1、第第7 7章章 發(fā)動機的排放與汽車噪聲發(fā)動機的排放與汽車噪聲： 介紹有害排放物的危害及生成、影響排放物生成的主要因素與常用的有害排放物控制技術(shù)、排放標準與測試技術(shù)及發(fā)動機噪音來源與控制方法。： 掌握有害排放物的生成機理，影響因素與控制技術(shù)；了解排放標準與測試技術(shù)以及發(fā)動機噪聲來源與控制方法。 1、發(fā)動機排放物的組成、發(fā)動機排放物的組成一氧化碳一氧化碳氮氧化物氮氧化物碳氫化合物碳氫化合物光化學煙霧光化學煙霧微粒微粒汽油機和柴油機的燃燒特點不同，污染汽油機和柴油機的燃燒特點不同，污染物生成機理不同物生成機理不同汽油機污染物汽油機污染物：COCO、HCHC、NoxNox柴油機污染物柴油機污染物：No

2、xNox、微粒、微粒一氧化碳是燃料在空氣不足的情況下的燃燒一氧化碳是燃料在空氣不足的情況下的燃燒產(chǎn)物，是發(fā)動機排放中有害濃度最大的成分。產(chǎn)物，是發(fā)動機排放中有害濃度最大的成分。CO 是無色無臭有窒息性的毒性氣體。是無色無臭有窒息性的毒性氣體。空燃比是影響空燃比是影響CO 含量的主要因素。含量的主要因素。汽油機：汽油機：過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù) =1=1（空燃比（空燃比 =14.7=14.7），燃料完全），燃料完全燃燒，生成燃燒，生成COCO2 2、H H2 2O O過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù) 1 1（空燃比（空燃比 14.714.7），燃料），燃料不完全燃燒，生成不完全燃燒，生成COCO過量空氣

3、系數(shù)過量空氣系數(shù) 1 1 （空燃比（空燃比 14.714.7），），COCO不存在。不存在。由于混合不均、燃燒后高溫，排氣中有少量由于混合不均、燃燒后高溫，排氣中有少量COCO存在存在 碳氫化合物（碳氫化合物（HC）包括未燃和未完全包括未燃和未完全燃燒的燃油、潤滑油及其裂解和部分氧燃燒的燃油、潤滑油及其裂解和部分氧化產(chǎn)物，如烷烴、烯烴、芳香烴、醛等?；a(chǎn)物，如烷烴、烯烴、芳香烴、醛等。 是刺激性物質(zhì)，對眼、呼吸道、血是刺激性物質(zhì)，對眼、呼吸道、血液有毒害。液有毒害。碳氫化合物的生成碳氫化合物的生成n汽油機未燃汽油機未燃HCHC的生成：的生成：1 1）燃燒生成燃燒生成隨排氣排出隨排氣排出2 2）

4、曲軸箱排放物曲軸箱排放物 燃燒室通過活塞與汽缸間間隙燃燒室通過活塞與汽缸間間隙漏入曲軸箱的竄氣，含大量漏入曲軸箱的竄氣，含大量HCHC3 3）汽油箱、燃油供給系統(tǒng)汽油箱、燃油供給系統(tǒng)等處蒸發(fā)的汽油蒸汽等處蒸發(fā)的汽油蒸汽（1 1）冷激效應(yīng)）冷激效應(yīng) 燃燒室壁面對火焰的迅速冷卻（稱為冷激、淬冷）使火焰不能傳播的缸壁表面，在表面上留下薄層未燃燒或不完全燃燒的混合氣。 縫隙效應(yīng)是冷激效應(yīng)的主要表現(xiàn)。（2 2）油膜和沉積物吸附）油膜和沉積物吸附 缸套壁面和活塞頂面上的潤滑油膜吸附未燃混合氣的燃油蒸汽，當混合氣燃油濃度因燃燒降到零時，油膜釋放油氣少部分被氧化造成HC排放(3)(3)火焰淬熄火焰淬熄n冷啟動

5、和暖機溫度較低燃油霧化、蒸發(fā)和混合氣形成變差，燃燒變慢、不穩(wěn)定，火焰因膨脹缸內(nèi)溫度壓力下降造成可燃混合氣大容積淬熄，HC排放激增n混合氣過稀過濃，排放再循環(huán)率大，怠速、小負荷下發(fā)生。(4)(4)未燃碳氫化合物的氧化未燃碳氫化合物的氧化 未燃碳氫化合物擴散到高溫已燃氣體中部分被氧化，HC是未燃的燃油及其部分氧化產(chǎn)物的混合物。 在排氣管路中氧化。最高排氣溫度和最長停留時間使HC降低最多推遲點火以提高排氣溫度有利于HC后期氧化降低排氣歧管熱損失增大橫斷面積，壁面進行絕熱柴油機柴油機 噴油初期滯燃期內(nèi)滯燃期內(nèi)混合氣過稀造成未燃HC 噴油后期高溫燃氣中混合氣過濃或燃燒淬熄隨排氣排出，HC多被碳煙微粒吸附

6、。柴油機未燃HC排放主要來自柴油噴注外緣過稀混合氣地區(qū)，怠速或小負荷時的HC排放高 噴油器殘油容積對HC排放有影響 氮氧化物中氮氧化物中最重要的最重要的是是NO和和NO2. 發(fā)動機排放中的氮氧化物是由于燃燒室內(nèi)發(fā)動機排放中的氮氧化物是由于燃燒室內(nèi)高溫燃燒而產(chǎn)生的，空氣的氮經(jīng)過氧化首先高溫燃燒而產(chǎn)生的，空氣的氮經(jīng)過氧化首先生成生成NONO，然后與大氣中的氧相遇又成為，然后與大氣中的氧相遇又成為NONO2 2。NONO是無色無味的氣體，只有輕度刺激性，是無色無味的氣體，只有輕度刺激性，毒性不大，高濃度時會造成中樞神經(jīng)有輕度毒性不大，高濃度時會造成中樞神經(jīng)有輕度障礙。障礙。 NO2是一種褐色氣體，有

7、特殊刺激性臭味，是是一種褐色氣體，有特殊刺激性臭味，是發(fā)動機排放中惡臭物質(zhì)之一。它使人中毒的癥發(fā)動機排放中惡臭物質(zhì)之一。它使人中毒的癥狀是在發(fā)生肺水腫的同時，引起支氣管炎等。狀是在發(fā)生肺水腫的同時，引起支氣管炎等。生成生成NONO的因素：的因素：1 1）氧的濃度氧的濃度 高溫條件下，氧的濃度是生成高溫條件下，氧的濃度是生成NONO的重要因素的重要因素2 2）溫度溫度 燃燒放熱集中在上止點附近，燃燒溫度很高，燃燒放熱集中在上止點附近，燃燒溫度很高，NONO生成量愈生成量愈多。多。3 3）反應(yīng)滯留時間反應(yīng)滯留時間 燃氣在高溫富氧條件下滯留時間長，燃氣在高溫富氧條件下滯留時間長，NONO生存量增生存

8、量增加。加。 發(fā)動機排放中，氮氧化合物和發(fā)動機排放中，氮氧化合物和HC在太陽在太陽 能的作用下進行光化學反應(yīng)生成的光化學過能的作用下進行光化學反應(yīng)生成的光化學過氧化物而形成的煙霧稱為氧化物而形成的煙霧稱為光化學煙霧光化學煙霧。 光化學過氧化物的主要物質(zhì)是光化學過氧化物的主要物質(zhì)是臭氧（臭氧（O3）. 微粒微粒是指存在于大氣中的，除掉未化合的水以外的是指存在于大氣中的，除掉未化合的水以外的任何分散物質(zhì)。這種分散物質(zhì)可能是任何分散物質(zhì)。這種分散物質(zhì)可能是固態(tài)的固態(tài)的，也可，也可能是能是液態(tài)的液態(tài)的。 微粒包括微粒包括原始顆粒原始顆粒和和二次顆粒二次顆粒。原始顆粒原始顆粒是指直接是指直接來自發(fā)動機燃

9、燒產(chǎn)物的顆粒。來自發(fā)動機燃燒產(chǎn)物的顆粒。二次顆粒二次顆粒是指在大氣是指在大氣條件下，因氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的各化學反應(yīng)之間發(fā)條件下，因氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的各化學反應(yīng)之間發(fā)生化學和物理變化所產(chǎn)生的顆粒。生化學和物理變化所產(chǎn)生的顆粒。和和所排放的顆粒是不同的。所排放的顆粒是不同的。主要是鉛化物、硫酸、硫酸鹽和低分主要是鉛化物、硫酸、硫酸鹽和低分子物質(zhì)。子物質(zhì)。的顆粒在數(shù)量上要比汽油機多。成分的顆粒在數(shù)量上要比汽油機多。成分也復雜。主要有含碳物質(zhì)（炭煙）和一些有機也復雜。主要有含碳物質(zhì)（炭煙）和一些有機物。物。微粒的形成微粒的形成n汽油機中汽油中的鉛、硫造成的硫酸鹽是排氣汽油機中汽油中的鉛、硫造成的硫酸鹽

10、是排氣微粒的主要成分。微粒的主要成分。n柴油機微粒排放量大于汽油機幾十倍，燃燒生柴油機微粒排放量大于汽油機幾十倍，燃燒生成的含碳粒子及其表面吸附有機物組成。局部成的含碳粒子及其表面吸附有機物組成。局部缺氧導致碳煙生成，尾氣中碳煙的濃度是碳煙缺氧導致碳煙生成，尾氣中碳煙的濃度是碳煙生成速率與碳煙氧化速率之差。生成速率與碳煙氧化速率之差。 排氣中二氧化硫（SO2）的含量與燃料中的含硫量有關(guān)。 SO2對發(fā)動機在使用催化凈化裝置 有破壞作用，降低催化劑的使用壽命。是生成柴油機排氣微粒的原因之一。 SO2也是造成酸雨的主要物質(zhì)。5. 5.二氧化硫二氧化硫作為溫室氣體使地球表面溫度升高，即所作為溫室氣體使

11、地球表面溫度升高，即所謂的溫室效應(yīng)。大氣層中謂的溫室效應(yīng)。大氣層中COCO2 2層加厚，太陽光照層加厚，太陽光照射在地球表面的能量受到射在地球表面的能量受到COCO2 2層的阻隔難以逸出，層的阻隔難以逸出，熱量經(jīng)多年累積使全球氣候變暖，造成全球氣候熱量經(jīng)多年累積使全球氣候變暖，造成全球氣候變化反常。變化反常。臭味是由多種成分引起的，臭味是由多種成分引起的，除除O O3 3和和NONO2 2外，燃料的外，燃料的不完全燃燒產(chǎn)物甲醛、丙烯醛等是有臭味。臭味使不完全燃燒產(chǎn)物甲醛、丙烯醛等是有臭味。臭味使人感覺難受，刺激人的眼睛和黏膜。人感覺難受，刺激人的眼睛和黏膜。7.2 發(fā)動機的排放標準及檢測 目前

12、，幾乎所有國家對汽車排放均作出了嚴格的規(guī)定，這種規(guī)定以汽車排放標準或法規(guī)的形式頒布并執(zhí)行。從某種意義上講，汽車排放控制技術(shù)產(chǎn)生和應(yīng)用的動力就在于這些具有法律效應(yīng)的汽車排放法規(guī)。由于世界各國的政治、經(jīng)濟及技術(shù)水平等諸多因素都不一樣，所以制定的汽車排放標準也有所不同。從現(xiàn)在世界汽車工業(yè)發(fā)展情況來看，汽車排放標準已經(jīng)形成三大體系。汽車排放實驗則是圍繞著汽車排放標準進行，它包括研究研究和評價評價兩個方面。7.2.1汽車排放標準汽車排放標準nGB38472005 車用壓燃式發(fā)動機和壓燃式發(fā)動機汽車車用壓燃式發(fā)動機和壓燃式發(fā)動機汽車排氣煙度排放限值及測量方法排氣煙度排放限值及測量方法nGB18285-20

13、05 點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）nGB18352.32005 輕型汽車污染物排放限值及測量方輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國法（中國、階段）階段）nGB 176912005車用壓燃式、氣體燃料點燃式發(fā)動機與車用壓燃式、氣體燃料點燃式發(fā)動機與汽車排氣污染物排放限值及測量方法（中國汽車排氣污染物排放限值及測量方法（中國、階階段）段）nGB113402005 裝用點燃式發(fā)動機重型汽車曲軸箱污裝用點燃式發(fā)動機重型汽車曲軸箱污染物排放限制及測量方法染物排放限制及測量方法nGB1476320

14、05 裝用點燃式發(fā)動機重型汽車燃油蒸發(fā)裝用點燃式發(fā)動機重型汽車燃油蒸發(fā)污染物排放限制及測量方法污染物排放限制及測量方法車用壓燃式發(fā)動機和壓燃式發(fā)動車用壓燃式發(fā)動機和壓燃式發(fā)動機汽車排氣煙度排放限值及測量方法機汽車排氣煙度排放限值及測量方法一、組成部分一、組成部分壓燃式發(fā)動機排氣煙度排放控制要求壓燃式發(fā)動機排氣煙度排放控制要求型式核準已批準的壓燃式發(fā)動機排氣煙度排放控制要求型式核準已批準的壓燃式發(fā)動機排氣煙度排放控制要求為單獨進行發(fā)動機型式核準的壓燃式發(fā)動機排氣煙度排放控為單獨進行發(fā)動機型式核準的壓燃式發(fā)動機排氣煙度排放控制要求制要求在用汽車的排氣煙度排放控制要求在用汽車的排氣煙度排放控制要求二

15、、測試內(nèi)容與方法二、測試內(nèi)容與方法全負荷穩(wěn)定轉(zhuǎn)速試驗的不透光煙度全負荷穩(wěn)定轉(zhuǎn)速試驗的不透光煙度自由加速試驗的不透光煙度（新車、在用車）自由加速試驗的不透光煙度（新車、在用車）在用車加載減速試驗的不透光煙度在用車加載減速試驗的不透光煙度點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）一、怠速與高怠速工況一、怠速與高怠速工況n怠速工況：發(fā)動機無負載運轉(zhuǎn)狀態(tài)。即離合器處于接合位置、怠速工況：發(fā)動機無負載運轉(zhuǎn)狀態(tài)。即離合器處于接合位置、變速器處于空檔位置（對于自動變速箱的車應(yīng)處于變速器處于空檔位置（對于自動變速箱的

16、車應(yīng)處于“停車停車”或或“P”檔位）；采用化油器供油系統(tǒng)的車，阻風門應(yīng)處于全檔位）；采用化油器供油系統(tǒng)的車，阻風門應(yīng)處于全開位置；油門踏板處于完全松開位置。開位置；油門踏板處于完全松開位置。n高怠速工況：利用油門踏板將發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制在高怠速工況：利用油門踏板將發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制在50%額額定轉(zhuǎn)速或制造廠技術(shù)文件中規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速時的工況。本定轉(zhuǎn)速或制造廠技術(shù)文件中規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速時的工況。本標準中將輕型汽車的高怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定為標準中將輕型汽車的高怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定為2 500100r/min，重型車的高怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定為重型車的高怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定為1 800100r/min；如有特殊規(guī)；如有特殊規(guī)定的，按

17、照制造廠技術(shù)文件中規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速。定的，按照制造廠技術(shù)文件中規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速。點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）二、汽車排氣污染物排放限值二、汽車排氣污染物排放限值點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）三、過量空氣系數(shù)（三、過量空氣系數(shù)（）的要求）的要求 對于使用閉環(huán)控制電子燃油噴射系統(tǒng)和三元催化轉(zhuǎn)化器技術(shù)的汽車進行過量空氣系數(shù)（）的測定。發(fā)動機轉(zhuǎn)速為高怠速轉(zhuǎn)速時，應(yīng)在1.000.03 或制造廠

18、規(guī)定的范圍內(nèi)。進行測試前，應(yīng)按照制造廠使用說明書的規(guī)定預(yù)熱發(fā)動機。點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）四、測試內(nèi)容與測試方法四、測試內(nèi)容與測試方法雙怠速法雙怠速法穩(wěn)定工況法穩(wěn)定工況法瞬態(tài)工況法瞬態(tài)工況法輕型汽車污染物排放限值及測量方法輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國（中國、階段）階段）一、測試內(nèi)容與方法一、測試內(nèi)容與方法型試驗：常溫下冷起動后排氣污染物排放試驗型試驗：常溫下冷起動后排氣污染物排放試驗雙怠速試驗：測定雙怠速的雙怠速試驗：測定雙怠速的CO、HC 和高怠速的和高怠速的值值型試驗：

19、曲軸箱污染物排放試驗型試驗：曲軸箱污染物排放試驗型試驗：蒸發(fā)污染物排放試驗型試驗：蒸發(fā)污染物排放試驗型試驗：污染控制裝置耐久性試驗型試驗：污染控制裝置耐久性試驗 型試驗：低溫下冷起動后排氣中型試驗：低溫下冷起動后排氣中CO 和和HC 排放試驗排放試驗車載診斷（車載診斷（OBD）系統(tǒng)試驗）系統(tǒng)試驗型試驗型試驗 型試驗由兩部分（型試驗由兩部分（1 部和部和2 部）組成。試驗部）組成。試驗1 部包括部包括4 個城區(qū)循環(huán)，每個城區(qū)循環(huán)包含個城區(qū)循環(huán)，每個城區(qū)循環(huán)包含15 個工況；試驗個工況；試驗2 部由部由1 個城郊循環(huán)組成，該城郊循環(huán)包含個城郊循環(huán)組成，該城郊循環(huán)包含13 個工況。經(jīng)制造廠同個工況。

20、經(jīng)制造廠同意，可以在意，可以在1 部結(jié)束和部結(jié)束和2 部開始之間加入不超過部開始之間加入不超過20 秒的不取秒的不取樣時段，以便調(diào)整試驗設(shè)備。樣時段，以便調(diào)整試驗設(shè)備。雙怠速試驗雙怠速試驗 試驗在型試驗結(jié)束后立即進行雙怠速試驗，制造廠在型式核準時，應(yīng)提交雙怠速的CO、HC 污染物排放值和高怠速的值的控制范圍。并保證在出廠后24 個月內(nèi)車輛的高怠速值在控制范圍內(nèi)。制造廠應(yīng)對生產(chǎn)下線的汽車進行雙怠速試驗。汽車的雙怠速CO、HC 排放值和高怠速值都應(yīng)在制造廠型式核準時申報的控制范圍內(nèi)。型試驗型試驗（曲軸箱污染物排放試驗）（曲軸箱污染物排放試驗）n除裝壓燃式發(fā)動機的汽車外，所有汽車都必須進行此項試驗。

21、n 對于兩用燃料車，僅對燃用汽油進行此項試驗。n對于單一氣體燃料車，僅對燃用氣體燃料進行此項試驗。n進行型試驗時，發(fā)動機曲軸箱通風系統(tǒng)不允許有任何曲軸箱污染物排入大氣。型試驗型試驗（蒸發(fā)污染物排放試驗）（蒸發(fā)污染物排放試驗）n所有汽油車都必須進行此項試驗。兩用燃料車僅對燃用汽油進行此項試驗。n進行型試驗時，蒸發(fā)污染物排放量應(yīng)小于2g/試驗。型試驗型試驗（污染控制裝置耐久性試驗）（污染控制裝置耐久性試驗）n試驗在跑道上、或道路上、或底盤測功機上進行80000km 耐久性試驗，確定實測劣化系數(shù)，劣化系數(shù)應(yīng)不大于表3中的數(shù)值。 表3 劣化系數(shù)表n從試驗開始（0km），每隔10000km(400km)

22、或更短的行駛里程進行一次型試驗，測量排氣污染物。 的排放量的排放量劣化系數(shù)kmkm640080000 型試驗型試驗低溫下冷起動后排氣中低溫下冷起動后排氣中CO 和和HC 排放試驗排放試驗n試驗應(yīng)在環(huán)境溫度266 K (-7)下進行。試驗由型試驗1 部的四個城區(qū)循環(huán)組成，共持續(xù)780 秒，試驗期間不得中止，并在發(fā)動機起動時開始取樣。n試驗應(yīng)進行三次。CO 和HC 測得的排放量必須小于表4 所示限值。對于每種污染物而言，只要這三次測量結(jié)果的算術(shù)平均值小于規(guī)定的限值，三次測量結(jié)果中允許有一次的值超過限值，但不得超過該限值的1.1 倍。車載診斷（車載診斷（OBD）系統(tǒng)試驗）系統(tǒng)試驗n車載診斷（OBD）

23、系統(tǒng)應(yīng)滿足下表的要求。n試驗在型耐久性試驗用汽車上、型耐久性試驗結(jié)束時進行。如果沒有進行型耐久性試驗，可使用經(jīng)適當老化（經(jīng)檢測機構(gòu)確認相當于行駛了80 000km）并具有代表性的汽車進行車載診斷（OBD）系統(tǒng)驗證試驗。n當失效導致排放超過下表規(guī)定的極限值時，車載診斷（OBD）系統(tǒng)必須指示出與排放相關(guān)的失效部件或系統(tǒng)。試驗裝置 測量輕型汽車排氣污染物采用的試驗裝置主要有：n底盤測功機底盤測功機n定容取樣器定容取樣器n分析設(shè)備分析設(shè)備n控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)7.2.2 汽油機排放污染物的檢測n一氧化碳（一氧化碳（CO）：采用不分光紅外線吸收型分折儀（）：采用不分光紅外線吸收型分折儀（NDIR）n 碳氫化

24、合物碳氫化合物(HC)：采用氫火焰離子型分析儀（：采用氫火焰離子型分析儀（FID），其原），其原理是利用某些氣體在高溫火焰中的電離現(xiàn)象，通過檢測電極理是利用某些氣體在高溫火焰中的電離現(xiàn)象，通過檢測電極間的離子電流來測定氣體濃度。間的離子電流來測定氣體濃度。n氮氧化物（氮氧化物（Nox）：采用化學發(fā)光型分析儀（）：采用化學發(fā)光型分析儀（CLD），其原），其原理是：被測氣體中的理是：被測氣體中的NO與與O3反應(yīng)產(chǎn)生化學發(fā)光現(xiàn)象，這種反應(yīng)產(chǎn)生化學發(fā)光現(xiàn)象，這種化學發(fā)光的強度與化學發(fā)光的強度與NO濃度成正比。濃度成正比。NO2轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為NO后（轉(zhuǎn)化后（轉(zhuǎn)化器），再進入化學發(fā)光室，轉(zhuǎn)化效率應(yīng)大于器），

25、再進入化學發(fā)光室，轉(zhuǎn)化效率應(yīng)大于90%。n汽車排氣中的CO和CO2用測量nNOX用測量nHC用測量n當需要從總碳氫化合物中分離出非甲烷碳氫化合物時，發(fā)動機排氣中的氧多用順磁分析儀測量測量甲烷。排氣成分分析儀概述排氣成分分析儀外形圖 不分光紅外線氣體分析儀NDIR（Non-Dispersive Infra-Red Analyzer）是。紅外線是波長為0.8600m的電磁波，多數(shù)氣體具有吸收特定波長的紅外線的能力。如CO能吸收4.55m的紅外線， CO2能吸收44.5m 的紅外線，不分光紅外線氣體分析儀根據(jù)其特定的吸收來鑒別氣體分子的種類。 不分光紅外氣體分析儀NDIR不分光紅外氣體分析儀NDIR

26、工作原理工作原理 紅外線光源射出的紅外線紅外線光源射出的紅外線經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的截光盤交替地投經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的截光盤交替地投向氣樣室和裝有不吸收紅外向氣樣室和裝有不吸收紅外線的氣體（如氮）的參比室線的氣體（如氮）的參比室，透過兩室的氣體進入，透過兩室的氣體進入有兩有兩個接收氣室的個接收氣室的檢測器。當樣檢測器。當樣氣室中的被測樣氣濃度變化氣室中的被測樣氣濃度變化時，兩個接受氣室接受的紅時，兩個接受氣室接受的紅外線輻射能的差別也發(fā)生變外線輻射能的差別也發(fā)生變化，導致分隔兩氣室的薄膜化，導致分隔兩氣室的薄膜兩側(cè)壓變化。由截光盤調(diào)制兩側(cè)壓變化。由截光盤調(diào)制的周期性變化引起電容器電的周期性變化引起電容器電容量周期變

27、化，該信號經(jīng)放容量周期變化，該信號經(jīng)放大成為分析儀的輸出信號。大成為分析儀的輸出信號。 不分光紅外線氣體分析儀工作原理圖 不分光紅外氣體分析儀NDIR工作特點工作特點不分光紅外線氣體分析儀采用直接取樣系統(tǒng)時，水蒸氣對CO和NO的測定有干擾，在取樣流程中應(yīng)串聯(lián)有冷卻器或除濕器，以盡量除去水分。不分光紅外線氣體分析儀測量NO時，其測量精度低；測量HC時，只能檢測某一波長段的HC，而對非飽和烴和芳香烴則不敏感，測量的結(jié)果主要是反應(yīng)了飽和烴的含量而不代表各種HC的含量，所以總的精確度較差。排放法規(guī)規(guī)定，CO和CO2用不分光紅外線氣體分析儀測量?；瘜W發(fā)光分析儀CLD工作原理1-反應(yīng)室；2-臭氧發(fā)生器；3

28、-氧入口；4-濾光片；5-光電倍增管檢測器；6-信號放大器；7-催化轉(zhuǎn)化器；8-樣氣入口；9-轉(zhuǎn)換開關(guān)；10-反應(yīng)室出口 樣氣由通道樣氣由通道A A或或B B進入反應(yīng)室進入反應(yīng)室1 1。通道通道A A直接通向反應(yīng)室，這個通直接通向反應(yīng)室，這個通道只能測量樣氣中道只能測量樣氣中NONO的濃度；的濃度；樣氣通過通道樣氣通過通道B B時，樣氣中的時，樣氣中的NONO2 2將在催化轉(zhuǎn)換器將在催化轉(zhuǎn)換器7 7中轉(zhuǎn)化成中轉(zhuǎn)化成NONO，再進入反應(yīng)室，再進入反應(yīng)室， 這樣儀器這樣儀器測量得到的是測量得到的是NONO和和NONO2 2的總和的總和NONOX X。利用測得的。利用測得的NONOX X與與NONO

29、的差值，的差值，即可確定樣氣中即可確定樣氣中NONO2 2的濃度。的濃度。化學發(fā)光分析儀工作原理圖 化學發(fā)光分析儀CLD具有感應(yīng)度高，體積分數(shù)可達10-7；應(yīng)答性好，在10-2濃度范圍內(nèi)輸出特性呈線性關(guān)系，適用于連續(xù)分析；為使測量過程中NO2盡可能完全地轉(zhuǎn)化成為NO，催化轉(zhuǎn)化器中的溫度必須在920K以上。是測量NOX的標準方法。特點特點氫火焰離子分析儀工作原理 工作原理工作原理 氫火焰燃燒時，氫火焰燃燒時，2300K左左右的高溫氫火焰會使右的高溫氫火焰會使HC離子化離子化成自由離子，離子數(shù)基本與成自由離子，離子數(shù)基本與HC的濃度成正比。的濃度成正比。 待測氣體與氫氣混合后，待測氣體與氫氣混合后

30、，由入口進入燃燒器，由燃燒嘴由入口進入燃燒器，由燃燒嘴噴出，在空氣的助燃下由通電噴出，在空氣的助燃下由通電的點火絲點燃。的點火絲點燃。HC在缺氧的氫在缺氧的氫擴散火焰中分解出離子和電子擴散火焰中分解出離子和電子。這些離子和電子形成按一定。這些離子和電子形成按一定方向運動的離子流，通過對離方向運動的離子流，通過對離子流電流的測量就可測得碳原子流電流的測量就可測得碳原子的濃度，從而反映出相應(yīng)子的濃度，從而反映出相應(yīng)HC的濃度的濃度。1-離子收集器；2-信號放大器；3-空氣分配器；4-氫和待測氣體入口；5-助燃空氣入口；6-燃燒嘴氫火焰離子型分析儀工作原理圖 氫火焰離子分析儀FID特點特點是目前測量

31、汽車排放中HC的最有效手段；靈敏度高，可測到極小濃度的HC ；線性范圍寬；對環(huán)境溫度和壓力也不敏感。不受樣氣中有無水蒸氣的影響，但可能受其中氧的干擾。不同的HC分子結(jié)構(gòu)對FID的影響不同。順磁分析儀PMA工作原理工作原理氧是一種強順磁性氣體，氮氧化合物有較弱的順磁性，NO和NO2的順磁性分別為氧的44%和29%。因為汽車排放中，氧的濃度要比NOX高得多，所以可用順磁分析儀測量排氣中的氧濃度順磁分析儀外形圖 順磁分析儀PMA 工作原理工作原理 樣氣樣氣3 3中的氧中的氧2 2，在永久磁鐵，在永久磁鐵6 6的磁場吸引下充入水平玻璃管的磁場吸引下充入水平玻璃管5 5中中。在磁場強度最大的地方，樣氣被

32、。在磁場強度最大的地方，樣氣被電熱絲電熱絲4 4加熱。加熱后的氧順磁性加熱。加熱后的氧順磁性下降，磁鐵對它的吸引力小于冷態(tài)下降，磁鐵對它的吸引力小于冷態(tài)的氧。冷的樣氣被吸到磁極中心，的氧。冷的樣氣被吸到磁極中心，擠走熱的樣氣。冷的樣氣被加熱后擠走熱的樣氣。冷的樣氣被加熱后又被擠走。這樣在玻璃管又被擠走。這樣在玻璃管5 5中就形中就形成了氣體流動，也稱成了氣體流動，也稱磁風磁風，其速度，其速度與樣氣的濃度成正比。如果加熱絲與樣氣的濃度成正比。如果加熱絲4 4同時起熱線風速儀的作用，就可同時起熱線風速儀的作用，就可以簡單地測定磁風速度，從而測得以簡單地測定磁風速度，從而測得樣氣中的氧濃度樣氣中的氧

33、濃度 順磁分析儀工作原理 氣相色譜儀 GC 工作原理工作原理 用樣氣注射器把一定體積的用樣氣注射器把一定體積的樣氣從試樣注入口注入儀器，與樣氣從試樣注入口注入儀器，與從載氣入口進入儀器的氫、氦、從載氣入口進入儀器的氫、氦、氬等載氣混合后流入裝有填充劑氬等載氣混合后流入裝有填充劑的色譜柱中。的色譜柱中。 由于樣氣的不同組分對色譜由于樣氣的不同組分對色譜柱中的填充劑的親和力（吸附或柱中的填充劑的親和力（吸附或溶解性）不同，在載氣的推動下溶解性）不同，在載氣的推動下被分離。親和力弱的組分，很難被分離。親和力弱的組分，很難被滯留在填充劑中，首先流出色被滯留在填充劑中，首先流出色譜柱；反之，親和力強的組

34、分流譜柱；反之，親和力強的組分流出較晚。出較晚。1-試樣注入口；2-色譜圖記錄儀；3-氣體出口；4-檢測器；5-溫控槽；6-色譜柱；7-載氣入口氣相色譜儀工作原理圖 氣相色譜儀 GC對混合氣的組成中各成分濃度進行詳細 的分析它靈敏度高，需要樣氣數(shù)量很少；一次可完成多種成分的分析。 第10章 汽車排放測試 特點特點排氣微粒的測量方法 排氣微粒排氣微粒是指依據(jù)一定的取樣方法，在最高溫度為325K的稀釋排氣中，由過濾器收集到的固態(tài)或液態(tài)微粒。顯微鏡下的微粒組織形狀 微粒質(zhì)量測量微粒測量過濾器通常微粒測量過濾器通常采用濾紙。采用濾紙。為了保證測量的精度為了保證測量的精度，空白濾紙和有微粒濾，空白濾紙和

35、有微粒濾紙的質(zhì)量測量必須在調(diào)紙的質(zhì)量測量必須在調(diào)溫調(diào)濕的潔凈小室內(nèi)進溫調(diào)濕的潔凈小室內(nèi)進行。行。空白濾紙至少在取樣前空白濾紙至少在取樣前2h放入小室內(nèi)的濾紙盒放入小室內(nèi)的濾紙盒中，待穩(wěn)定后測量質(zhì)量中，待穩(wěn)定后測量質(zhì)量，然后仍放在小室內(nèi)待，然后仍放在小室內(nèi)待用。用。微粒質(zhì)量測量裝置 。如果從小室取出后如果從小室取出后1h內(nèi)沒內(nèi)沒有使用，則在使用前必須重有使用，則在使用前必須重新測量質(zhì)量。新測量質(zhì)量。收集微粒后的濾紙放回小收集微粒后的濾紙放回小室內(nèi)至少室內(nèi)至少2h，但不得超過，但不得超過36h，然后測量總質(zhì)量。，然后測量總質(zhì)量。微粒質(zhì)量測量計算公式epmixpffpepmixVVMmmMdVdV或

36、 Vep流經(jīng)過濾器的流量，m3 Vmix流經(jīng)通道的流量，m3 Mp排放微粒質(zhì)量，g/km Mf過濾器收集的微粒質(zhì)量，g d 與運轉(zhuǎn)循環(huán)一致的距離，km微粒成分測量微粒中有機可溶成分SOF的分離及分析方法 1.熱解質(zhì)量分析法（TG）2.真空揮發(fā)法（V V）3.索氏萃取法（SE）微粒成分分析不是排放法規(guī)所要求微粒成分分析不是排放法規(guī)所要求微粒成分測量熱解質(zhì)量分析法熱解質(zhì)量分析法TG（Thermo Gravimetry）是在惰性氣體氣氛（如N2）中，將微粒樣品按規(guī)定的加熱速率加熱到923K，保溫5分鐘。在這段時間內(nèi)，其中可揮發(fā)部分蒸發(fā)掉，用熱天平測得的微粒質(zhì)量減小量就代表其中可揮發(fā)部分VF（Vola

37、tile Fraction），用此法測得的主要是高沸點HC和硫酸鹽，基本與SOF相吻合。然后將氣氛換成空氣，在相同溫度下，樣品進一步減少的質(zhì)量對應(yīng)被氧化的碳煙組分，殘留的則是微量灰分。微粒成分測量真空揮發(fā)法 真空揮發(fā)法真空揮發(fā)法VV（Vacuum Volatilization）是將微粒樣品置于真空干燥箱內(nèi)，在真空度95Kpa以上，溫度473K以上加熱3h左右，其質(zhì)量變化即為微粒中VF含量。微粒成分測量索氏萃取法盛有溶劑的燒瓶置于恒溫浴缸中，加熱使溶劑蒸發(fā)，上升到冷凝管中，冷凝物回到樣品室中浸泡樣品，進行萃取。萃取液達到一定體積時，經(jīng)虹吸管流回燒瓶。溶劑在萃取器中循環(huán)流動，不斷將微粒中的SOF帶

38、到燒瓶中，直到萃取完全。煙度測量方法返回 煙度的測量方法主要有兩種濾紙法 先用濾紙收集一定的煙氣，再通過比較濾紙表面對光反射率的變化來測量煙度，所用的測量儀器為濾紙式煙度計消光度法 利用煙氣對光的吸收作用，即通過光從煙氣中的透過度來測量煙度，所用的測量儀表為消光式煙度計。濾紙式煙度計濾紙式煙度計主要由定容采樣泵和檢測儀兩部分組成。抽氣泵從排氣中抽取固定容積的氣樣，讓氣樣通過裝在夾具上的濾紙，使氣樣的碳煙沉積在濾紙上。由于抽取的氣樣數(shù)量恒定，故濾紙被染黑的程度能反映氣樣中所含碳煙的濃度。濾紙式煙度計外形 濾紙式煙度計結(jié)構(gòu)和工作原理濾紙煙度計的結(jié)構(gòu)及工作原理圖 由反射光檢測器與指示器組成，由白熾電

39、燈泡光源射向已取樣濾紙的光線，一部分被濾紙上的微粒吸收，一部分被反射給光電元件，從而產(chǎn)生相應(yīng)的光電流，并由指示器指示輸出。光電流的大小反映了濾紙反射率的大小，濾紙反射率取決于濾紙被染黑的程度。光電越小，濾紙的反射率越低，即濾紙的染黑程度越高，表明被測碳煙的濃度越高。消光式煙度計讓部分或全部排氣流過光源和接收器構(gòu)成的光通道，接收器所接受的光強度的減弱（消光量）就代表排氣的煙度。 工作原理 哈特里奇煙度計基本結(jié)構(gòu)示意圖 7.3 發(fā)動機排放凈化裝置發(fā)動機排放凈化裝置1. 影響因素影響因素2. 機內(nèi)凈化技術(shù)機內(nèi)凈化技術(shù)3. 機外凈化技術(shù)機外凈化技術(shù)7.3.1 汽油機排氣的凈化汽油機排氣的凈化影響因素影

40、響因素1、混合氣成分、混合氣成分2、點火正時、點火正時3、負荷、負荷4、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速5、過渡工況、過渡工況6、廢氣再循環(huán)率、廢氣再循環(huán)率1、混合氣成分、混合氣成分混合比和各有害氣體排放量的關(guān)系混合比和各有害氣體排放量的關(guān)系1、混合氣成分、混合氣成分由上圖可知，隨著空燃比下降混合氣變濃，由上圖可知，隨著空燃比下降混合氣變濃，燃燒時氧氣相對不足，不完全燃燒生成物增燃燒時氧氣相對不足，不完全燃燒生成物增加，使加，使CO、HC迅速迅速增加增加。在在空燃比空燃比大于大于14.7以后以后,CO濃度已經(jīng)很低了，濃度已經(jīng)很低了，但是隨著空燃比的增加，因混合氣不均勻造但是隨著空燃比的增加，因混合氣不均勻造成局部缺

41、氧仍有少量成局部缺氧仍有少量CO生成。生成。1、混合氣成分、混合氣成分在在空燃比大于空燃比大于14.7以后，隨著空燃比的增以后，隨著空燃比的增加，因加，因CO氧化反應(yīng)速度慢，燃燒溫度下降，氧化反應(yīng)速度慢，燃燒溫度下降，使使HC排放量也增加排放量也增加。HC的走向是兩頭高，的走向是兩頭高，中間低。中間低。NOx濃度峰值靠理論空燃比稀的一側(cè)，高的濃度峰值靠理論空燃比稀的一側(cè)，高的NONO生存率必須生存率必須高溫高溫、富氧富氧兩個條件。兩個條件。HCHC是兩頭高中間低濃混合氣變稀是兩頭高中間低濃混合氣變稀HCHC量減少，最量減少，最佳空燃比范圍內(nèi)佳空燃比范圍內(nèi)HCHC、油耗最低；混合氣過稀，火、油耗

42、最低；混合氣過稀，火焰可能熄滅，焰可能熄滅，HCHC生存量上升。生存量上升。 2、點火正時、點火正時點火提前角對燃油消耗量和有害排放物的影響點火提前角減小點火提前角減小時，后燃時，后燃增加，膨脹時的溫度升高，增加，膨脹時的溫度升高，促進了未燃燒成分的氧化，促進了未燃燒成分的氧化，對對降低降低HCHC和和NOxNOx有利。有利。減小點火提前角對降低減小點火提前角對降低HCHC和和NOxNOx有利，但以犧牲動力有利，但以犧牲動力性為代價。性為代價。2、點火正時、點火正時圖10.10 氣缸內(nèi)燃燒壓力與點火時刻的關(guān)系減小點火提前角降低燃燒減小點火提前角降低燃燒最高溫度、減少燃燒反應(yīng)最高溫度、減少燃燒反

43、應(yīng)滯留時間，降低滯留時間，降低NOx. .。以。以犧牲動力性能為代價。犧牲動力性能為代價。3、負荷、負荷在怠速和小負荷時，新鮮空氣進入少，廢氣相對較多，供在怠速和小負荷時，新鮮空氣進入少，廢氣相對較多，供給的混合氣偏濃，燃燒速度慢，易引起不完全燃燒。使給的混合氣偏濃，燃燒速度慢，易引起不完全燃燒。使CO和和HC排放量多。排放量多。在中等負荷時，容易完全燃燒，廢氣中在中等負荷時，容易完全燃燒，廢氣中CO 含量最少，含量最少，HC含量也較低。含量也較低。在滿負荷時，供給濃混合氣，使在滿負荷時，供給濃混合氣，使NO生成量增多；同時生成量增多；同時HC排放量減少，但因混合氣過濃，使排放量減少，但因混合

44、氣過濃，使CO排放量增多。排放量增多。4、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)速的升高，缸內(nèi)的紊流增強，促進混隨著轉(zhuǎn)速的升高，缸內(nèi)的紊流增強，促進混合，改善了缸內(nèi)的燃燒，使合，改善了缸內(nèi)的燃燒，使CO、HC排放減少。排放減少。NOx的生成量與混合氣成分有關(guān)。當混合氣濃的生成量與混合氣成分有關(guān)。當混合氣濃時，時， NOx生成量增多；當混合氣稀時，生成量增多；當混合氣稀時， NOx生生成量減少。成量減少。5、過渡工況、過渡工況發(fā)動機主要在不穩(wěn)定的工況下工作，包括怠速、發(fā)動機主要在不穩(wěn)定的工況下工作，包括怠速、加速、定速、減速等。不同的工況由于混合氣的加速、定速、減速等。不同的工況由于混合氣的濃度不同，有害物的排放量相

45、差較大。怠速與減濃度不同，有害物的排放量相差較大。怠速與減速是生成速是生成HC的主要工況的主要工況 廢氣混入的多少用廢氣混入的多少用EGREGR率表示，廢氣再循環(huán)率表示，廢氣再循環(huán)率（率（EGREGR率）定義如下：率）定義如下：100%EGR返回廢氣量率= 進氣量+返回廢氣量 6、廢氣再循環(huán)率、廢氣再循環(huán)率6、廢氣再循環(huán)率、廢氣再循環(huán)率將一部分排氣回送至燃燒室，利用排氣中的氣將一部分排氣回送至燃燒室，利用排氣中的氣體比熱大的特點，可以抑制燃燒的最高溫度，體比熱大的特點，可以抑制燃燒的最高溫度，將有利于抑制將有利于抑制NOx的生成。的生成。在中高速工況下選擇恰當?shù)膹U氣再循環(huán)率能有在中高速工況下選

46、擇恰當?shù)膹U氣再循環(huán)率能有效抑制效抑制NOx的排放量。的排放量。1) 1)冷啟動、暖機和怠速冷啟動、暖機和怠速： 冷啟動時溫度低，空燃比小，CO和HC排放高，應(yīng)縮短啟動時間；暖機要盡快使混合氣、機油、冷卻水熱起來；怠速殘余廢氣量大，混合氣加濃，CO和HC排放高，為降低怠速排放提高怠速轉(zhuǎn)速至800-1000rpm2) 2)壓縮比壓縮比： 提高壓縮比以提高熱效率，汽油機根據(jù)最易發(fā)生爆燃的工況選擇壓縮比3 3）燃燒系統(tǒng)）燃燒系統(tǒng)： 燃燒室形狀影響未燃燃燒室形狀影響未燃HCHC排放物濃度；排放物濃度； 燃燒室內(nèi)火花塞位置是影響排放物生成和燃燒室內(nèi)火花塞位置是影響排放物生成和油耗的另一重要因素油耗的另一重

47、要因素； 汽油機燃燒室形狀緊湊燃燒過程快，汽油機燃燒室形狀緊湊燃燒過程快，COCO和和HCHC排放量下降；燃燒快導致溫度增高排放量下降；燃燒快導致溫度增高NONOx x增大增大4 4）進氣系統(tǒng)：）進氣系統(tǒng)： 用三、四或五氣門，渦輪增壓代替自燃吸用三、四或五氣門，渦輪增壓代替自燃吸氣，降低氣，降低CO2、HC排放排放 凸輪形狀決定開啟關(guān)閉時刻及升程曲線，凸輪形狀決定開啟關(guān)閉時刻及升程曲線，影響充氣過程。影響充氣過程。 5 5）活塞組設(shè)計：）活塞組設(shè)計： 活塞、活塞環(huán)與汽缸壁間的間隙，對汽油的活塞、活塞環(huán)與汽缸壁間的間隙，對汽油的HCHC排放影排放影響很大。縮小活塞頭部與汽缸的間隙，縮小頂環(huán)到活塞

48、頂響很大?？s小活塞頭部與汽缸的間隙，縮小頂環(huán)到活塞頂?shù)木嚯x。的距離。6 6）分層稀薄燃燒：）分層稀薄燃燒： 在火花塞附近濃混合氣，為可靠點火；其它區(qū)域供給稀薄在火花塞附近濃混合氣，為可靠點火；其它區(qū)域供給稀薄混合氣，實現(xiàn)分層稀薄燃燒。為此采用分隔燃燒室混合氣，實現(xiàn)分層稀薄燃燒。為此采用分隔燃燒室廢氣再循環(huán)（廢氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)是控制氮氧化合物排放技術(shù)是控制氮氧化合物排放的主要措施，的主要措施，它是將汽車排出的一部分廢氣重新它是將汽車排出的一部分廢氣重新引入發(fā)動機進氣系統(tǒng)，與混合氣一起再進入氣缸引入發(fā)動機進氣系統(tǒng)，與混合氣一起再進入氣缸燃燒。燃燒。僅對降低僅對降低NOx有效有效 汽油機大負荷

49、、啟動、暖機、怠速、小負荷不使汽油機大負荷、啟動、暖機、怠速、小負荷不使用用圖10-11圖10-127.3.2 柴油機排放的凈化柴油機排放的凈化1稀燃火稀燃火焰熄滅區(qū)焰熄滅區(qū)2稀燃火稀燃火焰區(qū)焰區(qū)3油束心油束心部部4油束尾油束尾部和后噴部部和后噴部圖10-21混合氣成分與柴油 機排放的關(guān)系噴油定時對排放的影響響直噴式直噴式和和分隔式分隔式兩類燃燒室的排放特性不同。兩類燃燒室的排放特性不同。分隔式分隔式燃燒室生成的燃燒室生成的NOx、CO、HC和炭煙和炭煙的排放濃度均低于直噴式，特別是的排放濃度均低于直噴式，特別是NOx排放排放濃度一般比直噴式燃燒室的低濃度一般比直噴式燃燒室的低50左右。左右。

50、分隔式分隔式燃燒室的燃燒及排放物的生成分兩個階段進燃燒室的燃燒及排放物的生成分兩個階段進行。在噴油開始和燃燒初期，副燃燒室的空燃比較行。在噴油開始和燃燒初期，副燃燒室的空燃比較小，氧濃度較低，燃料不可能燃燒完全，從而形成小，氧濃度較低，燃料不可能燃燒完全，從而形成較多的較多的CO及未燃烴。及未燃烴。副燃燒室在著火后溫度較高，但氧濃度低，對生成副燃燒室在著火后溫度較高，但氧濃度低，對生成NOx仍有不利的影響。仍有不利的影響。主燃燒室內(nèi)有充足的新鮮空氣，使來自副燃燒室的主燃燒室內(nèi)有充足的新鮮空氣，使來自副燃燒室的CO及及HC進一步氧化。高溫燃氣進入主燃燒室后，進一步氧化。高溫燃氣進入主燃燒室后，溫

51、度有所下降，抑制了溫度有所下降，抑制了NOx的生成的生成 。l進氣旋流的強弱用壓縮終了缸內(nèi)旋流轉(zhuǎn)速與發(fā)進氣旋流的強弱用壓縮終了缸內(nèi)旋流轉(zhuǎn)速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的比值動機轉(zhuǎn)速的比值渦流比渦流比表示。表示。l渦流比大小與進氣阻力成正比。渦流比大小與進氣阻力成正比。l強渦流降低循環(huán)進氣量降低動力性，增加煙度強渦流降低循環(huán)進氣量降低動力性，增加煙度l傾向加大噴油壓力，適當降低渦流比組織燃燒傾向加大噴油壓力，適當降低渦流比組織燃燒進氣組織進氣組織多氣門多氣門發(fā)展多氣門技術(shù)，加大循環(huán)充氣量以改善動力、發(fā)展多氣門技術(shù)，加大循環(huán)充氣量以改善動力、經(jīng)濟性和排放性能。經(jīng)濟性和排放性能。圖圖10.24兩氣門及四氣門柴油機性

52、能指標比較。兩氣門及四氣門柴油機性能指標比較。兩氣門及四氣門柴油機性能指標比較圖燃燒室容積比燃燒室容積比：燃燒室容積對汽缸余隙比：燃燒室容積對汽缸余隙比提高容積比以提高柴油機冒煙界限降低碳煙、微粒提高容積比以提高柴油機冒煙界限降低碳煙、微粒排放排放燃燒室口徑比：燃燒室口徑比：缸徑D120用口徑比小深燃燒室渦流較強燃燒室形狀燃燒室形狀縮口燃燒室加強了燃燒室口部氣體湍流促進擴散混合和燃燒壓縮比：壓縮比：適當提高壓縮比可降低HC和CO排放減少竄入燃燒室的機油量，降低顆粒排放，保證減少竄入燃燒室的機油量，降低顆粒排放，保證氣缸活塞組的工作可靠性和耐久性。氣缸活塞組的工作可靠性和耐久性。加強機體剛度，改

53、善氣缸蓋與機體的連接，盡量加強機體剛度，改善氣缸蓋與機體的連接，盡量減少氣缸工作面的變形。減少氣缸工作面的變形。改善活塞、活塞環(huán)和氣缸表面的設(shè)計，加強機油改善活塞、活塞環(huán)和氣缸表面的設(shè)計，加強機油控制保證潤滑?？刂票ＷC潤滑。適當提高柴油的十六烷值。十六烷值不足即著火性差，滯燃期加長，預(yù)混合燃燒量過多，運轉(zhuǎn)粗暴噪音大,Nox排放增加低排放柴油要求降低含硫量，相應(yīng)減少微粒的排放量。1.氧化催化轉(zhuǎn)化器氧化催化轉(zhuǎn)化器 2 .微粒捕集器微粒捕集器3 .柴油機柴油機NOx還原催化劑還原催化劑7.47.4 汽車噪聲汽車噪聲 n噪聲噪聲泛指一切對人們生活和工作有妨礙的聲音；或者是泛指一切對人們生活和工作有妨礙

54、的聲音；或者是說人們不需要并希望用一定措施加以控制和消除掉的聲音的說人們不需要并希望用一定措施加以控制和消除掉的聲音的總稱。總稱。n汽車噪聲汽車噪聲汽車行駛中產(chǎn)生的綜合的聲輻射。汽車行駛中產(chǎn)生的綜合的聲輻射。n汽車噪聲包括汽車噪聲包括發(fā)動機噪聲、傳動系統(tǒng)噪聲、輪胎噪聲和發(fā)動機噪聲、傳動系統(tǒng)噪聲、輪胎噪聲和車身噪聲。車身噪聲。一、噪聲的危害一、噪聲的危害城市環(huán)境噪聲城市環(huán)境噪聲 交通噪聲交通噪聲 生產(chǎn)噪聲生產(chǎn)噪聲 建筑噪聲建筑噪聲生活噪聲生活噪聲（占總數(shù)的（占總數(shù)的75%） 汽車噪聲范圍汽車噪聲范圍：60 90 dB，中強度噪聲。，中強度噪聲。 n高于高于70dB的噪聲的噪聲人心情不安、煩躁、疲

55、倦、工作效率人心情不安、煩躁、疲倦、工作效率下降、談話與通信困難等，從而產(chǎn)生頭痛、腦脹、失眠等下降、談話與通信困難等，從而產(chǎn)生頭痛、腦脹、失眠等各種病癥。各種病癥。n長時間處于噪聲環(huán)境的人，還會導致胃病和神經(jīng)官能癥。長時間處于噪聲環(huán)境的人，還會導致胃病和神經(jīng)官能癥。n試驗表明：試驗表明：80dB會使駕駛者的注意力下降會使駕駛者的注意力下降10%；90 dB時時下降下降20%。一、噪聲的危害一、噪聲的危害1 1、聽覺疲勞或聽力損傷、聽覺疲勞或聽力損傷2 2、噪聲影響人體健康、噪聲影響人體健康3 3、噪聲干擾談話和通話、噪聲干擾談話和通話4 4、噪聲影響人們的工作和正常生活、噪聲影響人們的工作和正

56、常生活二、噪聲的度量二、噪聲的度量 1. 1. 噪聲的客觀度量噪聲的客觀度量描述聲音的物理量常用描述聲音的物理量常用聲壓聲壓（Pa）、）、聲強聲強（W/m2）和）和聲功率聲功率（W），），相應(yīng)的有相應(yīng)的有聲壓級、聲強級、聲功率級聲壓級、聲強級、聲功率級,單位用單位用dB(分貝分貝)。 人耳能聽到的最小聲壓人耳能聽到的最小聲壓(聽閾聲壓聽閾聲壓)為為210-5Pa，聲強為，聲強為10-12W/m2，而使人耳產(chǎn)生痛覺的聲音的聲壓（，而使人耳產(chǎn)生痛覺的聲音的聲壓（痛閾聲壓痛閾聲壓）為）為20Pa，聲強，聲強為為1 W/m2。人們通常談話的聲功率為人們通常談話的聲功率為10-5W，而噴氣式飛機起飛的聲

57、功率為，而噴氣式飛機起飛的聲功率為105W。為了方便地描述如此大范圍變化的物理量，通常采用對數(shù)標度。另一方面，為了方便地描述如此大范圍變化的物理量，通常采用對數(shù)標度。另一方面，人耳對聲音的感受并不正比于聲音的實際強弱，也是與其對數(shù)值大致成正比。人耳對聲音的感受并不正比于聲音的實際強弱，也是與其對數(shù)值大致成正比。2262/10/101/11cmkgfmNMPamNPa聽閾聲壓與痛閾聲壓相差聽閾聲壓與痛閾聲壓相差100100萬倍萬倍聲壓級聲壓級)(102)(lg20500PapPapdBppLp待測聲音的聲壓基準聲壓，采用聲壓級，便將可聽聲音的聲壓范圍簡化為采用聲壓級，便將可聽聲音的聲壓范圍簡化為

58、0120dB。 三、汽車噪聲特性三、汽車噪聲特性n汽車噪聲分為；汽車噪聲分為；車外噪聲、車內(nèi)噪聲車外噪聲、車內(nèi)噪聲 n汽車噪聲特性評價方法汽車噪聲特性評價方法聲級計指標、噪聲頻譜和輻射指向性指標聲級計指標、噪聲頻譜和輻射指向性指標 汽車噪聲分為車內(nèi)噪聲和車外噪聲。它們與汽車類型、汽車噪聲分為車內(nèi)噪聲和車外噪聲。它們與汽車類型、運行工況和路面條件有關(guān)。運行工況和路面條件有關(guān)。 車內(nèi)噪聲主要是由于發(fā)動機及傳動系統(tǒng)在運行中引起車內(nèi)噪聲主要是由于發(fā)動機及傳動系統(tǒng)在運行中引起的車身振動和車身的孔縫透聲而形成的。同時路面的凸凹的車身振動和車身的孔縫透聲而形成的。同時路面的凸凹不平也會引起車輪的振動，再通過

59、懸架傳至車身。當振幅不平也會引起車輪的振動，再通過懸架傳至車身。當振幅大，振動頻率低時，振動通過座椅傳到乘員使身體感到不大，振動頻率低時，振動通過座椅傳到乘員使身體感到不舒適；當振幅小，振動頻率高時，車身各部分表面的振動舒適；當振幅小，振動頻率高時，車身各部分表面的振動也會產(chǎn)生車內(nèi)噪聲。空氣與車身的沖擊和摩擦，即風鳴聲也會產(chǎn)生車內(nèi)噪聲?？諝馀c車身的沖擊和摩擦，即風鳴聲也會傳到車內(nèi)。汽車高速行駛時，如車身密封不好，將會也會傳到車內(nèi)。汽車高速行駛時，如車身密封不好，將會產(chǎn)生很大的噪聲。汽車的車廂不同于建筑房屋，其空間狹產(chǎn)生很大的噪聲。汽車的車廂不同于建筑房屋，其空間狹小而密封，會產(chǎn)生音響的小而密封

60、，會產(chǎn)生音響的“空洞現(xiàn)象空洞現(xiàn)象”，也就是所謂的，也就是所謂的“共鳴共鳴”。車內(nèi)噪聲關(guān)系到乘座的舒適性，噪聲過大會影。車內(nèi)噪聲關(guān)系到乘座的舒適性，噪聲過大會影響駕駛員的注意力，干擾乘座者的語言交流。響駕駛員的注意力，干擾乘座者的語言交流。 車外噪聲是交通噪聲的重要公害源，車外噪聲一般是車外噪聲是交通噪聲的重要公害源，車外噪聲一般是60dB(A)60dB(A)90dB(A)90dB(A)的中強度噪聲，汽車的類型不同，車的中強度噪聲，汽車的類型不同，車外噪聲也不同。既使是同一種型號的汽車，其噪聲的離散外噪聲也不同。既使是同一種型號的汽車，其噪聲的離散性也很大。性也很大。柴油載重車各部分聲源的聲級柴