第六章 内燃机特性.doc

发动机排放污染及防治 一 发动机的污染源 （一） 排气污染 — 占发动机总污染量的65～85% 一氧化碳 CO2 、 氮氧化合物 、碳氢化合物 HC 、燃料液滴和炭粒、各类铅、硫化合物 （二） 曲轴箱通风污染 — 占发动机总污染量的20%左右 主要是碳氢化合物 HC。 （三） 汽油箱通风污染 — 占发动机总污染量的5%左右 主要是碳氢化合物 HC。 （四） 化油器浮子室及油泵接头处的泄漏污染 — 占发动机总污染量的 5～10% 主要是碳氢化合物 HC。 （五） 含铅、磷汽油所形成的铅、磷污染 二 发动机排放污染物的形成、危害和防治 （一） 一氧化碳 CO 1 形成 C + O ( CO [ + O ] ( CO [ 中间产物 ] 产生的原因是缺氧。 汽油机上 — ( 1 的浓混合气； 柴油机上 — ( 1，但局部过浓的混合气。 2 危害 3 防治 （1） 稀薄燃烧与高能点火 使混合气的 ((，而又能够正常燃烧。 （2） 缩小燃烧室的激冷区 激冷区 — 燃烧室中由两个以上冷表面构成的狭窄空间，如挤气间隙。 激冷效应 — 靠近激冷区的可燃混合气，热损失过多而不能着火。 缩小燃烧室的激冷区 ( 燃烧易于完全 ( CO(。 （二） 氮氧化合物 NOx 1 形成 （1） 燃烧温度高 （2） 高温持续时间长 （3） 火焰前锋面中氧气的浓度高 产生的原因是高温。 2 危害 3 防治 （1）降低压缩比 ( ( 缸内温度( (NOx(。 （2）减小点火提前角 ( ( 缸内温度( ( NOx (。 （3） 废气再循环，缸内喷水，采用乳化油，(( 或 (( ( 缸内温度( ( NOx (。 （4）分层燃烧 ( 降低混合气的均匀性 ( 缸内温度( ( NOx (。 （5）加强燃烧室内气流运动(混合气混合、燃烧迅速(高温持续时间(( NOx ( 。 （三） 碳氢化合物 HC 1 形成 （1） 局部混合气过浓或过稀使氧化反应减慢，热损失相对增加，不能着火。 （2） 某微小单元的混合气面容比大，热损失大，不能着火。 （3） 激冷效应。 2 危害 3 防治 （1） 降低压缩比 ( ( 膨胀冲程中燃烧室壁面温度和排气温度( ( HC(。 （2） 改善燃烧室形状，降低面容比 ( 散热损失( ( HC(。 （3） 稀薄燃烧与高能点火 ( 燃烧完全程度( ( HC(。 （4） 减小点火提前角 ( ( HC在膨胀和排气冲程中燃烧掉。 （5） 缩小燃烧室的激冷区 ( 燃烧易于完全 ( HC(。 （6） 加强燃烧室内气流运动 ( 混合气混合、燃烧完全 ( HC(。 （7） 曲轴箱强制通风 HC — 空气滤清器 ( 进气管 ( 缸内再燃烧。 内燃机工况 所谓内燃机的特性，就是指上述性能参数随参数调整情况或运转工况变化的规律。 性能指标随调整情况变化的特性称为调整特性，如点火提前角调整特性、供油提前角调整特性等； 性能指标随运行工况变化的特性称为性能特性，如负荷特性、速度特性和调速特性等。 第—类工况，其特点是内燃机的功率变化时，转速几乎保持不变。该工况又被称为固定式内燃机工况。例如，发电用内燃机，其负荷呈阶跃式突变，并没有一定的规律、然而内燃机的转速必须保持稳定，以保证输送电压和频率的恒定，反映在工况图上就是—条垂直线(图中的曲线1)，称为线工况。灌溉用内燃机，除了起动和过渡工况外，在运行过程中负荷与转速均保持不变，称为点工况(图中的A点)。 第二类工况，其特点是内燃机的功率与转速接近于幂函数关系，如图中的曲线2示的三次幂函数。当内燃机作为船用主机驱动螺旋桨时，内燃机所发出的功率必须与螺旋桨吸收的功率相等，而吸收功率又取决于螺旋桨转速的高低，且与转速成幂函数关系，这样，内燃机功率就呈现一种十分有规律的变化。该类工况常被称为螺旋桨工况或推进工况，也属于线工况。 第三类工况，其特点是功率与转速都在很大范围内变化，它们之间没有特定的关系。汽车及其他陆地运输用内燃机，都居于这种工况。此时，内燃机的转速决定于行驶速度、可以从最低稳定转速一直变到最高转速；负荷取决于行驶阻力，在同一转速下，可以从零变到全负荷。内燃机可能的工作区域就是该种类型内燃机的实际工作区域，相应的上况区域称为面工况。 发动机的负荷特性 负荷特性：转速不变，其经济性指标随负荷（可用功率Pe、扭矩Ttq或平均有效压力Pme表示）的变化关系。 一 汽油机的负荷特性 转速n不变，发动机的经济性指标随负荷变化