汽车尾气中的有毒有害物质主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOX)等。这些是内燃机工作无法避免的生成物,尾气中部分有害物质是可以通过简单加装净化装置就能有效减少的,但有些只能通过技术手段才能得到控制。
空燃比是发动机重要的工作参数,是空气与燃油的质量比,汽油发动机理论的空燃比是14.7,也就是燃烧1克汽油需要14·7克的空气。空燃比分开闭环控制,也会随着发动机不同的工况和冷暖机的差异及各个传感器检测信号数值的变化而随之调整。现在发动机应具备满足各种工况下的动力输出和燃油经济性,同时精准的控制空燃比有助于减少燃烧室有毒有害物质的生成,从根本上解决尾气污染。
一氧化碳
一氧化碳是可燃混合气中空气的比例过低,无法助燃更高比例的燃油,燃油的比例越高越不能完全燃烧,在这种情况下燃烧后就会生成更多的一氧化碳。
这时的空燃比一定低于14·7,当空燃比接近或是高于14·7时一氧化碳会逐步降低,所以控制一氧化碳的生成就是尽可能配比出偏稀的混合气。氮氧化合物
氮氧化合物是在燃烧室高温高压的环境下由氧气与氮气的化学结合物,空气中70%左右都是氮气,氮气本身不可燃烧只有在燃烧室这样特定的环境下才会与氧气结合,所以氮氧化合物中主要成分是一氧化氮(NO)和少量的二氧化氮(NO2),混合气燃烧后剩余的氧气越多高温持续时间越长所生成的氮氧化合物也就越多。
空燃比在15~16之间时是氮氧化合物最多的时候,空燃比低时燃烧后氧气不足就不会生成更多的氮氧化合物,空燃比高时会使燃烧速度和燃烧室温度达不到生成的条件,所以空燃比太高或太低氮氧化合物都会减少。碳氢化合物当空燃比越是小于标准值时碳氢化合物的含量越高,逐渐接近14·7时含量就会逐步降低,这与一氧化碳的生成很相似。当空燃比升高到16左右时也就是混合气逐渐变稀后是碳氢化合物最低的时候。但太稀的混合气也会导致碳氢化合物增多,当空燃比高于18后由于燃烧不稳定碳氢化合物的含量将达到峰值,如果说氮氧化合物是高温高压的产物,那么碳氢化合物正好与其相反。
经过分析偏高的空燃比有助于以上三种有毒有害物质的整体减少,也就是发动机尽可能在任何工况下长时间的配比出较稀的可燃混合气。
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