15.對於汽油車,在怠速運轉時,燃燒室內的溫度較低,汽油不能充分蒸發。在這種情況下,通常要額外供應燃油,使空燃比變濃(大約11:1)。由於不完全燃燒,CO和HC的濃度增大,而由於燃燒溫度較低,NOx的濃度則幾乎為零。
16.對於汽油車,在中、低速度,汽油的空燃比較之理論空燃比略稀,燃燒室溫度升高,就會產生較多NOx。
17.對於汽油車,車輛高速時,發動機以高輸出功率運轉,空燃比較濃,CO和HC濃度上升,由於燃燒室溫度降低,且缺乏足夠的氧氣,NOx濃度減少。
18.加速工況:對於汽油車,踩下加速踏板,節氣門開度加大,增加了吸入進氣歧管的空氣量,燃油供應量也自然增加,空氣與燃油混合氣變濃,CO和HC的濃度也增大,隨發動機轉速的提高,燃燒速度加快,使燃燒溫度升高,NOx濃度也從而增大。
19.減速工況:對於汽油車,發動機製動中,節氣門完全關閉,但發動機轉速高,燃燒室和進氣歧管中負壓也隨之增強。這一負壓降低了火焰擴散的速度,使得火焰在擴散至整個燃燒室以前就熄滅了。這就產生了未燃燒的HC氣體,並被排放至大氣中。另外,強大的負壓使得附著在歧管壁上的燃油極其迅速地蒸發,導致燃油混合氣太濃,這就增大了CO和HC的濃度。但因為負壓也降低了燃燒溫度,從而也使NOx濃度幾乎降至零。
20.對於汽油車,若車輛爬陡坡時,發動機負荷大,則節氣門完全打開,空氣與燃油混合氣達到最大濃度,CO和HC濃度就很高,NOx濃度下降。
21.從總體看,由於柴油機負荷調節方法采用定量質調節的方法,其混合氣的平均濃度要比汽油機稀得多,即便在高負荷區,平均過量空氣係數也遠大於1,所以柴油機總有足夠的氧氣對已形成的CO和HC進行氧化,柴油機的CO和HC排放量要比汽油機低得多。從排氣汙染物形成的過程來看,柴油車CO和HC的具體形成原因和汽油車有所不同。
22.柴油機CO主要源於噴油中過濃部分的不完全燃燒。隻有較低負荷,溫度過低以及高負荷和在噴油過程中由高壓油管內燃油波動造成的二次噴射和噴油器滴油等不正常噴射的情況下,才會出現較高的CO排放值,即CO排放值隨過量空氣係數的變化呈兩頭高、中間低的特點。
23.在柴油機穩定運轉條件下,HC主要由下述兩個原因引起。
(1)滯燃期中,處於噴油前緣的極稀混合氣,其濃度遠低於燃燒極限而無法著火。其中的一部分混合氣,在後續過程中,避開了缸內燃燒而被排出。滯燃期愈長,滯燃期中的噴油量愈多,過分稀釋的混合氣也愈多,HC排放也就增多。
(2)噴油過程中,混合氣由於混合不良導致HC增多。最主要的情況是燃油的噴射期過長。總體上看,柴油機低負荷時,混合氣更稀,缸內溫度又低,所以HC排放量隨負荷減小而上升。
24.由於柴油車在著火燃燒方麵的原因,氮氧化物NOx排放占其總排放量的比例較汽油機大。在燃燒過程中產生NOx的區段有滯燃期的稀燃火焰區和緩燃期的擴散燃燒區。降低燃燒過程中這兩個時期的噴油率,減緩混合氣的形成速度,推遲或拉長整個噴油時間,或者縮短滯燃期,都可以抑製NOx的過量產生。但是這樣做,必然拉長或推遲燃燒過程,造成燃油消耗率的上升和微粒碳煙排放量的增加。
25.總體來看,柴油機NOx排放量將隨負荷的減少,即混合氣濃度的變稀、溫度的下降而下降。
26.目前業界的看法:柴油機微粒和碳煙主要形成於緩燃期的擴散燃燒區和後燃期以及二次噴射和噴油器滴漏。
27.廢氣渦輪增壓柴油機加速時,由於增壓器轉子的慣性,轉速上升有一個過程,充氣量趕不上噴油量的增加,使混合氣過濃而煙度及HC等排放大增,形成加速冒煙。
28.冷啟動時,汽缸內壓縮溫度很低,燃油霧化條件很差,相當部分會附於燃燒室壁麵,初期會以未燃HC“白煙”的形式排出機外。由於啟動時霧化程度低,直噴柴油機一般要加大50%~100%的“啟動油量”,因此碳煙、HC及CO等排放量必然增多。隻有經過一段時間的暖機以後,才會逐漸恢複正常。