳約倍。每千輛汽車每天排出一氧化碳約3000kg3000kg，碳氫化合物碳氫化合物200200400kg400kg，氮氧化合物，氮氧化合物5050150kg150kg。汽。汽車尾氣正在成為大氣污染的車尾氣正在成為大氣污染的“元兇元兇”。 噪聲噪聲: : 汽車的主要噪聲源汽車的主要噪聲源 發(fā)動機。發(fā)動機。 汽油機的主要噪聲源汽油機的主要噪聲源 風

3、扇噪聲和配氣機構風扇噪聲和配氣機構噪聲。噪聲。 柴油機的主要噪聲源柴油機的主要噪聲源 燃燒噪聲燃燒噪聲 柴油機的噪聲比汽油機的大。柴油機的噪聲比汽油機的大。本章主要介紹：本章主要介紹：1.1.有害排放物的危害及生成；有害排放物的危害及生成；2.2.突出影響汽油機、柴油機排放物生成的主要突出影響汽油機、柴油機排放物生成的主要因素與常用的有害排放物控制技術；因素與常用的有害排放物控制技術；3.3.簡述排放標準與測試技術；簡述排放標準與測試技術；4.4.發(fā)動機噪聲來源與控制；發(fā)動機噪聲來源與控制；5.5.兼顧各種控制方法對發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性兼顧各種控制方法對發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性帶來的影響，以期尋求

4、最優(yōu)的綜合性能。帶來的影響，以期尋求最優(yōu)的綜合性能。第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)動機有害排放物的生成及危害發(fā)動機有害排放物的生成及危害一、發(fā)動機排放污染的現(xiàn)狀一、發(fā)動機排放污染的現(xiàn)狀 發(fā)動機廢氣污染是空氣中不定組分的最主要的來源，已成為發(fā)動機廢氣污染是空氣中不定組分的最主要的來源，已成為城市污染的首要污染源。下表城市污染的首要污染源。下表8-18-1為一些國家和國內一些城市發(fā)為一些國家和國內一些城市發(fā)動機排放污染占總的大氣污染的百分率：中國的數(shù)據(jù)為動機排放污染占總的大氣污染的百分率：中國的數(shù)據(jù)為19981998年的，年的，其他地區(qū)數(shù)據(jù)為其他地區(qū)數(shù)據(jù)為19951995的。的。表表8-1 8-1 部分國家和國

5、內部分城市發(fā)動機廢氣排放污染物百分率（）部分國家和國內部分城市發(fā)動機廢氣排放污染物百分率（）美國美國日本日本德國德國北京北京上海上海重慶重慶廣州廣州CO8294.665638679.588.8HC5867Ox48695546.0567779.3微粒微粒89.4 根據(jù)國務院發(fā)展研究中心課題組的方案預測結果，中國汽車根據(jù)國務院發(fā)展研究中心課題組的方案預測結果，中國汽車保有量在保有量在20052005年達到年達到33563356萬輛，萬輛，20102010年將達到年將達到56695669萬兩（萬兩（實際截實際截至至0909年第一季度我國汽車保有量為年第一季度我國汽車保有量為

6、6689.86689.8萬輛萬輛），），20202020年將達到年將達到1310313103萬兩（萬兩（實際截至實際截至20132013年底，我國汽車保有量已達年底，我國汽車保有量已達1.371.37億億輛輛）。 隨著汽車保有量的增加，我國發(fā)動機污染物排放總量也日趨隨著汽車保有量的增加，我國發(fā)動機污染物排放總量也日趨上升。上升。 20032003年全國機動車碳氫化合物年全國機動車碳氫化合物(HC)(HC)、一氧化碳、一氧化碳(CO)(CO)和氮氧化和氮氧化物物(NO )(NO )排放量已分別達到排放量已分別達到8368361 1萬萬t t、3 6393 6398 8萬萬t t和和549.254

7、9.2萬萬t t，比比19951995年分別增加了年分別增加了2.512.51、2.052.05和和3.013.01倍，而其他污染源大氣主倍，而其他污染源大氣主要污染物排放總量要污染物排放總量19951995年與年與20032003年相比，平均下降了年相比，平均下降了1515左右。左右。二、發(fā)動機排放污染物的危害二、發(fā)動機排放污染物的危害 發(fā)動機排放污染物有發(fā)動機排放污染物有一氧化碳、碳氫一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物和微?；衔铩⒌趸锖臀⒘?，這些污染物對，這些污染物對人體健康造成了很大的危害，而且，排出人體健康造成了很大的危害，而且，排出的二氧化碳氣體由于造成溫室效應，對大的二氧化碳氣體

8、由于造成溫室效應，對大氣環(huán)境有嚴重影響。氣環(huán)境有嚴重影響。 1 1、一氧化碳、一氧化碳 （COCO） COCO是無色、無臭、有窒息性的毒性氣體，人體血液中的血是無色、無臭、有窒息性的毒性氣體，人體血液中的血紅素蛋白（紅素蛋白（HbHb）對）對COCO的親和力比對氧氣的親和力高的親和力比對氧氣的親和力高300300倍，能倍，能很快和很快和HbHb結合形成碳氧血紅素蛋白（結合形成碳氧血紅素蛋白（HbCOHbCO），同時），同時HbCOHbCO的解離的解離速度卻是氧合血紅素蛋白的解離速度的速度卻是氧合血紅素蛋白的解離速度的1/36001/3600，且，且HbCOHbCO的存在的存在影響氧合血紅蛋白的

9、解離，阻礙了氧的釋放，導致人體缺氧，影響氧合血紅蛋白的解離，阻礙了氧的釋放，導致人體缺氧，血液中不同濃度血液中不同濃度HbCOHbCO對人體健康的影響見表對人體健康的影響見表8 82 2：表表8-2 不同濃度的不同濃度的CO對人體健康的影響對人體健康的影響血液血液HbCO含含量（）量（）對人體健康的影響對人體健康的影響1020輕度中毒：頭痛、頭暈、耳鳴、惡心、嘔吐、心悸、四肢無力或有短輕度中毒：頭痛、頭暈、耳鳴、惡心、嘔吐、心悸、四肢無力或有短暫的暈厥暫的暈厥3040中度中毒：除上述癥狀加重外，出現(xiàn)程度較淺的昏迷中度中毒：除上述癥狀加重外，出現(xiàn)程度較淺的昏迷50以上以上重度中毒：除上述癥狀外，

10、常并發(fā)肺水腫、腦水腫、呼吸困難、心率重度中毒：除上述癥狀外，常并發(fā)肺水腫、腦水腫、呼吸困難、心率失常等，可在短時間內死亡失常等，可在短時間內死亡2 2、碳氫化合物（、碳氫化合物（HCHC） HCHC包括未燃和未完全燃燒的燃油、潤滑油包括未燃和未完全燃燒的燃油、潤滑油及其裂解和部分氧化產(chǎn)物，如烷烴、稀烴、芳香及其裂解和部分氧化產(chǎn)物，如烷烴、稀烴、芳香烴、醛、酮、酸等數(shù)百種成分。烴、醛、酮、酸等數(shù)百種成分。（1 1）烷烴基本上無味，對人體健康不產(chǎn)生直接影）烷烴基本上無味，對人體健康不產(chǎn)生直接影響。稀烴略帶甜味，有麻醉作用，對粘膜有刺激，響。稀烴略帶甜味，有麻醉作用，對粘膜有刺激，經(jīng)代謝轉化會變成對

11、基因有毒的環(huán)氧衍生物。芳經(jīng)代謝轉化會變成對基因有毒的環(huán)氧衍生物。芳香烴對血液和神經(jīng)系統(tǒng)有害，特別是多環(huán)芳香烴香烴對血液和神經(jīng)系統(tǒng)有害，特別是多環(huán)芳香烴（PAHPAH）及其衍生物有強致癌作用。）及其衍生物有強致癌作用。（2 2）醛類是刺激性物質，對眼、呼吸道、血液有）醛類是刺激性物質，對眼、呼吸道、血液有毒害。毒害。（3 3）烴類成分還是引起光化學煙霧的主要物質。）烴類成分還是引起光化學煙霧的主要物質。3 3、氮氧化物（、氮氧化物（NOxNOx） 氮氧化物是燃燒過程形成的多種氮氧化物，如氮氧化物是燃燒過程形成的多種氮氧化物，如NONO、NONO2 2、N N2 2O O3 3、N N2 2O O

12、5 5，總稱為，總稱為NONOx x。在內燃機中主要是。在內燃機中主要是NONO，約占，約占9595，其，其次為次為NONO2 2，占，占5 5。(1)NO(1)NO是無色無味氣體，只有輕度刺激性，毒性不大，高濃度時是無色無味氣體，只有輕度刺激性，毒性不大，高濃度時會造成中樞神經(jīng)有輕度障礙，但會造成中樞神經(jīng)有輕度障礙，但NONO易被氧化成易被氧化成NONO2 2。 (2)NO(2)NO2 2是一種紅棕色有刺激性氣味的有毒氣體。它對人體健康的是一種紅棕色有刺激性氣味的有毒氣體。它對人體健康的影響見表影響見表8-38-3。 NONO2 2吸入人體后，和血液中血紅素蛋白（吸入人體后，和血液中血紅素蛋

13、白（HbHb）結合，使血液輸氧能力下降，對心臟、肝、腎都會有影響。結合，使血液輸氧能力下降，對心臟、肝、腎都會有影響。 NONO2 2易溶于水，被人吸入肺部后，能與肺中的水分結合成稀硝易溶于水，被人吸入肺部后，能與肺中的水分結合成稀硝酸，引起支氣管炎、肺氣腫。酸，引起支氣管炎、肺氣腫。 NONO2 2是地面附近大氣中形成光化學煙霧的主要因素，也是酸是地面附近大氣中形成光化學煙霧的主要因素，也是酸雨的來源之一。雨的來源之一。 NO2含量（含量（10-6） 對人體健康的影對人體健康的影響響NO2含量（含量（10-6）對人體健康的影對人體健康的影響響1聞到臭味聞到臭味803min感到胸痛、感到胸痛、

14、惡心惡心5聞到強臭味聞到強臭味1001503060min內因內因肺水腫而死亡肺水腫而死亡101510min眼、鼻、呼眼、鼻、呼吸道受到刺激吸道受到刺激250很快死亡很快死亡501min內人呼吸困內人呼吸困難難表表8-3 不同濃度的不同濃度的NO2對人體健康的影響對人體健康的影響4 4、光化學煙霧、光化學煙霧 HCHC和和NONOx x在太陽紫外線作用下會生成臭氧（在太陽紫外線作用下會生成臭氧（O O3 3）和過氧?；酰┖瓦^氧酰基硝酸鹽（酸鹽（PANPAN），即一種具有刺激性的淺藍色煙霧，稱為光化學煙），即一種具有刺激性的淺藍色煙霧，稱為光化學煙霧，它是一種有強刺激性的二次污染物。霧，它是一種

15、有強刺激性的二次污染物。 臭氧對人體的危害主要表現(xiàn)在：臭氧對人體的危害主要表現(xiàn)在：（1 1）刺激和破壞深部呼吸道粘膜和組織，對眼睛也有刺激。其毒刺激和破壞深部呼吸道粘膜和組織，對眼睛也有刺激。其毒害與二氧化氮類似。在低濃度長時間作用下，會引起慢性呼吸道害與二氧化氮類似。在低濃度長時間作用下，會引起慢性呼吸道疾病與其它疾病。疾病與其它疾病。（2 2）還能阻礙血液輸氧的功能，造成組織缺氧現(xiàn)象，并會造成視）還能阻礙血液輸氧的功能，造成組織缺氧現(xiàn)象，并會造成視力遲鈍、甲狀腺功能受損、骨骼早期鈣化等毒害。力遲鈍、甲狀腺功能受損、骨骼早期鈣化等毒害。（3 3）根據(jù)近年研究，它還會引起染色體的畸變。）根據(jù)近

16、年研究，它還會引起染色體的畸變。 表表8-4 不同濃度的不同濃度的O3對人體健康的影響對人體健康的影響O3含量（含量（10-6） 對人體健康的影對人體健康的影響響O3含量（含量（10-6）對人體健康的影對人體健康的影響響0.02開始聞到臭味開始聞到臭味11h會引起氣喘，會引起氣喘，2h就感頭痛就感頭痛0.21h就感到胸緊就感到胸緊510全身痛、麻痹引全身痛、麻痹引起肺水腫起肺水腫0.20.536h視力下降視力下降5030min即死亡即死亡5 5、微粒、微粒 微粒對人體健康的危害和微粒的大小及其微粒對人體健康的危害和微粒的大小及其組成有關。微粒愈小，懸浮在空氣中的時間愈長，組成有關。微粒愈小，懸

17、浮在空氣中的時間愈長，進入人體肺部后停滯在肺部及支氣管中的比例愈進入人體肺部后停滯在肺部及支氣管中的比例愈大，危害也就愈大。微粒除對人體呼吸系統(tǒng)有害大，危害也就愈大。微粒除對人體呼吸系統(tǒng)有害外，由于微粒存在孔隙而能粘附外，由于微粒存在孔隙而能粘附SOSO2 2、未燃、未燃HCHC、NONO2 2等有毒物質和苯丙芘等致癌物，因而對人體等有毒物質和苯丙芘等致癌物，因而對人體健康造成更大危害。由于柴油機的微粒直徑大多健康造成更大危害。由于柴油機的微粒直徑大多小于小于0.30.3微米，而且數(shù)量比汽油機高出微米，而且數(shù)量比汽油機高出30306060倍，倍，成分更為復雜，因而柴油機排出的微粒危害更大。成分

18、更為復雜，因而柴油機排出的微粒危害更大。三、發(fā)動機排放污染物生成機理三、發(fā)動機排放污染物生成機理 發(fā)動機排放主要和發(fā)動機排放主要和發(fā)動機的混合氣形成發(fā)動機的混合氣形成、燃燒過程及燃燒結束后在排氣燃燒過程及燃燒結束后在排氣過程中的化學反應過程中的化學反應有關，此外，還與有關，此外，還與燃油的蒸發(fā)燃油的蒸發(fā)等因素有關。等因素有關。 由于汽油機和柴油機的燃燒特點不同，因而它們的污染物生成機理也不由于汽油機和柴油機的燃燒特點不同，因而它們的污染物生成機理也不同。由表同。由表8-58-5可見，汽油機污染物主要是可見，汽油機污染物主要是COCO、HCHC和和NONOx x。而柴油機污染物主要。而柴油機污染

19、物主要是微粒和是微粒和NONOx x。表表8-5 8-5 汽油機與柴油機排放污染物的比較汽油機與柴油機排放污染物的比較成分成分汽油機汽油機柴油機柴油機成分成分汽油機汽油機柴油機柴油機COCO（）（）0.10.16 60.050.050.500.50NONOx x （1010-6-6）200020004000400070070020002000HCHC（1010-6-6）2000200020020010001000微粒微粒/(g/m/(g/m3 3) )0.0050.0050.150.150.300.301 1、一氧化碳的生成、一氧化碳的生成1 1）燃料不完全燃燒：）燃料不完全燃燒：COCO是烴

20、類燃料在燃燒過程中是烴類燃料在燃燒過程中由于缺氧而不完全燃燒的產(chǎn)物。由于缺氧而不完全燃燒的產(chǎn)物。2 2）混合氣不均勻：）混合氣不均勻：即使在富氧燃燒時，混合氣也即使在富氧燃燒時，混合氣也不可能絕對均勻，總會有過濃區(qū)，就會產(chǎn)生不可能絕對均勻，總會有過濃區(qū)，就會產(chǎn)生COCO。3 3）COCO2 2和和H H2 2O O在高溫時的裂解：在高溫時的裂解：當發(fā)動機氣缸內溫當發(fā)動機氣缸內溫度超過度超過200020000 0C C， COCO2 2會產(chǎn)生高溫離解反應，溫度會產(chǎn)生高溫離解反應，溫度愈高，離解反應愈劇烈，生成的愈高，離解反應愈劇烈，生成的COCO愈多。愈多。 2 CO2 CO2 2 2CO2CO

21、 O O2 22 2、碳氫化合物的生成、碳氫化合物的生成 汽油機汽油機未燃未燃HCHC的生成與排放有三個渠道：的生成與排放有三個渠道：1 1）在氣缸內的燃燒過程中生成并隨排氣排出；）在氣缸內的燃燒過程中生成并隨排氣排出；2 2）從燃燒室通過活塞與氣缸之間的各間隙漏入曲）從燃燒室通過活塞與氣缸之間的各間隙漏入曲軸箱的竄氣，含有大量軸箱的竄氣，含有大量HCHC，稱為曲軸箱排放物；，稱為曲軸箱排放物；3 3）從發(fā)動機和汽車的燃油系統(tǒng)，即燃油箱、燃油）從發(fā)動機和汽車的燃油系統(tǒng)，即燃油箱、燃油供給系等處蒸發(fā)的汽油蒸汽，稱為蒸發(fā)排放物。供給系等處蒸發(fā)的汽油蒸汽，稱為蒸發(fā)排放物。均勻混合氣生成未燃均勻混合氣

22、生成未燃HCHC有下述多種機理有下述多種機理：1 1）冷激效應：）冷激效應：燃燒室壁面對火焰的迅速冷卻燃燒室壁面對火焰的迅速冷卻（稱為冷激或淬冷）使火焰不能一直傳播（稱為冷激或淬冷）使火焰不能一直傳播到缸壁表面，在表面上留下一薄層未燃燒到缸壁表面，在表面上留下一薄層未燃燒的或不完全燃燒的混合氣。這種效應產(chǎn)生的或不完全燃燒的混合氣。這種效應產(chǎn)生的的HCHC占到總量的占到總量的50%-70%50%-70%。正常運轉工況正常運轉工況：冷激層的未燃冷激層的未燃HCHC只有極少一只有極少一部分成為未燃部分成為未燃HCHC排放排放冷起動、暖機和怠速工況冷起動、暖機和怠速工況：壁面冷激是未燃壁面冷激是未燃H

23、CHC的重要來源，的重要來源，HCHC多多縫隙效應是冷激效應的主要表現(xiàn)縫隙效應是冷激效應的主要表現(xiàn)2 2）潤滑油膜和多孔性含碳沉積物吸附：）潤滑油膜和多孔性含碳沉積物吸附：這種機理產(chǎn)生這種機理產(chǎn)生的的HCHC占到總量的占到總量的25%-30%25%-30%。3 3）火焰淬熄）火焰淬熄：易發(fā)生在廢氣再循環(huán)、冷起動、暖機、易發(fā)生在廢氣再循環(huán)、冷起動、暖機、怠速、小負荷、加、減速瞬態(tài)等混合氣過濃或過稀工怠速、小負荷、加、減速瞬態(tài)等混合氣過濃或過稀工況下；況下；4 4）未燃碳氫化合物及其氧化產(chǎn)物混合物：）未燃碳氫化合物及其氧化產(chǎn)物混合物：發(fā)動機產(chǎn)生發(fā)動機產(chǎn)生最高排氣溫度和最長停留時間的運轉工況，使最高

24、排氣溫度和最長停留時間的運轉工況，使HCHC排放排放降低很多；推遲點火以提高排氣溫度，有利于降低很多；推遲點火以提高排氣溫度，有利于HCHC后期后期氧化；利用增大排氣支管處橫截面積或用陶瓷涂層對氧化；利用增大排氣支管處橫截面積或用陶瓷涂層對壁面絕熱來降低該處的熱損失，有利于壁面絕熱來降低該處的熱損失，有利于HCHC后期氧化。后期氧化。柴油機排放的未燃柴油機排放的未燃HC:HC:完全由燃燒過程產(chǎn)生。由于柴油機的工完全由燃燒過程產(chǎn)生。由于柴油機的工作原理與汽油機不同，噴出燃油停留在燃燒室中的時間比汽油作原理與汽油機不同，噴出燃油停留在燃燒室中的時間比汽油機短的多，因而受壁面激冷效應、縫隙效應、油膜

25、吸附、沉積機短的多，因而受壁面激冷效應、縫隙效應、油膜吸附、沉積物吸附作用很小。這也是柴油機物吸附作用很小。這也是柴油機HCHC排放較低的原因。排放較低的原因。 柴油機未燃柴油機未燃HCHC的排放主要來自的排放主要來自: :1)1)柴油噴柱的外緣混合過度造成柴油噴柱的外緣混合過度造成的過稀混合氣地區(qū)，結果造成柴油的過稀混合氣地區(qū)，結果造成柴油機怠速、小負荷運轉時的機怠速、小負荷運轉時的HCHC排放高排放高于全負荷工況。于全負荷工況。2)2)噴油器的殘油腔容積（指噴油器噴油器的殘油腔容積（指噴油器嘴部針閥座下游的壓力室容積加上嘴部針閥座下游的壓力室容積加上各噴油孔道的容積）對各噴油孔道的容積）對

26、HCHC的排放也的排放也會有影響，這部分容積中的柴油大會有影響，這部分容積中的柴油大概有概有1/51/5左右以未燃左右以未燃HCHC的形式排出。的形式排出。3 3、氮氧化物的生成、氮氧化物的生成 發(fā)動機排放的發(fā)動機排放的NONOx x主要是主要是NONO。NONO的生成主要取決于的生成主要取決于: :（1 1）氧的濃度；（）氧的濃度；（2 2）燃燒溫度；（燃燒溫度；（3 3）反應滯留時間。）反應滯留時間。4 4、微粒、微粒 汽油機：汽油機：用含鉛汽油時汽油中的鉛和汽油中硫造成的硫酸鹽，是排氣微粒用含鉛汽油時汽油中的鉛和汽油中硫造成的硫酸鹽，是排氣微粒的主要成分，用無鉛汽油時，可以認為汽油機基本

27、上不排放微粒。的主要成分，用無鉛汽油時，可以認為汽油機基本上不排放微粒。 柴油機：柴油機：柴油機的微粒排放量要比汽油機大幾十倍。微粒主要由在燃燒時柴油機的微粒排放量要比汽油機大幾十倍。微粒主要由在燃燒時生成的含碳粒子（碳煙）及其表面上吸附的多種有機可溶成分（生成的含碳粒子（碳煙）及其表面上吸附的多種有機可溶成分（SOFSOF）組成。）組成。碳煙是可燃的，很大一部分碳煙在燃燒的后續(xù)過程會被燒掉（氧化）。碳煙是可燃的，很大一部分碳煙在燃燒的后續(xù)過程會被燒掉（氧化）。 碳煙的生成主要在燃燒的初期和中期，碳煙的氧化主要是在燃燒的中期碳煙的生成主要在燃燒的初期和中期，碳煙的氧化主要是在燃燒的中期和后期。

28、柴油機排出缸外的碳煙生成速率是碳煙生成速率與碳煙氧化速率之和后期。柴油機排出缸外的碳煙生成速率是碳煙生成速率與碳煙氧化速率之差。碳煙氧化速率主要和溫度、剩余氧、在高溫下的逗留時間有關。差。碳煙氧化速率主要和溫度、剩余氧、在高溫下的逗留時間有關。5 5、光化學煙霧、光化學煙霧 產(chǎn)生光化學煙霧的基本條件是大氣中存在一定濃度的產(chǎn)生光化學煙霧的基本條件是大氣中存在一定濃度的HCHC和和NONOx x（一次有害（一次有害污染物），當污染物），當HCHC的濃度大于的濃度大于NONOx x濃度的濃度的3 3倍時，在強烈的陽光照射的誘發(fā)下產(chǎn)倍時，在強烈的陽光照射的誘發(fā)下產(chǎn)生生O O3 3和過氧?；跛猁}（和過

29、氧?；跛猁}（PANPAN）組成的光化學煙霧。一般這種二次有害污染物）組成的光化學煙霧。一般這種二次有害污染物常發(fā)生在夏秋之間，在污染物多、大氣不流暢的大城市或盆地地區(qū)，而且在常發(fā)生在夏秋之間，在污染物多、大氣不流暢的大城市或盆地地區(qū)，而且在午后午后2 23 3點鐘，光化學煙霧濃度最高。點鐘，光化學煙霧濃度最高。HCHCNONOx x O O3 3PANPAN第二節(jié)第二節(jié) 影響汽油機有害排放物生成的主要影響汽油機有害排放物生成的主要因素及控制因素及控制一、影響因素一、影響因素1 1、混合氣成分、混合氣成分 汽油機是一種預混燃燒，汽油機是一種預混燃燒，其可燃混合氣濃度范圍比其可燃混合氣濃度范圍比

30、較窄，而且在怠速、滿負較窄，而且在怠速、滿負荷等工況下處于濃混合氣荷等工況下處于濃混合氣工作，因而混合氣成分是工作，因而混合氣成分是影響排放的最主要的因素。影響排放的最主要的因素。如圖如圖8-68-6為混合氣成分對為混合氣成分對COCO、HCHC、NONOx x的影響曲線。的影響曲線。2 2、點火正時、點火正時 如圖如圖8-78-7所示為燃油消耗量和有所示為燃油消耗量和有害排放物隨點火時間變化的關系害排放物隨點火時間變化的關系曲線：曲線：減小點火提前角對減小點火提前角對NONO及及HCHC均有利，但以犧牲動力性為代價。均有利，但以犧牲動力性為代價。3 3、負荷、負荷 負荷是通過混合氣成分對燃燒

31、產(chǎn)負荷是通過混合氣成分對燃燒產(chǎn)物中有害物質發(fā)生影響的物中有害物質發(fā)生影響的（a a）在怠速和小負荷工況運行時，）在怠速和小負荷工況運行時，供給偏濃混合氣，供給偏濃混合氣，COCO、HCHC排出量排出量增多；增多；（b b）在中等負荷時，供給經(jīng)濟混合）在中等負荷時，供給經(jīng)濟混合氣，氣，COCO含量最少，含量最少，HCHC含量也較低，含量也較低，NONOx x生成量增多；生成量增多；（c c）在滿負荷時，混合氣濃，燃燒）在滿負荷時，混合氣濃，燃燒氣體溫度、壓力上升，氣體溫度、壓力上升，NONOx x生成量生成量增多，增多，HCHC排放量減少，排放量減少，COCO排放量排放量增多。增多。4 4、轉速

32、、轉速 隨著發(fā)動機轉速的升高隨著發(fā)動機轉速的升高，混合氣經(jīng)過進氣系統(tǒng)的流速及活塞運動速度也隨，混合氣經(jīng)過進氣系統(tǒng)的流速及活塞運動速度也隨之升高，缸內紊流加強，促進混合，改善了缸內的燃燒，減少了激冷層的厚之升高，缸內紊流加強，促進混合，改善了缸內的燃燒，減少了激冷層的厚度，度，使使COCO、HCHC排放減少。排放減少。NONOx x的生成量與混合氣成分有關：當用濃混合氣時，的生成量與混合氣成分有關：當用濃混合氣時，NONOx x生成量增加；當用稀混合氣時，生成量增加；當用稀混合氣時，NONOx x生成量減少。提高怠速轉速使混合氣變生成量減少。提高怠速轉速使混合氣變稀，稀，COCO及及HCHC的排

33、放量減少，但油耗會有所上升。的排放量減少，但油耗會有所上升。5 5、工況、工況 汽車發(fā)動機主要是在包括怠速、加速、定速、減速運轉等不穩(wěn)定工況下汽車發(fā)動機主要是在包括怠速、加速、定速、減速運轉等不穩(wěn)定工況下工作，不同工況由于混合氣濃度不同，有害物的排放量相差很大，見表工作，不同工況由于混合氣濃度不同，有害物的排放量相差很大，見表8-68-6。表表8-6 8-6 不同工況下的不同工況下的COCO、HCHC、NOxNOx排放濃度排放濃度 工況工況/ /（km/h)km/h)排放量排放量怠速怠速0 0定速定速4040加速加速0 400 40減速減速40 040 0CO(%)CO(%)4.04.010.

34、010.00.50.51.01.00.70.75.05.01.51.54.54.5HC(10HC(10-6-6) )300200030020002002004004003003006006001000100030003000NONOx x(10(10-6-6) )5010050100100010003000300010001000400040005 550506 6、廢氣再循環(huán)率、廢氣再循環(huán)率 在中高速工況選擇恰當?shù)脑谥懈咚俟r選擇恰當?shù)腅GREGR率率能有效的控制能有效的控制NONOx x的排放量，如果的排放量，如果EGREGR率過大，率過大，NONOx x濃度雖然下降，但實際濃度雖然下降，

35、但實際進入缸內的可燃混合氣減少，燃燒進入缸內的可燃混合氣減少，燃燒 的有效性降低，動力性會變差。的有效性降低，動力性會變差。二、機內凈化技術二、機內凈化技術 機內凈化機內凈化是指改善可燃混合氣是指改善可燃混合氣的品質和燃燒狀況，抑制有害氣體的品質和燃燒狀況，抑制有害氣體的產(chǎn)生，降低排氣中的有害成分。的產(chǎn)生，降低排氣中的有害成分。1 1、廢氣再循環(huán)轉置（、廢氣再循環(huán)轉置（EGREGR，exhaust exhaust gas recirculation)gas recirculation) EGREGR是控制是控制NONOx x排放的主要措施，排放的主要措施，EGREGR率必須根據(jù)工況要求進行控制

36、率必須根據(jù)工況要求進行控制, ,見圖見圖8-118-11所示。所示。2、改進發(fā)動機設計、改進發(fā)動機設計（1 1）冷起動、暖機和怠速：）冷起動、暖機和怠速：冷起動：冷起動：提高點火能量，增大起動機的功率，盡量縮短起動時間。提高點火能量，增大起動機的功率，盡量縮短起動時間。暖機：暖機：暖機期間要使混合氣、冷卻液、機油盡快熱起來。暖機期間要使混合氣、冷卻液、機油盡快熱起來。A A、混合氣進氣系統(tǒng)設計、混合氣進氣系統(tǒng)設計：采用：采用進氣自動加熱系統(tǒng)進氣自動加熱系統(tǒng)，幫助改善暖，幫助改善暖機和寒冷天氣運轉時混合氣形成；采用機和寒冷天氣運轉時混合氣形成；采用進氣溫度自動調節(jié)式空氣進氣溫度自動調節(jié)式空氣濾清

37、器濾清器，保證外界氣溫變化很大的情況下，使進氣溫度大致保持，保證外界氣溫變化很大的情況下，使進氣溫度大致保持在在4040度左右，從而得到較稀混合氣；度左右，從而得到較稀混合氣；B B、冷卻液冷卻系設計、冷卻液冷卻系設計：采用：采用節(jié)溫器控制冷卻液的循環(huán)節(jié)溫器控制冷卻液的循環(huán)，應用，應用溫溫控硅油離合器風扇或溫控電扇控硅油離合器風扇或溫控電扇改善冷卻系對溫度的適應性，以減改善冷卻系對溫度的適應性，以減少發(fā)動機暖機和小負荷冷天運轉時的污染物排放；少發(fā)動機暖機和小負荷冷天運轉時的污染物排放；C C、機油潤滑系設計：機油冷卻器應有自動控制溫度的裝置、機油潤滑系設計：機油冷卻器應有自動控制溫度的裝置，既

38、，既保證大負荷下機油得到足夠冷卻，又保證暖機時使機油很快熱起保證大負荷下機油得到足夠冷卻，又保證暖機時使機油很快熱起來。來。怠速：怠速：汽油機在實際使用中怠速工況占很大汽油機在實際使用中怠速工況占很大比例，在怠速工況下由于殘余廢氣量大，比例，在怠速工況下由于殘余廢氣量大，混合氣不得不加濃，導致混合氣不得不加濃，導致COCO、HCHC排放很高，排放很高，為此提高怠速轉速至為此提高怠速轉速至8008001000r/min1000r/min。提高怠速轉速措施：提高怠速轉速措施：1 1、加載空調、加載空調 （接通壓縮機離合器，自動提（接通壓縮機離合器，自動提高發(fā)動機怠速轉速；斷開壓縮機離合器，高發(fā)動機

39、怠速轉速；斷開壓縮機離合器，自動恢復原怠速轉速自動恢復原怠速轉速 ）；）；2 2、自動變速器掛檔、自動變速器掛檔 ；3 3、電噴車用發(fā)動機芯片、電噴車用發(fā)動機芯片完成怠速的控制完成怠速的控制 ( (旁旁通空氣道式怠速提升裝置通空氣道式怠速提升裝置, ,怠速部分增加的怠速部分增加的進氣量從旁通閥進入進氣量從旁通閥進入 ) )。（2 2）壓縮比：）壓縮比：較高的壓縮比帶來與較緊湊燃燒室類似較高的壓縮比帶來與較緊湊燃燒室類似的優(yōu)點（經(jīng)濟性、動力性較好，但壓力升高比較大，的優(yōu)點（經(jīng)濟性、動力性較好，但壓力升高比較大，NOxNOx排放量多）?，F(xiàn)代汽油機選擇更高壓縮比，大部分排放量多）。現(xiàn)代汽油機選擇更高

40、壓縮比，大部分工況能正常燃燒，通過安裝在機體上的爆燃傳感器接受工況能正常燃燒，通過安裝在機體上的爆燃傳感器接受信號，用電控單元適當推遲點火消除爆燃。信號，用電控單元適當推遲點火消除爆燃。（3 3）燃燒系統(tǒng)：）燃燒系統(tǒng)：無論從改善動力性能、經(jīng)濟性能出發(fā)，無論從改善動力性能、經(jīng)濟性能出發(fā)，還是從改善排放性能出發(fā)，對汽油機燃燒系統(tǒng)的要求都還是從改善排放性能出發(fā)，對汽油機燃燒系統(tǒng)的要求都是一致的就是燃燒室盡可能緊湊、表面積小，并帶是一致的就是燃燒室盡可能緊湊、表面積小，并帶有一定旋流。有一定旋流。緊湊的燃燒室、快速燃燒加上優(yōu)化的緊湊的燃燒室、快速燃燒加上優(yōu)化的EGREGR率和點火定時，可能給出動力性能

41、、經(jīng)濟性能、排放之率和點火定時，可能給出動力性能、經(jīng)濟性能、排放之間的最佳折中。間的最佳折中。 因此，圓盤形、浴盆形、楔形燃燒室越來越讓位于因此，圓盤形、浴盆形、楔形燃燒室越來越讓位于半球形、帳篷形等面容比小的燃燒室。半球形、帳篷形等面容比小的燃燒室。 燃燒室內火花塞燃燒室內火花塞位置是影響排放物生位置是影響排放物生成和油耗的一個重要成和油耗的一個重要因素，因素，火花塞布置在火花塞布置在燃燒室中心位置可使燃燒室中心位置可使未燃未燃HCHC排放較低。排放較低。（4 4）進氣系統(tǒng)：）進氣系統(tǒng)：A A、采用多氣門系統(tǒng)（每缸、采用多氣門系統(tǒng)（每缸3 3、4 4、或、或5 5氣門），用渦流增壓代替自氣門

42、），用渦流增壓代替自然吸氣然吸氣，可增大發(fā)動機功率來改善動力性、經(jīng)濟性，而且降低可增大發(fā)動機功率來改善動力性、經(jīng)濟性，而且降低CO2CO2和污染物的排放量，其中和污染物的排放量，其中HCHC排放降低最多。排放降低最多。B B、采用可變氣門升程和可變氣門正時等技術、采用可變氣門升程和可變氣門正時等技術，在高速時增大氣門，在高速時增大氣門重疊角，以得到高的輸出功率，在低速時，采用小的氣門重疊重疊角，以得到高的輸出功率，在低速時，采用小的氣門重疊角，減少角，減少HCHC的排放量。的排放量。C C、將進氣道、排氣道設計成與氣門正時協(xié)調：、將進氣道、排氣道設計成與氣門正時協(xié)調：使進氣結束前瞬間，使進氣結

43、束前瞬間，壓力波峰值到達進氣門，對進氣產(chǎn)生增壓效果，在進、排氣門壓力波峰值到達進氣門，對進氣產(chǎn)生增壓效果，在進、排氣門同時開啟時均為正壓差。這樣可得到較好的充排氣效果，同時同時開啟時均為正壓差。這樣可得到較好的充排氣效果，同時對排放、功率和油耗都有好處。對排放、功率和油耗都有好處。D D、設計進氣道使其產(chǎn)生進氣旋流，、設計進氣道使其產(chǎn)生進氣旋流，使燃燒室內混合氣快速燃燒，使燃燒室內混合氣快速燃燒，可增加發(fā)動機熱效率和提高稀燃能力，降低排放。可增加發(fā)動機熱效率和提高稀燃能力，降低排放。（5 5）活塞組設計：）活塞組設計：活塞、活塞環(huán)與氣缸壁之間活塞、活塞環(huán)與氣缸壁之間形成的間隙，對汽油的形成的間

44、隙，對汽油的HCHC排放有很大影響，因此排放有很大影響，因此在工作可靠的前提下盡量縮小活塞頭部（火力岸）在工作可靠的前提下盡量縮小活塞頭部（火力岸）與氣缸的間隙、減小火力岸高度。為此，要尋找與氣缸的間隙、減小火力岸高度。為此，要尋找熱膨脹更小的活塞材料（例如碳纖維復合材料）熱膨脹更小的活塞材料（例如碳纖維復合材料）和耐熱性更好的活塞環(huán)材料以及合理結構。和耐熱性更好的活塞環(huán)材料以及合理結構。（6 6）分層稀薄燃燒。）分層稀薄燃燒。3 3、電子控制燃油噴射系統(tǒng)（、電子控制燃油噴射系統(tǒng)（EFIEFI） 混合氣形成的空燃比特性是決定點燃式內燃混合氣形成的空燃比特性是決定點燃式內燃機性能和排放的關鍵因素

45、。要很好地控制空燃比機性能和排放的關鍵因素。要很好地控制空燃比最好的辦法就是采用帶氧傳感器的閉環(huán)控制的電最好的辦法就是采用帶氧傳感器的閉環(huán)控制的電子控制燃油噴射發(fā)動機。子控制燃油噴射發(fā)動機。4、提高燃油品質、提高燃油品質 除了限制汽油中鉛、硫、磷等各種有害物的除了限制汽油中鉛、硫、磷等各種有害物的含量，提高燃油辛烷值，增加抗爆燃能力等方法含量，提高燃油辛烷值，增加抗爆燃能力等方法外，采用醇類或烴類等代用燃料也可改善發(fā)動機外，采用醇類或烴類等代用燃料也可改善發(fā)動機的排放性能。的排放性能。三、機外凈化技術三、機外凈化技術 機外凈化是指用設置在發(fā)動機外部的附加裝置使排出的廢機外凈化是指用設置在發(fā)動機

46、外部的附加裝置使排出的廢氣凈化后再排入大氣。氣凈化后再排入大氣。1 1、曲軸箱強制通風系統(tǒng)（曲軸箱竄氣與燃油蒸發(fā)的、曲軸箱強制通風系統(tǒng)（曲軸箱竄氣與燃油蒸發(fā)的HCHC占發(fā)動機該占發(fā)動機該排放總量的排放總量的40%40%） 2 2、燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)、燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng) 所謂燃油蒸發(fā)是指由油箱和燃油系統(tǒng)管接頭處蒸發(fā)并排向所謂燃油蒸發(fā)是指由油箱和燃油系統(tǒng)管接頭處蒸發(fā)并排向大氣的燃油蒸氣。目前最常用的是活性碳罐式油蒸汽吸附裝置，大氣的燃油蒸氣。目前最常用的是活性碳罐式油蒸汽吸附裝置，其工作原理如圖其工作原理如圖8-178-17所示。所示。3 3、三元催化轉換器（、三元催化轉換器（TWCTWC，three

47、 way catalytic converter)three way catalytic converter) 隨著汽油機電子控制燃油噴射系統(tǒng)的不斷完善和無鉛低硫汽隨著汽油機電子控制燃油噴射系統(tǒng)的不斷完善和無鉛低硫汽油的燃用，采用油的燃用，采用TWCTWC是控制汽車排放最理想和最重要的措施。利是控制汽車排放最理想和最重要的措施。利用催化劑的催化作用可以還原用催化劑的催化作用可以還原NONOx x，并且氧化，并且氧化HCHC和和COCO，同時凈化，同時凈化這三種主要污染物，在過量空氣系數(shù)為這三種主要污染物，在過量空氣系數(shù)為1 1的附近，三元催化劑對的附近，三元催化劑對COCO、HCHC和和NON

48、Ox x能同時達到較好的凈化效果。能同時達到較好的凈化效果。第三節(jié)第三節(jié) 影響柴油機有害排放物生成的主要因素影響柴油機有害排放物生成的主要因素一、柴油機燃燒及排放一、柴油機燃燒及排放物生成的特點物生成的特點 柴油機燃燒是一種多相非柴油機燃燒是一種多相非均勻混合物的不穩(wěn)定的燃燒過程，均勻混合物的不穩(wěn)定的燃燒過程，從噴霧過程、油束形成、混合氣從噴霧過程、油束形成、混合氣的濃度與分布以及燃燒室形式等，的濃度與分布以及燃燒室形式等，對排放物生成均有復雜的影響。對排放物生成均有復雜的影響。由于油束在燃燒室空間的濃度分由于油束在燃燒室空間的濃度分布、著火部位及局部溫度各處都布、著火部位及局部溫度各處都不一

49、樣，可以對油束人為地分區(qū)不一樣，可以對油束人為地分區(qū)并將其與排放物生成的關系作一并將其與排放物生成的關系作一說明。根據(jù)負荷不同，各區(qū)排放說明。根據(jù)負荷不同，各區(qū)排放物生成的性質也不一樣。物生成的性質也不一樣。（1 1）未燃）未燃HCHC：在低負荷時，由于噴油在低負荷時，由于噴油量少，混合氣稀，缸內溫度低，量少，混合氣稀，缸內溫度低，HCHC主要產(chǎn)生在稀燃火焰熄滅區(qū)；在高主要產(chǎn)生在稀燃火焰熄滅區(qū)；在高負荷時，混合氣濃，負荷時，混合氣濃，HCHC主要產(chǎn)生在主要產(chǎn)生在油束心部、油束尾部和后噴部及壁油束心部、油束尾部和后噴部及壁面油膜處。面油膜處。（2 2）COCO：低負荷時，缸內溫度低，部低負荷時，

50、缸內溫度低，部分燃油難以氧化形成分燃油難以氧化形成COCO2 2，主要在稀，主要在稀燃火焰熄滅區(qū)及稀燃火焰區(qū)的交界燃火焰熄滅區(qū)及稀燃火焰區(qū)的交界面上生成面上生成COCO；高負荷時，在油束心；高負荷時，在油束心部、油束尾部及后噴部，因局部缺部、油束尾部及后噴部，因局部缺氧而產(chǎn)生氧而產(chǎn)生COCO。（3 3）NOxNOx：在燃燒完全、供氧充分及溫在燃燒完全、供氧充分及溫度較高的稀燃火焰區(qū)及油束心部產(chǎn)度較高的稀燃火焰區(qū)及油束心部產(chǎn)生較多；生較多；（4 4）碳煙：）碳煙：高負荷時，在油束心部、高負荷時，在油束心部、油束尾部和后噴部的氧濃度低，氣油束尾部和后噴部的氧濃度低，氣體溫度高，燃油分子容易發(fā)生高溫

51、體溫度高，燃油分子容易發(fā)生高溫裂解而形成碳煙。裂解而形成碳煙。（5 5）醛類：）醛類：主要在稀燃火焰熄滅區(qū)，主要在稀燃火焰熄滅區(qū)，由于低溫氧化而產(chǎn)生醛類中間產(chǎn)物。由于低溫氧化而產(chǎn)生醛類中間產(chǎn)物。二、影響因素二、影響因素1 1、混合氣成分、混合氣成分 柴油機的燃油供給是質調節(jié)，在工作過程中總有一定數(shù)量的過量空氣，而且柴柴油機的燃油供給是質調節(jié)，在工作過程中總有一定數(shù)量的過量空氣，而且柴油揮發(fā)性比汽油小，因此柴油機的油揮發(fā)性比汽油小，因此柴油機的HCHC及及COCO排放濃度一般比汽油機低得多?；旌蠚獬煞峙欧艥舛纫话惚绕蜋C低得多。混合氣成分與柴油機排放的關系見圖與柴油機排放的關系見圖8-218-2

52、1。2 2、噴油時刻、噴油時刻 延遲噴油是降低延遲噴油是降低NOxNOx的主要措施之一。但為了在延遲噴油以后燃燒不致惡化，應加的主要措施之一。但為了在延遲噴油以后燃燒不致惡化，應加強缸內氣流運動、促進混合氣形成、提高噴油速率以及改善噴霧質量是很有必要的。強缸內氣流運動、促進混合氣形成、提高噴油速率以及改善噴霧質量是很有必要的。三、機內凈化措施三、機內凈化措施1 1、增壓中冷技術、增壓中冷技術 通過增壓，增加了空燃比，改善了柴油機的燃燒，從而降低了微粒排放；通過增壓，增加了空燃比，改善了柴油機的燃燒，從而降低了微粒排放；同時增加空燃比加上中冷又降低了燃燒溫度，從而降低了同時增加空燃比加上中冷又降

53、低了燃燒溫度，從而降低了NOxNOx排放，而且功率排放，而且功率進一步增加。增壓中冷柴油機參數(shù)選配適當，則柴油機大部分性能都會得到進一步增加。增壓中冷柴油機參數(shù)選配適當，則柴油機大部分性能都會得到改善。改善。2 2、改進進氣系統(tǒng)、改進進氣系統(tǒng)（a a）進氣組織：）進氣組織：現(xiàn)在都傾向于加大噴油壓力，適當降低渦流比來組織燃燒?，F(xiàn)在都傾向于加大噴油壓力，適當降低渦流比來組織燃燒。大、中型柴油機則向無渦輪或弱渦流的方向發(fā)展。對小缸徑的高速柴油機，大、中型柴油機則向無渦輪或弱渦流的方向發(fā)展。對小缸徑的高速柴油機，由于燃燒室太小，為了減小撞壁的燃油量，強化壁面油膜燃燒，一般都要組由于燃燒室太小，為了減小

54、撞壁的燃油量，強化壁面油膜燃燒，一般都要組織一定強度的缸內旋流或紊流。織一定強度的缸內旋流或紊流。（b b）多氣門：）多氣門：車用中、小型柴油機正步汽油機的后塵，發(fā)展多氣門技術，加車用中、小型柴油機正步汽油機的后塵，發(fā)展多氣門技術，加大循環(huán)充氣量以改善動力性能、經(jīng)濟性能和排放性能。大循環(huán)充氣量以改善動力性能、經(jīng)濟性能和排放性能。3 3、改進噴油系統(tǒng)、改進噴油系統(tǒng)（a a）高壓噴射：）高壓噴射：減少了微粒的生成，減少了微粒的生成，NOxNOx的排放量會增大。的排放量會增大。（b b）推遲噴油提前角：）推遲噴油提前角：大大減少大大減少NOxNOx的排的排放量，噪聲也降低。放量，噪聲也降低。（c c

55、）減小噴孔直徑，增加噴孔數(shù)目：）減小噴孔直徑，增加噴孔數(shù)目：降降低微粒的排放。低微粒的排放。（d d）減小噴嘴壓力室容積：）減小噴嘴壓力室容積：只要稍微減只要稍微減小其容積，就會大幅降低小其容積，就會大幅降低HCHC的排放量。的排放量。（e e）高壓共軌電控燃油噴射：）高壓共軌電控燃油噴射：在提高柴在提高柴油機性能的同時減小了污染物的排放。油機性能的同時減小了污染物的排放。4 4、改進燃燒系統(tǒng)、改進燃燒系統(tǒng)（a a）力求提高燃燒室容積比：）力求提高燃燒室容積比：降低柴油機的碳煙和降低柴油機的碳煙和微粒排放，為此要避免采用短行程柴油機微粒排放，為此要避免采用短行程柴油機。（b b）燃燒室口徑比：

56、）燃燒室口徑比：現(xiàn)在的趨勢是除了缸徑很小的柴現(xiàn)在的趨勢是除了缸徑很小的柴油機（油機（D120mmD120mm）用較小口徑比的燃燒室外，一般采用）用較小口徑比的燃燒室外，一般采用口徑比比較大的淺平燃燒室（口徑比比較大的淺平燃燒室（d dk k/D/D0.60.60.80.8），配合），配合小孔徑的多噴孔噴嘴。小孔徑的多噴孔噴嘴。（c c）燃燒室形狀：）燃燒室形狀：縮口燃燒室已經(jīng)取代應用最廣的直縮口燃燒室已經(jīng)取代應用最廣的直邊不縮口邊不縮口 形燃燒室，加強了燃燒室中的微觀湍流，形燃燒室，加強了燃燒室中的微觀湍流，加速燃燒，減少碳煙生成。加速燃燒，減少碳煙生成。（d d）適當提高壓縮比：）適當提高壓

57、縮比：可降低可降低HCHC和和COCO排放，并結合推排放，并結合推遲噴油獲得動力經(jīng)濟性能與遲噴油獲得動力經(jīng)濟性能與NOxNOx排放之間較好的折中。排放之間較好的折中。5 5、降低機油消耗、降低機油消耗: :加強機體剛度，改善氣缸蓋與加強機體剛度，改善氣缸蓋與機體的連接，盡量減少氣缸工作面的變形；改善機體的連接，盡量減少氣缸工作面的變形；改善活塞、活塞環(huán)和氣缸表面的設計，以加強機油控活塞、活塞環(huán)和氣缸表面的設計，以加強機油控制又保證必要潤滑，同時減少機油從氣門桿的泄制又保證必要潤滑，同時減少機油從氣門桿的泄漏。漏。6 6、廢氣再循環(huán)：、廢氣再循環(huán)：由于柴油機混合氣比汽油機稀，由于柴油機混合氣比汽

58、油機稀，特別在低負荷時稀的更多，所以可以使用比汽油特別在低負荷時稀的更多，所以可以使用比汽油機大得多的廢氣再循環(huán)率來降低機大得多的廢氣再循環(huán)率來降低NOxNOx的排放。的排放。7 7、提高燃油品質、提高燃油品質 提高柴油的十六烷值，降低提高柴油的十六烷值，降低NOxNOx排放；降低排放；降低柴油含硫量，降低微粒的排放。柴油含硫量，降低微粒的排放。四、機外凈化技術四、機外凈化技術1 1、微粒捕集器（也稱柴油機微粒濾清器、微粒捕集器（也稱柴油機微粒濾清器DPFDPF，diesel diesel particulate filter)particulate filter)： 主要是通過微粒捕集器內的

59、過濾材料，采用過濾的方法對主要是通過微粒捕集器內的過濾材料，采用過濾的方法對柴油機排氣中的微粒進行凈化。微粒捕集器對碳煙過濾效率可柴油機排氣中的微粒進行凈化。微粒捕集器對碳煙過濾效率可達達9090以上，可溶性有機成分以上，可溶性有機成分SOFSOF（主要是高沸點（主要是高沸點HCHC）也能部分）也能部分被捕集。但隨過濾下來的微粒的積累，造成排氣背壓增加，導被捕集。但隨過濾下來的微粒的積累，造成排氣背壓增加，導致發(fā)動機經(jīng)濟性、動力性惡化，必須及時除去微粒捕集器中的致發(fā)動機經(jīng)濟性、動力性惡化，必須及時除去微粒捕集器中的微粒，以便能繼續(xù)工作。微粒，以便能繼續(xù)工作。2 2、氧化催化轉化器：、氧化催化轉

60、化器： 采用活性成分采用活性成分PtPt、PbPb等貴金屬催化劑，使微粒中的等貴金屬催化劑，使微粒中的SOFSOF得到得到氧化，可有效降低微粒排放，使本來排放量就少的氧化，可有效降低微粒排放，使本來排放量就少的HCHC和和COCO進一進一步降低。步降低。3 3、NOxNOx還原催化轉化器：還原催化轉化器： 為保證較高的還原效為保證較高的還原效率，往往要從外部添加率，往往要從外部添加HCHC、NH3NH3等還原劑。等還原劑。4 4、四元催化轉化器：、四元催化轉化器： 1 1、2 2、3 3合三為一，可合三為一，可以同時除去以同時除去COCO、HCHC、微粒、微粒和和NOxNOx。第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)