活塞顶岸间隙对HC排放的影响。气缸壁激冷效应气缸激冷面是指靠近缸壁的一层约0.5mm厚的混合气。这层混合气受低温缸壁的冷却作用,火焰不能正常传播。由于火焰的淬灭现象,这一薄层内的未燃HC进入排气。
燃烧室沉积物的影响进气阀、燃烧室壁面和排气阀上的沉积物呈多孔型结构,可以作为缝隙容纳燃料成分,被吸附其中的燃料不完全燃烧,释放出大量的未燃HC,约占总HC排放量的20%~30%,致使稳定工况和变工况时发动机的HC排放量增加。通过理论计算可知,未燃HC在燃烧室沉积物中的吸附和释放过程非常快,而且仅发生在燃烧期内。影响燃油在沉积物中的吸附和释放过程的*大因素是燃油在沉积物中的亨利常数。另外还有发动机缸内的气体压力、混合气浓度、沉积物的厚度。
润滑油膜的影响若燃料中混有润滑油或气缸壁上存有润滑油,排气中的HC排放增加,这是因为润滑油膜对燃油蒸气有吸收和释放作用。不同的环保节能燃料和润滑油对HC排放的影响不一样,影响因素主要为燃料在润滑油中的溶解度和扩散率,如用异辛烷作燃料时,每加入0.6cm3润滑油,排气浓度增加1×10-3。
由Henry定律,可求得平衡状态时溶解于润滑油中的燃料蒸气浓度。扩散时间常数Sd=D2/D,式中D为气缸壁润滑油膜厚度,D为燃油蒸气在润滑油中的扩散系数,其值约为10-6cm2/s或10-5cm2/s。通过计算可知,燃油在沉积物中的扩散系数约在1×10-11~1×10-10m2/s范围内,亨利常数值为2MPa~2.5MPa,与燃油在润滑油中的扩散速率和各工况下油膜的亨利常数值一致。所以沉积物中残留的润滑油是控制沉积物形成的未燃HC排放量的关键因素。
燃料不完全燃烧当发动机运行时,混合气过浓或过稀,或者是怠速和低速低负荷工况时,残余废气稀释严重,在某些循环中可能引起火焰传播不完全,甚至完全断火,从而产生大容积可燃混合气的激冷现象,致使未燃烃的排放量显著升高。燃油中烷烃类比例增大,可使HC排放浓度降低,而增加燃油中芳香烃的比例会使HC排放增加。通过在单缸发动机上燃用汽油-正己烷和汽油-二甲苯混合燃料的试验研究,结果表明:碳氢排放量与汽油中正己烷或二甲苯掺混比例成线性关系。