汽車發(fā)動機(jī)的排放特性.ppt

1、課程內(nèi)容,3.1 發(fā)動機(jī)的穩(wěn)態(tài)排放特性 3.2 發(fā)動機(jī)的瞬態(tài)排放特性,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,概述：主要內(nèi)容,介紹了汽油機(jī)和柴油機(jī)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)排放特性。敘述了汽油機(jī)和柴油機(jī)穩(wěn)態(tài)條件下轉(zhuǎn)速和負(fù)荷對各排放污染物濃度的影響及其起動、加減速等瞬態(tài)工況下的各排放污染物濃度變化的趨勢，并分析了其產(chǎn)生的原因。,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,發(fā)動機(jī)排放特性： 發(fā)動機(jī)排放污染物的濃度是隨發(fā)動機(jī)的工況(負(fù)荷與轉(zhuǎn)速)變化的，各種排氣污染物（CO、HC等）的排放量隨發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況參數(shù)如轉(zhuǎn)速n、平均有效壓力Pme等的變化規(guī)律，稱為發(fā)動機(jī)的排放特性。 比排放量： 各種排放均用比排放量（

2、比排放量指每千瓦小時所排放出的污染物的質(zhì)量）表示。,汽油機(jī)的穩(wěn)態(tài)排放特性,發(fā)動機(jī)有害排放物對大氣污染的程度，不僅取決于其排放濃度i(ppm)，而且還取決于其質(zhì)量排放量Gi（g/h），二者之間的：,式中： Vg-排氣容積流量(m3/h)； i-污染物的密度(kg/m3)。,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,關(guān)系為,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,汽油機(jī)的穩(wěn)態(tài)排放特性,由左圖可見，在常用的部分負(fù)荷區(qū)CO的排放較低；在負(fù)荷很小時，CO的排放略有上升；當(dāng)工作負(fù)荷接近全負(fù)荷時，CO的比排放量開始急劇升高，而絕對排放濃度和質(zhì)量則上升更快。,汽油機(jī)CO比排放特性,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,汽油機(jī)的穩(wěn)態(tài)排放特性

3、,從左圖中可見HC的變化趨勢和CO比較相似，中等負(fù)荷時比排放量較小，大負(fù)荷和小負(fù)荷時相對增加。,汽油機(jī)HC比排放特性圖,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,汽油機(jī)的穩(wěn)態(tài)排放特性,當(dāng)轉(zhuǎn)速一定,在中等負(fù)荷區(qū)，隨著負(fù)荷的增大，NOX絕對排放量增加，但NOX比排放量逐漸下降。 在大負(fù)荷時，NOX絕對排放量下降，比排放量下降更快。 當(dāng)負(fù)荷一定時，轉(zhuǎn)速增加，NOX的比排放量增大，其絕對排放量顯著增加。,汽油機(jī)NOX比排放特性圖,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,柴油機(jī)的穩(wěn)態(tài)排放特性,從右圖可見在大多數(shù)工況下，CO比排放量都比較小。 而高排放量出現(xiàn)在小負(fù)荷工況區(qū)。 在大負(fù)荷工況下，柴油機(jī)每循環(huán)供油量較多，燃燒室內(nèi)存在

4、過多的過濃混合氣區(qū)，氧氣的缺乏使CO不能得到及時氧化。,柴油機(jī)CO比排放特性,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,柴油機(jī)的穩(wěn)態(tài)排放特性,從右圖可見，柴油機(jī)未燃HC排放比汽油機(jī)少得多，且HC比排放量基本上是隨負(fù)荷的上升而下降，但絕對排放量基本不變。,柴油機(jī)HC比排放特性,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,柴油機(jī)的穩(wěn)態(tài)排放特性,從右圖中可以看出，柴油機(jī)NOX的高排放區(qū)主要出現(xiàn)在小負(fù)荷和高速工況。,柴油機(jī)NOX比排放特性,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,柴油機(jī)的穩(wěn)態(tài)排放特性,以下三圖分別為該柴油機(jī)排氣不透光度線性分度N、PT質(zhì)量濃度和比排放特性。,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,發(fā)動機(jī)的瞬態(tài)排放特性,發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩

5、和角速度隨時間迅速變化的工況，稱為發(fā)動機(jī)的瞬態(tài)工況。 汽車的冷態(tài)及熱態(tài)起動、加速、行駛時負(fù)載突然增加的工況，都是典型的瞬態(tài)工況，在這種工況下，其轉(zhuǎn)速和負(fù)荷不斷的變化，發(fā)動機(jī)各部件的溫度以及工作循環(huán)參數(shù)也在不斷的變化，此時發(fā)動機(jī)的排放與穩(wěn)態(tài)工況有很大的不同。,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,汽油機(jī)的瞬態(tài)排放特性,1.起動工況,汽油機(jī)常溫起動時CO、HC和NOX隨時間的變化,汽油機(jī)熱起動時CO、HC和NOX隨時間的變化,汽油機(jī)的瞬態(tài)排放特性,在常溫起動時汽油機(jī)汽油霧化差，混合氣質(zhì)量欠佳，各缸混合氣分配不均勻。 在低溫下，濃混合氣、低的壓縮溫度和壁面溫度等，都使得燃燒不完全，CO和HC的排放濃度增加，

6、同時，混合氣過濃及氣體溫度低、氧氣的缺乏使得NOX排放濃度低，但呈上升趨勢。,熱起動時，混合氣濃CO的峰值高，HC排放低， NOX在熱起動后大約29s內(nèi)高于常溫起動。,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,汽油機(jī)的瞬態(tài)排放特性,化油器式汽油機(jī)加速時，CO、HC和NOX排放量會增加。 汽油噴射發(fā)動機(jī)由于不需特別的加濃混合氣，其排放與相應(yīng)的各穩(wěn)定工況相似。,2.加減速工況 （加速）,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,汽油機(jī)的瞬態(tài)排放特性,化油器式汽油機(jī)減速時，HC和CO濃度都會增加，燃油經(jīng)濟(jì)性變差。 對于汽油噴射發(fā)動機(jī)而言，在減速時不再供油，進(jìn)氣系統(tǒng)中液態(tài)油膜少，因此排放的HC和CO很少。,2.加減速工況 （減速）,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,汽油機(jī)的瞬態(tài)排放特性,怠速時CO和HC排放濃度高而NOx排放濃度則較低。,3. 怠速工況,第3章 汽車發(fā)動機(jī)的排放特性,柴油機(jī)的瞬態(tài)排放特性,起動工況 CO、HC及微粒等有害物排放量比穩(wěn)態(tài)的高。,2.加減速等瞬態(tài)工況 在加速開始階段排氣煙度明顯增加，以后才逐漸減少。,作業(yè):,3.1 什么叫汽車的比排放量？ 3.2 比較汽油機(jī)的穩(wěn)態(tài)排放特性圖，分析CO、HC以及NOX各自的比排放量在小負(fù)荷、中負(fù)荷及全負(fù)荷時的變化趨勢。 3.3 為了降低汽油機(jī)的排放污染物，應(yīng)盡量使發(fā)動機(jī)在中等負(fù)荷下運(yùn)行。請根據(jù)汽油機(jī)的排放特性圖分析其原因