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),,则汽油与空气燃烧的化学反应可表示如下:CHn+1/ψ*(1+n/4)*(O2+)?xCO+yCO2+zCHn+uO2+VH2+wH2O+1/ψ*(1+n/4)*()其中ψ为当量比(equivalenceratio1/?),而燃烧产物则可能包括CO2,CO,H2O,H2,O2,N2,NOX,HC,及燃烧中间产物,如OH,CH2,CH2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HoribaMEXA441GE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CO2,H2O,N2,此时的CO2浓度最高,即为CO2的上限。%,故CO2≦%。若不完全燃烧,则燃烧产物应同时包括CO与CO2。考虑最极端的情况,若所有的CO都没有氧化成CO2,会有O2剩下,%。若排气中同时包括CO与CO2,%≦CO+CO2≦%。(2)在ψ<1,空气太多,会有O2剩下,燃烧产物中CO2与CO的浓度会较ψ=1时低,故CO+CO2≦%。(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CO2,CO,H2O,H2,HC,与N2。若不考虑H2与HC,因排气中若含有H2与HC会使CO与CO2浓度降低,则将水气滤掉后CO及CO+CO2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=,%,而l<ψ<,%≦CO+CO2≦%。表(1)CO,CO+CO2与HC浓度与ψ的关系3二、4Gas分析?Rich?Lean4废气分析之实验例:-25%-20%-15%-10%-5%+0%+5%+10%+15%+20%+25%HC(ppm)2131541241061162321762**********CO%%% SENTRA =-25%-20%-15%-10%-5%+0%+5%+10%+15%+20%+25%HCppm899361801061271692**********CO%%%(PPM)CO(%)CO2(%)O2(%) SENTRA =、利用排气废气估计空燃比之原理(考虑CO,CO2,与HC之浓度)若已知排气中CO,CO2,与HC之浓度,可计算空燃比如下:假设化学反应式为:CHn+1/ψ(1+n/4)(O2+)?xCO+yCO2+zCHn+uO2+VH2+wH2O+1/ψ(1+n/4)()(1)其中ψ为空气燃油比例之当量比。由碳原子平衡可得:x+y+z=1(2)由氧原子平衡可得:x+2y+2u+w=2/ψ*(1+n/4)*(3)由氢原子平衡可得:zn+2v+2w=n(4)由于在废气分析仪中水分已被去除,每一莫耳碳原子与空气反应所产生的气体总莫耳数为Σ=x+y+z+u+v+1/ψ*(1+n/4)*(5)将(