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1、碳?xì)浠衔飄c在內(nèi)燃機(jī)排放中將未燃燒和部分燃燒的碳?xì)浠衔锝y(tǒng)稱為未燃HC。2.2.1碳?xì)浠衔铮℉C)的生成機(jī)理三種渠道在缸內(nèi)工作過程中生成并隨廢氣排出,此部分HC主要是燃燒過程中未燃燒或燃燒不完全的碳?xì)淙剂?。排?從燃燒室通過活塞組與氣缸之間的間隙漏入曲軸箱的竄氣中含有大量未燃HC,如果排入大氣中也構(gòu)成HC排放物。曲軸箱2從汽油機(jī)的燃油系統(tǒng)蒸發(fā)的燃油蒸汽,如果排入大氣中也構(gòu)成HC排放物,稱為蒸發(fā)排放物。蒸發(fā)32.2.1碳?xì)浠衔铮℉C)的生成機(jī)理當(dāng)混合氣過?。é礱>1.2)時(shí),由于燃燒惡化,HC排放不斷增加。汽油與空氣形成的均勻混合氣在Φa≥1條件下燃燒時(shí),在混合
2、氣略?。é礱=1.1~1.2)時(shí),未燃HC體積分?jǐn)?shù)φHC最小。隨著Φa的減少,φHC迅速增加。當(dāng)達(dá)到某一限值,氣缸內(nèi)出現(xiàn)概率越來越大的缺火循環(huán)。由于燃料未經(jīng)燃燒就排出排氣管,HC排放急劇增加,這時(shí)的對(duì)應(yīng)燃燒稀限。1、冷激效應(yīng)壁面淬熄在燃燒過程中,燃?xì)鉁囟雀哌_(dá)2000oC以上,燃燒室壁面溫度受冷卻介質(zhì)的冷卻,溫度在300oC以下;因而壁面對(duì)火焰的迅速冷卻,使活化分子的能量被吸收,燃燒反應(yīng)鏈中斷,使化學(xué)反應(yīng)變緩或停止。狹隙效應(yīng)車用內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)有各種很狹窄的縫隙,如活塞組與氣缸壁之間的間隙、火花塞中心電極與絕緣子根部周圍狹窄空間和火花塞螺紋之間的間隙、進(jìn)排氣門與氣門座
3、面形成的密封帶狹縫、氣缸蓋墊片處的間隙等,當(dāng)間隙小到一定程度,火焰不能進(jìn)入便會(huì)產(chǎn)生未燃HC。2、潤(rùn)滑油膜對(duì)燃油蒸汽的吸附與解吸由潤(rùn)滑油膜吸附和解吸機(jī)理產(chǎn)生的未燃HC排放占其總量的25%左右。吸附在進(jìn)氣過程中,氣缸壁面和活塞頂面上的潤(rùn)滑油膜溶解和吸收了進(jìn)入氣缸的可燃混合氣中的碳?xì)浠衔镎羝=馕谌紵^程中,油膜中的HC開始向已燃?xì)饨馕R徊糠纸馕娜加驼羝c高溫的燃燒產(chǎn)物混合并被氧化,其余部分與較低溫度的燃?xì)饣旌衔幢谎趸?、燃燒室內(nèi)沉積物的影響發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后,會(huì)在燃燒室壁面、活塞頂、進(jìn)排氣門上形成沉積物,從而使HC排放增加。HC占總排放量的10%左右4、火焰
4、淬熄火焰淬熄發(fā)動(dòng)機(jī)在冷起動(dòng)和暖機(jī)工況下,由于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較低,混合氣不夠均勻,導(dǎo)致燃燒變慢或不穩(wěn)定,火焰易熄滅。發(fā)動(dòng)機(jī)在某些工況下,火焰前鋒面到達(dá)燃燒室壁面之前,由于燃燒室中壓力和溫度下降太快,可能使火焰熄滅。AB4、火焰淬熄由于柴油機(jī)的燃燒過程主要是短促噴油后的擴(kuò)散燃燒,燃料在氣缸內(nèi)停留的時(shí)間比汽油機(jī)短得多,生成HC的相對(duì)時(shí)間也短,故其HC排放量比汽油機(jī)少。柴油機(jī)絕大部分工況的過量空氣系數(shù)遠(yuǎn)大于汽油機(jī),混合氣濃度梯度極大。在燃燒室周邊幾乎沒有燃油,因而受淬熄效應(yīng)和油膜及積碳吸附的影響很小,HC生成少。AB優(yōu)點(diǎn)2.2.2影響汽油機(jī)碳?xì)浠衔锷傻囊蛩?、過量空氣系數(shù)的
5、影響當(dāng)過量空氣系數(shù)大于1.2之后,由于混合氣逐漸過稀,燃燒中斷或者火花塞點(diǎn)不著火,使HC的生成量大幅上升。當(dāng)過量空氣系數(shù)小于1.1時(shí),隨著混合氣變濃,燃燒越來越不完全,HC排放就越多。若廢氣相對(duì)過多也會(huì)使火焰中心的形成與火焰的傳播受阻甚至出現(xiàn)斷火,致使HC排放量增加。2、壓縮比的影響A壓縮比高膨脹比也大,膨脹后期的燃?xì)鉁囟认陆?,HC的氧化速率下降,使更多的燃料以未燃燒的HC形式排出。排氣溫度低,使壁面溫度降低,激冷效應(yīng)增加,HC排放增多。B壓縮比增加壓縮壓力增大,使狹隙效應(yīng)、潤(rùn)滑油膜和沉積物的吸附作用增加,生成的未燃HC增加。燃燒室的面容比增加,相對(duì)增加了激冷面積,
6、未燃HC增加。3、點(diǎn)火定時(shí)的影響同時(shí),也減少了激冷壁面面積,HC排放下降。減少點(diǎn)火提前角,燃燒推遲,排氣溫度升高,促進(jìn)了未燃燒HC的后期氧化。4、負(fù)荷的影響在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí),由于溫度低,汽油揮發(fā)率低,必須加濃混合氣使起動(dòng)迅速可靠,此時(shí),HC排放量必然較多。在怠速和小負(fù)荷運(yùn)行時(shí),節(jié)氣門幾乎關(guān)閉和小開度位置,殘余廢氣相對(duì)較多,同時(shí),由于燃燒室溫度低,壁面激冷效應(yīng)增加,HC排放增多。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加,燃燒溫度升高,燃燒室的淬熄效應(yīng)減少,HC排放減少。5、壁溫的影響燃燒室的壁溫直接影響了激冷層厚度和HC的排氣后反應(yīng)。據(jù)研究,壁面溫度每升高1℃,HC排放濃度相應(yīng)降低0.6
7、3×10-6~1.04×10-6。因此提高冷卻介質(zhì)溫度有利于減弱壁面激冷效應(yīng),降低HC排放。6、燃燒室面容比的影響因此,小面容比燃燒室有利于降低汽油機(jī)HC的排放。燃燒室面容比大,單位容積的激冷面積也隨之增大,激冷層中的未燃烴總量必然也增大。噴油提前角越大,混合氣混合程度越好,缸內(nèi)燃燒溫度也越高,促使HC排放量下降。2.2.3影響柴油機(jī)碳?xì)浠衔锷傻囊蛩貕毫κ胰莘e的影響01噴油器嘴部的壓力室容積充滿燃油,只能在后燃期得到部分氧化,成為未完全燃燒的HC排放。噴油定時(shí)的影響02進(jìn)氣溫度升高中縮短滯燃期,提高燃燒溫度,促進(jìn)了HC氧化。2.2.3影響柴油機(jī)碳?xì)浠衔锷?/p>