排放特性

排放特性

發動機排放污染物的濃度是隨發動機的工況(負荷與轉速)變化的,各種排氣污染物(CO、HC等)的排放量隨發動機運轉工況參數如轉速n、平均有效壓力Pme等的變化規律,稱為發動機的排放特性。

基本介紹

  • 中文名:排放特性
  • 外文名:emissioncharacteristics
  • 領域:汽車
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排放物構成

內燃機在燃燒過程中產生的排放物為:二氧化碳(CO2)、水(H2O)、一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)、硫氧化物(SOx)、鉛化合物和微粒等。

研究意義

在環保法規日益嚴格的今天,對發動機的排放要求越來越高,掌握了發動機的排放特性,對於我們按照低排放要求正確使用發動機有著重要的指導意義。根據發動機的排放特性,可以找出其運轉時排放最嚴重的工況區,從而為低排放改造指出方向,以適應環保法規的要求。

排放物的檢測

尾氣分析儀,可以檢測HC、CO和CO2、NO和NOx等排放濃度。

分類

發動機瞬態排放特性

發動機的轉矩和角速度隨時間迅速變化的工況,稱為發動機的瞬態工況。汽車的冷態及熱態起動、加速、行駛時負載突然增加的工況,都是典型的瞬態工況,在這種工況下,其轉速和負荷不斷的變化,發動機各部件的溫度以及工作循環參數也在不斷的變化,此時發動機的排放特性為發動機的瞬態排放特性。

發動機穩態排放特性

由於影響汽油機排放的因素甚多,因此各種發動機排放特性有很大差異。儘管如此,其有害排放物的排放量隨負荷及轉速的變化而變化的趨勢則是一致的,為了使車用發動機排放的有害污染物較少,應儘量使其在相應負荷下運行。

發動機排放特性圖

汽油機排放特性圖

由圖1可見,在常用的部分負荷區CO的排放較低;在負荷很小時,
CO的排放略有上升;當工作負荷接近全負荷時,CO的比排放量開
排放特性
圖1 汽油機CO比排放特性
開始急劇升高,而絕對排放濃度和質量則上升更快。
從圖2中可見HC的變化趨勢和CO比較相似,中等負荷時比排放量
較小,大負荷和小負荷時相對增加。
排放特性
圖2 汽油機HC比排放特性圖
當轉速一定,在中等負荷區,隨著負荷的增大,NOX絕對排放量增加,
但NOX比排放量逐漸下降。
在大負荷時,NOX絕對排放量下降,比排放量下降更快。
當負荷一定時,轉速增加,NOX的比排放量增大,其絕對排放量顯著
增加。
排放特性
圖3
汽油機的瞬態排放特性
排放特性
圖4 汽油機熱起動時CO、HC和NOX隨時間的變化
排放特性
圖5 汽油機常溫起動時CO、HC和NOX隨時間的變化

柴油機排放特性圖

穩態排放特性
從圖6可見在大多數工況下,CO比排放量都比較小。
而高排放量出現在小負荷工況區。在大負荷工況下,柴油機
每循環供油量較多,燃燒室記憶體在過多的過濃混合氣區,氧
氣的缺乏使CO不能得到及時氧化。
排放特性
圖6 柴油機CO比排放特性
從圖7可見,柴油機未燃HC排放比汽油機少得多,且HC比排放量基本上是隨負荷的上升而下降,但絕對排放量基本不變。
排放特性
圖7 柴油機HC比排放特性
從圖8中可以看出,柴油機NOX的高排放區主要出現在小負荷和高速工況。
排放特性
圖8 柴油機NOX比排放特性

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