尾气分析教程.doc

1 引擎废气分析一、引擎废气中 CO2 之含量分析假设汽油的平均分子是可用 CHn 来代表,其中 n 为平均氢碳比(H/C) ,一般都设为 ,则汽油与空气燃烧的化学反应可表示如下: CHn+1/ ψ*(1+n/4)* (O 2 + 2) ? xCO+yCO 2 +zCHn+uO 2 +VH 2 +wH 2 O+ 1/ψ*(1+n/4)* () 其中ψ为当量比(equivalence ratio 1/ ?), 而燃烧产物则可能包括 CO 2, CO , H 2O,H 2,O 2,N 2, NO X, HC , 及燃烧中间产物,如 OH , CH 2, CH 2等, 以及一些含量很低的解离原子,如O,H,N等。一般排气分析仪,如 Horiba MEXA 441GE 在进行排气浓度检验时, 都是先将排气中的水分滤掉, 以免水气凝结时堵塞管路影响量测,故量测数值为干排气中的浓度。(1) 在ψ=1 时( 相当于 A/F=) ,若完全燃烧,则燃烧产物只有 CO 2,H 2O, N 2, 此时的 CO 2 浓度最高, 即为 CO 2 的上限。将水气滤掉后的 CO 2 最高浓度为 % ,故 CO 2≦ % 。若不完全燃烧,则燃烧产物应同时包括 CO 与 CO 2 。考虑最极端的情况,若所有的 CO 都没有氧化成 CO 2 ,会有 O 2 剩下, 此时将水气滤掉后 CO 的浓度为 % 。若排气中同时包括 CO 与 CO 2,则 % ≦ CO + CO 2≦ % 。(2) 在ψ<1, 空气太多, 会有 O 2 剩下, 燃烧产物中 CO 2与 CO 的浓度会较ψ=1 时低,故 CO+CO 2≦ % 。(3) 在ψ>l 时,空气太少,油气太多,无法完全燃烧。燃烧产物中可能含有 CO 2 ,C O,H 2O,H 2, HC ,与 N 2 。若不考虑 H 2与 HC ,因排气中若含有 H 2与 HC 会使 CO 与 CO 2 浓度降低, 则将水气滤掉后 CO 及 CO+CO 2 的浓度与ψ的关系如表(1) 所示。由表(1) 可看出, 最极端情况是ψ= 时,此时 2 CO 的浓度为 % ,而 l<ψ< 时, % ≦ CO+CO2 ≦ % 。表(1) CO , CO+ CO 2与 HC 浓度与ψ的关系 3 二、 4 Gas 分析? Rich ? Lean 4 废气分析之实验例: NEW SENTRA NO catalyst 1. 怠速- 25% - 20% - 15% - 10% - 5% + 0% + 5% + 10% + 15% + 20% + 25% HC (ppm) 213 154 124 106 116 232 176 218 246 257 277 CO% CO2% 13 O2% λ NEW SENTRA 怠速 0 1 =1 HC CO CO2 O2 5 2. 固定于 2000rpm - 25% - 20% - 15% - 10% - 5% + 0% + 5% + 10% + 15% + 20% + 25% HC ppm 89 93 61 80 106 127 169 210 243 311 338 CO% CO2% O2% λ 3. 故障实验 RPM HC(PPM) CO (%) CO2 (%) O2 (%)λ正常 800 226 1.