汽车排气净化考题答案.docx

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汽车排气净化考题答案

1.1汽车主要的排放的污染物有哪些？

何谓光化学烟雾？

主要污染物是：

一氧化碳，氮氧化物，碳氢化合物，微粒。

光化学烟雾是排入大气的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色烟雾。

1.2汽车排放控制技术的发展进程。

1966-1973曲轴箱强制通风系统（PC",废气再循环系统（EGR,空气喷射净化

1974-1979改进化油器，无触点点火，使用并改进催化剂

1980-1983反馈系统，进一步改进化油器和催化剂，改进发动机，挥发性排放物控制

1984-1993发动机改进，电子控制，燃油喷射，催化剂和EGR的进一步改进

1994-现在进一步改进发动机，控制装置，供油，电预热催化剂和EGR改进挥发

性排放物控制，车载诊断

2.1简述CO的生成机理和影响因素。

生成机理：

由于燃油在汽缸中燃烧不充分所致，是氧气不足而生成的中间产物。

影响因素：

凡是影响空燃比的因素即为影响CO生成的因素。

1）进气温度的影响，

温度f,COf。

2）大气压力，压力J,COf。

3）进气管真空度的影响，真空度f,排放f。

4）怠速转速，转速f，排放J。

5）发动机工况。

负荷一定，转速增加排放减少。

2.2简述HC的生成机理及主要的生成方式。

生成机理：

（混合气过浓，过稀或局部混合不均匀引起）燃料的不完全燃烧产物，还有小部分由润滑油不完全燃烧而生成。

生成方式：

火焰在壁面淬冷，狭隙效应，润滑油膜的吸附和解吸，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所致。

2.3简述影响HC生成的因素。

1、混合气质量的影响（混合气均匀性越差，He排放越多）2、运行条件的影响汽油机：

1）负荷的影响负荷增加，排放线性增加2）转速的影响转速增加排放下降3）点火时刻影响点火延迟即提前角减小，排放下降4）壁温影响壁温升，排放降5）燃烧室面容比的影响降低面容比有利于减低；柴油机：

1）喷油时刻影响喷油提前

角增大，缸内温度较高，He排放下降2）喷油嘴喷孔面积的影响喷孔面积减小排放减小3）冷却液进口温度的影响温度降低，排放增加4）进气密度的影响密度降低排放增加

2.4简述NOx的生成机理。

影响汽油机，柴油机NOX排放的因素。

生成机理：

氮氧化物是生成主要与温度和过量空气系数有关（高温，高氧，反应条件），在稀混合气区主要是温度起作用，浓混合区是氧浓度起作用。

影响汽油机NOX因素：

1）过量空气系数和燃烧室温度的影响2）残余废气系数（主要取决于发动机负荷和转速）3）点火时刻影响延迟点火有利于降低

影响柴油机NOx因素：

喷油定时的影响提前角减小，燃烧推迟，燃烧温度较低,NOx少2）放热规律的影响3）负荷和转速的影响负荷增大，排放增大，转速影响较负荷小

2.5影响微粒生成的因素。

1负荷与转速的影响高速小负荷时，单位油耗排放较大，且随负荷的增大，微粒排放减小；在低速大负荷时，排放由于空燃比增加有所提高

2、燃料的影响降低十六烷值可获得排烟改善

3、喷油参数的影响1）喷油定时提前喷油排烟下降2）喷油规律的影响3）喷油嘴不正常喷射的影响4）喷油压力的影响

4、空气涡流的影响5）其他因素的影响提高壁温减小排放

3.1什么叫汽车的比排放量？

汽车的排放特性？

比排放量：

指每千瓦小时所排放出的污染物的质量

排放特性：

各种排气污染物的排放量随发动机运转工况参数如转速n,平均有效

压力p等的变化规律，称为发动机排放特性。

3.2比较汽油机的稳态排放特性图，分析COHC以及NOX各自的比排放量在小负荷、中负荷及全负荷时的变化趋势。

CO:

小负荷时，为保证燃烧稳定，混合气被适当加浓，排放略有上升。

中等负荷

时过量空气系数控制在1.0左右，CO排放较低。

全负荷时，混合气显著加浓，CO排放急剧升高。

HC:

小负荷时，排放量随负荷减小而增加；中等负荷排放较小，大负荷稍有增加，

基本与中等负荷保持同一水平。

NOx:

转速一定时，比排放量随负荷增大而不断减小。

3.3柴油机的CO排放量最少和最多分别出现在何种负荷时？

在中速、中负荷工况下，柴油机CO排放量最少；小负荷工况，柴油机CO排放最

大

3.4柴油机在启动时排放量较高，试从缸内燃烧状况出发分析其原因

在启动时缸内压缩温度很低，喷入缸内的燃油的雾化、气化很差，很难发展为扩

散燃烧，这种极不完善的燃烧使排放增加，柴油机启动过程包括若干加速阶段及转速踌躇阶段。

在第一次加速初期，每缸每循环的燃烧压力都在增加，压力产生的转矩使柴油机转速增加，然而由于起动阶段内压缩温度低，燃烧雾化质量差，转速的增加使得以曲轴转角表示的滞燃期相对更长，在压缩上止点后更大的曲轴转角位置时才着火，导致柴油机转速不会增加，即所谓的踌躇阶段。

4.1汽油机机内净化的主要措施有哪些？

1、大力推广汽油喷射电控系统2、改善点火系统3积极开发分层充气和均质稀燃

的新型燃烧系统4、选用结构紧凑和面容小的燃烧室，缩短燃烧室狭缝长度5、采用废

气再循环控制

4.2不同工况下，汽油喷射电控系统是如何控制喷油量的?

起动喷油控制：

起动时，由于吸入的空气量少，转速低，转速波动大，空气流量计不能精确检测，所以起动时，ECU不以空气流量计的信号作为喷油量的计算依据,而是按预先设定的启动程序进行喷油控制。

运转喷油控制：

发动机运转时，ECU主要根据进气量和发动机转速来计算喷油量。

此外还要参考节气门开度，发动机冷却液温度和进气温度，海拔高度以及怠速工况，加速工况，全负荷工况等运转参数来修正喷油量，以提高控制精度。

总喷油量由基本喷油量，修正油量，增加油量3部分组成。

断油控制：

超速断油控制，当发动机转速超过允许的最高转速时，中断喷油防止

发动机超速运转；减速断油控制，突然减速时，自动控制中断燃油喷射，直至发动机转

速下降到设定的低转速时再恢复喷油。

4.3减小点火提前角对排放有何影响，并说明原因

推迟点火即减小点火提前角：

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是高温下的产物，因

而可使NOx排放降低；此外，推迟点火还可使未燃HC排放下降，这是因在做功行程后期，燃气温度升高，未燃的HC会继续燃烧所致。

另外，推迟点火提高排气温度也是加速燃气温度的有效手段。

负荷一定时，Co排放物只与空燃比有关，点火提前角影响不大

4.4影响怠速排放的因素有哪些，并给出降低怠速排放的措施

燃烧完全程度是影响HC和CO生成的最直接因素。

因此降低怠速排放的根本措施在于改善其燃烧过程。

1、提高怠速转速2、高能点火3、增大气门间隙，减小

气门重叠角

4.5简述稀薄燃烧对HC、CO排放量的影响。

1、当空燃比小于或大大超过理论空燃比的时候，未燃HC排放量就会增多，所以

进行恰当的稀薄燃烧才可改善HC排放。

2、采用稀薄燃烧后，在过量空气系数大于1的某一范围内，CO的含量可言得到有效控制

4.6汽油机实现稀薄燃烧有哪些措施？

1、应用可变涡流控制系统2、采用结构紧凑的燃烧室3、采用电控顺序喷射系统，扩展稀燃失火极限4、应用高精度空燃比控制系统5、应用分层燃烧技术6、采用废气再循环

4.7什么是废气再循环技术，简述其净化原理。

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，与混合气一起再进入汽缸燃烧。

Nox是高温富氧条件产生。

一方面废气对新气的稀释作用意味着降低了氧浓度，另一方面，考虑到怠速外的其他工况下排放物的浓度均小于1%,废气中的主要成分为

N2,Co2和H2O,加热这种经过废气稀释后的混合气所需要的热量随之增大，在

燃料燃烧放出热量不变情况下，最高燃烧温度可以降低，从而使NOx生成受抑制。

4.8汽油机EGR的控制要求有哪些？

1、EGR量随负荷的增加而增加2、怠速和小负荷时，NOx排放浓度低，为

了保证稳定燃烧，不进行EGR3、在发动机暖机过程中，冷却液温和进气温度均较低，起动时不进行4、大负荷，高速时，不进行或减少EGR5、保证各缸的EGR率一样

5.1柴油机的燃烧过程可分为哪几个阶段？

分别阐述各个阶段特点。

柴油机的燃烧过程分为滞燃期，速燃期，缓燃期和后燃期四个阶段。

滞燃期指柴油开始喷入汽缸到着火开始的阶段，此阶段包括燃油的雾化，加热，蒸

发，扩散与空气混合等物理变化。

速燃期指从着火开始到出现最高压力的阶段。

缓燃期指从最高压力点开始到出现最高温度时的阶段

后燃期指从缓燃期终点到燃油基本烧完阶段。

5.2柴油机机内净化的主要措施有哪些？

燃烧室设计，喷油规律改进，进排气系统，增压技术，废气再循环，高压喷射，选择性催化还原

5.3柴油机非直喷式和直喷式这两种燃烧系统特点和排放的区别。

非直喷式燃烧室有主副燃烧室两部分，燃油首先喷入副燃烧室内进行混合燃烧，然后冲入主燃烧室进行二次混合燃烧。

主要有涡流式（NOx和微粒排放比较低）和预燃室式燃烧室（）。

直喷式燃烧系统的燃烧室相对集中，只在活塞顶上设置一个单独的凹坑，燃油之间喷入其内，凹坑与气缸盖和活塞顶间的容积共同形成燃烧室。

主要有浅盆形，深坑形，球形燃烧室。

5.4对于低排放柴油喷射系统有哪些要求？

简单描述什么是理想的喷油规律？

1、各种工况下都应有较高的喷油压力2、优化喷油规律，实现每循环多次喷射

3、每循环的喷油量能适应各种工况的实际需要4、各种工况有合理的喷油正时，实习柴油机的动力性，经济性和排放综合最优。

初期缓慢，中期急速，后期快段

5.5喷油定时柴油机的性能及污染物的排放分别有什么影响？

喷油定时是间接地通过滞燃期来影响发动机性能的。

。

喷油提前角过大，则燃料在柴油机的压缩行程中燃烧的数量就多，不仅增加压缩负功，使燃油消耗率上升，功率下降，而且因滞燃期较长，压力升高率和最高燃烧温度，压力升高，使得柴油机工作粗暴，Nox排放量增加；如果喷油提前角过小，则燃烧不能在上止点附近迅速燃烧，导致后燃增加，虽然最高燃烧温度和压力降低，但燃烧消耗率和排气温度增高，发动机容易过热。

所以柴油机对应每一工况都有一个最佳喷油提前角。

喷油提前，滞燃期增加，He排放增加，过迟，较多的燃油没有足够反应时间，

HC排放也增加。

喷油提前，滞燃期增加，最高燃烧温度升高，NOx排放增加；过迟，降低初始

放热率，燃烧室最高温度降低，NOx减少。

喷油过于提前，会使得燃油在较低温度下喷入而得不到完全燃烧，烟度增加；

喷油推迟，无论何工况都会增加。

5.6什么是增压？

采用增压技术对排放有是什么影响？

所谓增压就是利用增压器将空气或可燃混合气进行压缩，再送入发动机汽缸的过程

1、增压后过量空气系数还要增大，燃料的雾化和混合进一步改善，缸内温度能保证燃料充分燃烧，CO排放下降

2、增压后进气密度增大，过量空气系数大，可以提高燃油雾化质量，HC减小

3、单纯增压会使NOx增加，采用进气中冷技术可以降低增压柴油机进气温度，有利于NOx减小。

4、采用增压中冷技术可降低颗粒物排放。

5.7比较柴油机EGR与汽油机EGR的异同。

1各工况要求的EGR率不同。

汽油机在大负荷，起动，暖机，怠速，小负荷不采用EGR中等负荷允许较大EGR率；柴油机在高速大负荷，高速小负荷时应适当限制EGR率，低速小负荷采用较大EGR率。

2、EGR率不同，柴油机EGR率允许超过40%,汽油机最大不超过20%

3、柴油机的废气再循环系统要比汽油机复杂。

6.1何为后处理技术？

与机内净化相比有何优缺点？

后处理技术：

在不影响或少影响发动机其他性能的同时，在排气系统中安装各种净化装置，采用物理的和化学的方法降低排气的污染物最终向大气环境的排放。

机内净化以改善发动机燃烧过程为主要内容，对降低排气污染起到了较大作

用，但其效果有限，且不同程度上给汽车动力性，经济性带来负面影响。

6.2三效催化剂的劣化机理。

1、热失活：

指催化剂由于长时间工作在850度以上的高温环境中，涂层组织发生相变，催化剂活性降低现象

2、化学中毒：

指一些毒性化学物质吸附在催化剂表明的活性中心不易脱落，导致尾气中的有害气体不能接近催化剂进行化学反应，使转化效率下降的现象

3、机械损伤：

指催化剂及其载体在受到外界激励负荷的冲击，振动作用下产生

磨损甚至破碎的现象

4、催化剂结焦：

一种简单的物理遮盖现象

6.3简述三效催化转化器的主要性能指标及影响因素

主要性能指标：

污染物转化效率和排气流到阻力

影响因素：

空燃比特性，起燃特性，空速特性，流动特性

6.4催化器匹配技术

1催化器与发动机特性的匹配

2、催化器与电控燃油喷射系统的匹配

3、催化器与排气系统的匹配

4、催化器与燃料及润滑油的匹配

5、催化器与整车设计的匹配

7.1简述微粒捕集器工作中有哪些过滤机理？

1扩散机理在排气气流中，微粒由于受到气体分子热运动的碰撞而作布朗运动，

使微粒的运动轨迹与流体的流线不一致

2、拦截机理当微粒接近过滤表面，一旦微粒与过滤表面的距离小于或等于其半

径，即微粒直径大于或等于过滤微孔直径时，微粒就被拦截捕集，过滤体起了筛子的作

用，这就是拦截机理

3、惯性碰撞机理惯性碰撞机理一般把微粒理想化为只有质量而没有体积的质点。

当气流转折时，微粒仍有足够的动量按原运动方向继续对着捕集物前进而偏离流线，使

一些微粒碰撞到捕集物而被捕集分离

4、综合过滤机理综合过滤机理认为在微粒的过滤过程中，扩散、拦截和惯性碰

撞通常是组合在一起同时起作用的，但这三种机理并不是完全独立的。

7.2简述微粒捕集器对过滤材料有什么要求？

要求是：

高的微粒过滤效率，低的排气阻力，高的机械强度和抗振动性能，抗高温

氧化性，耐热冲击性和耐腐蚀性

7.3再生系统所采用的再生技术应满足哪些条件？

1能在各种工况下正常工作，具有较高的捕集效率

2、产生的排气背压低，对柴油机动力性和经济性等性能的影响小

3、不应对环境产生二次污染

4、具有良好的可靠性和耐久性

5、具有较强的再生能力和较高的再生效率，再生控制操作方便

6、寿命和价格应能被用户接受

7.4柴油机NOx排放的机外净化技术主要有哪些？

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主要有：

吸附催化还原法，选择性非催化还原，选择性催化还原和等离子辅助催化还原

7.5简述什么叫主动再生，什么叫被动再生

主动再生系统是通过外加能量将气流温度提高到微粒的起燃温度使捕集的微粒燃烧，达到再生过滤体的目的

被动再生系统利用柴油机排气自身的能量使微粒燃烧，达到再生微粒捕集器的效果

7.6试分析排气背压对柴油机经济性能的影响。

它实际上是通过某种节流方法控制柴油机的进气量，即进气节流或排气节流，以提

高排气温度。

节流提高排气温度主要通过两条途径：

一是通过提高排气压差，增加泵功

损失；二是排气节流降低柴油机的容积效率，使混合气中燃油浓度制动，进而提高了排气温度。

由于泵功的增加以及容积效率的降低，使得柴油机动力性和经济性有很大程度下降。

8.1汽油对排放的主要影响因素有哪些？

1、辛烷值的影响2、汽油挥发性的影响3、汽油密度的影响4、烃类组成的影响

5、硫含量的影响6、添加剂的影响

8.2柴油对排放的主要影响因素有哪些？

1、十六烷值的影响2、黏度，密度和馏程的影响3、芳烃含量的影响4、硫含量的影响5、添加剂的影响

8.3主要的代用燃料有哪些？

和传统燃料相比有什么特点?

天然气（实验表明，燃用压缩天然气的CO和HC排放较汽油明显降低，甲烷的排放增加。

），液化石油气（具有燃烧完全、积炭少、排放污染物低等优点），

醇类燃料（），

植物油（与柴油相比，植物油热值略低，但因密度大，体积热值较接近；植物油馏分比柴油重得多，粘度和表面张力比柴油大，雾化困难；自燃点高而十六烷值低，发火性差，着火延迟期长；残碳高，燃烧室易生成沉积物。

此外，植物油易生成胶状物堵塞油路。

），

氢气（氢作为代用燃料，其燃烧产物既没有HCCO和碳烟等污染物，也没有造成温室效应的CO2其唯一的有害排放物是NOx，因此氢是理想的清洁燃料。

）

这些代用燃料可降低有害气体排放。

oooo

9.1要使汽油机达到欧皿排放标准需要采用哪些措施？

1、对汽油车来说，可采用闭环电控燃油系统加三效催化转化器以达到欧II排放标准。

2、对于要求更为严格的欧III标准，要使催化剂的起燃温度尽可能低；还应使用强制加热方式使转化器内的温度在起动时就已超过起燃温度。

3、要满足欧III排放标准，二气门、非增压汽油机可采用闭环电控燃油喷射系统加紧凑耦合型三效催化转化器或前置双催化转化器或三效催化转化器辅以强制加热；对于

多气门、增压汽油机则可采用闭环电控燃油喷射系统加低起燃温度的三效催化转化器或紧凑耦合型三效催化转化器。

4、要满足欧III排放标准，也可采用缸内直喷稀薄燃烧汽油机一GDI发动机，该发

动机包括以下四项技术：

二阶段燃烧，提前激活催化剂；反应式排气管；大量EGR稀

NOx催化剂

9.2试拟定能满足欧W排放标准的汽油机净化方案。

对于欧IV排放标准，二气门和非增压汽油机难以满足该标准，一般在多气门增压

汽油机上采用综合控制的发动机管理系统加紧凑耦合型三效催化转化器或前置双催化

转化器或三效催化转化器辅以强制加热实现，同时采用废气再循环可进一步降低NOx

排放。

9.3要使柴油机达到欧皿排放标准需要采用哪些措施？

要达到欧III排放标准，需采用电子控制，喷油压力要高，且每循环多次喷射。

9.4试拟定能满足欧W排放标准的柴油机净化方案。

采用电子控制，喷油压力要高，且每循环多次喷射。

在此基础上采用微粒捕集器,

进一步降低微粒；采用多级中冷废气再循环进一步降低NOx,再加上先进的电控技术,

可以使柴油车达到欧IV排放标准。