第七章發(fā)動(dòng)機(jī)排放與汽車噪聲

第七章發(fā)動(dòng)機(jī)排放與汽車噪聲第一頁，共139頁。教學(xué)提示：

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(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試技術(shù)及發(fā)動(dòng)機(jī)噪音來源與控制方法。要求：

掌握有害排放物的生成機(jī)理，影響因素與控制技術(shù)；了解排放標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試技術(shù)以及發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲來源與控制方法。第二頁，共139頁。

7.1發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放物的生成與危害1、發(fā)動(dòng)機(jī)排放物的組成一氧化碳氮氧化物碳?xì)浠衔锕饣瘜W(xué)煙霧微粒第三頁，共139頁。汽油機(jī)和柴油機(jī)的燃燒特點(diǎn)不同，污染物生成機(jī)理不同汽油機(jī)污染物：CO、HC、Nox柴油機(jī)污染物：Nox、微粒第四頁，共139頁。1、一氧化碳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(dòng)機(jī)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?？杖急仁怯绊慍O含量的主要因素。第五頁，共139頁。汽油機(jī)：過量空氣系數(shù)фα=1（空燃比α=14.7），燃料完全燃燒，生成CO2、H2O過量空氣系數(shù)фα

＜1（空燃比α＜14.7），燃料不完全燃燒，生成CO過量空氣系數(shù)фα＞1（空燃比α＞14.7），CO不存在。由于混合不均、燃燒后高溫，排氣中有少量CO存在第六頁，共139頁。2、碳?xì)浠衔?/p>

碳?xì)浠衔铮℉C）包括未燃和未完全燃燒的燃油、潤(rùn)滑油及其裂解和部分氧化產(chǎn)物，如烷烴、烯烴、芳香烴、醛等。

醛類是刺激性物質(zhì)，對(duì)眼、呼吸道、血液有毒害。第七頁，共139頁。碳?xì)浠衔锏纳善蜋C(jī)未燃HC的生成：1）燃燒生成隨排氣排出2）曲軸箱排放物燃燒室通過活塞與汽缸間間隙漏入曲軸箱的竄氣，含大量HC3）汽油箱、燃油供給系統(tǒng)等處蒸發(fā)的汽油蒸汽第八頁，共139頁。均勻混合氣生成未燃HC機(jī)理（1）冷激效應(yīng)

燃燒室壁面對(duì)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?？p隙效應(yīng)是冷激效應(yīng)的主要表現(xiàn)。（2）油膜和沉積物吸附

缸套壁面和活塞頂面上的潤(rùn)滑油膜吸附未燃混合氣的燃油蒸汽，當(dāng)混合氣燃油濃度因燃燒降到零時(shí)，油膜釋放油氣少部分被氧化造成HC排放第九頁，共139頁。(3)火焰淬熄冷啟動(dòng)和暖機(jī)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排放激增混合氣過稀過濃，排放再循環(huán)率大，怠速、小負(fù)荷下發(fā)生。(4)未燃碳?xì)浠衔锏难趸慈继細(xì)浠衔飻U(kuò)散到高溫已燃?xì)怏w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(zhǎng)停留時(shí)間使HC降低最多推遲點(diǎn)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(jìn)行絕熱第十頁，共139頁。柴油機(jī)

噴油初期滯燃期內(nèi)混合氣過稀造成未燃HC

噴油后期高溫燃?xì)庵谢旌蠚膺^濃或燃燒淬熄隨排氣排出，HC多被碳煙微粒吸附。柴油機(jī)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(fù)荷時(shí)的HC排放高

噴油器殘油容積對(duì)HC排放有影響第十一頁，共139頁。3、氮氧化物

氮氧化物中最重要的是NO和NO2.

發(fā)動(dòng)機(jī)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)過氧化首先生成NO，然后與大氣中的氧相遇又成為NO2。NO是無色無味的氣體，只有輕度刺激性，毒性不大，高濃度時(shí)會(huì)造成中樞神經(jīng)有輕度障礙。第十二頁，共139頁。

3、氮氧化物NO2是一種褐色氣體，有特殊刺激性臭味，是發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)，引起支氣管炎等。第十三頁，共139頁。生成NO的因素：1）氧的濃度

高溫條件下，氧的濃度是生成NO的重要因素2）溫度燃燒放熱集中在上止點(diǎn)附近，燃燒溫度很高，NO生成量愈多。3）反應(yīng)滯留時(shí)間

燃?xì)庠诟邷馗谎鯒l件下滯留時(shí)間長(zhǎng)，NO生存量增加。第十四頁，共139頁。

發(fā)動(dòng)機(jī)排放中，氮氧化合物和HC在太陽能的作用下進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)生成的光化學(xué)過氧化物而形成的煙霧稱為光化學(xué)煙霧。光化學(xué)過氧化物的主要物質(zhì)是臭氧（O3）.

第十五頁，共139頁。4、微粒

微粒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)可能是固態(tài)的，也可能是液態(tài)的。微粒包括原始顆粒和二次顆粒。原始顆粒是指直接來自發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)物的顆粒。二次顆粒是指在大氣條件下，因氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的各化學(xué)反應(yīng)之間發(fā)生化學(xué)和物理變化所產(chǎn)生的顆粒。第十六頁，共139頁。4、微粒汽油機(jī)和柴油機(jī)所排放的顆粒是不同的。汽油機(jī)主要是鉛化物、硫酸、硫酸鹽和低分子物質(zhì)。柴油機(jī)的顆粒在數(shù)量上要比汽油機(jī)多。成分也復(fù)雜。主要有含碳物質(zhì)（炭煙）和一些有機(jī)物。第十七頁，共139頁。微粒的形成汽油機(jī)中汽油中的鉛、硫造成的硫酸鹽是排氣微粒的主要成分。柴油機(jī)微粒排放量大于汽油機(jī)幾十倍，燃燒生成的含碳粒子及其表面吸附有機(jī)物組成。局部缺氧導(dǎo)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。第十八頁，共139頁。排氣中二氧化硫（SO2）的含量與燃料中的含硫量有關(guān)。SO2對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)排氣微粒的原因之一。SO2也是造成酸雨的主要物質(zhì)。5.二氧化硫第十九頁，共139頁。

6.二氧化碳

CO2作為溫室氣體使地球表面溫度升高，即所謂的溫室效應(yīng)。大氣層中CO2層加厚，太陽光照射在地球表面的能量受到CO2層的阻隔難以逸出，熱量經(jīng)多年累積使全球氣候變暖，造成全球氣候變化反常。第二十頁，共139頁。7.臭氣臭味是由多種成分引起的，除O3和NO2外，燃料的不完全燃燒產(chǎn)物甲醛、丙烯醛等是有臭味。臭味使人感覺難受，刺激人的眼睛和黏膜。第二十一頁，共139頁。7.2發(fā)動(dòng)機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)

目前，幾乎所有國家對(duì)汽車排放均作出了嚴(yán)格的規(guī)定，這種規(guī)定以汽車排放標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)形成三大體系。汽車排放實(shí)驗(yàn)則是圍繞著汽車排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，它包括研究和評(píng)價(jià)兩個(gè)方面。第二十二頁，共139頁。7.2.1汽車排放標(biāo)準(zhǔn)GB3847—2005車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣煙度排放限值及測(cè)量方法GB18285-2005點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）GB18352.3—2005

輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國Ⅲ、Ⅳ階段）GB17691－2005車用壓燃式、氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（中國Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ階段）GB11340—2005裝用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)重型汽車曲軸箱污染物排放限制及測(cè)量方法GB14763—2005裝用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)重型汽車燃油蒸發(fā)污染物排放限制及測(cè)量方法第二十三頁，共139頁。車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)

機(jī)汽車排氣煙度排放限值及測(cè)量方法一、組成部分壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣煙度排放控制要求型式核準(zhǔn)已批準(zhǔn)的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣煙度排放控制要求為單獨(dú)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)型式核準(zhǔn)的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)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、測(cè)試內(nèi)容與方法全負(fù)荷穩(wěn)定轉(zhuǎn)速試驗(yàn)的不透光煙度自由加速試驗(yàn)的不透光煙度（新車、在用車）在用車加載減速試驗(yàn)的不透光煙度第二十四頁，共139頁。點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放

限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）一、怠速與高怠速工況怠速工況：發(fā)動(dòng)機(jī)無負(fù)載運(yùn)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(duì)于自動(dòng)變速箱的車應(yīng)處于“停車”或“P”檔位）；采用化油器供油系統(tǒng)的車，阻風(fēng)門應(yīng)處于全開位置；油門踏板處于完全松開位置。高怠速工況：利用油門踏板將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制在50%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(shí)的工況。本標(biāo)準(zhǔn)中將輕型汽車的高怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定為2500±100r/min，重型車的高怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定為1800±100r/min；如有特殊規(guī)定的，按照制造廠技術(shù)文件中規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速。第二十五頁，共139頁。點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放

限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）二、汽車排氣污染物排放限值第二十六頁，共139頁。點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放

限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）三、過量空氣系數(shù)（λ）的要求對(duì)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(jìn)行過量空氣系數(shù)（λ）的測(cè)定。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為高怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，λ應(yīng)在1.00±0.03或制造廠規(guī)定的范圍內(nèi)。進(jìn)行λ測(cè)試前，應(yīng)按照制造廠使用說明書的規(guī)定預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)。第二十七頁，共139頁。點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放

限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）四、測(cè)試內(nèi)容與測(cè)試方法雙怠速法穩(wěn)定工況法瞬態(tài)工況法第二十八頁，共139頁。輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法

（中國Ⅲ、Ⅳ階段）一、測(cè)試內(nèi)容與方法Ⅰ型試驗(yàn)：常溫下冷起動(dòng)后排氣污染物排放試驗(yàn)雙怠速試驗(yàn)：測(cè)定雙怠速的CO、HC和高怠速的λ值Ⅲ型試驗(yàn)：曲軸箱污染物排放試驗(yàn)Ⅳ型試驗(yàn)：蒸發(fā)污染物排放試驗(yàn)Ⅴ型試驗(yàn)：污染控制裝置耐久性試驗(yàn)Ⅵ型試驗(yàn)：低溫下冷起動(dòng)后排氣中CO和HC排放試驗(yàn)車載診斷（OBD）系統(tǒng)試驗(yàn)第二十九頁，共139頁。Ⅰ型試驗(yàn)

Ⅰ型試驗(yàn)由兩部分（1部和2部）組成。試驗(yàn)1部包括4個(gè)城區(qū)循環(huán)，每個(gè)城區(qū)循環(huán)包含15個(gè)工況；試驗(yàn)2部由1個(gè)城郊循環(huán)組成，該城郊循環(huán)包含13個(gè)工況。經(jīng)制造廠同意，可以在1部結(jié)束和2部開始之間加入不超過20秒的不取樣時(shí)段，以便調(diào)整試驗(yàn)設(shè)備。第三十頁，共139頁。雙怠速試驗(yàn)試驗(yàn)在Ⅰ型試驗(yàn)結(jié)束后立即進(jìn)行雙怠速試驗(yàn)，制造廠在型式核準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)提交雙怠速的CO、HC污染物排放值和高怠速的λ值的控制范圍。并保證在出廠后24個(gè)月內(nèi)車輛的高怠速λ值在控制范圍內(nèi)。制造廠應(yīng)對(duì)生產(chǎn)下線的汽車進(jìn)行雙怠速試驗(yàn)。汽車的雙怠速CO、HC排放值和高怠速λ值都應(yīng)在制造廠型式核準(zhǔn)時(shí)申報(bào)的控制范圍內(nèi)。第三十一頁，共139頁。Ⅲ型試驗(yàn)（曲軸箱污染物排放試驗(yàn)）除裝壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車外，所有汽車都必須進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。

對(duì)于兩用燃料車，僅對(duì)燃用汽油進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。對(duì)于單一氣體燃料車，僅對(duì)燃用氣體燃料進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。進(jìn)行Ⅲ型試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)不允許有任何曲軸箱污染物排入大氣。第三十二頁，共139頁。Ⅳ型試驗(yàn)（蒸發(fā)污染物排放試驗(yàn)）所有汽油車都必須進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。兩用燃料車僅對(duì)燃用汽油進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。進(jìn)行Ⅳ型試驗(yàn)時(shí)，蒸發(fā)污染物排放量應(yīng)小于2g/試驗(yàn)。第三十三頁，共139頁。Ⅴ型試驗(yàn)（污染控制裝置耐久性試驗(yàn)）試驗(yàn)在跑道上、或道路上、或底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行80000km耐久性試驗(yàn)，確定實(shí)測(cè)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)表從試驗(yàn)開始（0km），每隔10000km(±400km)或更短的行駛里程進(jìn)行一次Ⅰ型試驗(yàn)，測(cè)量排氣污染物。

第三十四頁，共139頁。Ⅵ型試驗(yàn)

低溫下冷起動(dòng)后排氣中CO和HC排放試驗(yàn)試驗(yàn)應(yīng)在環(huán)境溫度266K(-7℃)下進(jìn)行。試驗(yàn)由Ⅰ型試驗(yàn)1部的四個(gè)城區(qū)循環(huán)組成，共持續(xù)780秒，試驗(yàn)期間不得中止，并在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)開始取樣。試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行三次。CO和HC測(cè)得的排放量必須小于表4所示限值。對(duì)于每種污染物而言，只要這三次測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值小于規(guī)定的限值，三次測(cè)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。第三十五頁，共139頁。車載診斷（OBD）系統(tǒng)試驗(yàn)車載診斷（OBD）系統(tǒng)應(yīng)滿足下表的要求。試驗(yàn)在Ⅴ型耐久性試驗(yàn)用汽車上、Ⅴ型耐久性試驗(yàn)結(jié)束時(shí)進(jìn)行。如果沒有進(jìn)行Ⅴ型耐久性試驗(yàn)，可使用經(jīng)適當(dāng)老化（經(jīng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)確認(rèn)相當(dāng)于行駛了80000km）并具有代表性的汽車進(jìn)行車載診斷（OBD）系統(tǒng)驗(yàn)證試驗(yàn)。當(dāng)失效導(dǎo)致排放超過下表規(guī)定的極限值時(shí)，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)。第三十六頁，共139頁。試驗(yàn)裝置

測(cè)量輕型汽車排氣污染物采用的試驗(yàn)裝置主要有：底盤測(cè)功機(jī)定容取樣器分析設(shè)備控制系統(tǒng)第三十七頁，共139頁。7.2.2汽油機(jī)排放污染物的檢測(cè)一氧化碳（CO）：采用不分光紅外線吸收型分折儀（NDIR）

碳?xì)浠衔?HC)：采用氫火焰離子型分析儀（FID），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(cè)電極間的離子電流來測(cè)定氣體濃度。氮氧化物（Nox）：采用化學(xué)發(fā)光型分析儀（CLD），其原理是：被測(cè)氣體中的NO與O3反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象，這種化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度與NO濃度成正比。NO2轉(zhuǎn)換為NO后（轉(zhuǎn)化器），再進(jìn)入化學(xué)發(fā)光室，轉(zhuǎn)化效率應(yīng)大于90%。第三十八頁，共139頁。汽車排氣中的CO和CO2用不分光紅外線氣體分析儀測(cè)量NOX用化學(xué)發(fā)光分析儀測(cè)量HC用氫火焰離子型分析儀測(cè)量當(dāng)需要從總碳?xì)浠衔镏蟹蛛x出非甲烷碳?xì)浠衔飼r(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的氧多用順磁分析儀測(cè)量氣相色譜儀測(cè)量甲烷。排氣成分分析儀概述排氣成分分析儀外形圖

第三十九頁，共139頁。

不分光紅外線氣體分析儀NDIR（Non-DispersiveInfra-RedAnalyzer）是根據(jù)不同氣體對(duì)紅外線的選擇性吸收原理提出的。紅外線是波長(zhǎng)為0.8～600μm的電磁波，多數(shù)氣體具有吸收特定波長(zhǎng)的紅外線的能力。如CO能吸收4.5～5μm的紅外線，CO2能吸收4～4.5μm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第四十頁，共139頁。不分光紅外氣體分析儀NDIR工作原理紅外線光源射出的紅外線經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的截光盤交替地投向氣樣室和裝有不吸收紅外線的氣體（如氮）的參比室，透過兩室的氣體進(jìn)入有兩個(gè)接收氣室的檢測(cè)器。當(dāng)樣氣室中的被測(cè)樣氣濃度變化時(shí)，兩個(gè)接受氣室接受的紅外線輻射能的差別也發(fā)生變化，導(dǎo)致分隔兩氣室的薄膜兩側(cè)壓變化。由截光盤調(diào)制的周期性變化引起電容器電容量周期變化，該信號(hào)經(jīng)放大成為分析儀的輸出信號(hào)。

不分光紅外線氣體分析儀工作原理圖第四十一頁，共139頁。不分光紅外氣體分析儀NDIR工作特點(diǎn)不分光紅外線氣體分析儀采用直接取樣系統(tǒng)時(shí)，水蒸氣對(duì)CO和NO的測(cè)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(cè)量NO時(shí)，其測(cè)量精度低；測(cè)量HC時(shí)，只能檢測(cè)某一波長(zhǎng)段的HC，而對(duì)非飽和烴和芳香烴則不敏感，測(cè)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(cè)量。第四十二頁，共139頁?；瘜W(xué)發(fā)光分析儀CLD工作原理1-反應(yīng)室；2-臭氧發(fā)生器；3-氧入口；4-濾光片；5-光電倍增管檢測(cè)器；6-信號(hào)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A或B進(jìn)入反應(yīng)室1。通道A直接通向反應(yīng)室，這個(gè)通道只能測(cè)量樣氣中NO的濃度；樣氣通過通道B時(shí)，樣氣中的NO2將在催化轉(zhuǎn)換器7中轉(zhuǎn)化成NO，再進(jìn)入反應(yīng)室，這樣儀器測(cè)量得到的是NO和NO2的總和NOX。利用測(cè)得的NOX與NO的差值，即可確定樣氣中NO2的濃度。化學(xué)發(fā)光分析儀工作原理圖

第四十三頁，共139頁?；瘜W(xué)發(fā)光分析儀CLD具有感應(yīng)度高，體積分?jǐn)?shù)可達(dá)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(cè)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(cè)量NOX的標(biāo)準(zhǔn)方法。特點(diǎn)第四十四頁，共139頁。氫火焰離子分析儀工作原理工作原理

氫火焰燃燒時(shí)，2300K左右的高溫氫火焰會(huì)使HC離子化成自由離子，離子數(shù)基本與HC的濃度成正比。待測(cè)氣體與氫氣混合后，由入口進(jìn)入燃燒器，由燃燒嘴噴出，在空氣的助燃下由通電的點(diǎn)火絲點(diǎn)燃。HC在缺氧的氫擴(kuò)散火焰中分解出離子和電子。這些離子和電子形成按一定方向運(yùn)動(dòng)的離子流，通過對(duì)離子流電流的測(cè)量就可測(cè)得碳原子的濃度，從而反映出相應(yīng)HC的濃度。1-離子收集器；2-信號(hào)放大器；3-空氣分配器；4-氫和待測(cè)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

第四十五頁，共139頁。氫火焰離子分析儀FID特點(diǎn)是目前測(cè)量汽車排放中HC的最有效手段；靈敏度高，可測(cè)到極小濃度的HC；線性范圍寬；對(duì)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(duì)FID的影響不同。第四十六頁，共139頁。順磁分析儀PMA工作原理氧是一種強(qiáng)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?yàn)槠嚺欧胖校醯臐舛纫萅OX高得多，所以可用順磁分析儀測(cè)量排氣中的氧濃度順磁分析儀外形圖

第四十七頁，共139頁。順磁分析儀PMA工作原理

樣氣3中的氧2，在永久磁鐵6的磁場(chǎng)吸引下充入水平玻璃管5中。在磁場(chǎng)強(qiáng)度最大的地方，樣氣被電熱絲4加熱。加熱后的氧順磁性下降，磁鐵對(duì)它的吸引力小于冷態(tài)的氧。冷的樣氣被吸到磁極中心，擠走熱的樣氣。冷的樣氣被加熱后又被擠走。這樣在玻璃管5中就形成了氣體流動(dòng)，也稱磁風(fēng)，其速度與樣氣的濃度成正比。如果加熱絲4同時(shí)起熱線風(fēng)速儀的作用，就可以簡(jiǎn)單地測(cè)定磁風(fēng)速度，從而測(cè)得樣氣中的氧濃度順磁分析儀工作原理

第四十八頁，共139頁。氣相色譜儀GC工作原理

用樣氣注射器把一定體積的樣氣從試樣注入口注入儀器，與從載氣入口進(jìn)入儀器的氫、氦、氬等載氣混合后流入裝有填充劑的色譜柱中。由于樣氣的不同組分對(duì)色譜柱中的填充劑的親和力（吸附或溶解性）不同，在載氣的推動(dòng)下被分離。親和力弱的組分，很難被滯留在填充劑中，首先流出色譜柱；反之，親和力強(qiáng)的組分流出較晚。1-試樣注入口；2-色譜圖記錄儀；3-氣體出口；4-檢測(cè)器；5-溫控槽；6-色譜柱；7-載氣入口氣相色譜儀工作原理圖

第四十九頁，共139頁。氣相色譜儀GC對(duì)混合氣的組成中各成分濃度進(jìn)行詳細(xì)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(cè)試特點(diǎn)第五十頁，共139頁。排氣微粒的測(cè)量方法

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

第五十一頁，共139頁。微粒質(zhì)量測(cè)量微粒測(cè)量過濾器通常采用濾紙。為了保證測(cè)量的精度，空白濾紙和有微粒濾紙的質(zhì)量測(cè)量必須在調(diào)溫調(diào)濕的潔凈小室內(nèi)進(jìn)行。空白濾紙至少在取樣前2h放入小室內(nèi)的濾紙盒中，待穩(wěn)定后測(cè)量質(zhì)量，然后仍放在小室內(nèi)待用。微粒質(zhì)量測(cè)量裝置

微粒濾紙與空白濾紙的質(zhì)量差就是微粒質(zhì)量。如果從小室取出后1h內(nèi)沒有使用，則在使用前必須重新測(cè)量質(zhì)量。收集微粒后的濾紙放回小室內(nèi)至少2h，但不得超過36h，然后測(cè)量總質(zhì)量。第五十二頁，共139頁。微粒質(zhì)量測(cè)量計(jì)算公式

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，gd—與運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)一致的距離，km第五十三頁，共139頁。微粒成分測(cè)量微粒中有機(jī)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（VV）3.索氏萃取法（SE）★★★微粒成分分析不是排放法規(guī)所要求第五十四頁，共139頁。微粒成分測(cè)量●熱解質(zhì)量分析法熱解質(zhì)量分析法TG（ThermoGravimetry）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(shí)間內(nèi)，其中可揮發(fā)部分蒸發(fā)掉，用熱天平測(cè)得的微粒質(zhì)量減小量就代表其中可揮發(fā)部分VF（VolatileFraction），用此法測(cè)得的主要是高沸點(diǎn)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(jìn)一步減少的質(zhì)量對(duì)應(yīng)被氧化的碳煙組分，殘留的則是微量灰分。第五十五頁，共139頁。微粒成分測(cè)量●真空揮發(fā)法

真空揮發(fā)法VV（VacuumVolatilization）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。第五十六頁，共139頁。微粒成分測(cè)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(jìn)行萃取。萃取液達(dá)到一定體積時(shí)，經(jīng)虹吸管流回?zé)俊Ｈ軇┰谳腿∑髦醒h(huán)流動(dòng)，不斷將微粒中的SOF帶到燒瓶中，直到萃取完全。第五十七頁，共139頁。煙度測(cè)量方法返回?zé)煻鹊臏y(cè)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(duì)光反射率的變化來測(cè)量煙度，所用的測(cè)量?jī)x器為濾紙式煙度計(jì)消光度法

利用煙氣對(duì)光的吸收作用，即通過光從煙氣中的透過度來測(cè)量煙度，所用的測(cè)量?jī)x表為消光式煙度計(jì)。第五十八頁，共139頁。濾紙式煙度計(jì)濾紙式煙度計(jì)主要由定容采樣泵和檢測(cè)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(jì)外形

第五十九頁，共139頁。濾紙式煙度計(jì)結(jié)構(gòu)和工作原理濾紙煙度計(jì)的結(jié)構(gòu)及工作原理圖

由反射光檢測(cè)器與指示器組成，由白熾電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(cè)碳煙的濃度越高。第六十頁，共139頁。消光式煙度計(jì)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(qiáng)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(jì)基本結(jié)構(gòu)示意圖

第六十一頁，共139頁。7.3發(fā)動(dòng)機(jī)排放凈化裝置1.影響因素2.機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)3.機(jī)外凈化技術(shù)7.3.1汽油機(jī)排氣的凈化第六十二頁，共139頁。影響因素1、混合氣成分2、點(diǎn)火正時(shí)3、負(fù)荷4、轉(zhuǎn)速5、過渡工況6、廢氣再循環(huán)率第六十三頁，共139頁。1、混合氣成分混合比和各有害氣體排放量的關(guān)系第六十四頁，共139頁。1、混合氣成分由上圖可知，隨著空燃比下降混合氣變濃，燃燒時(shí)氧氣相對(duì)不足，不完全燃燒生成物增加，使CO、HC迅速增加。在空燃比大于14.7以后,CO濃度已經(jīng)很低了，但是隨著空燃比的增加，因混合氣不均勻造成局部缺氧仍有少量CO生成。第六十五頁，共139頁。1、混合氣成分在空燃比大于14.7以后，隨著空燃比的增加，因CO氧化反應(yīng)速度慢，燃燒溫度下降，使HC排放量也增加。HC的走向是兩頭高，中間低。NOx濃度峰值靠理論空燃比稀的一側(cè)，高的NO生存率必須高溫、富氧兩個(gè)條件。HC是兩頭高中間低濃混合氣變稀HC量減少，最佳空燃比范圍內(nèi)HC、油耗最低；混合氣過稀，火焰可能熄滅，HC生存量上升。第六十六頁，共139頁。

2、點(diǎn)火正時(shí)點(diǎn)火提前角對(duì)燃油消耗量和有害排放物的影響點(diǎn)火提前角減小時(shí)，后燃增加，膨脹時(shí)的溫度升高，促進(jìn)了未燃燒成分的氧化，對(duì)降低HC和NOx有利。減小點(diǎn)火提前角對(duì)降低HC和NOx有利，但以犧牲動(dòng)力性為代價(jià)。第六十七頁，共139頁。2、點(diǎn)火正時(shí)圖10.10氣缸內(nèi)燃燒壓力與點(diǎn)火時(shí)刻的關(guān)系減小點(diǎn)火提前角降低燃燒最高溫度、減少燃燒反應(yīng)滯留時(shí)間，降低NOx.。以犧牲動(dòng)力性能為代價(jià)。第六十八頁，共139頁。3、負(fù)荷在怠速和小負(fù)荷時(shí)，新鮮空氣進(jìn)入少，廢氣相對(duì)較多，供給的混合氣偏濃，燃燒速度慢，易引起不完全燃燒。使CO和HC排放量多。在中等負(fù)荷時(shí)，容易完全燃燒，廢氣中CO含量最少，HC含量也較低。在滿負(fù)荷時(shí)，供給濃混合氣，使NO生成量增多；同時(shí)HC排放量減少，但因混合氣過濃，使CO排放量增多。第六十九頁，共139頁。4、轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)速的升高，缸內(nèi)的紊流增強(qiáng)，促進(jìn)混合，改善了缸內(nèi)的燃燒，使CO、HC排放減少。NOx的生成量與混合氣成分有關(guān)。當(dāng)混合氣濃時(shí)，NOx生成量增多；當(dāng)混合氣稀時(shí)，NOx生成量減少。第七十頁，共139頁。5、過渡工況發(fā)動(dòng)機(jī)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濃度不同，有害物的排放量相差較大。怠速與減速是生成HC的主要工況第七十一頁，共139頁。

廢氣混入的多少用EGR率表示，廢氣再循環(huán)率（EGR率）定義如下：6、廢氣再循環(huán)率第七十二頁，共139頁。6、廢氣再循環(huán)率將一部分排氣回送至燃燒室，利用排氣中的氣體比熱大的特點(diǎn)，可以抑制燃燒的最高溫度，將有利于抑制NOx的生成。在中高速工況下選擇恰當(dāng)?shù)膹U氣再循環(huán)率能有效抑制NOx的排放量。第七十三頁，共139頁。機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)

機(jī)內(nèi)凈化是指改善可燃混合氣的品質(zhì)和燃燒狀況，抑制有害氣體的生成。機(jī)內(nèi)凈化被公認(rèn)為是治理車用汽油機(jī)排氣污染的治本措施。第七十四頁，共139頁。機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)廢氣再循環(huán)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)電子控制燃油噴射系統(tǒng)提高燃油的品質(zhì)第七十五頁，共139頁。電子控制燃油噴射系統(tǒng)混合氣形成的空燃比特性是決定點(diǎn)燃式汽油機(jī)性能和排放的關(guān)鍵因素。小負(fù)荷時(shí)，根據(jù)燃燒穩(wěn)定性要求提供濃混合氣。中等負(fù)荷時(shí)，根據(jù)燃燒經(jīng)濟(jì)性要求提供略稀混合氣。大負(fù)荷時(shí)，根據(jù)燃燒動(dòng)力性要求提供濃混合氣。第七十六頁，共139頁。改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)冷啟動(dòng)、暖機(jī)和怠速壓縮比燃燒系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)活塞組設(shè)計(jì)分層稀薄燃燒第七十七頁，共139頁。1)冷啟動(dòng)、暖機(jī)和怠速：

冷啟動(dòng)時(shí)溫度低，空燃比小，CO和HC排放高，應(yīng)縮短啟動(dòng)時(shí)間；暖機(jī)要盡快使混合氣、機(jī)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)壓縮比：

提高壓縮比以提高熱效率，汽油機(jī)根據(jù)最易發(fā)生爆燃的工況選擇壓縮比第七十八頁，共139頁。3）燃燒系統(tǒng)：

燃燒室形狀影響未燃HC排放物濃度；

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；

汽油機(jī)燃燒室形狀緊湊燃燒過程快，CO和HC排放量下降；燃燒快導(dǎo)致溫度增高NOx增大4）進(jìn)氣系統(tǒng)：用三、四或五氣門，渦輪增壓代替自燃吸氣，降低CO2、HC排放

凸輪形狀決定開啟關(guān)閉時(shí)刻及升程曲線，影響充氣過程。

第七十九頁，共139頁。5）活塞組設(shè)計(jì)：活塞、活塞環(huán)與汽缸壁間的間隙，對(duì)汽油的HC排放影響很大?？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。6）分層稀薄燃燒：

在火花塞附近濃混合氣，為可靠點(diǎn)火；其它區(qū)域供給稀薄混合氣，實(shí)現(xiàn)分層稀薄燃燒。為此采用分隔燃燒室過量空氣系數(shù)фα：

濃混合氣

фα為0.85~0.95；稀混合氣фα為1.55~1.62第八十頁，共139頁。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的主要措施，它是將汽車排出的一部分廢氣重新引入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)，與混合氣一起再進(jìn)入氣缸燃燒。僅對(duì)降低NOx有效汽油機(jī)大負(fù)荷、啟動(dòng)、暖機(jī)、怠速、小負(fù)荷不使用第八十一頁，共139頁。廢氣再循環(huán)圖10-11第八十二頁，共139頁。廢氣再循環(huán)圖10-12第八十三頁，共139頁。提高燃油品質(zhì)為了限制汽油中鉛、硫、磷等各種有害物的含量，提高燃油辛烷值增加抗爆能力等方法外，采用醇類或烴類等代用燃料也可改善發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能。第八十四頁，共139頁。機(jī)外凈化技術(shù)機(jī)外凈化是指用設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)外部的附加裝置使排出的廢氣凈化后再排入大氣。三效催化轉(zhuǎn)化器曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)第八十五頁，共139頁。7.3.2柴油機(jī)排放的凈化1.柴油機(jī)有害排放物生成特點(diǎn)2.影響因素3.機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)4.機(jī)外凈化技術(shù)第八十六頁，共139頁。1柴油機(jī)有害排放物生成的特點(diǎn)柴油機(jī)燃燒是非均勻混合物的不穩(wěn)定燃燒過程，從噴霧過程、油束形成等等，對(duì)排放物生成都有復(fù)雜的影響。由于油束在燃燒室空間的濃度分布、著火部位及局部溫度各處都不一樣，對(duì)油束人為地分區(qū)如下：第八十七頁，共139頁。1—稀燃火焰熄滅區(qū)2—稀燃火焰區(qū)3—油束心部4—油束尾部和后噴部圖10-21第八十八頁，共139頁。各排放物生成的性質(zhì)如下:(1)未燃HC在低負(fù)荷時(shí)，由于噴油量少，混合氣稀，缸內(nèi)溫度低，HC主要產(chǎn)生在油束心部、油束尾部和后噴部等處。(2)CO在低負(fù)荷時(shí)，部分燃油難以氧化形成CO2,主要在稀燃火焰熄滅區(qū)及稀燃火焰區(qū)的交界面生成CO;在高負(fù)荷時(shí)，在油束心部、尾部及后噴處，因局部缺氧而產(chǎn)生CO.第八十九頁，共139頁。(3)NOx在燃燒完全、供氧充分及溫度較高的稀燃火焰區(qū)及油束心部產(chǎn)生較多。(4)炭煙高負(fù)荷時(shí)，在油束中心、尾部的氧濃度低，氣溫高，燃油分子容易發(fā)生高溫裂解而形成炭煙。(5)醛類主要在稀燃火焰熄滅區(qū)，由于低溫氧化而產(chǎn)生醛類中間產(chǎn)物。第九十頁，共139頁。2影響因素1、混合氣成分2、噴油時(shí)刻3、燃燒室類型第九十一頁，共139頁。1、混合氣成分一般，柴油機(jī)的燃油供給是質(zhì)調(diào)節(jié)，在工作中總有一定數(shù)量的過量空氣，而且柴油揮發(fā)性比汽油小，則柴油機(jī)的HC及CO排放濃度一般比汽油機(jī)低。在接近滿負(fù)荷時(shí)，CO濃度劇增。柴油機(jī)排氣中有炭煙排出，隨著混合氣變濃，排煙濃度增多。第九十二頁，共139頁?；旌蠚獬煞峙c柴油機(jī)排放的關(guān)系噴油定時(shí)對(duì)排放的影響第九十三頁，共139頁。2、噴油時(shí)刻延遲噴油是降低NOx的主要措施之一。但是減少噴油提前角將導(dǎo)致燃燒變差，最高爆發(fā)壓力降低，使油耗及排煙度增加。延遲噴油的同時(shí)提高噴油速率，比單純延遲噴油定時(shí)的效果好。第九十四頁，共139頁。3、燃燒室類型直噴式和分隔式兩類燃燒室的排放特性不同。分隔式燃燒室生成的NOx、CO、HC和炭煙的排放濃度均低于直噴式，特別是NOx排放濃度一般比直噴式燃燒室的低50％左右。第九十五頁，共139頁。分隔式燃燒室的燃燒及排放物的生成分兩個(gè)階段進(jìn)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，從而形成較多的CO及未燃烴。副燃燒室在著火后溫度較高，但氧濃度低，對(duì)生成NOx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CO及HC進(jìn)一步氧化。高溫燃?xì)膺M(jìn)入主燃燒室后，溫度有所下降，抑制了NOx的生成。第九十六頁，共139頁。3.機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)增壓中冷技術(shù)改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)改進(jìn)噴油系統(tǒng)改進(jìn)燃燒系統(tǒng)降低機(jī)油消耗提高燃油品質(zhì)第九十七頁，共139頁。增壓中冷技術(shù)當(dāng)渦輪增壓器將新鮮空氣壓縮經(jīng)中端冷卻器冷卻，然后經(jīng)進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣門流至氣缸燃燒室。有效的中冷技術(shù)可使增壓溫度下降，有助于減少廢氣的排放和提高燃油經(jīng)濟(jì)性。第九十八頁，共139頁。改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣組織多氣門第九十九頁，共139頁。進(jìn)氣旋流的強(qiáng)弱用壓縮終了缸內(nèi)旋流轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的比值渦流比表示。渦流比大小與進(jìn)氣阻力成正比。強(qiáng)渦流降低循環(huán)進(jìn)氣量降低動(dòng)力性，增加煙度傾向加大噴油壓力，適當(dāng)降低渦流比組織燃燒進(jìn)氣組織第一百頁，共139頁。多氣門發(fā)展多氣門技術(shù)，加大循環(huán)充氣量以改善動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性和排放性能。圖10.24兩氣門及四氣門柴油機(jī)性能指標(biāo)比較。第一百零一頁，共139頁。兩氣門及四氣門柴油機(jī)性能指標(biāo)比較圖第一百零二頁，共139頁。改進(jìn)噴油系統(tǒng)高壓噴射推遲噴油提前角減少噴孔直徑，增加噴孔數(shù)目減小噴嘴壓力室容積高壓共軌電控燃油噴射第一百零三頁，共139頁。改進(jìn)燃燒系統(tǒng)燃燒室容積比：燃燒室容積對(duì)汽缸余隙比提高容積比以提高柴油機(jī)冒煙界限降低碳煙、微粒排放燃燒室口徑比：缸徑D≤120用口徑比小深燃燒室渦流較強(qiáng)燃燒室形狀：縮口燃燒室加強(qiáng)了燃燒室口部氣體湍流促進(jìn)擴(kuò)散混合和燃燒壓縮比：適當(dāng)提高壓縮比可降低HC和CO排放第一百零四頁，共139頁。降低機(jī)油消耗減少竄入燃燒室的機(jī)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。加強(qiáng)機(jī)體剛度，改善氣缸蓋與機(jī)體的連接，盡量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(jì)，加強(qiáng)機(jī)油控制保證潤(rùn)滑。第一百零五頁，共139頁。廢氣再循環(huán)通過廢氣再循環(huán)來降低NOx的排放量。由于柴油機(jī)混合氣比汽油機(jī)稀，特別在低負(fù)荷時(shí)稀得很多，所以可以使用比汽油機(jī)大得多的廢氣再循環(huán)量。第一百零六頁，共139頁。提高燃油品質(zhì)適當(dāng)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(zhǎng)，預(yù)混合燃燒量過多，運(yùn)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。第一百零七頁，共139頁。4.機(jī)外凈化技術(shù)1.氧化催化轉(zhuǎn)化器2.微粒捕集器3.柴油機(jī)NOx還原催化劑

第一百零八頁，共139頁。7.4汽車噪聲噪聲——泛指一切對(duì)人們生活和工作有妨礙的聲音；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總稱。汽車噪聲——汽車行駛中產(chǎn)生的綜合的聲輻射。汽車噪聲包括——發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲、輪胎噪聲和車身噪聲。第一百零九頁，共139頁。一、噪聲的危害城市環(huán)境噪聲：

交通噪聲生產(chǎn)噪聲建筑噪聲生活噪聲（占總數(shù)的75%）

汽車噪聲范圍：60~90dB，中強(qiáng)度噪聲。

第一百一十頁，共139頁。高于70dB的噪聲人心情不安、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、失眠等各種病癥。長(zhǎng)時(shí)間處于噪聲環(huán)境的人，還會(huì)導(dǎo)致胃病和神經(jīng)官能癥。試驗(yàn)表明：80dB會(huì)使駕駛者的注意力下降10%；90dB時(shí)下降20%。一、噪聲的危害1、聽覺疲勞或聽力損傷2、噪聲影響人體健康3、噪聲干擾談話和通話4、噪聲影響人們的工作和正常生活第一百一十一頁，共139頁。二、噪聲的度量

1.噪聲的客觀度量①描述聲音的物理量常用聲壓（Pa）、聲強(qiáng)（W/m2）和聲功率（W），相應(yīng)的有聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲功率級(jí),單位用dB(分貝)。②人耳能聽到的最小聲壓(聽閾聲壓)為2×10-5Pa，聲強(qiáng)為10-12W/m2，而使人耳產(chǎn)生痛覺的聲音的聲壓（痛閾聲壓）為20Pa，聲強(qiáng)為1W/m2。③人們通常談話的聲功率為10-5W，而噴氣式飛機(jī)起飛的聲功率為105W。④為了方便地描述如此大范圍變化的物理量，通常采用對(duì)數(shù)標(biāo)度。另一方面，人耳對(duì)聲音的感受并不正比于聲音的實(shí)際強(qiáng)弱，也是與其對(duì)數(shù)值大致成正比。聽閾聲壓與痛閾聲壓相差100萬倍第一百一十二頁，共139頁。聲壓級(jí)采用聲壓級(jí)，便將可聽聲音的聲壓范圍簡(jiǎn)化為0~120dB。

第一百一十三頁，共139頁。三、汽車噪聲特性汽車噪聲分為；車外噪聲、車內(nèi)噪聲

汽車噪聲特性評(píng)價(jià)方法——聲級(jí)計(jì)指標(biāo)、噪聲頻譜和輻射指向性指標(biāo)

第一百一十四頁，共139頁。汽車噪聲分為車內(nèi)噪聲和車外噪聲。它們與汽車類型、運(yùn)行工況和路面條件有關(guān)。車內(nèi)噪聲主要是由于發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行中引起的車身振動(dòng)和車身的孔縫透聲而形成的。同時(shí)路面的凸凹不平也會(huì)引起車輪的振動(dòng)，再通過懸架傳至車身。當(dāng)振幅大，振動(dòng)頻率低時(shí)，振動(dòng)通過座椅傳到乘員使身體感到不舒適；當(dāng)振幅小，振動(dòng)頻率高時(shí)，車身各部分表面的振動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生車內(nèi)噪聲。空氣與車身的沖擊和摩擦，即風(fēng)鳴聲也會(huì)傳到車內(nèi)。汽車高速行駛時(shí)，如車身密封不好，將會(huì)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(huì)產(chǎn)生音響的“空洞現(xiàn)象”，也就是所謂的“共鳴”。車內(nèi)噪聲關(guān)系到乘座的舒適性，噪聲過大會(huì)影響駕駛員的注意力，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60dB(A)～90dB(A)的中強(qiáng)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(hào)的汽車，其噪聲的離散性也很大。第一百一十五頁，共139頁。柴油載重車各部分聲源的聲級(jí)聲源發(fā)動(dòng)機(jī)排氣進(jìn)氣冷卻風(fēng)扇輪胎（88km/h）總和聲級(jí)(dB)858280817989當(dāng)汽車行駛車速增加時(shí)，其噪聲也會(huì)隨之直線上升。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，其機(jī)械噪聲和空氣動(dòng)力性噪聲均大幅度增加，從而使整車噪聲直線上升。汽車在行駛速度一定的條件下，變速器位于低檔位時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，則汽車噪聲較大。在相同檔位時(shí)，汽車的加速度不同其噪聲也不同；在不同檔位加速時(shí)，汽車起步和低速的噪聲隨加速度的變化更為明顯。與勻速行駛噪聲相比，汽車加速行駛噪聲一般較高。因此，當(dāng)今世界大多數(shù)實(shí)施汽車噪聲限制的國家，都把加速噪聲作為衡量汽車噪聲的重要指標(biāo)之一。第一百一十六頁，共139頁。載質(zhì)量對(duì)汽車噪聲的影響相對(duì)較小。例如，東風(fēng)EQl090型載貨汽車在各種車速的勻速行駛噪聲，重車比空車平均要高2dB（A）～3dB（A）。重載滑行時(shí)比空車滑行的噪聲也高2dB（A）～3dB（A），這主要是載質(zhì)量增加使輪胎噪聲增大的緣故。汽車各總成、機(jī)構(gòu)的技術(shù)狀況隨著行駛里程的增加而下降，在不同程度上會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)和異響，連接部件松曠等現(xiàn)象，從而加劇了汽車行駛噪聲。第一百一十七頁，共139頁。噪聲源：燃燒噪聲、機(jī)械噪聲、進(jìn)排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲等。1.燃燒噪聲——燃燒時(shí)壓力升高而造成的氣體沖擊，與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式和燃燒速率密切相關(guān)（汽油機(jī)較小，柴油機(jī)較大）評(píng)價(jià)指標(biāo)為壓力增長(zhǎng)率和最高壓力；燃燒噪聲受多種因素影響，如壓縮比、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、點(diǎn)火/噴油時(shí)間、加速等。

n↑漏氣損失與散熱損失↓PT↑空氣擾動(dòng)↑；著火延遲期↓噪聲↓；但著火延遲期內(nèi)的混合氣數(shù)量↑，壓力增長(zhǎng)率↑負(fù)荷↑無負(fù)荷時(shí)，噴油量↓壓力增長(zhǎng)率↓噪聲↓噴油提前角著火延遲期↑壓力↑壓力增長(zhǎng)率↑噪聲↑加速由于加速前n↓缸壁溫度↓熱損失↑著火落后期↑噪聲↑四、發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲第一百一十八頁，共139頁。2.機(jī)械噪聲——發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)各運(yùn)動(dòng)件之間、運(yùn)動(dòng)件與固定件之間作用的周期性變化的力所引起的第一百一十九頁，共139頁。3.進(jìn)、排氣噪聲——空氣動(dòng)力性噪聲,僅次于本體噪聲和風(fēng)扇噪聲四、發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲4.風(fēng)扇噪聲——是汽車最大噪聲源之一。主要由風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流聲組成。此外還有風(fēng)扇、導(dǎo)向裝置或散熱器的振動(dòng)以及外部振動(dòng)激發(fā)的機(jī)械振動(dòng)。第一百二十頁，共139頁。發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲估算——里卡多通過大量試驗(yàn)提出的經(jīng)驗(yàn)公式式中：N——發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/sD——?dú)飧字睆?，mm四、發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲第一百二十一頁，共139頁。五、傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲離合器和變速器噪聲；萬向傳動(dòng)裝置噪聲；驅(qū)動(dòng)橋噪聲；變速器是主要噪聲源第一百二十二頁，共139頁。第一百二十三頁，共139頁。六制動(dòng)噪聲制動(dòng)尖叫聲第一百二十四頁，共139頁。七、輪胎噪聲花紋噪聲；道路噪聲；彈性振動(dòng)噪聲；風(fēng)噪聲第一百二十五頁，共139頁。⑴輪胎花紋噪聲。由于輪胎滾動(dòng)，在接地時(shí)胎面花紋溝部的容積減小，溝內(nèi)包含的空氣被擠出;而當(dāng)胎面離地時(shí)溝部的容積恢復(fù)，外部空氣被吸入。這樣空氣流入、流出產(chǎn)生的噪聲也叫排氣噪聲。另外，胎面花紋接地時(shí)還產(chǎn)生連續(xù)擊打路面的噪聲，這種噪聲也屬于輪胎花紋噪聲。⑵道路凹凸噪聲。輪胎在道路上滾動(dòng)時(shí)，由于路面小的凹凸內(nèi)空氣被壓縮，因而產(chǎn)生排氣噪聲。一般來說，瀝青和水泥路凹凸面小，由此產(chǎn)生的噪聲也小。一般反映的就是直接噪聲。對(duì)大、中型載重車的輪胎而言，由于其所產(chǎn)生的直接噪聲在汽車總體噪聲中所占比重很大，因此，直接噪聲已成為噪聲公害。第一百二十六頁，共139頁。⑶輪胎彈性振動(dòng)噪聲。由于路面的凹凸不平和輪胎的不均勻性，引起胎面和胎側(cè)的彈性振動(dòng)噪聲。⑷輪胎自激振動(dòng)噪聲。當(dāng)汽車急速起動(dòng)和急制動(dòng)、急轉(zhuǎn)向時(shí)，輪胎胎面元素相對(duì)于道路表面發(fā)生的局部自激振動(dòng)，由此產(chǎn)生刺耳的噪聲，稱為尖叫噪聲。⑸輪胎空氣紊流噪聲。由于輪胎滾動(dòng)，在輪胎周圍產(chǎn)生空氣的紊流誘發(fā)出的噪聲。第一百二十七頁，共139頁。八、車身噪聲指車身有發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)、底盤振動(dòng)、道路激勵(lì)及空氣流激勵(lì)作用振動(dòng)而輻射的噪聲，主要有：1、車身振動(dòng)：無骨架車身直接承受路面的沖擊，較骨架式車身更容易產(chǎn)生振動(dòng)噪聲，較長(zhǎng)車身和輕量化車身，由于剛度較弱，固有頻率較低，行駛中產(chǎn)生車身共振而引起較大的噪聲。第一百二十八頁，共139頁。2、空氣與車身之間的沖擊和摩擦汽車行駛時(shí)產(chǎn)生的空氣流動(dòng)噪聲，包括空氣通過車身縫隙或孔道進(jìn)入車內(nèi)而產(chǎn)生的沖擊噪聲、空氣吹過車身外表凸起物而產(chǎn)生的渦流噪聲、空氣與車身的摩擦噪聲。其中汽車行駛時(shí)，空氣流動(dòng)噪聲最大。第一百二十九頁，共139頁。汽車噪音控制技術(shù)1.吸聲降噪2.隔聲降噪3.阻尼降噪4.空氣動(dòng)力噪聲的控制第一百三十頁，共139頁。日常生活中，主要有5種人要特別注意電磁輻射污染：

一是生活和工作在高壓線、變電站、電臺(tái)、電視臺(tái)、雷達(dá)站、電磁波發(fā)射塔附近的人員；