汽车排放及控制技术试题与答案

一、填空题1、汽车排放的污染物主要有_一氧化碳_、氮氧化合物_、_碳氢化合物__和__微粒____。2、柴油机氮氧化物的生成主要受三个要素的影响,分别是_喷油定时_、放热规律___和负荷与转速的影响_。3、三元催化转化器的起燃特性有两种评价方法,对于催化剂常用__起燃温度__来评价,而对于整个催化转化系统则用__起燃时间_来评价。4、微粒捕集器的过滤机理存在四种,即_扩散机理、拦截机理_、惯性碰撞机理_、重力沉积机理_。5、电控柴油喷射系统已发展了三代，第一代是位置控制_系统，第二代是_时间控制__系统，第三代是电控高压共轨系统。6、目前控制汽油机氮氧化物排放最主要的措施是_废气再循环技术_。7、常用排放污染物取样系统有直接取样系统___、_稀释取样系统_和_定容取样系统_。8、汽油发动机中未燃HC的生成主要来源于_燃烧室未燃燃料、窜入曲轴箱的未燃燃料和燃油系统蒸发的燃油蒸汽_三种途径。9、缸内直接喷射汽油机与其它汽油机相比，最大区别是_汽油喷射的位置_。10、EGR率是指×100%+返回废气量进气量返回废气量11、为使三元催化转化器的净化效率达到80%以上，其过量空气系数(Φa)“窗口”应达到的要求是“窗口”很窄，宽度只有_0.01~0.02__。12、生成氮氧化物的三个要素是_混合气浓度_、温度_和氧浓度_。13、目前微粒捕集器被动再生的方法主要有化学催化的方法_。14、排气成分分析中，CO和CO2用_不分光红外线气体分析仪_测量，NOX用_化学发光分析仪_测量，HC用_氢火焰离子型分析仪_测量，氧多用顺磁分析仪_测量。15、烟度的测量方法主要有两类：滤纸法__和消光度法__。16、目前,各国正纷纷开发各种代用燃料以解决未来石油能源枯竭的问题,其中最主要的代用燃料是天然气__、液化石油气_、醇类燃料__和植物油__。17.汽车排放污染主要来源于发动机排出的废气。18.柴油机的主要排放污染物是微粒_、氮氧化物和碳氢化合物_。19.发动机排出的NOX量主要与负荷、转速_有关。20开环控制EGR系统主要由__EGR阀__和___EGR电磁阀__等组成。21.在开环控制EGR系统中，发动机工作时，ECU给EGR电磁阀通电停止废气再循环的工况有：高速大负荷_、高速小负荷_、部分负荷__。22.随发动机转速和负荷减小，EGR阀开度将_增大__。23.三元催化转换器的功能是_将发动机排出的废气中的有害气体转变为无害气体，有效地降低废气中的一氧化碳、碳氢化合物及氮氧化物的含量___。24.给发动机控制模块反馈信号的传感器主要有_进气压力传感器__、转速传感器___。27.废气再循环的主要目的是_控制氮氧化合物的排放__。28.减少氮氧化合物的最好方法就是_降低进气温度_。29.废气在循环会使混合气的着火性能和发动机输出功率_降低_。30.目前所用的二次空气供给方法有__空气泵系统__、__脉冲空气系统__两种。31.汽油机的主要排放污染物是CO、NOX、HC。32.EGR系统主要有机械式EGR系统和电控式EGR系统。33.二次空气供给系统在一定情况下，将额外的空气送入排气管，以降低CO和HC的排放量。34.装有氧传感器和三元催化转换装置的汽车，禁止使用含铅汽油。35.发动机工作进行废气再循环时，废气再循环量的多少可用EGR率来表示。36.NOX是控制中的氧气与氮气在高温、富氧条件下形成的。37．三元催化转换器正常起作用是以减少_HC、CO、NOX__的排放。38.催化转换器是安装在排气支管___和__消声器___之间。39.减少NOX最好的方法是_废气再循环技术__。二、判断题1.气缸内的温度越高，排出的NOX量越多。（X）2.催化转换器发生破裂、失效时也会造成发动机动力性下降。（X）3.燃烧的温度越低，氮氧化合物排出的就越多。（X）4.EGR系统会对发动机的性能造成一定的影响。（√）5.怠速时，CO的排放量最多，NOx最少。（X）6.加速时，HC排放量最少，NOx增加最显著（X）。7.曲轴箱窜气的主要成份是HC和CO。（√）8.废气再循环的作用是减少HC、CO和NOx的排放量。（X）9.发动机温度过高不会损坏三元催化转换器。（X）10.空燃比反馈控制在各种电控发动机上都使用。（√）11、汽油机的稀燃技术虽能提高指示热效率但会引起氮氧化物排放的增加。（X）12、炭烟排放是汽油机的主要问题。（X）13、汽油机的怠速转速越低将导致CO和HC排放越高。（√）14、喷油提前角过大将导致柴油机工作粗暴,且氮氧化物增加。（√）15、适当减小点火提前角可降低汽油机氮氧化物的排放。（√）16、柴油机在采用增压技术时,当低增压时应采用定压增压系统，高增压时则宜采用脉冲涡轮增压系统。（X）17、催化剂化学中毒主要有铅中毒、硫中毒和磷中毒。（√）18、利用喷油规律,为提高柴油机的循环热效率,应增大其喷油持续角（X）19、采用缸内直接喷射能降低氮氧化物的排放。（X）20、高速小负荷和低速大负荷时，柴油机单位油耗的微粒排放量均较大。（X）21、采用废气再循环能有效降低汽油发动机的NOx排放，因此EGR率越大越好。（X）22、提高怠速转速对于改善怠速排放是有利的。（√）23、对柴油机喷油规律进行改进主要目的是降低NOx的排放。（X）24、将喷油延迟，颗粒的排放量在各种工况下都会增加。（√）25、汽油机采用增压技术将受到压缩比的限制（√）26、车用催化剂的催化反应属于多相催化过程。（√）27、点火延迟会使HC排放上升。（√）28、喷油定时的延迟是减少氮氧化物排放浓度的有效措施。（X）29、考虑到十六烷值对发动机燃烧的影响,当其值较高时可推迟喷油以降低氮氧化物的影响。（√）30.HC包括未燃烧和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化雾。（√）31.NOX是燃烧过程中形成的多种氮氧化物，是由于混合气在高温、富氧下燃烧时产生的。（√）32.只有当混合气的空燃比保持稳定时，三元催化转换器的转换效率才能得到精确控制。（X）三、名词解释1、EGR率：废气混入的多少用EGR率表示，其定义为：EGR率：×100%+返回废气量进气量返回废气量2、后处理净化：将净化装置串接在发动机的排气系统中，在废气排入大气前。利用净化装置在排气系统中对其进行处理，以减少排入大气的有害成分。3、废气涡轮增压：利用汽油机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功，废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机，在压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。4、微粒捕集器再生：除去微粒捕集器内沉积的微粒恢复微粒捕集器性能的过程。5、缸内直喷：将喷油器安装在燃烧室内，汽油直接喷入燃烧室，空气则通过进气门进入燃烧室与汽油混合成混合气被点燃做功。6、分层燃烧：要合理地组织气缸内的混合气分布，使在火花塞周围有较浓的混合气，而在燃烧室内的大部分区域具有很稀的混合气，这样可确保正常点火和燃烧，同时也扩展了稀燃失火极限，并可提高经济性，减少排放。7、三元催化转化效率：()()()()100%iiiioiiccc—排气污染物在催化器中的转化效率—排气污染物在催化器进口处的浓度或体积分数—排气污染物在催化器出口处的浓度或体积分数9、机内净化：从有害排放物的生成机理及影响因素出发，以改进汽油机燃烧过程为核心，达到减少和抑制污染物生成的各种技术。10、二次空气法：它通过向废气中吹进额外的空气，增加其氧气的含量。这样可以使废气中未燃烧的有害物质CO和碳氢化合物在高温下再次燃烧。11、被动再生系统：利用柴油机排气自身的能量使微粒燃烧，达到再生捕集器的效果。四、简答题（第5题12分，其余每题8分，共44分）1、简述增压技术对柴油机排放的影响。P87()iii()iici()ioc答：①、增压使CO排放进一步降低；②、增压使HC的排放减小；③、增压使NOX的排放增加；④、增压使微粒的排放减少；⑤、增压使CO2的排放减少。2、试对柴油机EGR与汽油机EGR进行比较。P85答：①、各工况要求的最大EGR率不同；②、EGR率不同；③、柴油机进气管与排气管之间的压差较小，所以柴油机的废气再循环系统要比汽油及复杂。3、汽油机在起动阶段出现较大的初始排放量的主要原因。P31答：在常温启动时汽油机的转速，进气系统和气缸温度较低，空气流动速度也低，汽油很难完全蒸发，较多的汽油沉积在进气系统和汽缸壁面上，形成油膜，导致汽油雾化差，混合气质量欠佳，燃油壁流现象严重，各缸混合气分配不均匀。在低温下，汽油的饱和蒸气压力下降，难以形成在着火界限可燃的混合气，为了顺利启动，必须向汽油机提供很浓的混合气，浓混合气，低的压缩温度和壁面温度等，都使得燃烧不完全，CO和HC的排放浓度增加。另一方面，启动时混合气的过浓及气体温度低，氧气缺乏使得NOx排放浓度低，但呈上升趋势，这可能是由于机体温度升高的造成的。汽油机在热启动时由于其较常温启动时进气量少，混合气浓，CO排放的峰值高，HC排放低，同时热启动时发动机缸盖内混合气温度高于常温启动，NOx的排放在以后的时间都高于常温启动。4、试述柴油机电控高压共轨系统的组成及其基本特点。P81答：组成：主要由电控单元（ECU）、高压油泵、共轨管和高压油管、电控喷油器以及各种传感器和执行器等组成。基本特点：①共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。②可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力（120～200MPa），可将NOX和微粒排放同时控制在较小的数值范围内。③柔性控制喷油速率，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机NOX，又能保证优良的动力性和经济性。④由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀性得到改善，从而减轻柴油机的粗暴并降低排放。5、简述汽油机HC的生成机理。P11答：①、火焰在壁面淬冷；②、润滑油膜对燃油蒸汽的吸附与解吸；③、狭隙效应；④、燃烧室内沉积物的影响；⑤、体积淬熄；⑥、碳氢化合物的后期氧化6、汽油机机内净化的主要措施有哪些？P34答：①、大力推广汽油喷射电控系统；②、改善点火系统；③、积极开发分层充气及均质稀燃的新型燃烧系统；④、选用结构紧凑和面容比较小的燃烧室；⑤、采用废气再循环技术；⑥、采用增压技术；⑦、采用可变气门正时技术。7、简述有利于柴油机排放的理想喷油规律。P77答：①、滞燃期内的初期喷油量控制了初期放热率，从而影响最高燃烧压力和最大压力升高率；②、为了提高循环热效率，应尽量减小喷油持续角，并使放热中心接近上止点；③、再喷油后期，喷油率应快速下降以避免燃烧拖延，造成烟度及耗油量的加大。8、三效催化转化器的组成和催化反应机理是什么？P92答：组成：它由壳体、垫层和催化剂组成。其中，催化剂包括载体、涂层和活性组分反应机理：催化作用的核心是催化剂。催化剂是一种能够改变化学反应达到平衡的速率而本身的质量和组成在化学反应前后保持不变的物质。有催化剂参与的化学反应就称为催化反应。化学动力学过程三个步骤的机理如下：①吸附过程；②表面反应过程；③脱附过程9、汽油机实现稀燃的具体技术措施有哪些?P105答：①运用可变涡轮控制系统，在部分负荷工况下，产生较强的涡流，得到高的输出转矩，在全负荷时，为了得到高的充气效率，保证高功率输出，要减小涡流强度甚至不用涡流②采用结构紧凑的燃烧室，提高燃烧速率，减小热损失，并采用尽可能高的压缩比③采用电控顺序喷射系统，扩展稀燃失火极限④采用高精度空燃比控制系统，把NOx排放降到足够低的水平⑤运用分层燃烧技术，在火花塞周围形成较浓混合气，使着火稳定⑥采用废气再循环，使排气中的NOx进一步降低10、试述催化剂的劣化机理。P96答：三效催化剂的劣化机理是一个非常复杂的物理、化学变化过程，除了与催化转化器的设计、制造、安装位置有关外，还与发动机燃烧状况、汽油和润滑油的品质及汽车运行工况等使用过程有着非常密切的关系。影响催化剂寿命的因素主要有四类，即热失活、化学中毒、机械损伤以及催化剂结焦。在催化剂的正常使用