总之,工况对排放的影响总体表现为:低速、低负荷时,CO和HC排放偏高,而NOx和微粒排放很低;高速、高负荷则微粒和NOX排放上升;特别是微粒碳烟排放,即使是中、低转速,由于转矩校正、油量加大的缘故,往往烟度超标,所以低速冒烟常常成为车用柴油机的一个病疾。
(2)柴油机的加、减速排放特性。对于全速式调速器,踩下加速踏板,相当于加大弹簧预紧力,调速器起作用,很快加大供油量,转矩上升,然后再下降达到新的平衡点,因此加速迅猛,过大的油量往往造成过高的碳烟和HC、CO排放量。而两速式调速器,踩下加速踏板直接操纵喷油泵供油拉杆,达到新的平衡点加速平缓,污染物排放量的增加很少。柴油机的减速过程是减小供油量,所以污染物排放量下降。
(3)冷起动过程的影响。柴油机冷起动时,缸内压缩温度很低,燃油雾化条件差,相当部分会附于燃烧室壁面,初期未燃HC以白烟的形式排出机外。由于起动时雾化程度低,直喷柴油机一般要加大50%~100%的起动油量,因此碳烟、HC和CO排放量必然增多。
3.喷油提前角
推迟喷油,直接喷射式柴油机的NOX大幅度下降,而间接喷射式涡流室柴油机的NO、的下降幅度则小一些。但是喷油过迟,燃油消耗率和碳烟排放都会恶化,对CO和HC的排放也有不利影响。
4.喷油压力
近年来,提高喷油压力的高压喷射措施日渐成为直接喷射式柴油机机内净化的最佳手段。而间接喷射式柴油机,由于主要依靠气流进行雾化、混合,所以对喷油压力要求较低。
在循环喷油量和喷孔大小及分布不变的情况下,提高喷油压力就是加大喷油率,它直接产生两方面的效果:
(1)降低微粒碳烟的排放量。喷油压力提高,则喷雾粒子的粒径减小,贯穿度加大,喷雾锥角加大,再加上紊流的增强,直接促进了燃油与空气的混合。其直接效果是降低了某一时刻浓混合气成分的比例,使生成微粒碳烟的范围缩小。所以高压喷射必然使微粒碳烟排放降低。
(2)降低油耗率。喷油率增大必然缩短喷油时期,使燃烧加速,从而使油耗率降低。
以上高压喷射降低烟度和油耗的优点,恰恰弥补了推迟喷油所带来的缺点。应认识到,高压喷射并没有明显削弱推迟喷油所带来的减小NOx排放的效果。因此若将两种措施同时应用,进行合理调配后,NOx和微粒碳烟排放都会同时降低。
为了便于学习,在此将汽油机、柴油机有害排放物的生成因素及其影响因素归纳表4以便维修时分析和判断故障时查阅,图13为汽、柴油机排气污染物与
空燃比的关系,结合表5进行动态参数分析。
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