内燃机原理7_有害排放物的生成与控制

内燃机原理习题

内燃机原理习题一、基本概念 1、循环热效率 2、循环平均压力 3、压缩比指示功Wi：一个实际循环工质对活塞所作的有用功。平均指示压力Pmi：单位气缸工作容积的指示功指示功率：内燃机单位时间内所作的指示功称指示功率。指示效率：实际循环指示功与所消耗的燃料放热量之比。

指示燃料消耗率：指单位指示功的耗油量，一般以每kWh的耗油量表示有效功率有效转矩有效扭矩：轴输出扭矩平均有效压力： ?单位气缸工作容积输出有效功。 ?其值大，说明单位气缸工作容积对外输出功多，作功能力强，评价内燃机动力性的重要指标。有效热效率：内燃机有效功与所耗燃料热量之比。有效燃料消耗率升功率：标定工况下，每升工作容积所发出功率，表示容积利用率

机械效率气门叠开平均机械损失压力换气损失泵气损失充量系数残余废气系数过量空气系数燃料的低热值理论混合气热值火焰传播速度

爆震燃烧表面点火点火提前角喷油泵速度特性供油规律喷油规律废气再循环发动机排量转矩储备系数转速储备系数

稳定调速率瞬时调速率理论空气量排气微粒排气损失进气损失自由排气损失强制排气损失柴油机工作粗暴全程式调速器两极式调速器发动机的工况发动机的特性早燃

二次喷射油束的雾化质量二行程发动机的扫气效率二行程发动机的给气效率二、内燃机的性能指标 1.理论循环与实际循环有何区别？研究理论循环的目的何在？实际循环与理论循环的差别 1、工质的质和量不是常数比热容的影响。 2、传热损失 3、更换工质损失。换气损失。 4、燃烧损失燃烧速度的影响后燃及不完全燃烧损失研究理论循环的目的 1.用简单公式阐明热力学参数间关系，明确提高循环效率和平均压力的途径； 2.确定循环效率的极限，判断实际内燃机经济性和工作过程进行完善程度及改进潜力； 3.有利于比较各种热力循环的经济性。 2.内燃机理论循环有几种？各由哪些热力过程组成？怎样计算它们的循环热效率和循环平均压力？

第八章内燃机污染物的生成与控制

第八章内燃机污染物的生成与控制第一节概述一、完全燃烧：水蒸气、二氧化碳二氧化碳（CO2）是温室气体二、有害排放物的产生实际燃烧过程：时间极短燃料与空气混合不可能完全均匀特殊工况：冷起动、怠速、全负荷等三、有害排放物的种类一氧化碳（CO）碳氢化合物（HC）氮氧化物（NO x）微粒PM 第二节污染物的生成机理和影响因素一、一氧化碳是HC燃料在燃烧过程中生成的主要中间产物，如果氧浓度、温度足够高，化学反应时间足够长，可氧化为二氧化碳主要因素：可燃混合气的过量空气系数点燃式发动机：各缸空燃比的变动，怠速运转，全负荷，小型单缸点燃机压燃式发动机：燃料和空气混合不均匀接近冒烟极限或负荷很小时，排放上升明显，局部缺氧严重二、碳氢化合物 1、点燃式发动机（1）排气：未完全燃烧；二冲程（2）曲轴箱窜气（3）蒸发生成机理（1）壁面淬熄；（2）狭隙效应；（3）润滑油膜的吸附和解吸；（4）燃烧室沉积物2、柴油机

燃油喷注与周围空气形成的混合气很不均匀喷注的核心：不会引起很多HC排放喷注的外围：来不及着火形成稀混合气怠速或小负荷运转时HC排放高冷起动时会导致严重的HC排放：喷油与壁面的碰撞三、氮氧化物NOx 主要来源：参与燃烧的空气中的氮，Zeldovitch机理；一小部分“燃油NO”NO的生成随温度的升高而呈指数函数急剧增加已燃气中NO2与NO相比可以忽略不计点燃式内燃机：过量空气系数：影响燃烧温度和氧含量点火正时：推迟点火排气再循环负荷压燃式内燃机：气缸内达到的最高燃烧温度是决定NOx的最重要因素NOx排放随柴油机负荷增大而显著增加 NOx排放随转速的具体变化与燃烧系统特性有密切关系喷油正时对柴油机燃烧过程有很大影响：推迟喷油降低NOx排放四、微粒柴油机的微粒（Particulate Matter，PM）排放量比汽油机大几十倍轿车、轻型车：0.1～1.0g/km 重型车：0.1～1.0g/(kW·h)柴油机PM的组成取决于运转工况，尤其是排气温度超过约5000C时，碳烟（Dry Soot）温度较低时，有机可溶成分（SOF）柴油机排气中的碳烟主要是由柴油中含有的碳产生，生成条件是高温和缺氧混合气成分不均匀，总体富氧，局部缺氧

发动机原理复习题带答案

一填空 1. 评定实际循环的指标称为指示指标它以工质对活塞所做之工为基础。 2.发动机的经济性和动力性指标是以曲轴输出功为基础，代表了发动机的整机性能，通常称为有效指标。 3.发动机的主要指示指标有指示功率、平均指示压力、指示燃烧消耗率和指示热效率。 4.发动机的主要有效指标有有效功率、平均有效压力、有效热效率、有效燃油消耗率和有效转矩。 5.发动机的换气过程包括进气过程和排气过程。 6.发动机进气管的动态效应分为（惯性）效应和【波动】效应两类。 7.在汽油的性能指标中，影响汽油机性能的关键指标主要是【】和馏程；评价柴油自燃性的指标是【十六烷值】；评价汽油抗爆性的指标是【辛烷值】。 8、使可燃混合气着火的方法有【高温单阶段着火】和【低温单阶段着火】两种，汽油机的着火方式是【高温单阶段着火】。柴油机的着火方式是【低温单阶段着火】。 9.电子控制汽油喷射系统按检测进气量的方式分为【质量流量控制】和【速度密度控制】【节流速度控制】两类，按喷嘴数量和喷嘴安装位置分为【缸内喷射】和【进气管喷射】两类。 10、汽油机产生紊流的主要方式有【挤流】和【近期涡流】两种。 11、最佳点火提前角应使最高燃烧压力出现在上止点后【 5 】度曲

轴转角。柴油机喷油器有【孔】式喷油器和【轴针】式喷油器两类，前者用于直喷式（统一式）燃烧室中，后者用于分隔式燃烧室中。 12，油束的雾化质量一般是指油束中液滴的【细度】和【均匀度】。 13.柴油机分隔式燃烧室包括【涡流式】式燃烧室和【预燃式】式燃烧室两类：直喷式燃烧室分为【开】式燃烧室和【半开】式燃烧室两类。 14.柴油机上所用的调速器分【全程式】式和【两极】式两类。一般【全程式】式调速器用于汽车柴油机，【两极】式调速器用于拖拉机柴油机。 15.根据加热方式不同，发动机有【等容加热循环】、【混合加热循环】、【等压加热循环】、三种标准循环形式。 16、理论循环的评定指标有【循环热效率】和【循环平均压力】，前者用于评定循环的经济性，后者用于评定循环的做工能力。 17,评定实际循环动力性的指标有【平均指示压力】和指示功率；评定实际循环经济性的指标有指示热效率和【指示燃油消耗率】。 18.四冲程发动机的实际循环是由【进气】【压缩】【燃烧】【膨胀】和排气五个过程组成的。 19、发动机的动力性指标包括有效功率、【有效功】、【有效功率、有效转矩、平均有效压力】、转速和活塞平均速度。 20、发动机的换气过程分为【自由排气】、【强制排气】、【进气】和气门叠开四个阶段。

汽车发动机原理试题库及答案

一、发动机的性能一、解释术语 1、指示热效率：是发动机实际循环指示功与消耗燃料的热量的比值. 2、压缩比：气功容积与燃烧室容积之比 3、燃油消耗率：发动机每发出1KW有效功率,在1h内所消耗的燃油质量 4、平均有效压力：单位气缸工作容积所做的有效功 5、有效燃料消耗率：是发动机发出单位有效功率时的耗油量 6、升功率：在标定工况下，发动机每升气缸工作容积说发出的有效功率 7、有效扭矩：曲轴的输出转矩 8、平均指示压力：单位气缸容积所做的指示功 2、示功图：发动机实际循环常用气缸内工质压力P随气缸容积V（或曲轴转角）而变化的曲线二、选择题 1、通常认为，汽油机的理论循环为（ A ） A、定容加热循环 B、等压加热循环

C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ） A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热

2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ） A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有（ C ）。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变

过程控制系统与仪表习题答案第七章

第7章思考题与习题 7-1 与单回路系统相比，串级控制系统有哪些主要特点？解答：P212—7.1.2 7-2 分析串级系统的工作原理，说明为什么副回路的存在会使系统抑制扰动的能力增强。解答：P208—7.1.1 7-5 在串级控制系统中当主回路为定值（设定值）控制时，副回路也是定值控制吗？为什么？解答：P212 不是，副回路是随动控制。 7-8 在某生产过程中，通过加热炉对冷物料加热，根据工艺要求，需对热物料出口温度进行严格控制。对系统分析发现，主要扰动为燃料压力波动。故设计如图7-43所示的控制系统。要求：（1）画出控制系统框图；（2）为保证设备安全，炉温不能过高。确定调节阀的气开、气关形式。（3）确定两个调节器的正反作用。解答：（1）控制系统框图如图所示。（2）气开式。（3）副调节器：反作用；主调节器：反作用。 7-9 简述前馈控制的工作原理，与反馈控制相比，它有什么优点和局限？解答： 1）当系统出现扰动时，立即将其测量出来，通过前馈控制器，根据扰动量的大小来改变控制量，以抵消扰动对被控参数的

影响。P221 2）优点：前馈控制器在扰动出现时立即进行控制，控制及时，对特定扰动引起的动、静态偏差控制比较有效。局限：P224—1）、2） 7-10 为什么一般不单独采用前馈控制方案？解答：由于前馈控制的局限性。 7-14 图7-44为一单回路水位控制系统。如果蒸气用量经常发生变化，为了改善控制质量，将单回路控制系统改为前馈-反馈复合控制系统，画出控制系统工艺流程图和框图，并对新增回路的功能进行简单说明。解答： 1）控制系统工艺流程图如图所示。控制系统框图如图所示。 2）新增回路功能说明： 7-19 物料比值K与控制系统比值系数K'有何不同？怎样将物料比值转换成控制系统比值系数K'？解答： 1）K是工艺规定的流量比；K'是仪表信号之间的比例系数。 2）用P234式（7-37）和P235式（7-38）进行转换。

内燃机原理课后习题与答案定稿版

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汽车发动机排放污染物的生成机理、影响因素及危害

汽车排放物CO、HC、NOx、PM的生成、影响因素及危害随着我国汽车工业的发展，车辆越来越多，车辆向大气排放的污染物也越来越多。汽车排放是指从废气中排出的CO（一氧化碳）、HC、NOx（碳氢化合物和氮氧化物）、PM（微粒，碳烟）等有害气体。它们都是发动机在燃烧作功过程中产生的有害气体。这些有害气体在强烈阳光照射下发生光化学反应，产生大量的光化学烟雾，严重的威胁着人类的人生健康和生态环境。一、生成：这些有害气体产生的原因各异。CO是燃油氧化不完全的中间产物，当氧气不充足时会产生CO，混合气浓度大及混合气不均匀都会使排气中的CO增加。HC是燃料中未燃烧的物质，由于混合气不均匀、燃烧室壁冷等原因造成部分燃油未来得及燃烧就被排放出去。NOx是燃料（汽油）在燃烧过程中产生的一种物质。PM也是燃油燃烧时缺氧产生的一种物质，其中以柴油机最明显。因为柴油机采用压燃方式，柴油在高温高压下裂解更容易产生大量肉眼看得见的碳烟。二、影响因素: 汽车废气中CO、HC和NOx三种有害气体的影响因素比较多，主要为可燃混合气的空燃比，点火提前角、发动机的负荷和转速以及发动机的内部结构等。 1、可燃混合气空燃比（即混合气成分）的影响在理论空燃比附近，CO曲线有一个拐点，当A／F减少时，可燃混合气过浓，燃油无法充分燃烧，CO生成物便急剧增加；当MF增大时，氧含量充足，燃油可以充分燃烧．使CO生成量减少，而且比较稳定。 HC曲线在ME为17一18附近有一个拐点，此时废气中的HC含量最低。除此之外．HC的生成量都有所增加。其原因是当MF少于17时．混合气过浓，燃烧不彻底．当A／F大于18时，混合气过稀，燃烧速度缓慢同样会出现燃烧不彻底现象，HC都会增加。 NO曲线在A／F为15—16附近有—个波峰，此时生成的NO量最多，除此之外，过浓或过稀的空燃比都会降低燃烧速度和燃烧温度，使NO的生成量都有所下降。 2、点火提前角的影响点火提前角对CO的生成量影响不大。但对HC和NOx的影响较大。

7.第七章复杂控制系统(下)

7.3比值控制系统生产过程中，经常需要几种物料的流量保持一定的比例关系。例如，在锅炉的燃烧系统中，要保持燃料和空气量的一定比例，以保证燃烧的经济性。定义：实现两个或多个参数符合一定比值关系的控制系统，称为比值控制系统。例如要实现两种物料的比例关系，则表示为： Q2=K Q1 其中：K—比值系数；Q 1—主流量；Q 2 —副流量。

7.3.1 比值控制系统的种类 1. 开环比值控制系统如图Q 1是主流量，Q 2是副流量。流量变送器FT 检测主物料流量Q 1；由控制器FC 及安装在副物料管道上的阀门来控制副流量Q 2。 FC Q 1 Q 2此控制K 方案的优点：结构简单、成本低。缺点是无抗干扰能力，当副流管线压力等改变时，不能保证所要求的比值。控制目标：Q 2＝K Q 1图8-14开环比值控制方块图 P

结构简单，只需一台纯比例控制器，其比例度可以根据比值要求来设定。主、副流量均开环；这种比值控制方案对副流量Q 2本身无抗干扰能力。所以这种系统只能适用于副流量较平稳且比值要求不高的场合。

2. 单闭环比值控制系统为了克服开环比值控制的不足，在开环比值控制的基础上，增加对副流量的闭环控制。特点：? 对Q 2进行闭环控制，比值控制精度提高。 ? 控制目标：Q 2=K Q 1 ?对Q 1只测量、不控制。Q 1变化，Q 2跟着变化，总流量不稳定。 F 1T Q 1 Q 2 K F 2T F 2C

图8-16单闭环比值控制系统方块图它能实现副流量随主流量的变化而变化即Q 2=KQ 1 ，还可以克服副流量本身干扰对比值的影响。结构简单，实施方便，尤其适用于主物料在工艺上不允许进行控制的场合。虽然能保持两物料量比值一定，但由于主流量是不受控制的，当主流量变化时，总的物料量就会跟着变化。 P PID

发动机排放污染物地生成机理

发动机排放污染物的生成机理主要内容：介绍了汽车尾气中的主要污染物CO 、HC 、NO X 和微粒的生成机理。 1、一氧化碳 1.1 一氧化碳的生成机理汽车尾气中CO 的产生是由于燃油在气缸中燃烧不充分所致，是氧气不足而生成的中间产物。一般烃燃料的燃烧反应可经以下过程： 22n m H 2 n mCO O 2m H C +→+ (2-1) 燃气中的氧足够时有 O 2H O 2H 222→+ (2-2) 222CO O 2CO →+ (2-3) 同时CO 还与生成的水蒸气作用，生成氢和二氧化碳。可见，如果燃气中的氧气量充足时，理论上燃料燃烧后不会存在CO 。但当氧气量不足时，就会有部分燃料不能完全燃烧，而生成CO 。在非分层燃烧的汽油机中，可燃混合气基本上是均匀的，其CO 排放量几乎完全取决于可燃混合气的空燃比α或过量空气系数a φ。图2-1所示为11种H/C 比值不同的燃料在汽油机中燃烧后，排气中CO 的摩尔分数x CO 与α或a φ的关系。空燃比α 过量空气系数a φ a ） b)

图2-1汽油机CO 排放量x CO 与空燃比α及过量空气系数a φ的关系由图2-1可以看出，在浓混合气中（a φ<1），CO 的排放量随a φ的减小而增加，这是因缺氧引起不完全燃烧所致。在稀混合气中（a φ>1），CO 的排放量都很小，只有在a φ=1.0～ 1.1时，CO 的排放量才随a φ有较复杂的变化。在膨胀和排气过程中，气缸内压力和温度下降，CO 氧化成CO 2的过程不能用相应的平衡方程精确计算。受化学反应动力学影响，大约在1100K 时，CO 浓度冻结。汽油机起动暖机和急加速、急减速时，CO 排放比较严重。在柴油机的大部分运转工况下，其过量空气系数a φ都在1.5～3之间，故其CO 排放量要比汽油机低得多，只有在大负荷接近冒烟界限（a φ=1.2～1.3）时，CO 的排放量才大量增加。由于柴油机燃料与空气混合不均匀，其燃烧空间总有局部缺氧和低温的地方，以及反应物在燃烧区停留时间较短，不足以彻底完成燃烧过程而生成CO 排放，这就可以解释图2-2在小负荷时尽管a φ很大，CO 排放量反而上升。类似的情况也发生在柴油机起动后的暖机阶段和怠速工况中。过量空气系数a φ 图2-2典型的车用直喷式柴油机排放污染物量与过量空气系数a φ的关系 2、碳氢化合物车用柴油机中的未燃HC 都是在缸内的燃烧过程中产生并随排气排放。汽油发动机中未燃HC 的生成与排放主要有以下三种途径。（1）在气缸内的燃烧过程中产生并随废气排出，此部分HC 主要是燃烧过程中未燃烧或燃烧不完全的碳氢燃料。（2）从燃烧室通过活塞组与气缸之间的间隙漏入曲轴箱的窜气中含有大量未燃燃料，如果排入大气中也构成HC 排放物。（3）从汽油机的燃油系统蒸发的燃油蒸汽。 2.1 碳氢化合物的生成机理 1. 车用汽油机未燃HC 的生成机理车用发动机的碳氢排放物中有完全未燃烧的燃料，但更多的是燃料的不完全燃烧产物，还有小部分由润滑油不完全燃烧而生成。排气中未燃碳氢物的成份十分复杂，其中有些是原来燃料中不含有的成份，这是部分氧化反应所致。表2-1列出了车用汽油机中未燃碳氢化合

汽车发动机原理第5章课后习题答案

第五章复习思考题 1．柴油机和汽油机相比，混合气形成有哪些特点？答：相比于汽油机，柴油机在进气过程中进入燃烧室的为纯空气，在压缩过程终了柴油直接喷入。因此柴油机的混合气形成时间比汽油机短促的多，而且柴油的蒸发性和流动性比汽油差，使得柴油难以在燃烧前彻底雾化蒸发与空气均匀混合，所以柴油机可燃混合气的品质较汽油机差。 2．试说明柴油机混合气形成的两种基本形式，并进行对比分析。答：空间雾化混合与油膜蒸发混合。空间雾化混合是在燃烧室空间中利用燃油与空气的相对运动形成较均匀的混合气，燃油与空气的相对运动速度是起主要作用的因素。油膜蒸发混合是指喷在燃烧室壁面上的燃油形成油膜后， 3．说明直喷式燃烧室产生空气运动的方式，并分析空气运动对其混合气形成和燃烧的影响。答：直喷式燃烧室中的空气运动主要是指半开式燃烧室中的进气涡流和挤压涡流。产生进气涡流的方法一般时采用螺旋进气道，一方面将气道腔做成螺旋形，使空气在气道内形成旋转运动；另一方面由于气阀中心和气缸中心不重合，产生沿气缸壁绕气缸中心的旋转运动。挤压涡流是在压缩过程期间，活塞接近上止点时，活塞顶部外围的环形空间中的空气被挤入活塞顶部的凹坑内，由此产生挤压涡流。空气运动可以促使柴油混合气很快在整个燃烧室均匀分布，加速混合气的形成。但是在直喷式燃烧室中涡流强度过强或过弱会造成油束贯穿不足或过度，，均会影响混合气形成和燃烧。 4．简述直喷式燃烧室的工作原理。

答：直喷式燃烧室由气缸盖底平面和活塞顶部的凹坑形成，直接喷射到凹坑内的柴油，主要靠燃油雾化和空气均匀混合形成可燃混合气。因此直喷式燃烧室对于喷油器的需求较高，喷孔较小、数量多、喷射压力高。 5．半开式燃烧室的优、缺点如何？答：半开式燃烧室的活塞顶部凹坑较深，形状有很多种。半开式燃烧室中的混合气形成依靠燃油的喷散雾化和空气运动两方面的作用。它采用孔式喷油器，常见的喷孔数目为4-6孔，并有较高的喷射压力，对喷射系统有较高的要求。优点：半开式燃烧室的可燃混合气形成更均匀，空气利用率有所提高，可以实现更完善的燃烧。缺点：半开式燃烧室对转速的变化较敏感，一般适用于缸径80-140mm，转速低于4500r／min的柴油机中，在燃油喷射、气流运到与燃烧室形状间的配合上会有很大困难；同时，喷孔直径过小和喷油压力过高，也给制造和使用提出更高的要求。而且经济性和颗粒物排放方面表现较差。 6．分隔式燃烧室的结构特点与工作原理如何？使用范围怎样？答：分隔式燃烧室的结构特点是除位于活塞顶部的主燃烧室外，还有位于缸盖内的副燃烧室，两者之间有通道相连。燃油不直接喷入主燃烧室内，而是喷入副燃烧室内。分隔式燃烧室柴油机中主要靠强烈的空气运动来保证较好的混合气质量，空气利用率较高，保证了高速下也有较好性能。在有害排放方面，除了低负荷的碳烟排量较大，其他排放方面均优于直喷式燃烧室，噪声表现也很优异。因此分隔式燃烧室主要运用于轿车柴油机中，在一些要求噪声特别低的场合也有使用。 7．分析比较直喷式和分隔式柴油机的性能特点及各自的适用场合。答：在燃烧室的选用中，主要应结合各类燃烧室的特点并考虑柴油机的缸径大小、转速范围、具体使用要求和特点以及制造维修水平等。直喷式燃烧室形状简单，能量损失较少，动力性和经济性好，但在有害排放方面较差，燃烧噪声较高，适应转速有限。分隔式燃烧室形状复杂，能量损失较高，动力性和经济性较差，但在有害排放方面较好，燃烧噪声低，适应转速范围广，但起动较困难。直喷式主要运用在重型、中型车用柴油机，分隔式运用于轿车、小型拖拉机、农用运输车和一些要求噪声低的特殊场合。 8．什么是喷油器流通特性？说明喷油器流通截面对喷油过程和柴油机性能的影响。答：喷孔流通截面积与针阀升程的关系成为喷油器的流通特性。喷油嘴的流通截面积随针阀的上升而增大，其增大的速度与着火落后期的喷油量有直接关系。一般希望喷油嘴流通截面变化是“先小后大”，这样可以大大减少着火

汽车排放污染物的生成机理和影响因素2

汽车排放污染物的生成机理和影响因素摘要:汽车保有量的增长直接导致了石油燃料的大量消耗,并由此产生了大量的有害排放物,尤其在一些大中城市汽车排气造成的环境污染问题日趋严重。目前,大气污染已逐渐成为世界性的问题,应当引起足够重视。分析汽车排放污染物的生成机理和影响因素,提出控制的方法。关键词：污染物生成机理影响因素前言随着汽车的普及,汽车的排气污染问题已日益严重,它破坏了地球生态平衡环境及温室效应等。在各大城市的市区,汽车排出的污染物CO、H C占总量的6()%一70%,N o x占30%左右。为了降低汽油机的排污和燃油消耗量,我们必须了解汽车的排放污染物的形成因素,这样才能准确采取措施、或者引进先进技术来减少、治理汽车的尾气排放物。 1.污染物的生成机理 1）一氧化碳（CO）的形成机理：CO是燃料不完全燃烧的产物，主要受混合气浓度的影响。当发动机过量空气系数小于1时，混合气中氧气不足，燃料不能充分燃烧而形成。混合气浓度越大，排气中的CO含量越高。当降低混合气浓度时，排放的CO明显减少。在稀混合气下CO产生的平衡过程为：CO2+H2O→CO+H2+O2 在浓混合气下的平衡过程为：CO2+H2→H2O+CO 2）碳氢化合物（HC）的形成机理：碳氢化合物中含有多种成份，生成原因复杂，但主要是未燃和燃烧不充分的燃料。燃料在燃烧室中燃烧时，火焰在离壁面 0.15～0.37mm处迅速熄灭，导致这一薄层内残留下未反应和反应不充分的混合气，这一现象被称为壁面激冷效应，碳氢化合物就是在这厚度仅为几十微米的激

冷层内被保存下来；发动机燃烧室中各种很狭窄的缝隙也留有未燃或未完全燃烧的气体，储存着大量的碳氢化合物；另外混合气不均匀、过浓、过稀、点火系统不良、转速低等情况也会造成部分燃料燃烧不充分，使排出的碳氢化合物增加。 3）氮氧化合物（NOX）的形成机理：汽车燃烧过程中主要形成NO和少量的NO2。NO的形成主要受三个因素的影响，温度、氧的浓度和滞留时间。随着温度的增高，NO的形成速度加快。混合气浓度越高；氧的浓度越大，滞留时间越长，NO生成的越多。但在氧气不足的情况下，即使温度高，其生成也会被抑制；另外由于NO 的反应慢，生成时间长，如果气体停留时间短，NO和O2不能离解而引起连锁反应，NO的生成也将被抑制。0+N2→NO+N；N+O2→NO+O. 2.汽车排放污染物的影响因素当混合气混合不均匀时,汽油机是预先混和混合气的,所以即使在>1时混合气也不可能绝对的均匀,总会有过浓区,加上进气管壁面上有汽油膜的存在,油膜也会随着进气边流动边蒸发,也会造成混合气不均匀,而且各缸的均匀性也不相等,所以实际上即使在>1时也会产生CO。二氧化碳和水在高温时离解,即使在稀混合气燃烧时,有足够的氧气,但是由于发动机缸内温度很高,当温度超过2000C时CO2时就会发生高温离解反应;HO2在高温时也会分解成H2和O2,H2参加反应,使CO2还原成CO。 1.进气温度的影响:一般情况下,冬天气温可达零下20C以下,夏天在30 C以上,同时爬坡时发动机罩内温度有时也会超过80C。所以随着环境温度的上升,空气密度变小,但是汽油的密度几乎不变,所以化油器供给的混合气的空燃比就会随着吸入空气温度的上升而变浓,使排出的CO将增加。因此,冬

发动机原理试题以及答案

一、单项选择题 1、高速柴油机的实际循环接近于（ D ） A、定压加热循环 B、定容加热循环 C、定温加热循环 D、混和加热循环 2、增加排气提前角会导致（ C ） A、自由排气损失增加 B、强制排气损失增加 C、提前排气损失增加 D、换气损失增加 3、汽油机早燃的原因是混和气（ C ） A、自燃 B、被火花塞点燃 C、被炽热表面点燃 D、被废气点燃 4、对自然吸气的四冲程内燃机，提高充气效率的措施中有（ D ） A、提高进气气流速度 B、加大进气迟闭角 C、提高进气管内压力 D、合理选择进气迟闭角 5、为了保证新鲜工质顺利流入气缸，在活塞运动到上止点之前就打开气门。从气门开启到上止点之间的角度称为（ B ） A、排气门提前角 B、进气提前角 C、排气迟闭角 D、进气迟闭角 6、单位时间内燃烧的混合气数量是汽油机的（ C ） A、火焰速度 B、点火速度 C、燃烧速度 D、混合速度 7、柴油机混合气形成的过程中，不使用的辅助手段是（ D ） A、大压缩比 B、高压喷射 C、进气运动 D、加热进气道 8、压力升高率用于评价（ B ） A、着火延迟期 B、速燃期 C、缓燃期 D、后燃期 9、四冲程发动机实际排气过程的持续长度（ C ） A、小于180°曲轴转角 B、等于180°曲轴转角 C、大于180°曲轴转角 D、不小于180°曲轴转角 10、发动机的工况变化取决于其所带动的工作机械的（ A ） A、运转情况 B、功率情况 C、速度情况 D、传动情况 11、柴油机出现不正常喷射的各种原因中包括（ C ） A、高压油管过细 B、油管壁面过厚 C、喷油压力过高 D、喷油数量过多 12、描述发动机负荷特性时，不能代表负荷的参数是（ A ） A、转速 B、功率 C、扭矩 D、油门位置 13、汽油机的燃烧过程人为地分为（ C ） A、5个阶段 B、4个阶段 C、3个阶段 D、2个阶段 14、实际发动机的膨胀过程是（ C ） A、定压过程 B、定温过程 C、多变过程 D、绝热过程 15、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 16、为了评价发动机进、排气过程中所消耗的有用功，引入的参数是（ A ） A、泵气损失 B、传热损失 C、流动损失 D、机械损失 17、柴油机间接喷射式燃烧室类型中包括下面列出的（ D ） A、半开式燃烧室 B、开式燃烧室 C、统一室燃烧室 D、预燃室燃烧室

柴油机排放污染物生成机理与治理措施总结

柴油机主要排放污染物的生成机理、影响因素与治理措施摘要：通过分析柴油机在实际运行过程中CO、HC、NO X、PM等主要污染物的生成机理，总结归纳出影响这些污染物生成的主要因素，并以此为依据介绍现有的降低柴油机排放污染物的主要措施关键词：柴油机排放物生成机理影响因素治理措施 1.问题描述随着科学技术的不断发展深入，更多种类和形式的能源动力机械不断问世并投入应用，但是内燃机由于其应用的稳定性和广泛的适用性在如此环境下依旧在能源动力领域占据着龙头位置。因此内燃机仍然是能源动力领域中首选的动力机械。而内燃机中最典型突出的代表则为车用的往复式活塞内燃机。根据其使用燃料种类的不同可以分为汽油机和柴油机两种。相比于汽油机，柴油机具有燃油消耗低、耐久性好、寿命长、高扭矩输出、功率范围广等优点，因此柴油机在各行业里得到广泛的应用：在重型动力装置中,柴油机应用领域已经占绝对统治地位,在小型轿车等轻型车辆中,柴油机的应用也逐渐渗透。但是由于柴油机的广泛应用而带来的环境污染问题也越来越严重并且越发受到世人关注。柴油机排气污染物主要成分有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NO X）、硫化物以及颗粒物（PM）等。由于柴油机采取的质调节方式，因此其混合气的平均空燃比远大于理论空燃比，故其CO与HC排放明显低于汽油机，所以柴油机排放控制的重点在于NO X和PM。由于各排放物生成机理不同，因此在它们各自的控制与净化措施也存在差异。本文接下来将叙述各主要排放污染物的生成机理、影响措施与治理措施。 2.柴油机主要排放污染物的生成机理 2.1.CO生成机理 CO的生成主要有三种途径：一是柴油机进气与柴油喷雾混合不均匀导致局部混合气过量空气系数Φa ＜1，局部燃烧缺氧导致不完全燃烧生成CO；二是已成为燃烧产物的CO2和H2O在高温条件下产生热解反应进而生成CO；三是排气过程中HC未完全氧化生成CO。 2.2.HC生成机理排放的HC一般是未燃HC，是指没有燃烧或部分燃烧的碳氢化合物的总称。一般认为柴油机中HC的产生主要有两种途径：一是由于滞燃期中形成的过稀混合气在燃烧室内不能满足自燃或扩散火焰传播的条件，导致HC的氧化反应无法开始或瞬间终止，生成未燃HC；二是燃烧过程后期低速离开喷油嘴的燃油与进气不良好混合形成的过浓混合气不能着火及燃烧，生成未燃HC。 2.3.NO X生成机理柴油机排放的NO X主要是NO和NO2，其中NO占据了NO X排放的85% - 95%。NO本身无毒无害，但NO 随着排气进入大气后会缓慢氧化成有毒的NO2，因此NO X生成机理主要针对NO讨论。NO的生成途径有三个：一是激发NO的生成；二是燃料NO的生成；三是高温NO的生成。前两者NO的生成量极少，可以忽略不计，因此NO的主要生成方式为高温NO的生成。其反应机理如下： N2+O→NO+N N+O2→NO+O N+OH→H+NO 由上式可以知道影响NO生成的因素为高温、富氧和反应时间。 2.4.PM生成机理柴油机排放的PM主要成分有碳粒、硫酸盐、可溶性有机成分和含金属元素的灰分等。其中碳粒的生成是一个非平衡过程，现在比较流行的理论认为生成碳粒的过程是燃油分子大量分解和原子分子重新排列的过程。当燃油喷射到高温空气中时，轻质烃很快蒸发气化，而重质烃会以液态暂时存在，液态的烃在高温缺氧条件下直接脱氢碳化，成为焦炭状的液相析出型碳粒，粗度一般较大。而已气化的轻质烃，经过不同途径，产生气相析出型碳粒，粒度相对较小。气相的燃油分子在高温缺氧的情况下发生部分氧化和热裂解，

高等内燃机原理答案整理

第一章第二章思考题 1．分析上止点误差对内燃机工作过程分析的影响，有几种确定上止点的方法，倒拖示功图法为什么要考虑热力损失角的影响。给出一种确定上止点方法的步骤。P9~13 步骤按照1.静态测定法的步骤 3．直喷式柴油机以动力性、经济性为优化目标和以动力性、经济性、排放x NO 和噪声综合性能为优化目标组织燃烧有什么不同，试分析之。P24~25 图 6．采用稳流气道实验台能进行哪些零部件性能试验试验中测量哪些参数，简介测量方法，用哪些量来评价系统的进气性能进、排气管，气缸盖，消声器等；测量方法：等压差法，等流量法（分别简述）P35~36 试验中测量的参数：气门升程、气道流动压力降△P 1、气体的体积流量Q 、风速仪转速n D ，流动气体温度t 评价参数：P36 8．汽油机和直喷柴油机采用四气门后，试从影响性能的诸方面探讨与两气门相比有何优点和存在的缺点。(结合第2、3、5等章内容综述)P42、待完善第三章第四章思考题 2．使用理想的空燃比特性场（或过量空气系数a φ特性场）会取得怎样的汽油机性能P62对汽油机而言过浓或过稀混合气....~之间（性能）；按负荷、转速变化分析图3-6为什么说是a φ的较理想的特性场（它是综合考虑动力性、经济性、排放性能得出的，当在小负荷，低转速时，为了保证怠速稳定性及起动和加速，应适当加浓混合气~；当汽油机在部分负荷范围内运行时，应供给较稀的混合气~，当发动机在大负荷、高转速运转时，也需要较浓的混合气~）电喷汽油机为什么不采用图3-6模式，而在大部分工况用闭环1≈α模式控制（内燃机学99或高等内燃机原理P62）

11.简述汽油机电控喷油的喷油量控制的实现方法电控器根据发动机转速和表示发动机负荷的空气流量决定喷油脉宽的基本值，冷却液温度、进气温度等都是用来对喷油脉宽修正的条件参数。喷油量取决于喷油器的开启时间，即由送到喷油器电磁线圈的控制脉宽的宽度决定，因此ECU控制此脉冲宽度就可以控制供油。节气门开度传感器信号对于怠速工况判断、过渡工况喷油量补偿是必须的。p97~P99 欧3、4（国3、4）电控系统有那些基本功能的控制系统。喷油量控制精度有那些影响因素电控喷油系统、电控节气门系统，电控点火系统，OBD车载诊断系统，怠速控制系统，燃油蒸发系统，二次空气系统等。喷油量控制精度的影响因素：喷油脉宽，喷油嘴流量分组，冷却水温度，进气温度，空燃比，海拔高度，蓄电池电压，发动机负荷等等。 11．电控技术中，闭环控制与开环控制有什么区别和特点，举一例说明闭环原理。常见的有哪些闭环控制反馈信号是什么开环控制：为单一方向的流程，无反馈信号。发动机在一定工况下，电控器从传感器得到该工况的各种信息并从内存中找出适合该工况的脉谱，制定各种控制指令送到相应的执行器去工作，至于个执行器是否正确的执行了预定控制，执行后发动机工况是否和控制目标一致，电控器不去检查和比较。闭环控制则为双向操作，电控器不断地将待控参数与优化的控制目标值进行比较，据此不断地调节输出指令使两者差别达到最小，该系统中一定有反馈信号。闭环控制的精度一定高于开环控制。常见闭环控制： Φa=1空燃比闭环控制，反馈信号：由氧传感器检测排气中的含氧量点火控制中的爆燃传感器，反馈信号：压力波脉冲温度怠速控制：反馈信号：空气流量传感器检测空气流量六章思考题 4.给出两种确定滞燃期iτ的测试方法，并讨论如何减少iτ的值。示功图法：根据燃烧始点和针阀升程始点（喷油始点）来确定，两者角度之差以为滞燃期。放热规律法：根据实测示功图进行数值计算得到燃烧放热规律。如何减少压缩温度和压力对滞燃期影响较大。随着压缩温度和压力的提高，滞燃期减少。如增加压缩比使

(完整版)内燃机原理课后习题与答案

第一章发动机的性能 1.简述发动机的实际工作循环过程。 1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。 3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。提高工质的绝热指数κ可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。 ⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。 4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。 5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。强化系数PmeCm. 6.总结提高发动机动力性能和经济性能的基本途径。 ①增大气缸直径，增加气缸数②增压技术③合理组织燃烧过程④提高充量系数⑤提高转速⑥提高机械效率⑦用二冲程提高升功率。 7.什么是发动机的平均有效压力、油耗率、有效热效率？各有什么意义？平均有效压力是指发动机单位气缸工作容积所作的有效功。平均有效压力是从最终发动机实际输出转矩的角度来评定气缸工作容积的利用率，是衡量发动机动力性能方面的一个很重要的指标。有效燃油消耗率是单位有效功的耗油量，通常以每千瓦小时有效功消耗的燃料量来表示。有效热效率是实际循环有效功与所消耗的燃料热量之比值。有效热效率和有效燃油消耗率是衡量发动机经济性的重要指标。

内燃机燃烧与排放控制研究计划

内燃机燃烧与排放控制研究计划一、研究背景汽车从发明到今天已经一个多世纪了。在现代社会，汽车已成为人们工作、生活中不可缺少的一种交通工具。汽车在为人们造福的同时，也带来大气污染、噪声和交通安全等一系列问题。2013年伊始，全国多地遭遇雾霾天气，北京更是连续6日深陷其中，PM2.5浓度指数多次“爆表”。从1993年开始，我国已成为石油净进口国。2012年，我国进口原油2.85亿吨，对外依存度达到了58.7%。通行观点认为，石油进口依存度超过50%，就说明该国已进入能源预警期。日前，环保部发布了《2012年中国机动车污染防治年报》，公布2011年全国机动车污染排放状况。年报显示，我国已连续三年成为世界机动车产销第一大国，机动车污染已成为我国空气污染的重要来源，是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因。机动车排放的污染物主要包含四项：氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、碳氢化合物（HC）和一氧化碳。2011年，全国机动车四项污染物排放4607.9万吨，比2010年增加3.5%，而汽车的排放量占到了机动车排放总量的84.7%。其中，汽车对CO、HC的贡献比例分别达到了80.6%、76.9%，而对NOx、PM的贡献比例则高达90.4%和94.9%。二、研究计划的目的针对现在绝大部分机动车都是汽油机或者柴油机，所以改善内燃机的燃烧过程和控制废气的排放对如今石油资源的不断匮乏和环境问题日益恶化有很大的帮助。第一，石油资源是不可再生资源，用完了就没有了，所以通过改善燃烧过程，优化燃烧路径，已达到减少燃油消耗。提高燃油经济性，相对的减少了燃油的消耗量。第二，通过污染物的排放，尽可能的减少污染，达到国际先进的排放标准。将汽车排放废气污染降至最低，还一个健康的大气环境给我们。三、研究内容及拟采取的技术路线与设计方案本研究计划主要研究内燃机的燃烧过程和对排放的控制。通过对内燃机燃料的选择，进气管道的设计，气缸的结构参数（燃烧室的形状，压缩比等）设计，适应各工况的燃油喷射时刻正时，对氧传感器和三效催化转换器的闭环控制的优化设计等一系列措施来优化燃烧过程，降低燃油消耗率，降低排放。

帕萨特1.8T排放控制系统的结构控制原理与检修论文..

帕萨特1.8T汽车排放控制系统的结构原理与检修

论文摘要帕萨特1.8T汽车采用了先进的技术，其污染物排放控制达到欧Ⅳ标准。帕萨特1.8T 汽车排放控制系统主要由一个三元催化转化器（TWC）、二次进气喷射装置（EAIR）、废气再循环（EGR）系统、曲轴箱强制通风（PCV）系统和燃油蒸发排放（EV AP）控制系统等组成。论述了帕萨特1.8T汽车排放控制系统各主要元器件的结构原理与检修。[关键词]：汽车；排放控制系统；结构原理；检修

汽车排放控制系统概述错误！未指定书签。目录摘要 (ii) 1汽车排放控制系统概述 (1) 1.1 排放控制系统与整车的关系： (1) 1.2 减少排污的方法 (1) 1.3 排放控制系统的基本组成 (2) 2曲轴箱强制通风（PCV）系统的结构原理与检修 (2) 2.1 作用和基本组成 (2) 2.2 工作原理 (3) 2.3 曲轴箱强制通风装置的检修 (3) 3燃油蒸发排放控制系统的结构原理与检修 (4) 3.1 燃油蒸发控制装置的构成 (4) 3.2 燃油蒸发控制装置的工作原理 (5) 3.3 燃油蒸发排放控制系统的检修 (5) 4废气再循环系统的结构原理和检修 (6) 4.1 废气再循环控制装置的构成和工作原理 (6) 4.2 废气再循环控制装置的检修 (7) 5三元催化转化器结构原理和检修 (8) 5.1 三元催化转换器装置的构成和工作原理 (8) 5.2 三元催化转换器装置的检测 (8) 6二次进气喷射装置（EAIR）结构原理和检修 (10) 6.1 二次进气喷射装置（EAIR）结构原理 (10) 6.2 查找二次空气系统故障 (11) 7涡轮增压装置的结构控制原理和检修 (12) 7.1 涡轮增压装置的结构控制原理 (12) 7.2 涡轮增压装置的检修 (13) 总结 (16) 参考文献 (17)