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发动机尾气分析:发动机混合气浓度和点火时间对尾气影响 [转贴 2009-03-26 13:12:50]   
    汽车发动机可燃混合气在燃烧过程中会产生HC、CO、NOX等有害气体和CO2、H20、O2等无害气体。由于尾气成分与发动机的工况有最直接的联系,所以通过汽车尾气的检测可初步分析发动机的工作状况、性能好坏,可以检查包括燃烧情况、点火能量、进气效果、供油情况、机械情况等诸多方面。更为重要的是,当发动机各系统出现故障时,尾气中某种成分必然偏离正常值,通过检测发动机不同工况下尾气中不同气体成分的含量,可判断发动机故障所在的部位。尾气分析主要内容有混合气空燃比、点火正时及催化器转化效率等,主要分析的参数有CO、HC、CO2和氧(O2),还有空燃比(A/F)或相对空燃比(λ)。NOX常常发生在高温大负荷的情况下,在没有底盘测功机时只能靠路试去测量,在此不作分析。
 

1 空燃比和点火正时对尾气成分的影响

  HC是未燃燃料、可燃混合气不xx燃烧或裂解的碳氢化合物及少量的氧化反应的中间产物。CO主要来自在空气不足的情况下可燃混合气的不xx燃烧,是汽油机尾气中有害成分浓度{zd0}的物质。CO2是可燃混合气燃烧的产物,它能够反映出燃烧的效率。

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发动机空燃比、过量空气系数与尾气成分的关系曲线

 


  随着空燃比的增加,CO的排放浓度逐渐下降,HC的排放浓度两头高、中间低,CO2的排放浓度中间高、两头低。当空燃比小于14.7:1时(混合气变浓),由于空气量不足引起不xx燃烧,CO、HC的排放量增大。空燃比越接近理论空燃比14.7:1,燃烧越xx,HC、CO的值越低,O2越接近于零,而CO2的值越高({zd0}值在13.5%~14.8%之间)。而当混合气空燃比超过16.2:1时(混合气变稀),由于燃料成分过少,用通常的燃烧方式已不能正常着火,产生失火,使未燃HC大量排出。混合气过浓将产生大量的CO、HC,混合气过稀将引起失火而生成过多的HC。

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点火提前角与燃油消耗率、尾气成分的关系曲线

 


  点火提前角对CO的排放没有太大影响,过分推迟点火会使CO没有时间xx氧化而引起CO排放量增加,但适度推迟点火可减小CO排放。实际上当点火时间推迟时,为了维持输出功率不变需要开大节气门,这时CO排放明显增加。随着点火提前角的推迟,HC的含量降低,主要是因为增高了排气温度,促进了CO和HC的氧化,也由于减小了燃烧室内的激冷面积。
 

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发动机怠速时尾气数据图

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