車用內燃機主要排放污染物的生成機理與控制策略

李嘉柱

摘要：本文闡述歸納了車用汽、柴油機的排放污染物生成機理。并從機內、機外兩個角度分析，最終得出汽油機與柴油機的綜合排放控制策略。

關鍵詞：汽車污染物;排放控制

1 ?車用內燃機主要排放污染物的生成機理

汽車排放物種類眾多，按燃燒角度看可分為：完全燃燒產物二氧化碳（CO2）、水蒸氣（H2O）、氧氣（O2）、氮氣（N2）等;不完全燃燒與燃燒中間產物一氧化碳（CO）、碳氫化合物（THC）、氮氧化合物（NOX）、二氧化硫（SO2）、顆粒物（PM）等。

可燃混合氣形成與燃燒方式上的差異，導致汽油機與柴油機在排放污染物種類與排放控制策略也有所差異。

從圖1可以看出，汽油機主要排放污染物為CO、HC和NOX，柴油機主要排放污染物為NOX和顆粒物（PM）。此外，目前的國六法規還對NMHC（非甲烷總烴）與PN（固體懸浮顆粒數）進行了限值要求[3]。下面將分析排放污染物的主要生成機理。

1.1 CO的生成機理

CO主要是烴類物質的不完全燃燒產生。具體原因有：①過量空氣系數小于一時，C不能完全氧化，CO為未完全燃燒產物。②過量空氣系數大于一時，理論上無未完全燃燒產生的CO，但實際燃燒過程中，混合氣的不均勻會使局部區域燃燒不完全，加上壁面油膜隨進氣而邊流動邊蒸發也會造成不均勻，從而產生CO。③燃燒生成的CO2高溫時可解離為CO[2]。④排期過程中，未燃碳氫化合物不完全氧化反應也生成CO。

1.2 HC的生成機理

車輛排放生成的HC種類繁多，包含芳香烴、烯烴、烷烴以及醛類等。與CO類似，其主要產生原因也是燃油的不完全燃燒，此外還有燃油的揮發。……