烴(HC) 的排放
氣缸壁激冷和燃料不完全燃燒是LPG 汽車排氣中HC 的主要來源。氣缸壁激冷是當(dāng)火焰?zhèn)鞯綒飧妆诟浇鼤r(shí)出現(xiàn)的一種燃燒現(xiàn)象, 通常氣缸壁的作用使燃燒反應(yīng)減慢或者停止。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的混合氣燃燒是靠火焰?zhèn)鞑ミM(jìn)行的, 當(dāng)火焰?zhèn)鞑ブ翚飧妆诟浇鼤r(shí), 由于低溫氣缸壁的冷卻作用, 厚度約有1 的混合氣燒不到, 其結(jié)果必然導(dǎo)致這部分混合氣隨廢氣排出。
在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí), 若混合氣過濃或過稀, 或者廢氣稀釋嚴(yán)重, 則在某些循環(huán)中可能引起火焰?zhèn)鞑ゲ煌耆? 甚至完全斷火, 致使未燃烴排放量顯著升高。例如, 為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率, 要使發(fā)動(dòng)機(jī)在A/F=12.5～13.0 的情況下工作; 低負(fù)荷時(shí), 由于氣缸內(nèi)殘余廢氣較多, 為不使燃速過低, 也要在A/F=12.5～13.0 的情況下工作; 在暖車、減速等過渡工況, 進(jìn)入氣缸的混合氣很可能過濃或過稀......, 在這些工況下, 必然會(huì)發(fā)生不完全燃燒, 使未燃烴排放升高。
所以, 烴類燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中出現(xiàn)HC 是不可避免的。這一點(diǎn)用化學(xué)理論同樣可以說明。烴的氧化燃燒是很復(fù)雜的, 即使是理論空燃比, 也不可能一下子就生成C0, 和H20。以丁烷C4H10 為例, 若一個(gè)氣態(tài)的LPG 分子相當(dāng)于C4H10, 則該分子完全氧化需要6.5 個(gè)O2 分子, 反應(yīng)過程中還夾著25 個(gè)N2 分子來干擾, 不可設(shè)想一個(gè)LPG分子同時(shí)碰到6.5 個(gè)O2 分子而一下生成CO2 和H2O。一般氣態(tài)反應(yīng), 兩個(gè)分子互相碰撞的機(jī)會(huì)較多, 三個(gè)分子同時(shí)碰在一起的機(jī)會(huì)已很少, 故一個(gè)LPG 分子的完全氧化過程需經(jīng)一系列的反應(yīng)而達(dá)到最終生成物(CO2 和H2O) ; 在反應(yīng)的不同階段, 存在著不同的中間生成物, 這些中間生成物若進(jìn)一步氧化的條件不具備, 就有可能成為部分氧化產(chǎn)物而被排出。這就是排氣中為何總含有少量的過氧化物的原因所在, 而且它的排放與空燃比、燃燒條件和負(fù)荷情況等都有關(guān)。
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圖2 所示是LPC 車的未燃烴與點(diǎn)火提前角的關(guān)系特性。表2 是不同運(yùn)轉(zhuǎn)條件下, LPG 車與普通汽油車的排放值。
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從表2 中可見, 一般情況下, LPG 發(fā)動(dòng)機(jī)的排放情況相對(duì)普通汽油機(jī)而言, 是要好一些, 但在減速工況時(shí), 其未燃烴的排放則要比普通汽油機(jī)高得多, 因此很難簡(jiǎn)單地就可以下LPG車的排放就一定比汽油車好得多的結(jié)論。
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