论汽车发动机空燃比对环境污染的影响

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1、论汽车发动机空燃比对环境污染的影响：本文主要介绍了汽车发动机空燃比及其对环境污染的影响和相应采取的措施。　　关键词：空燃比催化剂汽车尾气污染　　　　空燃比A/F（A：air-空气，F：fuel-燃料）表示空气和燃料的混合比，它是发动机运转时的一个重要参数，空燃比A/F＝空气流量率/燃料流量率,从汽油机的燃烧过程可知，燃料放热量的利用程度或指示热效率，取决于混合气的浓度(空燃比)，从而对发动机的性能指标、油耗和尾气排放产生影响。　　1.1空燃比与发动机性能的关系　　理论空燃比：即将燃料完全燃烧所需要的最少空气量和燃料量之比。燃料的组成成分对理论空燃比的影响不大，汽油的理论空

2、燃比大体约为14.7：1，也就是说，燃烧1g汽油需要14.7g的空气。一般常说的汽油机混合气过浓或过稀，其标准就是理论空燃比。　　不同空燃比时，各种排放物的浓度变化特性是不同的。CO和HC以理论空燃比为界，随混合气体变浓几乎呈现直线上升，而在稀混合气时，它们几乎为定值。NOx在比理论空燃比稍大的一侧显示最大值。　　实际使用时，由于汽车发动机运行工况范围很大，因此对燃料混合气体浓度的配制和各缸的分配提出了十分苛刻的要求，发动机在可能的工况范围内，不仅要求在任一负荷（从空载到满负荷）和任一转速（从最低转速到最高转速）下工作稳定，而且要求适应公况（负荷及转速）的突然变化，空燃比

3、与常见运行工况的关系：　　起动工况：发动机在开始起动时的转速很低一般在50—100r/min此时的空气流量很低，在这种情况下，刚开始起动，机体的温度非常低，因此燃油与汽油混合也不均匀，油雾性差使实际进入汽缸的染油极少，所以此时应供给混合气体浓度(A/F)一般在3—9之间。　　怠速工况：怠速工况是指发动机在无负载的情况下以最低稳定转速运行的工况。在怠速工况下工作时，比起动工况已有很大好转，但由于速度很低、节气门开度很小，不仅汽油雾化不良，混合也不均匀，并且汽油进入气缸后被废气冲稀得很厉害，燃烧十分困难,在此工况下应供给混合气体浓度(A/F)一般在9—12之间。　　常用工况：

4、常用工况是指中等负荷，当然也包括小型负荷和大型负荷工况。在常用工况下，随着节气门的逐渐增大，进入气缸的可燃新鲜混合气体的允气量逐渐增多，不仅汽油汽化良好，混合也较均匀，并且汽油进入气缸后的燃烧条件也大为改善。此工况要求发动机工作稳且消耗油量较低，所以此时应供给混合气体浓度(A/F)一般是在小型负荷工况是为10.5—13.5，中型和大型负荷工况为13.5—16.5。　　全负荷工况：当汽车需要克服较大的行驶阻力时，要求发动机提供最大的功率，，要求发动机有较好的动力性能而不是经济性能，所以空燃比应是功率空燃比，所以在此工况此时的气节门全开或接近全开下应供给混合气体浓度(A/F)

5、一般在12—13.5之间。　　加速工况：发动机节气门突然开大，以及转速迅速提高。当节气门突然开大时，气流速度随之增高。若此时汽油供给跟不上，将造成可燃混合气瞬时过稀，不仅转速升不起来,甚至还可能熄火，所以在此工况下应供给混合气体浓度(A/F)一般在10.5左右。　　1.2空燃比控制的历史与发展　　1886年德国人C.F.Benz发明了第一辆汽车，为人们的生活和工作、为社会带来了福音。但是，1943年和1954年美国洛杉矶就发生了两次典型的、因汽车尾气污染所造成的光化学烟雾事件。至20世纪70年代，汽车尾气污染物已成为城市大气主要的人工污染源。造成城市大气污染的主要物质有总

6、悬浮颗粒TSP、二氧化硫SO2、氮氧化物NOx、臭氧O3、一氧化碳CO、重金属和有机污染物等。其中，因汽车排放形成的污染物包括CO、NOx、碳氢化合物HC、硫氧化物SOx、铅Pb和细微颗粒物等。这些污染物严重损害了人类的健康、破坏了人类赖以生存的自然环境。　　直到20世纪80年代，大多数的汽车发动机都有一个汽化器来测量燃料量与空气量的比（A/F）使之保持在1：15附近。该装置它允许的F/A漂移量为２０％。很多国家的废气污染法规制定后，F/A的这种不确定性是不能够接受的，２０世纪７０年代期间，很多厂家改进了汽化器的设计和制造工艺，使得F/A的漂移量只在３％－５％附近，但是汽

7、化器仍然是开环装置，因为系统没有测量进入发动机的混合气体的F/A并将它反馈给汽化器。　　为了满足各国不断严格的新的汽车排放法规的要求，有效的控制汽车污染，各国不断研制和开发了许多相关的技术。其中，在可控的空比燃条件下，在汽车排气尾管安装催化转化器被证明是最有效的控制汽车排放污染的方法。　　汽车使用催化转化器是70年代中期开始的，进入80年代后NOX的排放控制法规更加严格，单凭尾气循环已不能满足NOx的控制要求，于是出现了Pt－Rh催化剂，可同时氧化HC和CO以及还原NOx，即所谓的三效催化剂。随着世界范围内三效催化剂的广泛使用