汽油机尾气分析.ppt

汽油机尾气分析 汽车工程系 汪东明 一、汽车排放污染物的成分及其危害 ? 汽车发动机排放物包括： CO 、 CO 2 、 HC 、 NO x 、 SO 2 、浮游微粒、 H 2 O 、 O 2 、 N 2 、 H 2 等。 ? 汽车排放污染物主要来源于汽车尾气、曲 轴箱窜气、燃料蒸发等。 有害排放物： ? 1 、 CO —— 致使人体缺氧而引起头痛、头晕、呕吐、 心跳加快等症状，严重时致人死亡。 ? 2 、 HC —— HC 中大部分成分对人体健康影响不大， 部分成分对眼睛、呼吸道有明显的刺激作用， HC 是 生成光化学烟雾的主要成分，易致癌。 ? 3 、 NO x —— 对眼睛、咽喉、呼吸道有明显的刺激作 用， NO x 是生成光化学烟雾的主要成分。 ? 4 、 SO 2 —— 对眼睛、咽喉有明显的刺激作用，形成 酸雨。 ? 5 、浮游微粒 —— 主要是铅化合物或炭烟。铅化合物 易引起心、肺的病变，易引起精神病；炭烟产生烟 尘污染，易引起肺部疾病。 ? 6 、光化学烟雾 —— 对眼睛、呼吸道有明显的刺激作 用，严重时致人死亡，对农作物的生长造成严重危 害。 无害排放物 ? 1 、 CO 2 —— O 2 和 HC 化合物在发动机内进 行化学反应的结果。 ? 2 、 O 2 —— 尾气中 O 2 含量大约为 0.5% 。 O 2 含量高，是由于排气系统漏气造成的。 二、汽车污染物排放的影响因素 ? 1 、结构因素 —— 主要取决于汽车类型和 汽车技术含量。 ? （ 1 ）装用液化石油气发动机或天然气发动 机的汽车污染较小。 ? （ 2 ）采用电控燃油喷射系统的发动机排放 污染小。 ? （ 3 ）汽油机排放物中有毒气体污染大。 ? （ 4 ）柴油机排放物中烟尘污染大。 2 、使用因素 ? （ 1 ）混合气浓度 ? 混合气浓度 ↓→ CO 生成量 ↓ ， HC 生成量先减 小后增大、 NO x 生成量先增大后减小。 ? 当混合气为理论空燃比时， CO 生成量较少， HC 、 NO x 生成量最少。 空燃比、过量空气系数与尾气成分的关系曲线 ? （ 2 ）发动机温度 ? 发动机过冷时， CO 、 HC 较多、 NO x 较少；发动机过 热时， NO x 较多。 ? （ 3 ）发动机负荷 ? 在怠速工况下，发动机的排放污染物最多；在大负 荷工况下，发动机的排放污染物也较多。 ? （ 4 ）发动机转速 ? 发动机转速 ↑→ CO 生成量 ↓ ， HC 生成量 ↓ ， NO x 生成 量 ↓ 。 ? 发动机加速运行 → 产生大量的 NO x ， CO 生成量 ↑ ， HC 生成量 ↑ 。 ? 发动机减速运行 → CO 生成量 ↓ ， HC 生成量 ↓ 。 ? （ 5 ）点火提前角 ? 推迟点火提前角 → CO 生成量 ↓ ， HC 生成量 ↓ 。 ? （ 6 ）火花塞间隙 ? 火花塞间隙大于最佳值 → HC 生成量 ↑ 。 点火提前角与燃油消耗率、尾气成分的关系曲线 三、汽油机排放污染物的检测及控制 ? （一）汽油机排放污染物的检测 ? 1 、汽油机排放污染物的检测原理 ? 检测仪器的类型 ? ? ? 非扩散型红外线分析仪 接触燃烧式分析仪 2 、五气体废气分析仪 ? 五气体指 CO 、 CO 2 、 HC 、 O 2 、 NO 。 ? CO 、 CO 2 、 HC 浓度的检测采用不分光红外 法， O 2 、 NO 浓度的检测采用电化学法。 ? 用五气体废气分析仪一般可进行普通测量、 怠速测量、双怠速测量，在汽车性能检测 中，常进行双怠速测量。 （二）汽油机排放污染物的限制标准 ? 1 、国际标准 ? 目前，世界各国的汽车排放标准执行欧洲排放标准。 ? 以设计乘员不超过 6 人、最大总质量不超过 2.5t 的轿 车为例： ? 欧洲 I 号 —— CO ≯ 3.16g/km ， HC ≯ 1.13g/km ；柴油车 的颗粒排放物标准 ≯ 0.18g/km ；耐久性要求为 5 万 km 。 ? 欧洲 II 号 —— 汽油车 CO ≯ 2.2g/km ， HC ≯ 0.5g/km ；柴 油车 CO ≯ 1.0g/km ， HC ≯ 0.7g/km ；柴油车的颗粒排 放物标准 ≯ 0.08g/km 。 ? 欧洲 III 号 —— 排放污染物标准符合要求；冷起动排放 达标；装有车载诊断系统监测汽车尾气排放状况； 将三元催化器增加到两个。 2 、国标尾气排放限值 ? 我国从 1999 年 1 月 1 日到 2003 年 12 月 31 日执 行欧洲 I 号排放标准，从 2004 年 1 月 1 日开始 执行欧洲 II 号排放标准。 ? 现执行标准为： GB18285-2005 《点燃式发 动机汽车排气污染物排放限值及测量方法 （双怠速法及简易工况法）