第一頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.1一氧化碳一、化學反應機理（生成機理）：

1.CO生成機理詳細過程尚未完全弄清，一般認為，生成步驟如下（R代表烴基）：RCO通過熱分解生成CO或如下方式：2.是碳氫化合物燃料在燃燒過程中生成的主要中間產物，最終生成情況視氧氣濃度而定CO繼續(xù)氧化成CO2：CO的形成和破壞過程都是受化學反應動力學機理所控制，是碳氫燃料燃燒過程中基本反應之一第二頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院CO是不完全燃燒的產物之一。若能組織良好的燃燒過程，即具備充足的氧氣、充分的混合，足夠高的溫度和較長的滯留時間，中間產物CO最終會燃燒完畢，生成CO2或H2O。因此控制CO的排放不是企圖抑制它的形成，而是努力使之完全燃燒§2.1一氧化碳一、化學反應機理（控制因素）：

研究表明，碳氫燃料和空氣的預混燃燒火焰中，由于CO的生成速率很快，在火焰區(qū)CO濃度迅速上升到最大值，該最大值通常比反應混合物在絕熱燃燒時的平衡值要高，隨后CO濃度緩慢地下降到平衡值。因此，從燃燒設備的排氣中檢測的CO含量要比在燃燒室中最大值低但明顯地大于排氣狀態(tài)下平衡值。這表明化學反應動力學控制著CO的生成和破壞。第三頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.1一氧化碳一、化學反應機理（控制因素）：

燃料的氧化速率取決于：1、可用的氧濃度2、反應氣的溫度3、化學反應占有的時間（決定于發(fā)動機的轉速）控制CO排放量的主要考慮因素是可燃混合氣的過量空氣系數當a<1，CO體積分數co隨a的減小不斷增加；近似估算排氣中CO方法（摩爾分數）：利用總量化學反應式當a>1，co很低，只是在a=1.0~1.1之間，co隨a略微變化。近似估算混合氣中CO方法（摩爾分數）：利用水煤氣化學平衡式（1600－1700K）第四頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院二、點燃式內燃機：

可燃混合氣基本均勻CO排放量取決于混合氣的空燃比或過量空氣系數點燃式內燃機用11種不同H/C比燃料時的CO排放量與空燃比及過量空氣系數的關系圖中：a<1，CO體積分數co隨a的減小不斷增加（缺氧引起不完全燃燒），由CO的摩爾分數計算式可知；a>1，co很低，只是在a=1.0~1.1之間，co隨a略微變化。汽油機部分負荷(常用工況)：a接近l，CO排放量不高。但多缸機如各缸a不同，有的氣缸a＜1，CO排放量增加。不同工況的CO排放：加速時：如果加濃過多，或者減速時不斷油，即在瞬態(tài)運轉工況下供油量控制不精確，會導致CO排放量劇增怠速時：加濃過多會排放大量CO注意：點燃式內燃機排氣中的CO水平低于燃燒室中的最大值：部分CO在排氣和膨脹工程中發(fā)生再次燃燒被消耗導致。全負荷、冷起動時：混合氣是濃的，a可小到0.8甚至更低，CO排放量很大。第五頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.1一氧化碳三、壓燃式內燃機：

柴油機CO排放的特點：總是在a>1（1.5—3之間）下工作，CO排放量比較低，只有在負荷很大接近冒煙界限時（1.2—1.3之間）才急劇增加。柴油機油氣混合不均勻，燃燒室中局部缺氧，溫度低，反應物在燃燒區(qū)停留時間較少，容易發(fā)生不完全燃燒生成CO，造成a很大（負荷很小時）CO排放反而上升。直噴式柴油機污染物排放量與a的關系第六頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物一、未燃碳氫化合物的排放渠道：

汽油機未燃HC的生成與排放有三個渠道：1)HC的排氣排放物：在燃燒過程中生成并隨排氣排出。組織氣缸掃氣時，部分混合氣直接進入排氣。2)曲軸箱排放物：通過活塞與氣缸之間的各間隙漏入曲軸箱的竄氣，如果排入大氣也構成HC排放物。3)蒸發(fā)排放物：從汽油箱、化油器等處蒸發(fā)的汽油蒸氣，如果排入大氣同樣構成HC排放物。柴油機排出的未燃HC全由燃燒過程產生。第七頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物二、生成各種未完全燃燒HC的化學機理：

碳氫化合物和氧形成化學鍵的最初步驟：生成醛的反應：ROOH型過氧化物熱分解后生成的烴氧基在仲基存在的情況下：在伯烴氧基存在的情況下：生成酮的反應：在叔基存在的情況下：第八頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物二、生成各種未完全燃燒HC的化學機理：

生成醇的反應：生成羧酸的反應：第九頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機：

汽油機排氣污染物與a的關系理論上，油氣的均勻混合氣在a等于1或大于1的條件下不應產生未燃HC。實際發(fā)動機中，無論a多大，未燃HC都有相當的數值（a＝1.1－1.2時最?。?，并隨a的減小迅速增加。當混合氣過?。╝大于1.2時），由于燃燒惡化，甚至有些循環(huán)缺火會使HC排放急劇增加第十頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

1、壁面火焰淬熄：冷激效應的定義：發(fā)動機的燃燒室表面受冷卻介質的冷卻，溫度比火焰低得多。壁面對火焰的迅速冷卻稱為冷激效應。淬熄層的定義：冷激效應使火焰中產生的活性自由基復合，燃燒反應鏈中斷，使反應變緩或停止。結果火焰不能傳播到燃燒室壁表面，在表面留下一薄層未燃燒或不完全燃燒的可燃混合氣，稱為淬熄層。鏈式反應：有焰燃燒都存在鏈式反應。當某種可燃物受熱，它不僅會汽化，而且該項可燃物的分子會發(fā)生熱解作用從而產生自由基。自由基是一種高度活潑的化學形態(tài)，能與其他的自由基和分子反應，而使燃燒持續(xù)進行下去，這就是燃燒的鏈式反應。第十一頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院鏈式反應理論認為，分枝鏈式反應中活化中心（原子、自由基等中間產物）的積累可以使反應自動加速而著火。大多數燃燒室不是靠自燃來起動，而是靠熱物體或小火焰點燃。燃燒產生后需要維持火焰穩(wěn)定。用旋流、鈍體障礙、突擴、逆向射流等方法產生回流區(qū)，能使高溫燃燒產物不斷返回到燃料和空氣的初始混合處，形成連續(xù)點火源，維持火焰穩(wěn)定?！?.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

1、壁面火焰淬熄：第十二頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院“鏈式反應”這個術語初聽起來似乎很陌生、深奧，一般人很難理解。但實際上它是一種很常見的現象。例：比如一張紙的燃燒就是一種鏈式反應。你用火柴點燃了紙的一角，很快火就蔓延開去，火柴提供了紙開始燃燒所需的熱量，一旦紙開始燃燒后，它就能依靠最初的燃燒發(fā)出的熱量，提供繼續(xù)燃燒所需要的熱量，并把火焰散布開去。燃燒本身就能使燃燒的規(guī)模逐漸擴大。§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

1、壁面火焰淬熄：第十三頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

1、壁面火焰淬熄：發(fā)動機正常運轉時，冷激效應造成的淬熄層厚度為0.05-0.4mm，未燃HC在火焰前鋒面掠過后大部分會擴散到已燃氣體中，大部分在氣缸內被氧化，極少一部分成為未燃HC排放。冷起動、暖機和怠速工況時，壁溫較低，淬熄層較厚，已燃氣體溫度較低及混合氣較濃使后期氧化作用減弱，HC排放增加（在此類工況下，壁面火焰淬熄是造成未燃HC的重要來源）第十四頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

2、狹隙效應：由活塞頂部與缸壁之間，及一、二活塞環(huán)背后組成的縫隙，這部分占總的縫隙的80％。氣缸蓋墊結合面處火花塞螺栓處和中心電極絕緣子根部周圍狹窄空間。進排氣門頭部周圍燃燒室中存在的狹窄縫隙：第十五頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

2、狹隙效應：當缸內壓力升高（壓縮、燃燒過程）時，會將一部分未燃可燃混合氣擠進縫隙中去，由于縫隙很窄，面容比大，混合氣流入縫隙中很快被壁面冷卻；當火焰前鋒面到達各縫隙，火焰或者鉆入縫隙全部燒掉混合氣，或者燒掉一部分，或者在入口處淬熄。一般情況下火焰無法使縫隙中存在的燃油（也包括潤滑油）全部燃燒完全。若發(fā)生淬熄，部分已燃氣體也會被擠入縫隙；當壓力降低（膨脹、排氣過程）時，若縫隙中的壓力高于氣缸內壓力時（大約上止點后15－20°CA），陷入縫隙中的氣體流回氣缸。但此時氣缸內溫度已經下降，氧的濃度很低，流回缸內的大部分可燃氣都不能被氧化。以未燃HC的形式排出氣缸。研究表明，約有5%－10%新鮮混合氣由于縫隙效應會躲過火焰?zhèn)鞑サ娜紵^程。狹隙效應造成的HC排放可占總量50％－70％第十六頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

3、潤滑油膜的吸附和解吸：在進氣過程，在氣缸壁面和活塞頂面上覆蓋的潤滑油膜被碳氫化合物蒸氣（來自環(huán)境壓力的燃油）飽和；在壓縮和燃燒過程的較高壓力下這種溶解吸收過程繼續(xù)進行；由于燃燒的作用燃燒室中HC的濃度幾乎降到零時，油膜中的HC開始向已燃氣進行解吸過程，一直繼續(xù)到膨脹和排氣過程；解吸的燃油蒸汽若遇到高溫的燃燒產物則被氧化，若遇到溫度較低的燃氣則不能被氧化而成為HC排放源；冷起動觀測到較多的未燃HC排放量的原因：潤滑油溫度降低使燃油在其中的溶解度上升，提高了潤滑油在HC排放中的分擔率適當設計活塞環(huán)以降低潤滑油消耗，有助于降低HC排放量；這種機理產生的未燃HC排放，占總量的25％左右。第十七頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

4、燃燒室中沉積物的影響：沉積物的定義：發(fā)動機運行一段時間后，會在燃燒室壁面、活塞頂、進排氣門上形成沉積物（燃燒含金屬添加劑的汽油形成的金屬氧化物或混合氣過濃形成的含碳沉積物）；發(fā)動機活塞積碳清洗后的活塞第十八頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院一、燃燒室積碳形成局部熱點而導致爆震，損失動力；

二、氣門積碳導致關閉不嚴，損失氣缸壓力，使燃油不能充分燃燒；

三、對于電噴發(fā)動機來講，除噴油嘴積碳造成霧化不良外，影響更多的是各種傳感器。電噴發(fā)動機依賴電腦精確控制空燃比和點火時間，使發(fā)動機工作在最佳狀態(tài)，而電腦的精確控制則依賴感測發(fā)動機各種狀態(tài)的傳感器的工作質量。(使控制紊亂，各部分配合失調，導致整體性能下降，動力降低，油耗增加，嚴重時損壞發(fā)動機)。4、燃燒室中沉積物的影響：積碳和沉積物對燃料及燃燒系統(tǒng)的危害：第十九頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

4、燃燒室中沉積物的影響：沉積物的作用機理1：可能與潤滑油膜對可燃混合氣的HC起的吸附和解吸作用類似；沉積物的作用機理2：沉積物具有多孔結構和固液多相性質，在縫隙中若有沉積物可減少可燃混合氣的擠入量，降低HC排放；但是同時減小了縫隙的尺寸促進了淬熄，又可能會增加HC的排放量；研究表明，這種機理產生的未燃HC排放，占HC總排放量的10％左右。第二十頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

5、體積淬熄：在冷起動和暖機工況下，因發(fā)動機溫度較低致使燃油霧化、蒸發(fā)和混合氣形成變差。從而導致燃燒變慢或不穩(wěn)定，可能使火焰前鋒面在到達燃燒室壁面前因膨脹使缸內氣體溫度和壓力下降太快。

造成可燃混合氣火焰的大體積淬熄，使HC排放激增第二十一頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

5、體積淬熄：某些循環(huán)沒有被點燃，直接把進氣時吸入氣缸的可燃混合氣原封不動地送到排氣管，造成未燃HC排放脈沖性急劇增加。采取的措施：增加點火系統(tǒng)的可靠性（安裝兩個火花塞）易發(fā)生體積淬熄的工況這種現象易在混合氣過稀或過濃時，或排氣再循環(huán)率（EGR率）大時，或怠速和小負荷工況下發(fā)生（滯燃期延長，燃燒品質劣化）。加、減速瞬態(tài)工況更易發(fā)生體積淬熄，使HC比排放量大增可燃混合氣過稀時發(fā)生的部分循環(huán)失（缺）火或完全失（缺）火的表現：第二十二頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

6、碳氫化合物的后期氧化：錯過燃燒過程（主燃期）的HC，會重新擴散到高溫已燃氣體中被氧化，或部分被氧化。所以排放的HC是未燃的燃油及其部分氧化產物的混合物，前者大約要占總量的40％左右。HC也在排氣管路中被氧化，占離開氣缸HC的百分之幾到40％HC排放降低得最多的工況：發(fā)動機產生最高排氣溫度（a＝1的混合氣，高轉速，遲點火，大負荷等）和最長停留時間（低轉速）的運轉工況。第二十三頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

6、碳氫化合物的后期氧化：比如：在排氣歧管中補入空氣后排氣空燃比和溫度的變化促進HC后期氧化的途徑：1）推遲點火提高排氣時已燃氣的溫度；2）降低排氣歧管處的熱損失。第二十四頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

7、醛類的生成（未燃HC排放的一部分）：燃料為碳氫化合物：

醛類主要出現在稀混合氣中，是碳氫化合物不完全氧化的結果控制醛類排放量的最主要因素：1）空燃比的變動；2）火焰淬熄（較低溫度下的緩慢燃燒）。第二十五頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物三、點燃式內燃機生成未燃HC的機理：

7、醛類的生成（未燃HC排放的一部分）：燃料為甲醇：

醛類是甲醇的中間氧化產物，主要在膨脹行程的高溫空氣與壁面上淬熄層等中凍結的未燃物混合時生成。例如：甲醛［CH2O］形成的兩個主要反應式為CH3OH+O2＝CH2OH+HO2;CH2OH+O2＝CH2O+HO2；甲醇與汽油相比：可以以更稀的混合氣穩(wěn)定燃燒，但醛類排放量會急劇增加。

易生成醛類的工況：混合氣變稀，壓縮比提高，點火提前，燃燒室中出現沉積物，(在壓縮過程吸收甲醇及其在膨脹過程時的解吸等)，都會促進醛類的生成。第二十六頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物四、壓燃式內燃機：

柴油機是噴油壓燃，燃油停留在燃燒室中的時間比汽油機短得多，冷激效應、狹隙效應、潤滑油膜的吸附和解吸、沉積物吸附作用時間很短，因此所起的作用很小，導致HC排放較低?；旌蠚馓』蛱珴?，則不能自燃或火焰不能傳播造成HC排放。1）滯燃期內，可能因為油氣混合太快使混合氣過稀。2）在噴油后期的高溫燃氣中，可能因為油氣混合不充分使混合氣過濃，或者由于燃燒淬熄產生不完全燃燒產物隨排氣排出，但這時較重的HC多被碳煙微粒吸附。柴油機未燃HC的排放主要來自柴油噴注的外緣混合過度造成的過稀混合氣地區(qū)。第二十七頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物四、壓燃式內燃機：

1、過稀混合氣的排放：著火發(fā)生在a略大于1的地區(qū)（在渦流的作用下）；靠近噴注外緣的混合氣已經超過了可燃稀限，只能是緩慢氧化反應的部位，且氧化不能完全。在這個地區(qū)出現的是未燃燒的燃油及其分解產物和部分氧化產物，一部分最后匯入排氣中源自這些過稀區(qū)的未燃HC的數量，取決于在滯燃期間噴入的燃油量、在此期間燃油與空氣的混合速率以及燃饒室中占主導的自燃條件。第二十八頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物四、壓燃式內燃機：

2、過濃混合氣的排放：形成過濃混合氣引起HC排放的原因一：噴油期結束時，噴油嘴的壓力室容積內充滿柴油，在燃燒后期和膨脹初期被加熱部分汽化，以液態(tài)或氣態(tài)低速穿過噴嘴孔進入氣缸，緩慢與空氣混合，錯過了主要燃燒期。根據有關試驗結果，殘留油腔容積中的柴油約有1/5以未燃HC的形式排出（較重的HC留在噴嘴中，有些燃油發(fā)生氧化反應）。形成過濃混合氣引起HC排放的原因二：噴入燃燒室的燃油過多。在直噴式柴油機，小負荷時由于低速噴射少量的柴油，易導致局部過濃的混合氣；瞬態(tài)加速工況可能噴油過量在膨脹和排氣階段引起局部過濃。局部過量空氣系數小于1.1會引起HC排放突然劇增。第二十九頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.2未燃碳氫化合物四、壓燃式內燃機：

3、火焰淬熄和缺火：火焰在壁面上淬熄是柴油機HC排放的一個來源，它取決于柴油噴注與燃燒室壁面的碰撞情況。對于小型高速柴油機，由于燃燒室尺寸小，而噴油嘴的噴孔又不能太小（影響噴油量），燃油噴注碰壁一般不可避免。但在匹配良好的情況下引起的HC排放不很嚴重。采用油膜蒸發(fā)混合的柴油機，把燃油噴灑到燃燒室壁面形成油膜，在很多工況HC排放很大（僅在特定工況性能較好），因此已基本被淘汰。柴油機在冷起動時會發(fā)生缺火，大量未燃HC以微粒狀排出，排氣冒“白煙”。第三十頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.3氮氧化物一、生成一氧化氮的化學反應動力學：

1、NO的生成機理：在氮氧化物中，NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，產生機理一般分為如下三種：(a).熱力型燃燒時，空氣中氮在高溫下氧化產生，其中的生成過程是一個不分支連鎖反應。其生成機理可用Zeldovitch反應式表示。隨著反應溫度T的升高，其反應速率按指數規(guī)律增加。當T<1500oC時,NO的生成量很少,而當T>1500oC時,T每增加100oC,反應速率增大6-7倍。第三十一頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院熱力型氮氧化物生成機理(Zeldovich反應式)在高溫下總生成式為第三十二頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院熱力型NOx的生成濃度與溫度的關系第三十三頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院(b).瞬時反應型(快速型)快速型NOx是1971年Fenimore通過實驗發(fā)現的。碳氫化合物燃料燃燒在燃料過濃時，在反應區(qū)附近會快速生成NOx。由于燃料揮發(fā)物中碳氫化合物高溫分解生成的CH自由基可以和空氣中氮氣反應生成HCN和N，再進一步與氧氣作用以極快的速度生成，其形成時間只需要60ms，所生成的與爐膛壓力0.5次方成正比,與溫度的關系不大。第三十四頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院快速型NOx的費尼莫爾反應機理CNHCNNCONON2NH3(a)CH,CH2,CH3,C2O2(b)O,OH(c)O,OHH(d)O,O2NO,N第三十五頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院(c).燃料型NOx

由燃料中氮化合物在燃燒中氧化而成。由于燃料中氮的熱分解溫度低于煤粉燃燒溫度，在600－800oC時就會生成燃料型，它在煤粉燃燒NOx產物中占60－80％。在生成燃料型NOx過程中，首先是含有氮的有機化合物熱裂解產生N，CN，HCN和等中間產物基團，然后再氧化成NOx。由于煤的燃燒過程由揮發(fā)份燃燒和焦炭燃燒兩個階段組成，故燃料型的形成也由氣相氮的氧化（揮發(fā)份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）兩部分組成。第三十六頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院燃料中氮分解為揮發(fā)分N和焦炭N的示意圖煤粒N揮發(fā)分揮發(fā)分N焦炭焦炭NNON2N2第三十七頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.3氮氧化物一、生成一氧化氮的化學反應動力學：

內燃機排出的NOx主要是NO。NO的主要來源是參與燃燒的空氣中的氮(N2)。靠大氣中氮生成NO的化學機理是擴展的Zeldovitch機理，也稱為“熱NO”。在a＝1附近，有關NO主要反應（生成和消失）為最后一個反應主要發(fā)生在非常濃的混合氣中。1、NO的生成機理：第三十八頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院平衡濃度的定義：當燃燒產生高溫，在—定溫度和壓力下，當反應時間足夠長，反應物的濃度將趨于某個定值。這個值稱為平衡濃度。一、生成一氧化氮的化學反應動力學：

2、化學平衡（定性說明產生NO的傾向）：右圖是以C8H18(正辛烷)為燃料在40個大氣壓時計算得到的NO平衡濃度與溫度T及當量比φ（1/λ，過量空氣系數的倒數）關系曲線。當量比φ=1時，表示理論混合比。當量比φ>1為濃混合氣。從右圖可清楚看到，NO濃度大大依賴于溫度和當量濃度。即在當量比φ小的區(qū)間里，NO濃度隨溫度升高而迅速增加；在一定的溫度下，NO隨當量比φ的增加而減小。特別是當φ接近或超過1時，因氧氣不足，NO隨當量比φ的增加急劇減少?！?.3氮氧化物第三十九頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院一、生成一氧化氮的化學反應動力學：

2、化學平衡（定性說明產生NO的傾向）：§2.3氮氧化物結論：NO濃度在當量比φ小的區(qū)間里，主要是溫度起支配作用，在當量比φ大的區(qū)間里，則主要是氧的濃度起決定作用。本圖是壓力保持一定的場合下，如果考慮壓力的變化時：1）在φ?。ㄟ^量空氣系數較大）的區(qū)間里，N2和O2占大部分，其它成分微量，因此，即使壓力變化，總的分子數也幾乎不變，在這個范圍內可以認為壓力對NO平衡濃度不起影響。2）當φ接近或超過1（過量空氣系數較小）的范圍時，其影響就大了。即在一定的溫度和φ下，當壓力下降時，由于促進熱分解，自由基和原子數增加，因而O原子數增加，NO則隨O的增加而增加；反之，壓力提高，NO減少。

第四十頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院圖中虛線表示對應于絕熱火焰溫度的NO平衡濃度。這個溫度相當于燃料與空氣混合燃燒所發(fā)生的全部熱量減去因自身加熱，膨脹和組成的變化所消耗的熱量而構成的溫度。該溫度也同時受初始溫度和壓力的影響。絕熱火焰溫度在當量比φ稍大于1的地方最高，但這時缺氧，NO濃度減少；NO的最大值是在當量比φ<l的地方出現。本例是在φ=0.8處為最大值。隨著φ繼續(xù)降低，過剩空氣增加，使火焰溫度下降，從而使NO濃度也進一步降低。

一、生成一氧化氮的化學反應動力學：

2、化學平衡（定性說明產生NO的傾向）：§2.3氮氧化物第四十一頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院一、生成一氧化氮的化學反應動力學：

3、非平衡過程（定量說明產生NO的傾向）：利用以上化學平衡得到的知識，雖然能夠定性說明發(fā)動機產生NO的傾向，但是定量說明是不足的。其原因是為要達到所要求的干衡，需要相當長的時間；所以可按反應速度理論來試求NO的生成量。右圖是馬特尼(Marteney)就甲烷CH4在空氣中燃燒時所進行計算一例。對各種成分建立反應速度方程式，由數值計算求出各成分隨時間的變化值。計算結果說明，盡管在反應開始僅僅10-4s之內，主要成分就大致達到平衡了。但是NO與氮原子N變化都十分緩慢。即使經過10-2s，NO也比平衡濃度的克分子數（圖中NO平衡）低得多，即NO的生成比原子和自由基到達平衡濃度的時間緩慢得多。結論，燃燒火焰通過混合氣時，NO不是直接在燃燒區(qū)形成，而是在后火焰中形成，即在已燃的氣體中慢慢發(fā)生。

計算結果還說明，O原子反應后即達到平衡，N原子反應后只有一定程度的減少，結果只有NO要考慮為非平衡過程，其他化學成分即使都近似地看成達到平衡也無妨。第四十二頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院一、生成一氧化氮的化學反應動力學：

3、非平衡過程（定量說明產生NO的傾向）：§2.3氮氧化物右圖中時間t是從燃燒開始溫度升高時算起。當t值小的時候，NO生成量比平衡濃度要低得多。假定火焰溫度長時間保持在2400K(可達到數千ppm的平衡濃度)，在10ms時則比平衡濃度約低一個數量級(不超過400ppm)。因此在該時間內(10ms)用某種方法使火焰溫度下降，或者使之處于氧氣不足狀態(tài)，就可以使NO在該時間內停止增加。也就是說NO的生成量除了取決于溫度和氧氣的濃度之外，停留在高溫下的時間（即滯留時間）也是影響因素。例如當高溫火焰發(fā)生后立即冷卻，則NO就很少。

第四十三頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院一、生成一氧化氮的化學反應動力學：

4、NO的分解：§2.3氮氧化物氣缸內燃燒氣體，由于在膨脹行程中急速膨脹，溫度迅速降低，在這個過程中，NO如何變化，同樣可以用反應速度理論進行研究。其結果說明和NO的生成是緩慢過程一樣，分解反應也是緩慢的。即，若在發(fā)動機內引起溫度降低的速度適當，一旦氣缸內生成NO，實際上就凍結，并從排氣中放出。

5、生成NO的因素：綜上所述，生成NO的因素有以下三點：（1）溫度；隨著高溫的形成，NO平衡濃度也提高，而且生成速度也加快了。特別是有氧存在時的溫度是重要的。（2）氧的濃度：在氧氣不足的情況下，即使溫度高，NO也被抑制了。（3）滯留時間：因為NO的生成反應速度比燃燒反應慢，所以即使在高溫下，如果停留時間短的話，NO的生成量也可以被抑制。

第四十四頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院上面從化學反應角度探討了NO生成機理，這三條結論對于汽油機和柴油機都適用。以下兩圖可證明之。當A/F稍大于理論混合比附近時，燃燒室溫度最高，且還有過剩O2，所以生成的NO濃度最大。當A/F小于理論混合比時，由于缺氧，NO的生成量隨A/F減小而下降。相反當A/F大于理論混合比時，因燃燒室溫度降低，所以NO生成量很快下降。一、生成一氧化氮的化學反應動力學：

§2.3氮氧化物第四十五頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院二、二氧化氮的生成：§2.3氮氧化物化學平衡計算表明，在一般火焰溫度下，已燃氣體中NO2的體積分數與NO相比應可忽略不計。點燃式內燃機中，當a＝1.15－1.2時，NO2/NO2％柴油機在大部分工況下，NO2/NO0.1，在小負荷下NO2/NO0.3。（下圖所示）火焰中生成的NO可以通過反應NO十HO2

NO2+OH迅速轉變?yōu)镹O2，但NO2又會通過反應NO2+ONO+O2重新變?yōu)镹O。在火焰中生成的NO2遇到溫度較低的工況會被“凍結”如，汽油機長期怠速會產生大量NO2；在小負荷的柴油機燃燒室中存在很多低溫區(qū)域，能夠生成NO2；低速下NO2會在排氣管中生成（排氣在有氧存在條件下停留較長的時間）第四十六頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院三、點燃式內燃機：§2.3氮氧化物在稀混合氣情況，NO的“凍結”發(fā)生在膨脹行程的早期，NO的分解很少。在濃混合氣情況，NO的“凍結”發(fā)生在膨脹行程的晚期，缸內可燃混合氣已經完全燃燒，很大一部分NO發(fā)生分解。利用稀混合氣產生的NOx排放量對發(fā)動機運轉條件變化的敏感性大于濃混合氣對生成NO的最大貢獻來自首先進行燃燒的那部分燃油。（湍流不強烈時，最高的NO濃度產生在火花塞附近）燃燒室中可以觀測到與溫度梯度相對應的NO濃度梯度控制點燃式內燃機NO排放量的最重要因素是空燃比、缸內未燃混合氣中已燃氣體的分量、點火定時。第四十七頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院三、點燃式內燃機：§2.3氮氧化物1、空燃比的影響：a=0.9的略濃混合氣，燃燒溫度（已燃氣體的溫度）最高。不過這時氧濃度低，抑制了NO的生成。a提高時，氧增加的效果抵消了燃氣溫度下降導致NO生成減少的效果，NO排放量峰值出現在a=1.1左右的略稀混合氣中。如果a進一步增加，溫度下降的效果占優(yōu)勢，導致NO生成量減少。第四十八頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院三、點燃式內燃機：§2.3氮氧化物2、已燃氣分量的影響：燃燒前，混合氣由空氣、已蒸發(fā)的燃油蒸氣和已燃氣組成。已燃氣體或者是前一循環(huán)留下的殘余廢氣，或者是采用排氣再循環(huán)時回流的廢氣；殘余氣體分數定義：缸內殘余氣體質量與進氣終了滯留在氣缸內充量質量之比其中，：進入氣缸的空氣：燃油質量殘余氣體分數主要取決于發(fā)動機負荷和轉速。減小發(fā)動機負荷，即減小節(jié)氣門開度和提高轉速，均加大進氣系統(tǒng)的節(jié)流阻力，使增大；壓縮比較高的發(fā)動機，較小。第四十九頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院三、點燃式內燃機：§2.3氮氧化物2、已燃氣分量的影響：增加可燃混合氣中的已燃氣分數的重要途徑：排氣再循環(huán)（ExhaustGasRecirculation，縮寫EGR）EGR率（定量描述）：再循環(huán)排氣質量與總進氣質量的比值其中采用EGR后，混合氣中的已燃氣分數為：其中第五十頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院已燃氣體一方面減小可燃氣的發(fā)熱量；另一方面增大了混合氣的比熱容（CO2和H2O三原子氣體的比熱容遠大于O2和N2雙原子氣體）；兩方面均使最高燃燒溫度下降，從而使NO排放下降。已燃氣分數增加還使燃燒速率下降，同樣降低燃燒溫度和NOx排放。三、點燃式內燃機：§2.3氮氧化物2、已燃氣分量的影響：可燃混合氣中的已燃氣分數增大后降低NOx排放的原因：

第五十一頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院三、點燃式內燃機：§2.3氮氧化物2、已燃氣分量的影響：當EGR率達到發(fā)動機部分負荷下的最大允許值15％~20％時，NOx排放顯著下降。原因：在部分負荷下，節(jié)氣門開度關小，使進氣系統(tǒng)壓力下降，可燃氣密度很??；而EGR不僅使混合氣的已燃氣分數增大，而且使進氣壓力提高，增大氣缸充量密度和總質量，因而使熱容量增大，燃燒溫度下降。排氣中NO體積分數隨EGR率的變化第五十二頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院三、點燃式內燃機：§2.3氮氧化物2、已燃氣分量的影響：EGR率對HC排放和燃燒品質的影響EGR過分稀釋新鮮可燃混合氣會使燃燒惡化，導致緩慢燃燒不完全燃燒甚至缺火當EGR率超過20％，燃燒變動增大，未燃HC排放增長率加大保證高效低排放運行：在a=1條件下用燃燒品質允許的最大EGR率獲得較低的NOx排放。第五十三頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院三、點燃式內燃機：§2.3氮氧化物3、點火定時的影響：ig對NOx排放量影響很大。推遲點火（減小點火提前角），因為較多燃料在上止點以后燃燒導致缸內最高燃燒壓力值降低，從而降低最高燃燒溫度并縮短己燃氣停留在高溫下的時間，兩個條件都會減少NO的排放。如某種發(fā)動機在常用轉速和負荷工況下，ig減小1°CA，在輸出功率不變的條件下可削減NOx排放量2％~3％代價：推遲點火、提高排氣溫度，利于HC的后氧化，但有損燃油消耗率和比功率。第五十四頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院四、壓燃式內燃機：§2.3氮氧化物相同點：氣缸內達到的最高燃燒溫度也有控制NO生成的作用。最先燃燒（緊接著滯燃期的預混合燃燒）的混合氣量對生成NO數量影響較大，所以在燃燒過程中，預混合燃燒比例對NO的生成有很大影響。1、噴油定時的影響：不同點1：燃燒期間燃油分布不均勻引起已燃氣體中溫度和成分不均勻。不同點2：燃燒室中存在溫度低的空氣引起NO成分的凍結發(fā)生得比點燃式內燃機早，NO分解傾向較小。缸內快速取樣技術和全氣缸取樣技術的測量表明，柴油機幾乎所有NO都是在燃燒開始的頭20°CA以內生成的。噴油較遲時，因為最高燃燒溫度較低，NO排放低。推遲噴油是降低柴油機NOx排放的簡便有效的方法，但代價是燃油消耗率有所提高，排氣煙度增大。第五十五頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院四、壓燃式內燃機：§2.3氮氧化物1、噴油定時的影響：兩圖所示的試驗結果表明推遲噴油能夠明顯降低柴油機NOx排放，但是燃油消耗率有所提高，排氣煙度、CO、HC排放均增大。第五十六頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院四、壓燃式內燃機：§2.3氮氧化物2、放熱規(guī)律的影響：柴油機燃燒放熱規(guī)律的兩種模式：傳統(tǒng)放熱規(guī)律模式(圖中虛線)和低排放放熱規(guī)律模式(圖中實線)傳統(tǒng)模式：在上止點前，由于不可控預混合燃燒而出現一個很高的放熱率尖峰，接著擴散燃燒造成了一個平緩的放熱率峰。預混合燃燒速度非?？鞂е律纱罅縉Ox，擴散燃燒緩慢而拖拉導致熱效率惡化，微粒排放增加。低排放放熱模式：一般都在上止點后開始放熱，第一峰值較低，使NOx生成較少，中期擴散燃燒盡可能加速，使燃燒過程提前結束，不僅提高效率，降低排氣溫度，而且也降低微粒排放。第五十七頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院四、壓燃式內燃機：§2.3氮氧化物3、負荷和轉速的影響：負荷的影響：NOx排放隨柴油機負荷增大而顯著增加(圖2-16a)。原因：負荷增大，可燃混合氣的平均空燃比減小(圖2-16b)，使燃燒壓力和溫度提高所致。但是當柴油機負荷超過某一限度時，NOx摩爾分數下降。原因：燃燒室中氧相對缺少導致燃燒惡化，溫度提高的效果被氧分壓減小所抵消甚至有余轉速的影響：圖2-16表明柴油機的轉速對NOx排放的影響比負荷小。對于自然吸氣柴油機，一般最大轉矩轉速下的NOx體積分數大于標定轉速下的值，其原因主要在于低轉速下NOx生成反應占有較多的時間。NOx排放隨柴油機轉速的具體變化規(guī)律與燃燒系統(tǒng)特性有密切關系，如缸內渦流強度的變化規(guī)律、供氣量和供油量的速度特性等。第五十八頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院4、排氣再循環(huán)的影響：廢氣再循環(huán)能夠降低柴油機已燃氣體的溫度，從而減小NOx的排放量。5、增壓的影響：增壓后進氣中氧的分壓力提高使燃燒室中火焰溫度提高，導致NOx排放量增加增壓后空氣溫度能達到100－150℃，也使最高燃燒溫度相應提高。解決辦法：1）對增壓空氣進行中間冷卻降低缸內充量溫度；2）推遲噴油由于壓燃式內燃機進氣不節(jié)流，壓縮比高，所以殘余氣體分數遠遠低于點燃式內燃機。增加已燃氣分數的重要手段：采用排氣再循環(huán)（EGR）壓燃式內燃機總是在較大的過量空氣系數下運轉，允許采用較大的EGR率。所以在柴油機情況下，EGR的影響與負荷的依賴關系比汽油機大。大負荷柴油機的排氣含有較多的CO2，H2O比熱容較大的物質；小負荷燃燒產物有較多N2，O2比熱容較小物質。圖2-l7所示為EGR率在0一15％之間變化時NOx和HC排放的變化情況。1）NOx排放隨負荷的下降而明顯下降；2）標定轉速3400r／min下的NOx小于最大轉矩轉速2100r／min下的值。3）EGR使柴油機的HC排放有增加趨勢，可能的原因：燃燒的惡化。第五十九頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院一、點燃式內燃機：§2.4微粒點燃式內燃機排氣微粒有三個來源：含鉛汽油的鉛、來自汽油中的硫產生的硫酸鹽及碳煙。由于貴金屬三效催化劑的使用，目前含鉛汽油已經被淘汰，含鉛微粒已經不再排放。汽油含硫量一般都很低，如果用無鉛汽油，點燃式內燃機基本上不排放微粒。除非可燃混合氣非常濃，正常情況下點燃式內燃機沒有碳煙排放(均質燃燒)。若發(fā)動機發(fā)生技術狀況問題，導致潤滑油消耗較多時排氣會冒藍煙（未燃燒潤滑油微粒構成的氣溶膠）。白煙是高沸點的未燃烴和水蒸氣混合而成的液態(tài)顆粒，主要是在冷啟動時產生。第六十頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院二、壓燃式內燃機：柴油機的微粒排放量要比汽油機大幾十倍。1、排氣微粒的理化特性：排氣溫度高于500℃，排氣微粒是很多碳質微球的聚集體，稱為碳煙或煙粒（Soot,縮寫DS）排氣溫度低于500℃（大多數工況），煙粒會吸附和凝聚多種有機物，稱為有機可溶成分（SolubleOrganicFraction,縮寫SOF）右圖是一臺美國加州1988年生產的重型柴油機排氣中微粒成分的分解圖1）排氣微粒的基本組成（取決于柴油機的排氣溫度）：第六十一頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院二、壓燃式內燃機：1、排氣微粒的理化特性：2）排氣微粒的結構特征：電子顯微鏡觀測表明，柴油機排氣微粒是一種由很多原生微球聚集成的聚集體，總體結構是團絮狀或鏈狀。這些微球體是燃燒產生的碳粒直徑在15－40nm。微粒的表觀密度在0.25－1.0kg/L，說明其結構很疏松。Electronmicroscopephotographof

aparticleinDieselexhaustgas第六十二頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院2）排氣微粒的結構特征：ElectronmicroscopephotographofaparticleinDieselexhaustgas可以清晰的識別出單個碳黑小球顆?；咎紵燁w粒是由大量碳原子和部分氫原子組成。碳煙顆粒的初始胚核是晶片，晶片有100個左右碳原子，他們構成30~40個六角形點陣，由多層晶片疊起來成大小為1.7~3nm的晶粒。晶粒中一般有2~10層晶片，最多可達20層。晶粒再聚集成直徑約為20~40nm的近似球狀的基本碳煙顆粒，基本碳煙顆粒由103~104個晶粒組成。碳煙顆粒有很強的親和力，它會不斷聚集，顆粒變大，一直聚集到1~10μm的顆粒。第六十三頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.4微粒二、壓燃式內燃機：2、煙粒的生成機理（過程）碳煙生成的條件是高溫和缺氧。由于柴油機混合氣極不均勻，盡管總體是富氧燃燒，但局部的缺氧還是導致碳煙的生成。燃油中烴分子在高溫缺氧的條件下發(fā)生部分氧化和熱裂解，生成各種不飽和烴類，如乙烯、乙炔及其較高的同系物和多環(huán)芳香烴。它們不斷脫氫、聚合成以碳為主的直徑2nm左右的碳煙核心。氣相的烴和其他物質在這個碳煙核心表面的凝聚，以及碳煙核心互相碰撞發(fā)生凝聚，使碳煙核心增大，成為直徑20~30nm的碳煙基元。最后，碳煙基元經過聚集作用堆積成直徑1m以下的球團狀或鏈狀的聚集物第六十四頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.4微粒二、壓燃式內燃機：2、煙粒的生成機理排氣中的煙粒排放取決于煙粒生成反應與氧化反應之間的平衡對于煙粒生成反應，可燃混合氣的碳氧原子比是重要的因素生成煙粒的總量反應式完全燃燒的總量反應式生成煙粒反應式的過量空氣系數（設a＝1，o＝0）理論計算對于的碳氫燃料，當，對應臨界燃燒試驗表明，在0.5－0.8，臨界即開始生成煙粒，且煙粒的生成與溫度和壓力有關。第六十五頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.4微粒二、壓燃式內燃機：2、煙粒的生成機理：煙粒生成的溫度和過量空氣系數的條件組成柴油的各種烴類生成煙粒的條件基本都在此范圍內。碳煙生成數量隨a降低而增加。且在極濃的混合氣中生成，在1600~1700K溫度之間達到最大值。壓力對碳煙生成條件影響很小，但碳煙生成數量隨壓力提高而增加。圖示為碳氫化合物乙烯、丙烷、甲苯等，在試驗室燃燒器條件下預混合火焰中生成煙粒的溫度與過量空氣系數的關系。第六十六頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.4微粒二、壓燃式內燃機：2、煙粒的生成機理：圖中顯示：a<0.5，燃燒以后必定產生碳煙。要同時碳煙和NOx，a應在0.6~0.9之間空氣大于a＝0.9時，NOx，空氣小于a＝0.6時，碳煙柴油機燃燒中生成碳煙和NOx的溫度以及a條件（NOx為燃燒0.5ms后）和上止點附近各種a的混合氣在燃燒前后的溫度第六十七頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.4微粒二、壓燃式內燃機：2、煙粒的生成機理：柴油機燃燒中生成碳煙和NOx的溫度以及a條件（柴油機混合氣在預混合燃燒中的各種典型狀態(tài)的變化如圖上各箭頭所示）圖中顯示：在預混合燃燒中，由于燃油在空氣中分布不均勻，既生成煙粒，也生成NOx。只有很少部分燃油形成a在0.6~0.9之間的混合氣，既不產生碳煙也不產生NOx。為降低排放，應縮短滯燃期和控制滯燃期內的噴油量，使盡可能多的混合氣的a控制在0.6－0.9之間。第六十八頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.4微粒二、壓燃式內燃機：2、煙粒的生成機理：柴油機燃燒中生成碳煙和NOx的溫度以及a條件（柴油機擴散燃燒中混合氣狀態(tài)變化如圖各箭頭所示）（第二階段的燃燒）噴入過量空氣系數小于4的混合氣區(qū)的燃油都會生成煙粒（溫度低于煙粒生成溫度的過濃混合氣中，會生成不完全燃燒的液態(tài)HC）。擴散燃燒階段，應避免燃油與高溫缺氧的燃氣混合，以減少生成的煙粒。強烈的氣流運動和細微的燃油霧化（如燃油高壓噴射），都有助于燃油與空氣的混合均勻性，增大燃燒區(qū)的實際過量空氣系數噴油結束后，燃氣與空氣進一步混合，其狀態(tài)變化如圖中虛線箭頭所示。第六十九頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院PM與NOx由于生成機理相反，所以表現出很強的折衷Trade-off關系(平衡關系)達到更加嚴格的排放法規(guī)要求：燃燒優(yōu)化和尾氣后處理方案實際開發(fā)2、煙粒的生成機理（PM與NOx的平衡關系）冷卻式廢氣再循環(huán)選擇性催化還原第七十頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院二、壓燃式內燃機：3、煙粒的氧化：研究發(fā)現，碳煙的生成主要是在燃燒的初期和中期，而碳煙的氧化主要是在燃燒的中期和后期。由圖可見，碳煙濃度先是上升到一最大值，然后濃度下降，這表明碳煙的氧化反應加快，碳煙濃度急劇降低，因而柴油機排出缸外的碳煙生成速率是碳煙生成速率與氧化速率之差。且碳煙的氧化過程會一直延續(xù)到排氣管進行碳煙的氧化速率主要和溫度有密切關系，同時還和剩余氧，以及在高溫下的逗留時間有關。

燃燒過程(主要是擴散燃燒期)中生成的碳煙是可燃的。它其中很大一部分在燃燒的后續(xù)過程中會被燒掉(氧化)。碳煙在缸內燃燒時呈黃色火焰，日本廣安博之用火焰亮度傳感器觀測單缸柴油機缸內碳煙的氧化過程，下圖是碳煙生成與氧化隨曲軸轉角變化的情況。第七十一頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.4微粒二、壓燃式內燃機：4、SOF的吸附和凝結：可溶有機成分(solubleorganicfraction,SOF)發(fā)生的時間：柴油機排氣微粒生成過程的最后階段定義：組成SOF的重質有機化合物向由于燃燒產生的煙粒聚集物的吸附和凝結發(fā)生的地點：主要發(fā)生在氣缸內的燃氣從發(fā)動機排出并被空氣稀釋之時影響因素：通過稀釋過程的吸附和凝結使煙粒覆蓋SOF稀釋過程的稀釋比吸附：未燃的碳氫化合物或未完全燃燒的有機物分子，通過化學鍵力或物理(范德華)力粘附到碳煙粒子表面上。取決于煙粒具有的可吸附氣相物質的總表面以及驅動吸附過程的吸附質的分壓力決定因素：凝結：凝結發(fā)生在煙粒周圍的氣體有機物的蒸氣壓力超過飽和蒸氣壓時最容易凝結的是低揮發(fā)性的有機物，其來源為未燃燃油中的重餾分、已經熱解但未在燃燒過程中消耗的不完全燃燒有機物及竄入燃燒室中的潤滑油微粒。成分來源：第七十二頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.4微粒二、壓燃式內燃機：5、多環(huán)芳香烴的生成：（PolycyclicAromaticHydrocarbonsPAH)芳香烴的定義：簡稱“芳烴”，通常指分子中含有苯環(huán)結構的碳氫化合物。是閉鏈類的一種。具有苯環(huán)基本結構，歷史上早期發(fā)現的這類化合物多有芳香味道,所以稱這些烴類物質為芳香烴,后來發(fā)現的不具有芳香味道的烴類也都統(tǒng)一沿用這種叫法。例如苯、萘等根據結構的不同可分為三類：①單環(huán)芳香烴,如苯的同系物②稠環(huán)芳香烴，如萘、蒽、菲等③多環(huán)芳香烴，如聯苯、三苯甲烷第七十三頁，共七十九頁，2022年，8月28日南昌大學機電學院§2.4