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简答题画出汽、柴油机某一工况CO、HC、NOx、平均有效压力和油耗随过量空气系数a的变化曲线,指出其主要特点,并解释其成因。
  • 汽油机的变化曲线如下图所示。
    (1)汽油机:
    CO:随空燃比增大而急剧下降。原因是空燃比增大,氧含量增加,CO被氧化。
    HC://随空燃比增大先急剧下降,然后有所回升。先下降是因为氧含量增加,HC被氧化;空燃比多大时,由于燃烧不稳定以及失火次数过多,导致HC有所回升。
    NOx:在空燃比为1.1时取得最大值。这是因为thermalNO的生成条件为高温、富氧。当空燃比过小时,不满足富氧条件;当空燃比过大时,燃烧温度下降。只有当空燃比在1.1附近时,同时满足高温、富氧条件,NOx排放达到峰值。
    有效平均压力:在空燃比略小于1时,亦即混合气略微偏浓时,有效平均压力取得最大值。空燃比过大或过小都会导致有效平均压力降低。
    油耗:和有效平均压力正好相反,在空燃比略小于1时取得最小值。空燃比过大或过小都会导致油耗增加。
    柴油机的变化曲线如下图所示:
    (2)柴油机:
    NO:和汽油机相似,但向稀区平移。这是因为柴油机为扩散燃烧,相比汽油机需要更多的空气。
    CO:和汽油机相似,但空燃比过大时CO回升。这是因为燃烧温度过低。
    HC://随空燃比增大而增加。这是由于空燃比过大后,在燃油喷雾边缘区域形成了过稀的混合气,以及缸内温度过低。
    有效平均压力和油耗与汽油机相似,但有效平均压力取得最大值(以及油耗取得最小值)对应的空燃比比汽油机大,这也是因为柴油机为扩散燃烧,相比汽油机需要更多的空气。
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