第十一章 城市机动车污染控制

11.1 设某汽车行驶速度为80km/h时，4缸发动机的转速为2000r/min，已知该条件下汽车的油耗为8L/100km，请计算每次燃烧过程喷入发动机气缸的汽油量。 解：汽车行驶100km耗时t?s100??1.25h v80若发动机转速为2000r/min，则1min内喷油1000次，1.25h内喷油7500次。 故每次喷入气缸油量V'?8L?1.067?10?4L

750001?5单缸喷入V?V'?2.67?10L。

43

11.2 在冬季CO超标地区，要求汽油中有一定的含氧量，假设全部添加MTBE（CH3OC4H9）；要达到汽油中（C8H17）重量比2.7%的含氧要求，需要添加多少百分比的MTBE？假设两者密度均为0.75g/cm；含氧汽油的理论空燃比是多少？

解：设MTBE添加质量x，C8H17含量为y，则

x?16x?(x?y)2.7% 解得P??100%?14.85%。 88x?y设燃料100g，则含C8H1785.15g，C5H12O14.85g 由C5H12O?7.5O2?5CO2?6H2O C8H17?12.25O2?8CO2?8.5H2O

1

2

887.511312.25 解得n=1.27mol 解得n=9.23mol ??14.85n185.15n2则需O21.27+9.23=10.5mol，则含N23.76×10.5=39.5mol。 空气质量10.5×32+39.5×39.5=1442g，则空燃比AF=14.42。

11.3 发动机燃烧过程如图11－29所示，请计算汽缸内燃烧前，燃烧刚开始时，以及燃烧全部完成后的气体温度。已知：汽油发动机的压缩比为7，在理论空燃比下工作，转速为2000r/min，燃烧过程为上止点前后各15C区间。

。

V1Cp?R解：燃烧前取温度为293K，由T2?T1()?293?73.5R?R?638K

V2开始燃烧时，按《Air Pollution Control Engineering》P486 13.11式：

RR?T?mfuel?hcombustionmCpcombustionproducts?1?19020。?3629F?2016K

15.88?0.33通常取85%的升高温度，则T3=T2+2016×0.85=2352K 燃烧完成 ?T?1?19020?4607。F?2559K

15.88?0.26同样取85%，则T4=T2+2559×0.85=2813K。

11.4 试解释污染物形成与空燃比关系图（图11－5）中NOx为何成圆拱状？

解：NOx在高温时易生成，而理论空燃比附近燃烧充分，温度较高，因此NOx产生量最大。

11.5 1）用与11.3相似的方法估算发动机的排气温度（大约在上止点TDC之后90度）；2）实际排气温度比上述计算值要低，在怠速情况下，虽然其空燃比与满负荷时基本相同，但排气温度却低很多，为什么?

V1Cp?R1)?2352()3.5R?R?1080K 解：T2?T1(V27怠速时可燃混合气处于空气过剩系数小于1的状态，残余废气系数较大；发动机转速低，气缸压缩比小，燃烧很不充分，易形成失火；壁面淬熄效应对火焰迅速冷却，因此造成温度下降。

11.6 由燃油蒸发控制装置控制的两个HC排放源是：1）燃油泵和化油器；2）化油器和空气滤清器；3）空气滤清器和燃油箱；4）燃油箱和化油器。

解：4）燃油箱和化油器 （《大气污染控制工程》P448）

11.7 在汽油喷射系统中，汽油喷进空气是在：1）各燃烧室；2）进气歧管；3）化油器；4）排气管。 解：2）进气歧管（《大气污染控制工程》P442）

11.8 减少发动机燃烧室表面积可以：1）减少废气中HC含量；2）增加废气中HC含量；3）减少废气中NOx的含量；4）以上都不是。 解：1）减少废气中HC含量 123456789

RR