控制ＨＣ排放及內(nèi)燃機(jī)采樣閥設(shè)計(jì)略論

摘要 如今人們正對(duì)包括大氣污染在內(nèi)的各種污染進(jìn)行綜合治理，積極采取各種技術(shù)措施限制污染排放，利用科學(xué)的方法消除或轉(zhuǎn)化污染物。大氣污染中的主要物質(zhì)是一氧化碳CO、碳?xì)浠衔颒C、氧化氮化合物NOX、二氧化硫S02和煙塵粉末，人們對(duì)其來(lái)源及在環(huán)境中的分布日益關(guān)注，車輛排放控制系統(tǒng)就是采用各種技術(shù)來(lái)降低車輛有害排放物的裝置，從而達(dá)到凈化空氣的目的。采用快速取樣閥在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口進(jìn)HC控制，由于HC排放對(duì)人體有很大的危害。

關(guān)鍵詞 HC污染；減排方法；采樣閩設(shè)計(jì)

地球是人類賴以生存和居住的星球，它與人類生存所聯(lián)系的一切就是環(huán)境，地球甚至宇宙給予人類，動(dòng)物和植物的原始一切又稱為自然環(huán)境。自然環(huán)境中的陽(yáng)光，空氣，水，土壤，植物和動(dòng)物都與人類的生活密切相關(guān)，破壞其中的任何一環(huán)，都將嚴(yán)重威脅人類的生存。

人類在勞動(dòng)中創(chuàng)造了自己，成為地球上萬(wàn)物的主宰，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，人們?cè)谧匀画h(huán)境中不斷地創(chuàng)造著美好的生活，在地球上建立了人類的物質(zhì)文明和精神文明。

人類在創(chuàng)造物質(zhì)文明和精神文明的同時(shí)，也出現(xiàn)了“副產(chǎn)品”一環(huán)境污染。隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，人類從自然界中索取和利用物質(zhì)越來(lái)越多，而釋放到自然環(huán)境中的各種物質(zhì)也成倍增長(zhǎng)，大自然無(wú)法徹底分解，轉(zhuǎn)化釋放到環(huán)境中，危害人類以及動(dòng)植物的各種物質(zhì)。從而使污染日趨嚴(yán)重，到本世紀(jì)末，廢氣，廢液，廢物，噪聲和電磁波不斷肆虐人類居住的這個(gè)星球，已經(jīng)造成了很多動(dòng)植物的滅絕。大氣污染是環(huán)境污染的一種，它會(huì)在大氣的正常成分中增加對(duì)人類和動(dòng)植物的有害物質(zhì)。嚴(yán)重時(shí)甚至引起整個(gè)地球生態(tài)環(huán)境的變化，直接影響和威脅人們的正常生活和生存。

大氣污染中的主要物質(zhì)是：一氧化碳CO，碳?xì)浠衔?HC)，氧化氮化合物(NOx)，二氧化硫(S02)和煙塵微粉等，它們主要來(lái)自于火力發(fā)電廠，鋼鐵冶煉廠，大規(guī)模制造修理廠，石油化工企業(yè)和各種車輛。車輛是大氣中的一個(gè)流動(dòng)污染源，特別是汽車工業(yè)的高速發(fā)展。汽車保有量的急劇增加，汽車的排放已是大氣污染的主要來(lái)源，占整個(gè)大氣污染的50％以上，如今人們正對(duì)包括大氣污染在內(nèi)的各種污染進(jìn)行綜合治理，積極采取各種技術(shù)措施限制污染排放，利用科學(xué)的方法消除或轉(zhuǎn)化污染物。車輛排放控制系統(tǒng)就是采用各種技術(shù)來(lái)降低車輛有害排放物的裝置，從而達(dá)到凈化空氣的目的。

減少排污的基本方法：

減少排污的方法首先是機(jī)內(nèi)控制法：這種方法是根據(jù)有害排放物的生成機(jī)理。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)進(jìn)行改造和改進(jìn)設(shè)計(jì)，采用新材料，新工藝，新技術(shù)和新的控制方法，使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣燃油混合氣充分和高效地燃燒，從而達(dá)到減少有害氣體排放的目的。例如，現(xiàn)代車輛發(fā)動(dòng)機(jī)缸體設(shè)計(jì)的面容比小(汽缸短而粗)，能迅速提高汽缸內(nèi)壁的溫度，有利于混合氣的充分燃燒，火花塞上采用新材料和改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，使點(diǎn)火能量增大；現(xiàn)代加工工藝可使車用化油器控制更精確，結(jié)構(gòu)更合理，工作效率更高。這些對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及控制系統(tǒng)本身的改造和重新設(shè)計(jì)，都能起到減少排放污染的作用。當(dāng)代車輛還采用很多新技術(shù)。例如發(fā)動(dòng)機(jī)上的電子燃油噴射系統(tǒng)，它即能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的狀況精確地控制噴油，達(dá)到合理的空氣燃油混合比例，又能使混合氣霧轉(zhuǎn)化良好。加上精確的點(diǎn)火控制，使污染排放進(jìn)一步減少，更適應(yīng)越來(lái)越嚴(yán)格的排污規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

減少排污的第二種方法是機(jī)外控制法，這種方法將車上排出的有害氣體通過(guò)反饋或過(guò)濾等裝置，使它們重新進(jìn)入汽缸燃燒或在排放過(guò)程中被氧化還原，變成無(wú)害物質(zhì)排出車外，減少排放污染物。如現(xiàn)代車輛上的曲軸箱通風(fēng)裝置，它可以把“竄”入曲軸箱而在燃燒室中沒(méi)有完全燃燒的混合氣，強(qiáng)制導(dǎo)入汽缸的燃燒室進(jìn)行重新燃燒。從而避免混合氣(主要Hc)從曲軸箱益出，污染空氣；再如現(xiàn)代汽車上的三元催化器，它能在一定的條件下充分氧化還原排氣中的一氧化碳cO、碳?xì)浠衔颒c和氧氮化合物NOX，有效地抑制有害氣體的排放。

由于Hc排放對(duì)人體健康有很大的危害，人們對(duì)其來(lái)源及在環(huán)境中的分布日益關(guān)注。發(fā)動(dòng)機(jī)Hc排放物生成的機(jī)理主要有兩大類：一是部分燃料從主燃燒過(guò)程中逃逸，另一類是未燃燃料在缸內(nèi)和排氣過(guò)程中被部分氧化及傳輸?shù)倪^(guò)程。這些機(jī)理可以總結(jié)為：

(1)混合氣被壓進(jìn)入燃燒室的縫隙t

(2)燃料被潤(rùn)滑油層吸收；

(3)火焰在氣缸壁處熄火；

(4)由于發(fā)動(dòng)機(jī)不良工況導(dǎo)致部分循環(huán)失火，

(5)燃料融入缸內(nèi)顆粒；

(6)液體燃料不良揮發(fā)；

(7)排氣門泄漏。

雖然人們對(duì)缸內(nèi)未燃H c的形成及后期氧化進(jìn)行了廣泛研究，但對(duì)排氣口處Hc氧化的過(guò)程認(rèn)識(shí)還不充分。以前的研究只局限于向排氣口噴射C02來(lái)阻止排氣口的Hc氧化。本次內(nèi)燃機(jī)采樣閥設(shè)計(jì)中利用快速取樣閥在一臺(tái)單缸試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣口附近取樣，然后在同一位置向排氣口噴射Hc燃料，從而深入地研究了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口處的氧化過(guò)程。