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汽车排放及控制技术【龚金科】知识点汇总1第一章绪论一名词解释和填空题1)大气污染：随着人类社会发展，人类活动或自然过程使得某些物质进入大气，当他们呈现足够的浓度，达到足够的时间，就可能危害到人体的舒适和健康，危害到生态环境的平衡2)大气污染的一般分类：局部污染、区域性污染、全球污染3)大气污染源分为天然污染源和人为污染源。4)汽车排放的主要污染物有CO、NOX、HC、光化学烟雾、微粒二、论述汽车排放污染物的种类、特点和危害1)一氧化碳：无色无臭，有毒气体；使血液输氧能力降低2)碳氢化合物：包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物；饱和烃危害不大，不饱和烃危害很大3)氮氧化物：是NO和NO2的总称，百分之九十五为NO；NO无色无味，毒性不大，NO2是红棕色气体，对呼吸道强烈刺激，产生酸雨、烟雾。4)光化学烟雾：是排入大气氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用产生的一种具有刺激性的浅蓝的烟雾，包含：臭氧、醛类、硝酸酯类；刺激眼睛和上呼吸到粘膜5)微粒：微粒越小，越不容易沉积，越容易深入肺部；其次物化活性越高，加剧了生理效应的发生和发展。第二章汽车排放污染物的生成机理和影响因素一名词解释和填空题1)可燃混合气均匀，CO排量几乎取决于可燃混合气的空燃比或过量空气系数2)柴油机φa大，CO排放比汽油机低，由于柴油与空气混合不均匀，燃烧空间总存在局部缺氧和低温的地方，低负荷尽管φa很大，CO排放量反而上升。3)影响CO生成的因素中：进气温度、进气管真空度升高，CO排放量升高；大气压力、怠速转速升高，CO排放量降低。4)淬熄层：火焰接近气缸壁，缸壁附近混合气温度低，使气缸壁薄薄的边界层内的温度降低到混合气自燃温度以下，导致火焰熄灭，边界层的混合气未燃烧或未完全燃烧直接进入排气形成未燃HC，此边界层成为淬熄层5)体积淬熄：发动机在在某些工况下，火焰前峰面到达燃烧室壁面之前，由于燃烧室压力和温度下降太快，可能使火焰熄灭6)排气管HC氧化的条件：管内有足够的氧气、排气温度高于600度、停留时间大于50ms7)汽油机HC生成区主要在缸壁四周，排放峰值主要是排气门刚打开和排气过程结束8)绝热温度：混合气燃烧释放的全部热量减去因自身加热和组成变化所消耗的热量而达到的最高燃烧温度9)柴油机微粒包括白烟、蓝烟、黑烟。白烟和蓝烟为未燃的燃料颗粒，黑烟为C粒子。二简答题论述车用汽油机和车用柴油机未燃HC的生成机理和影响因素生成途径生成机理影响因素汽油机A.气缸内未燃或者未然充分的碳氢燃料；B.漏入曲轴箱的大量未燃燃料；C.蒸发燃油蒸汽。主要由壁面淬冷、狭隙效应（汽油机独有，占50%-70%）、润滑油的吸附和解析、燃烧室内沉积物的影响、体积淬熄及碳氢化合物的后期氧化（包括气缸内和排气管中）所致。混合气越均匀，越接近理论空燃比，HC排放越低，适当减小点火提前角，减小燃烧室面容比，升高壁温，升高转速，HC排放量降低，此外空燃比转速不变，负荷变化对HC排放浓度几乎无影响；汽车排放及控制技术【龚金科】知识点汇总2柴油机缸内燃烧产生除狭隙效应生成机理同上，HC排放少增大喷油提前角，提高冷却液温度，提高进气密度，减小喷孔面积，HC排放降低论述NOX的生成机理和影响因素生成途径生成机理影响因素NO大部分在已燃气体稀混合气与温度呈正相关，浓混合气与O2呈正相关，总之温度升高，氧浓度越高，反应时间增加，NO排放增加对于汽油机：混合气越浓，温度越低，残余废气系数越高，减小点火提前角，排气降低对于柴油机：1）喷油提前角减小，燃烧推迟，温度降低，排放降低；2）负荷增大，混合气平均空燃比减小，最高温度和压力升高，排放升高，当负荷太高是反而下降，因为缺氧；3）燃烧规律：推迟燃烧始点，降低初始燃烧温度NO2低温，抑制NO2向NO转化，NO2含量升高；小负荷和长期怠速NO2浓度升高论述微粒的生成机理和影响因素组份和机理影响因素汽油机含铅汽油中的铅、有机微粒、硫酸盐A.负荷与转速：高速小负荷，温度与空燃比降低，微粒排放量升高；低速大负荷，微粒排放升高；B.燃料影响：芳香烃、十六烷值的增加，微粒排放增加；C.喷油参数的影响；加大喷油提前角，提高喷油压力，减少烟粒生成。D.空气涡流质量的提高，炭烟减少。柴油机T500，主要是炭烟；T500，主要是有机可溶成分。燃料在高温缺氧条件下经过裂解脱氢以后的产物第三章汽车排放特性一填空名词解释题1)瞬态工况：发动机的转矩和角速度随时间迅速变化的工况。2)发动机的排放特性：各种排气污染物的排放量随发动机运转工况如转速、平均有效压力的变化规律3)常温启动：浓混合气、温度低都使燃烧不完全，使CO、HC排放增加；混合气过浓温度低，氧气缺乏，使NOX排放减少，但随温度升高呈上升趋势。热启动时较常温下混合气浓，CO量升高，HC的量减少，热启动缸内混合器温度高于常温启动，氮氧化物排放高于常温启动。4)加速时，混合气过稀，HC排放增加，混合气过浓导致CO、HC排量增加，温度升高，氮氧化物升高；减速时，对于化油器式汽油机，形成浓的混合气，CO、HC排量增加；汽油喷射发动机，不在供油，CO、HC排放减少。5)怠速工况：转速低，混合气浓度较高，残余废气量增加，燃烧不完全使CO、HC量增加，氮氧化物减少；当怠速转速增大时，CO、HC的量减少。6)柴油机启动工况：压缩温度低，燃油雾化气化很差，必须供给较多的油，因此CO、HC及微粒的排放量比稳态高。汽车排放及控制技术【龚金科】知识点汇总37)转速踌躇阶段：柴油机启动，第一次加速的初期，每缸每循环燃烧压力增加，转矩和转速增加，然而起步温度低，雾化质量差，这种转速的增加，使以曲轴转角表示的滞燃期相对更长，在压缩上止点之后更大的曲轴转角位置才着火，导致柴油机转速不会增加或稍有降低。8)柴油机减速时排放问题不大；加速时，排放烟度明显增加。第四章汽油机机内净化一、填空名词解释题1)机内净化：从有害排放物的生成机理及影响因素出发，以改进发动机燃烧过程为核心，达到减少和抑制污染物生成的各种技术。2)汽油机的燃烧过程分为：着火延迟期、明显燃烧期、补燃期3)汽油机的主要排放污染物：HC、CO、NOX、SO2、铅化物4)汽油喷射电控系统：通过传感器检测发动机状态，经微机判断、计算，使发动机在不同的工况下，均能获得合适空燃比的混合气。5)电控汽油喷射系统按喷油器数目分单点喷射和多点喷射、按喷射区域分为进气道喷射和缸内喷射、按喷射方式分为连续喷射和间歇喷射、按进气量检测方法来分空气流量型和进气压力型。6)喷油时刻控制方式有三种同时喷射、分组喷射和顺序喷射。包括喷油时刻控制和喷油量控制。7)点火系统通过火花品质和点火正时对排放产生影响。8)减小点火提前角（推迟点火）一方面降低了燃烧气体的最高燃烧温度和缸内最高燃烧压力，另一方面缩短了着火燃烧产物的反应时间，NOX、HC排量降低，加速催化剂起燃，动力性和经济性降低。9)汽油机怠速：增大气门间隙，减小气门重叠角，降低HC、CO排放浓度。10)稀薄燃烧：使过量空气系数从1提高到远超过1.1的水平，因为混合气越稀，热效率越高。使CO、HC、NOX排量得到有效控制。11)分层燃烧:合理的组织气缸内的混合气分布，使在火花塞周围有较浓的混合气，燃烧室大部分区域具有很稀的混合气，这样可确保正常点火燃烧，提高经济性，减少排放。12)高压缩比使HC、NOX、CO排放增加，但可以获得较好的油耗和功率指标。13)EGR率：=返回废气量/返回其体量+进气量14)内部EGR：通过不充分排气以增大滞留在气缸内的废气量来实现EGR的效果的方式，废气量决定于配气相位重叠角，角度增大，残余废气的量也增加。15)多气门技术：增大换气面积，增大充量系数，保证较高的质量燃烧率。16)EGR率对汽油机净化与性能的影响EGR率越大，对降低NOX有利，但燃油消耗率也将增加；EGR率通常控制在10%--20%，过高使HC排放增加二、简答题汽油机机内净化的主要措施：1)大力推广汽油喷射电控系统2)改善点火系统3)积极开发分层充气及均质稀燃的新型燃烧系统4)选用结构紧凑和面容比较小的燃烧室，缩短燃烧室狭缝长度，提高壁温5)采用废气再循环控制简述废气再循环系统的组成、控制策略和原理原理：废气再循环技术是控制氮氧化物排放的主要措施，它将汽车发动机排出的一部分废气重新引入发动机进气系统，与混合器一起进入气缸燃烧。废气对新鲜空气的稀释作用意味着降低了氧浓度；另一方面废气混入后提高了混合气的比热容，从而加热这种废气稀释后的混合气所需的热量随之增大，在燃料燃烧放出的热量不变的情况下，最高温度可以降低，从而使氮氧化物在燃烧过程中的生成受到抑制，明显降低其排放。汽车排放及控制技术【龚金科】知识点汇总4废气再循环的控制策略：怠速、小负荷、大负荷、高速、启动暖机等瞬态工况不进行EGR，EGR量应随负荷增加而增加，并保证各缸EGR率一致。EGR系统（其中的EGR阀是最关键的部件）：真空控制EGR系统、电控真空驱动EGR系统、闭环电控EGR系统。电控汽油喷射系统的特点1)用微机控制每循环的喷油量和喷油时刻，可按工况对喷油量进行校正2)每缸单独喷油器供油，提高各缸空燃比的均匀性和喷油量的精确性3)燃油雾化特性由喷油器决定，启动时具有良好的喷油性能，启动性能良好，HC排放少。4)进气系统没有节流作用，减少阻力损失，充气效率高第五章柴油机机内净化一填空名词解释题1)柴油机靠调节循环喷油量来调节负荷，而循环进气量保持不变，混合气浓度随负荷变化为质调节2)柴油机的燃烧过程：滞燃期、速燃期、缓燃期、后燃期3)柴油机主要排放污染物是氮氧化物和微粒。但降低排放往往存在矛盾4)柴油机按燃烧室设计分为:直喷式柴油机和非直喷式柴油机5)燃烧室按构造划分，主要有涡流式燃烧室和预燃式燃烧室6)直喷式燃烧室：浅盆形燃烧室、深坑型、球形燃烧室7)滚流：多气门发动机缸内气体流动的主要形式，通过对不同进气门处气流导向来实现。二简答题区分涡流式燃烧室和预燃室式燃烧室1)涡流式燃烧室：压缩过程，空气受挤压进入涡流式形成有组织的压缩涡流，燃油顺涡流方向喷入涡流室，迅速扩散蒸发与气流混合。火焰随涡流旋转很快传遍整个涡流式，随后，高温高压燃气通过连接通道进入主燃烧室，在活塞顶部形成强烈的二次涡流，完成整个燃烧过程。采用浓稀两段混合燃烧方式，前段的浓混合气抑制了氮氧化物的生成和燃烧温度，而后端的稀混合气和二次涡流有加速了燃烧，促使碳烟的的快速氧化因而使氮氧化物和微粒排量降低。2)预燃室燃烧室：压缩形成气流在预燃室形成无组织的紊流流动，其他同上。低排放柴油喷射系统任务;据柴油机的输出功率的需要，在每一次的循环中，将精确的燃油量，按准确的喷油正时，以一定的喷油压力，将柴油喷入燃烧室。1)喷油压力越大，喷油能量越高，喷雾越细，混合气形成和燃烧越完全，因为柴油机的排放性能和动力性经济型都得以改善。2)喷油规律：（影响柴油机排放的主要因素）初期缓慢，中期急速，后期快断。3)喷油时刻：提前角过大，滞燃期长，压力温度升高，氮氧化物排放增加；过小，后燃增加，发动机容易过热。论述电控柴油喷射系统1)第一代：位置控制系统：用线位移或角位移电磁执行结构控制油量调节杆的位移和提前角运动位置的位移，实现喷油量和供油正时的电控，使控制精度和响应速度高2)第二代：时间控制系统：利用高速强力电磁阀喷油器，以脉动信号来控制电磁阀的吸合和断开，以控制喷油器的开启和关闭3)第三代：电控高压共轨系统：低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将燃油输入高压共轨管，高压共轨管压力可由电控单元调节，燃油经过高压油管由电控喷油器喷入气缸。汽车排放及控制技术【龚金科】知识点汇总5第六章汽车后处理净化一填空名词解释题1)后处理技术：三效催化转换器、热反应器、空气喷射器2)三效催化转换器：由壳体、垫层和催化剂（载体、涂层和活性组分）组成。3)三效催化转化器最主要的性能指标：污染物转化效率和排气流动阻力4)热反应器：汽油机工作过程中的不完全燃烧产物CO、HC在排气过程中可以继续氧化，但必须有足够的空气和温度以保证其高的氧化速率，热反应器