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两个坏分子 颗粒物和氮氧化合物是如何产生的?

2020-12-31 04:00:00 霍景春

【卡车之家 原创】国六排放明年就要实施,但是从我们收获的资料来看,大多数的司机对于国六技术并不是很了解,停留在“国六发动机只是升级了排气管”的说法当中。

两个坏分子 颗粒物和氮氧化合物是如何产生的?

用户对于新技术认知的缺陷,也反映出国内主机厂商在售前培训过程当中的缺失以及用户对于新技术知识的匮乏。

国六到底是什么?它的标准当中到底对尾气做了哪些限制,又如何实现?我们将用几期的内容给大家一一说明,文中有表述不正确或者大家有任何的疑问,都可以在文章的下方留言,我们一起探讨。

今天,我们的内容来聊一聊国六排放法规当中重点控制的两个“坏分子”。

两个“坏分子” 氮氧化合物和颗粒物

国六排放标准是我国第六阶段排放法规,其中加严了车辆尾气当中的诸多成分的含量。拿我们最常见的柴油发动机来说,对于尾气当中的氮氧化合物和颗粒物就有了非常严格的要求。

谈到颗粒物和氮氧化合物,那我们就先来扒一下它的“前世今生”,我们既需要了解“它是怎么来的”,还需要了解“它是怎么没的”。在这一期的内容当中,我们来说一下烦人的颗粒物(全称:颗粒状物质 PM)和氮氧化合物(NOx)是如何产生的。

两个坏分子 颗粒物和氮氧化合物是如何产生的?

我们都知道,因为柴油粘度大、挥发性差、燃点低特性,柴油发动机一般是采用压燃的工作方式,即燃油在合适的时机,通过喷油嘴喷入燃烧室进行燃烧。

所以,就存在着:

1、柴油与空气的混合不充分

柴油发动机的燃料以喷射的形式进入燃烧室,燃料混合气的形成在发动机燃烧室内进行。柴油高压喷入燃烧室,压缩着火后进行边喷边燃烧的扩散燃烧方式,这样的燃烧方式就决定了柴油与空气的混合不会很均匀。

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2、富氧缺氧带来有害物质

燃烧混合气不均匀,就不可避免的存在这局部富氧或局部缺氧的情况(富氧:含有氧气的空气多而燃料少;缺氧:含有氧气的空气少而燃料多)。但是在与发动机的工作而言,高温高压的缸筒内,富裕的空气和过多的燃料,会产生2个重要的有害物,分别是氮氧化合物和颗粒物。

那么氮氧化合物和颗粒物是如何产生的呢?

两个坏分子 颗粒物和氮氧化合物是如何产生的?

发动机的理想燃烧状态,是合适比例的空气与燃料进行充分的混合,并实现完全的燃烧。但是发动机在实际的工作过程当中,不可避免的会出现富氧和缺氧燃烧的状态。

1、高温高压+空气=氮氧化合物

我们都知道,柴油发动机在工作的时候燃料是空气与柴油的燃料混合气,前面我们也说到,燃料和空气在实际的工作情况之下,没有办法达到理论混合状态,也就是有一部分会存在富氧的情况。

另外一方面,柴油发动机的负荷调节是通过改变喷油量来进行控制的。所以,柴油发动机在工作的时候,会有部分情况之下空气没有办法参与燃烧的情况。这些富裕的空气在高温高压的作用下会产生氮氧化合物(NOx)。

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2、缺氧+高温=碳烟

柴油发动机在工作的过程当中,喷入燃烧室的柴油既有富氧燃烧的情况,也有缺氧燃烧的情况,而柴油在高温缺氧的状态下,就容易炭化形成碳烟。碳烟,是柴油发动机颗粒状物质当中的主要成分。

最后,我们来做个总结:

1、柴油发动机尾气控制当中,最大的有害成分是“氮氧化合物”和“颗粒状物质”;

2、随着发动机技术的提升,这两个有害物质虽然得到了很大的抑制,但是从柴油发动机工作的原理来讲,没有办法完全消除;

两个坏分子 颗粒物和氮氧化合物是如何产生的?

3、“氮氧化合物”和“颗粒物”存在此消彼长的关系,富氧燃烧,虽然颗粒状物质会降低,但是会提高“氮氧化合物”的产生,缺氧燃烧,降低“氮氧化合物”的同时,“颗粒状物质”的量会提高;

4、目前国六的发动机水平是在这两者之间找到平衡,在原排阶段(发动机原始排放,未经过后处理)尽量降低这两个“坏分子”的含量。

●  编后语:

这一期内容当中,我给大家说了尾气当中两个“坏分子”——氮氧化合物和颗粒状物质是如何产生的。下一期内容当中,我们来聊一下在国六阶段,发动机用了怎样的手段来消灭这样两个“坏分子”。(文/图 霍景春)

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