[發(fā)明專利]一種降低汽油發(fā)動機(jī)汽車尾氣中有害氣體排放的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410107096.1
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103953469A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬彬輝
• 申請（專利權(quán)）人: 馬彬輝
• 主分類號: F02M25/025
• 分類號: F02M25/025
• 代理公司: 包頭市專利事務(wù)所 15101
• 代理人: 張少華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種降低汽油發(fā)動機(jī)汽車尾氣中有害氣體排放的方法，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

汽油發(fā)動機(jī)簡稱汽油機(jī)，汽油機(jī)在燃燒過程中產(chǎn)生的有害成分主要為一氧化碳CO、碳?xì)浠衔颒C_x、氮氧化物NO_x、硫氧化物SO_x和鉛化合物等。其中，硫氧化物和鉛氧化物可以通過降低燃料中的含硫量以及采用無鉛汽油來有效控制。目前各國執(zhí)行的排放法規(guī)主要限制的是CO、HC和NO_x，還有一些目前各國排放限制法規(guī)尚未限制的成分，如甲醛、乙醛、苯、乙酰甲醛和丁二烯等。

汽油機(jī)主要排放污染物生成機(jī)理及影響因素：

1、一氧化碳，CO?是燃料在燃燒過程中的重要中間產(chǎn)物和不完全燃燒產(chǎn)物，是汽油機(jī)排氣中有害濃度最大的成分，其生成機(jī)理比較復(fù)雜。若以?R?代表碳?xì)涓瑒t在燃燒過程中生成CO?要經(jīng)理如下反應(yīng)：

RH→R→RO₂→RCHC→RCO→CO?????????

式中RCO自由基生成CO是通過熱分解或通過O₂、OH、O、H等發(fā)生反應(yīng)實現(xiàn)的。

在汽油機(jī)缸內(nèi)混合氣達(dá)到一定的反應(yīng)溫度，并在有氧化劑存在的情況下，CO將繼續(xù)按鏈反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行反應(yīng)而生成最終燃燒產(chǎn)物CO₂：

CO+HO→CO₂+H?????????????????????

在燃燒火焰中，通常OH的濃度較高，因此CO按下式進(jìn)行氧化反應(yīng)的速度是很慢的：

CO+?O₂→CO₂+O

如果燃燒過程中局部空間和瞬時存在下列條件之一，則CO不能繼續(xù)燃燒生成CO₂而被排放出機(jī)外：①反應(yīng)著的氣體溫度突然過低；②反應(yīng)著的氣體突然缺乏氧化劑；③反應(yīng)物停留在適合于反應(yīng)條件的時間過短。

CO的生成除了跟上述反應(yīng)有關(guān)外，還與CO₂和H₂O的高溫離解反應(yīng)有關(guān)，CO₂和H₂O的離解反應(yīng)分別為：

2CO₂→2CO+O₂

2H₂O→2H₂?+O_{2??????????????????????????????????????????????????????}

兩個離解反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，其離解率隨溫度的升高而增大，其中離解產(chǎn)物H₂和CO₂發(fā)生反應(yīng)生成CO和?H₂O：

H₂+CO₂→CO+?H₂O

這就是汽油機(jī)在不缺氧的情況下仍有CO排除的兩個原因。

CO的生成主要受混合氣濃度的影響，在過量空氣系數(shù)（實際空燃比與理論空燃比的比值）λ＜1的濃混合氣工況時，由于缺氧使燃料中的C不能完全氧化成CO₂，CO作為其中間產(chǎn)物生成。在λ＞1的稀混合氣工況時，理論上不應(yīng)有CO產(chǎn)生，但實際燃燒過程中，由于混合不均勻造成局部區(qū)域的λ＜1條件成立，由局部燃燒不完全而產(chǎn)生CO；或者已成為燃燒產(chǎn)物的CO₂和H₂O在高溫時吸熱，產(chǎn)生熱離解反應(yīng)，由此生成CO。另外，在排氣過程中，未燃碳?xì)浠衔颒C的不完全氧化也會產(chǎn)生少量CO。

燃燒終了時的CO濃度一般取決于燃?xì)鉁囟龋捎谄蜋C(jī)膨脹過程中缸內(nèi)溫度下降很快，以至于溫度下降速度遠(yuǎn)快于氣體中各成分建立新的平衡過程的速度，即產(chǎn)生“凍結(jié)”現(xiàn)象，使實際的CO濃度要高于排放其溫度相對應(yīng)的化學(xué)平衡濃度。根據(jù)經(jīng)驗，CO在汽油機(jī)排氣中的濃度近似等于1527℃時的CO平衡濃度。