一、毕业设计目的与要求
1．培养学生综合运用多学科的理论知识与技能，解决具有一定复杂程度的工程实际问题的能力。树立正确的设计思想和掌握现代设计方法；
2．培养学生建立正确的科学研究思想，树立实事求是、严肃认真的科学工作态度。
3．培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，运用国家标准、手册、资料等工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等独立工作能力。
二、毕业论文课题类型
1、 工程设计类课题
工程设计是工程设计人员，根据给定的约束条件，实现工程预定功能，进行构思、规划及表达。机械产品设计类型依据特点分为开发型、改进型、技术引进等三种类型。机械产品设计要求具有有效性、经济性、工艺性和外观质量。
2、 工程技术研究类课题
包含应用研究与开发研究，其中，以应用研究为主，应用研究是以技术为目标，探讨知识应用的可能性，并运用基础研究成果，探索应用的新途径，它着重研究如何将自然科学的理论与知识转化为新产品、新工艺，使自然科学理论与社会相衔接。开发研究是运用研究及经验性的知识，为开发新产品、新装置和新方法，或对现有产品、装置、流程、方法进行重大改进而进行的一系列创造性活动。
3、 软件工程类课题
软件工程类课题侧重于培养学生具备在本专业领域操作、使用计算机的能力，利用计算机技术解决本专业实际问题，使学生得到较全面的培养和训练。 毕业设计（论文）工作，因时间限制通常只进行小规模软件开发。
三、选题
1．自主选题
根据学生本人实践实习所在单位的具体情况，从生产实际出发，结合所学专业知识，从生产实际中取材，进行自拟题目设计。
2．根椐下列课题进行选题
工程设计类：
工程设计类课题的选题内容有：
1）机械产品或机械电子产品的功能设计；
2）机械产品或机械电子产品的总体设计及结构设计；
3）机械产品的动力与传动设计；
4）机械加工工艺过程设计；
5）机械装配工艺过程设计；
6）机械工艺装备设计（包括刀具、夹具、量具、模具等）；
7）专用机床和专业设备设计；
8）机械电子产品的数据采集系统、测试和监控系统、控制系统的设计。
题目示例：
（1）无轨运行运输小车的设计
小车总体设计及行走机构、升降机构设计。
（2）生产线转位装置设计
机械加工生产线中随行夹具转位装置总成、液压传动系统设计及零件设计。
（3）生产线步伐式输送装置设计
机械加工生产线中随行夹具或工件步伐式输送装置总成、液压传动系统设计及零件设计。
（4）回转体零件加工工艺与夹具设计
回转体零件车削或磨削加工工艺设计与夹具设计。
（5）箱体类零件加工工艺与专机设计
箱体类零件加工工艺设计，专用机床设计或组合机床设计。
（6）基于avr单片机的移动式机器人设计
移动机器人的机械结构设计，运动仿真，控制系统和检测系统的硬件电路设计和软件设计。
（7）60吨压力机液压系统与控制系统设计
压力机机械结构设计，液压系统设计，控制系统设计。
（8）清扫机器人结构及驱动控制系统
清扫机器人机械结构设计，液压系统设计，控制系统设计。
（9）组合机床回转工作台结构及控制系统设计
回转工作台机械结构设计， plc控制系统设计
工程技术研究类：
工程技术研究类课题的选题内容有：
1）机械新产品、新设备的研制和开发；
2）机械产品及设备静、动态性能的实验研究；
3）机械产品及设备精度测试和实验分析研究；
4）基础件性能的测试分析和实验研究；
5）新工艺理论及其方法的实验研究；
6）新型刀具制造工艺、参数及切削性能的实验研究；
7）加工过程和设备状态的监控、检测实验研究；
8）各种机电一体化设备、测试仪器和传感器的研制；
9）各种现代设计方法的应用研究和实验分析；
10）设备、工艺装备的优化设计；
11）工艺过程的优化分析；
12）与机械设计、制造相关的计算机辅助工程计算、工况状态估计、系统参数识别、实
验数据的统计分析和曲线拟合。
题目示例：
（1）技术转移在制造型企业技术创新中的应用研究
（2）对货运调度系统的基于主体建模框架原型建构
（3）玻璃模具材料抛光方法的研究
软件工程类：
软件工程类课题的选题内容有：
1）机械产品和零件的计算机辅助设计；
2）机械产品和零件的计算机辅助制造；
3）机械产品和零件的计算机辅助工艺过程设计；
4）工艺数据库和工艺装备管理专家系统设计；
5）计算机辅助决策系统；
6）计算机辅助故障诊断专家系统开发；
7）专业课程的计算机辅助教学课件的设计和开发。
题目示例：
（1）机械零件三维参数化设计与绘图软件编制
进行轴类零件、紧固件、轴承、齿轮、链轮、带轮、密封件等的三维参数化设计与绘图软件编制，每个学生选择其中的2~3种。
（2）零件分类编码系统软件编制
建立零件分类编码系统对零件进行编码，建立零件编码数据库，以visual basic语言 编写主控程序软件，对数据进行各种操作。
（3）pro/e系统中组件库开发设计
三、选题要求
（1）课题要具有真实性；
（2）严禁上网整篇下载剽窃，可以上网查阅资料，并有选择性的引用；
（3）课题原则上一人一题，允许大课题下分若干小课题，但必须说明每人所承担的部分；
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机械设计制造及其自动化专业导论
课程论文
论 文 题 目：谈对“机械设计制造及其
自动化专业”的认识
学 院 名 称：机械与汽车工程学院
姓 名（学号）：
专 业（班级）：
日期：
谈对“机械设计制造及其自动化专业”的认识来到大学已经一年多了，从刚开始对大学生活的憧憬和之前的懵懵懂懂，到了现在应该说对大学生的学习和生活有了一定的认识了。通过了大一一年的努力的学习，转入到了机械设计制造及其自动化专业，虽然我之前专业上过的课和机械设计及其自动化专业有很大的差距，但是我还是很高兴能转到这个专业并将在这个专业继续的学习，成为机械大家庭的一员，我也相信通过我继续的努力，一定能跟得上大家并在本专业的学习中自己的能力能不断地得到提高。
一、对大学学习目的的认识
进入了大学了，我们不会再像高中那样为着考大学这一个简单的目标而把全部的精力投入到学习课本上的知识了，而在大学我们除了要把专业方面的知识学好以外，更应该培养自己各方面的能力。
刚进入到大学的时候，我对大学究竟应该学习什么感到很迷茫，对就去书店买了一些书来看，像《读大学，究竟读什么》，《做最好的自己》，读完之后，再加上自己对大学生活的慢慢了解，有了自己的一些感受。让我感受颇深的一句话是李开复在《给中国学生的第四封信：大学四年应是这样度过》中写到的“如果我们将学过的东西忘得一干二净时，最后剩下来的东西就是教育的本质了。”其实这句话来自教育家b. f. skinner的名言。所谓“剩下来的东西”，其实就是自学的能力，也就是举一反三或无师自通的能力。大学不是“职业培训班”，而是一个让我们适应社会，适应不同工作岗位的平台。在大学期间，对于我们来说学习专业知识固然重要，但更重要的还是要学习思考的方法，培养举一反三的能力，只有这样，大学毕业生才能适应瞬息万变的未来世界。
在上中学时，老师会一次又一次重复每一课里的关键内容，在中学的学习知识时更多地是追求记住知识。但当我们进了大学以后，老师只会充当引路人的角色，我们必须自主地学习、探索和实践。我想走上工作岗位后，自学能力就显得更为重要了。因为微软公司曾做过一个统计：在每一名微软员工所掌握的知识内容里，只有大约10%是员工在过去的学习和工作中积累得到的，其他知识都是在加入微软后重新学习的。这一数据充分表明，一个缺乏自学能力的人是难以在微软这样的现代企业中立足的。而自学能力必须在大学期间开始培养，作为大学生不应该只会跟在老师的身后亦步亦趋，而应当在课前和课后要花更多的功夫去熟悉和理解老师上课的内容。一旦真正理解了理论或方法的来龙去脉，我们就能举一反三地学习其他知识，解决其他问题，甚至达到无师自通的境界。这对我们的大学学习来说是非常重要的。
在大学的学习，除了要培养自学和思考问题的能力，也应该注重对实践动手能力、团队合作能力、社交能力、创新能力等能力的培养。大学作为向社会过渡的一个阶段，对于我们将来走向社会的影响很大，所以在大学里培养适应社会和将来的工作所需要的能力就显得很重要了。而社团作为微观的社会，参与社团是我们进入社会前最好的锻炼，在社团中积极参与各种活动，能有利于我们培养人际交往和沟通的能力，和其他的同学一块合作，积极参与动手实践，对我们的团队合作能力和动手实践能力的培养都有很大的帮助。积极参加自己感兴趣的大赛，最好是和同学合作，以学会如何与人合作，培养团队精神。如果有机会在老师手下做些实际的项目，能加强我们对专业知识的理解，对专业知识的应用有更高的认识，也有助于提高自己的各方面的能力。
在大学我们可能会遇到很多的第一次，而对于第一次，勇敢的迈出第一步，
不要害怕与犯错误。大学是一个不需要为犯错误而付学费的地方，所以我们要积极主动，勇于尝试。大学也有可能会遇到很多的最后一次，所以我们要珍惜在大学里的每次机会，认真负责的做好每一件事情，锻炼自己，这样我们就会有更大的收获
二、对本专业的认识
本专业培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、以机械设计与制造为基础，融入计算机科学、信息技术、自动控制技术的交叉学科，主要任务是运用先进设计制造技术的理论与方法，解决现代工程领域中的复杂技术问题，以实现产品智能化的设计与制造，运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。
一想到我们的专业，大家就不免和工厂里满身油污，手拿冰冷坚硬“铁疙瘩”的工人联想到一起，联系起来，这样一来，很多人就不会选择这个专业。机械设计制造及其自动化是指以计算机技术作为基本技术手段，处理各种数字信息，辅助完成机械产品设计和制造中的各项活动。本专业和计算机和电力等专业的交叉性很强，所要学习和掌握的知识也较多，具有很好的广度适应性，比如，在设备维护、数控维修、环保设备设计等领域的应用。
刚建国的时候，我们连一辆汽车、一架飞机、一辆坦克、一辆拖拉机都造不出来，正是在当时靠着机械类专业人士的不懈的努力，才有了现在的汽车、飞机、大炮。本专业是以培养现代机械工程师为目的的专业，也是我国高校开设得最久的专业之一。多年来，它长盛不衰的奥秘就在于：无论一个社会的文明发展到何等程度，都离不开机械制造，它是人们物质生活用品供应的基本保障。在我国，我国经济取得了大发展，迅速成为世界加工制造大国。目前需要大量的机械设计制造及其自动化专业的应用型高级工程技术人才，尤其是既能利用计算机进行机械产品的辅助设计，又能应用数控技术进行制造的人才非常紧缺，因此本专业有着广阔的就业前景。
三、如何学好本专业
首先，学习好基础知识和专业知识是前提和基础，在大学期间，努力学好基础知识，比如，高数、英语、工程制图、电工、物理、力学等。基础性课程的学习对于我们将来的专业学习都能打下坚实的基础。英语的学习有助于我们汲取国外的知识和他们研究的最新成果，将来在工作岗位上要用英语与外国人交流也是必不可少的。学习好专业知识也是学习的重点，在大学里，我们不仅学习到的专业知识，更要学习到思考问题的方法，我们要真正学到真才实学，为以后的工作奠定下坚实的基石。
其次，参与动手实践是关键。本专业是一个实实在在的专业，具有很强的实践性，因此，在学习中注意注重实践。对于我们来说，掌握计算机的应用也很关键，努力学好一些计算机制图的知识和计算机的应用。金工实习和在专业课里的实践部分有助于加深我们对专业知识的理解和提高我们的专业技能，因此，认真对待每次实习和实验，在实践中思考，不断提高自己。
最后，我们应该善于观察生活。本专业和生活中所遇到的事物密切相关，我们应该善于注意生活中的细节，从生活的细节中加以思考、挖掘，从而学到课本上所不能学到的。要善于发现生活中的问题并简单地加以解决，在生活寻找灵感，这样就能为我们将来的工作积累大量的素材。
毕业设计论文 中文题目对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进方法 学 院远程与继续教育学院 专 业机械设计制造及其自动化 姓 名 安立杰 学 号 06611789 指导教师 林桂清 20 09年 11月 10日 北京交通大学 毕业设计成绩评议 年级 07秋 层次 本科 专业 机械设计制造及其自动化 姓名 安立杰 题目 对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进方法 指 导 教 师 评 阅 意 见 成绩评定 指导教师 年 月 日 评 阅 教 师 意 见 评阅教师 年 月 日 答 辩 小 组 意 见 答辩小组负责人 年 月 日 北京交通大学 毕业设计论文任务书 本任务书下达给 07秋 级 本 科 机械自动化 专业学生 安立杰 设计论文题目对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进方法 一、设计论述内容 柴油机净化的关键是如何有效地消除no和微粒碳烟的生成量。本文应从喷油系统出发提出改进排放的切实可行的方法具有明显的现实意义。通过对铁路内燃机车的了解正确分析现阶段我国铁路内燃机车的现状并提出控制柴油机排放的具体措施。 二、基本要求 从喷油系统出发提出改进排放的切实可行的方法借鉴各国发展内燃机车的情况和自身实践经验开展理论结合实际的研究。 三、重点研究的问题 结合铁路内燃机车的现状提出对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进方法总体思路将其重点研究的方案集中在控制柴油机排放的具体措施上。 四、主要技术指标 1论文题目一般不超过25个字要简练准确可分二行书写 2开题报告由学生认真书写经指导教师签字后的开题报告有效 3摘 要 中文摘要字数应在400字左右包括论文题目、搞要、关键词3至5个英文摘要与中文摘要内容要相对应 4目 录 按三级标题编写要求层次清晰且要与正文标题一致主要包括摘要、正文主要层次标题、参考文献、附录等 5 正 文 论文正文包括绪论或前言、慨述等、论文主体、结论。工科论文要求符合科技论文格式正文文字应在15000字以上 6参考文献 必须是学生本人真正阅读过的以近期发表的杂志类文献为主图书类文献不能过多且要与工作直接相关。 7附 录 含外文复印件及外文译文、有关图纸、计算机源程序如 果安排有毕业实习需提供毕业实习报告等。 五、其他要说明的问题 论文要用统一的毕业用纸用中文打印b5或手写。手写每页20行每行2000字用黑或蓝黑墨水工整书写打印正文用宋或楷体小四号字版面上空2.5cm下空2cm左右空2cm靠装订线一侧增加0.5cm空白用于装订。 对字体和字号的要求如下题目用一号分两行书写时用小一号黑体字第一层次一题序和标题用小二号黑体字题序和标题之间空两字不加标点下同第二层次一题序和标题用小三号黑体字第三层次1题序和标题用四号黑体字第四层次1题序和标题用小四号黑体字第五层次以下标题和题序与第四层次同。 下达任务日期2014年7 月23日 要求完成日期2014年11月 10日 答辩日期 2014年11月 28日 指导教师林桂清 开 题 报 告 题 目对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进方法 报告人安立杰 2014年08月25日 一、文献综述 柴油机净化的关键是如何有效地消除noχ和微粒碳烟的生成量。文章从结构系统出发提出了改进排放的切实可行的方法具有明显的现实意义。柴油机的有害排放取决于柴油机混合气形成及缸内燃烧过程而这些归根到底是由喷油、气流、燃烧系统以及缸内工作特质的配合所决定的。 二、选题的目的和意义 柴油机净关键是如何有效地消除noχ和微粒碳烟的生成量。恰恰这两项排放物的生成规律常常是互相矛盾的。因此任何一个单项措施总有它的负面影响。人们总是在采取某项措施的同时应用另一项措施来加以补救和平衡。最后常常是多项措施的综合应用才使排放性能达到一个新的水平。柴油机是一个多性能、多工况、多因素综合影响的统一体再加上各种各样的排放净化措施如何进行优选、折中和综合控制是一个极为困难和复杂的问题。柴油机的电子控制和综合管理是有效解决这一问题的最佳途径也是使各种机内净化措施得以充分发挥效用的保证。在所有净化措施中喷油系统的改进无疑是最为重要的环节。 三、研究方案 车用柴油机中常用的机械燃油喷射系统有两大类直列泵系统和转子分配泵系统。直列泵系统包括直列多缸泵、单体泵和泵喷嘴系统多用于大、中型车用柴油机上。转子分配泵系统有端面凸轮驱动的ve泵系统和内凸轮驱动的径向对置柱塞系统多用于轻型客车和柴油
轿车的小型高速柴油机上。上述各系统都是应用柱塞往复运动、脉动供油的方式工作。总 结出五种控制柴油机排放的具体措施。 四、进度计划 8月27日9月15日 分析题目查阅资料学习与毕业设计相关的知识作好前期准备工作。 9月16日10月10日 划分论点进行方案论证撰写论文。 10月11日11月10日 划分论点进行方案论证撰写论文撰写毕业并征求导师意见修改毕业进行毕业论文的评议。 五、指导教师意见 题目符合当前铁路的发展要求研究方案可行进度安排合理可以进行下一步工作。 指导教师林桂清 2014年 8 月 25 日 中期报告 题目对柴油机喷油系统排放控制技术切实可行的改进方法 报告人机械设计制造及其自动化 安立杰 一、总体设计 柴油机净化的关键是如何有效地消除noχ和微粒碳烟的生成量。文章从结构燃油系统出发提出了改进排放的五种切实可行的方法具有明显的现实意义。柴油机的有害排放取决于柴油机混合气形成及缸内燃烧过程而这些归根到底是由喷油、气流、燃烧系统以及缸内工作特质的配合所决定的。 二、基本框架 1.排放污染及危害 2.柴油机有害排放的形成机理 3.影响柴油机有害排放的因素 4.柴油机排放控制 三、进展情况 已经完成推迟喷油提前角降低noχ排放燃油高压喷射降低微粒碳烟排放这一部分其他部分还不能汇总资料搜集不齐只有个别部分成形后面还需继续努力。 四、指导教师意见 按照进度计划进行确定的整体思路符合任务书的要求框架结构合理可以进行的撰写工作。 结 题 验 收 一、完成日期 2014年11月10日 二、完成质量 基本上符合要求结构较完整层次较清楚。能运用所学专业理论知识结合铁路企业特点完成论文具有一定的分析问题解决问题的能力。 三、存在问题 如能多增加实际运用中具体案例说明问题会更好。 四、结论 毕业论文进行过程中态度较认真基本按照任务书的要求查找资料总结现场存在的问题并能够与老师联系、沟通。按时完成了开题报告、中期报告、初稿的写作并对初稿进行了反复修改基本上达到了的写作要求。经检查可以结题。 中 文 摘 要 摘要通过研讨内燃机有害排放物的形成机理、有害排放物的危害、有害排放物的影响因素、柴油机排放的控制措施较好地反映了柴油机排放控制技术的最新发展和目前采用的新技术、新方法。实用性强。主要从喷油系统出发提出改进排放的切实可行的方法有效地消除nox和微粒碳烟的生成量。柴油机净关键是如何有效地消除noχ和微粒碳烟的生成量。文章从喷油系统出发提出了改进排放的五种切实可行的方法具有明显的现实意义。 关键词柴油机排放控制措施 english abstract abstract: harmful emissions from internal combustion engines through the discussion of the formation mechanism of the hazards of harmful emissions harmful emissions factors diesel emission control measures better reflects the diesel emission control technology the latest developments and the current adoption of new technologies new methods 。 practicability. mainly from the fuel injection system this paper proposes practical ways to improve emissions effectively eliminating nox and particulate soot generation. clean diesel engine the key is how to effectively eliminate noχ and particulate soot generation. article from the starting fuel injection system is proposed to improve emissions five kinds of practical ways with obvious practical significance. key words: diesel engineexhausting control 目 录 中文摘要。.。.。.。.。.。.。.。 引言。.。.。.。.。.。.1 第一章 排放污染及危害。.。.。.。.2 1.1 发动机的废气成分。.。.。.。.。2 1.2 有害排放的危害。.。.。.。.。.。3 第二章 柴油机有害排放的形成机理。.。.。6 2.1 co的形成。.。.。.。.。.。.。.。.6 2.2 hc的形成。.。.。.。.。.。.。.。.6 2.3 nox的形成。.。.。.。.。.。.。.。.8 2.4 微粒。.。.。.。.。.。.。.8 2.5 臭味的生成。.。.。.。.。.。.。.。12 第三章 影响柴油机有害排放的因素。.。.。.。.。.。14 3.1 燃料 。.。.。.。.。.。.。14 3.2 喷油正时。.。.。.。.。.14 3.3 喷油系统。.。.。.。.。.16 3.4 燃烧方式和燃烧室形状。.。.。.。.。.。.18 3.5 气流组织和多气门技术。.。.。.。.。.。.21 3.6 增压对排放的影响。.。.。.。.。21 3.7 过
量空气系数对排放的影响。.。.。.。.21 3.8 柴油机的排放特性。.。.。.。.。23
第四章 柴油机排放控制。.。.。.。24 4.1 燃烧方式和燃烧室形状。.。.。.。.。.。.24 4.2 喷油系统。.。.。.。.。.35 4.3 柴油机电控燃抽喷射系统。.。.。.。.。.42 第五章 总结。.。.。.。.。.。47 参考文献。.。.。.。.。.。.。.。4 引 言 内燃机经过100多年的不断改进。已经成为一种热效率高、功率大、使用寿命长、工作可靠操价方便、价格低廉的产品。目前为止尽管对其他新型动力装置进行了许多开发研究丁作井取得了很大进展应用上也做了不少工作但在比质量、比体积、可靠性、可控性、价格和寿命力面还存在许多问题在短期内还难以与内燃机相比。但内燃机尤其是车用内燃机废气排放中的有害物质对环境造成的污染也越来越严重。对人类的健康和动植物的生长构成了严重威胁。在大城市。车用内燃机的废气排放是大气污染的主要污染源之一。为保护环境维护人类的生存环境世界各国都采取措施制定了日益严格的限制内燃机排故的法规和限制标准。为了达到排放的要求。采用了一系列的新方法、新技术和新借施。 通过学习柴油机各种排放物的危害研讨内燃机有害排放物的形成机理、有害排放物的影响因素、柴油机排放的控制措施较好地反映了柴油机排放控制技术的最新发展和目前采用的新技术、新方法。实用性强。从喷油系统燃烧系统电控共轨技术出发提出改进排放的切实可行的方法有效地消除nox和微粒碳烟的生成量。 第一章 排放污染及危害 1.1 发动机的废气成分 发动机的废气主要是n2c02有害排放主要是指cohc和nox通常指n02及nox发动机的废气成分及废气中有害排放的份额见图1-1----图1-4。汽油机的废气中。n2占72.c02占17.02及其他古9.36:有害排放占1 。64。 汽油机废气的有害排放中co占85hc占5 nox占8其他占2。柴油机的废气中n2占75.2 c02占7.1 o2及其他占16.88有害排放占0.82。 柴油机废气的有害排放中co占35.4 hc占amp54nox占35.4其他占20.66。 由上面的图可以看出汽油机的废气所占的比例占1.64比柴油机大占0.82但是由于柴油机的过量空气系数1.2一2.2比汽油机的过量空气系数0.8一1.2大柴油机的废气总量比汽油机大。在废气的有害排放中汽油机主要是co占85氮氧化物含量很少占8而在柴油机中co的含量比汽油机少 34.5但是氮氧化物比汽油机多得多占35.4. 1.2 有害排放的危害 1.2.1 co的危害 co是不完全燃烧的产物是一种无色、无刺激、无味的气体。co与血液扫血红蛋白的亲和力足与氧的亲和力的300倍人休吸人后会在血液中取代氧而形成牢固的血红蛋自、影响氧气输送。人体吸人co后会由于缺氧会感到疲劳引起头晕、恶心等中毒症状甚至导致窒息死l大气中各种浓度的co的毒害见表1-1 co的另一种危害是促使no向no2转化使光化学烟雾增加。 城市大气中的大部分co是汽车排放的co是汽车排气中浓度较高的有害成分co在大气低层停留的时间较长泉计值常常超过允许值应特别引起注意。 1.2.2 hc的危害 由第一章可知燃油由各种碳氢化合物形成的烃类物质组成。大部分烃类化合物对人体健康无直接的影响。hc是燃烧后生成的多种碳氢化合物的总称其中含有少量醛类甲醛和内烯醒和芳香烃〔最后组成苯丙花。每种化合物的量很少、但其共同作用十分明显甲醛、丙烯醒具有强烈气味对鼻、眼呼吸道的粘膜有刺激作用可引起结膜炎、鼻炎等。苯丙花是一种致癌物质。汽车密集的城市癌症和发病率比汽车排污少的地区高得多。此外碳氢化合物与氮牡化物发生光化学反应会形成化学烟雾。 1.2.3 nox的危害 氮氧化物主要是-氧化氮和二氧化氮。 no是一种无色无味的气体毒性不大在空气中能生成no2但高浓度的no对血液有毒性作用。能使神有nono2n2o3n2on2o4no3统称为nox汽车排气中排出的经麻痹使中枢神经瘫痪及痉挛 no2是一种红棕色气体有强烈的刺激性气味是汽车排气中恶臭物质成分之一、被吸人肺部时能与肺部的水分结合生成可溶性硝酸有刺激作用严重时会引起肺气肿。在强烈阳光下会发生光化学反应形成二次污染。 1.2.4 光化学烟雾的危害 hc和nox混合在一起在强烈阳光照射下会产生一系列复杂的光化学反应产生臭氧和各种化合物。臭氧o3具有很强的氧化性和毒性如果空气中o3的深度为5x10-5以上人在1h内就会死亡化合物中含有甲醛、丙
稀醛、硫酸等这些化合物会产生毒性较大的饯蓝色烟雾即光化学烟雾。光化学烟雾会阻碍视线刺激眼睛引起咳嗽并能致癌使植物枯萎并会使受应力的橡胶件开裂。 1.2.5 硫化物的危害 在有害排放物中还有燃油中硫分燃烧后生成的硫化物主要是so2它是无色气体有强烈气味有很强的腐蚀性会刺激呼吸系统粘膜引起 喉管发炎。so2氧化后生成so3so3与空气中的水发生作用会生成硫酸随雨雪降落形成酸雨、酸雾腐恤建筑物、车身造成土壤酸化破坏农作物与森林影响自然界的生态平衡。 硫化物对催化装置也有危害少量的so2吸附在催化剂表面会使催化剂劣化导致催化剂更换次数增加。 1.2.6 碳烟的危害 碳烟是因为排气中含有碳粒所致。碳粒是指排气中的固体及液体的凝结物。一般认为碳烟本身无毒但碳粒常夹附有吸及其他碳氢化合物如致癌的多环芳香烃、苯丙花等。不同直径的碳粒对人休的影响不同如表1-2所示。碳粒的颗粒越小在空气中悬浮的时间越长最小的颗粒可在空气中悬浮达一周以上这就增加了这些颗粒与人体接触的机会。 另外碳烟沉淀后呈黑色使环境的清洁度变差。 与柴油相比汽油机排出的碳粒很少只有柴油机的1/20--1/50。 第二章 柴油机有害排放的形成机理 柴油机的有害排放包括cohcomox和硫化物及微粒。 2.1 co的生成 co的生成主要是由于燃烧时缺氧所致对于柴油机来说其主要原因 是局部缺氧。 柴油机排放的co是燃料姗烧的中间产物。当燃烧继续进行时co与o2及氧化物再化合生成co2再化合时缺乏o2或氧化物或燃烧温度低、滞留时间短、不能完全化合将产生co。co的形成与碳烟极为相似都与有效氧含量有关结果使柴油机中co浓度的变化也大致与碳烟成比例。 柴油机在小负荷运行时由于燃油温度低且氧化反应弱co的排放量较低。当过量空气系数超过一定界限时不管温度是否增加由于o2的浓度低和反应时间短再化合反应会减少随柴油机负荷的增加co的排放量增加。 怠速时工作温度低喷油速度慢喷雾质量差。燃烧不完全。co排放高。co排放在某一转速时最低当转速增加或减少时其排放浓度均增加。对于一定的喷油提前角来说只存在一个最佳转速在此转速下燃料燃烧完全co浓度较低。 柴油机的平均过量空气系数大于1 co的排放量要比汽油机小得多只有在负荷很大接近si烟界限时才急剧增加。 2.2 hc的生成 柴油机排放中的hc是由原始燃料分解的燃油分子。或者是由重新化合的中间化合物。如醛、醇、酚等组成。 由于柴油机是喷油压燃燃油在燃烧室中的停留时间比汽油机短得多因而受冷激效应、狭隙效应、油膜吸附、沉积物吸附作用很小。这是柴油机的hc排放较低的主要原因。 柴油机燃烧室中由喷油器喷入的柴油与空气混合所形成的混合气可能太稀或太浓。使柴油不能自燃或火焰不能传播。如在喷油初期的滞燃期内可能因油气混合太快而使混合气过稀产生未燃烧的hc。而在喷油后期的高温燃气中可能因油气混合不足使混合气过浓或由于燃烧淬熄产生不完全燃烧产物随排气排出但此时较重的hc多被碳烟微粒所吸附构成微粒的一部分。 柴油机hc的生成量、种类与柴油随负荷的增加、燃空比f/a二混合气中的燃料质量kg/空气质量kg的增加而增加。当负荷变化时喷油量改变而喷油量的变化会引起喷柱燃油的分布状况、沉积在上面的油量、气缸燃油压力和温度以及喷柱持续时间的变化图2-1在怠速和极小负荷情况下喷油集中在心部贫油火焰外围区温度低。 化合速度慢易产生未燃烧的烃hc的排放量很高如图34所示在喷柱的外缘由于混合过度而造成混合气过稀而不能发火或维持燃烧这一区域叫负汕火焰州围区随柴油机负荷增加未燃烧的烃随温度的升高而 被氧化未燃烧的烃的排放量下降。因此柴油机在怠速或小负荷运转时的hc排放量高于全负荷工况。但当温度于分高时由于某些原始燃料分子分解在烃基和中间化合物之间发生再化合反应的可能性增大此时hc排出物中较重的hc组分增多。 喷油结束后喷油器的残油腔容积指喷油器嘴部针阀下游的压力室容积及各喷油孔通道的容积仍充满柴油。这部分柴油在燃烧后期和膨胀初期有部分被汽化并以液态或气态低速穿过喷嘴孔进人气缸缓慢地与空气混合从而错过主燃期研究证明残油腔容积中的柴油大约有五分之一左右以未燃烧的hc形式排出这是因为一部分较重的hc仍留在喷嘴中而有些离开的柴油则发生了氧化后燃。 与汽油机一样火焰在壁面上淬熄也是柴抽机hc排放的一个来源它取决于柴油喷柱与
燃烧室壁面的碰植情况。采用油膜蒸发混合的柴油机尽管在特定工况下有较好的性能但在冷起动时有大量未燃的hc以微粒状排出排气冒白烟因此已基本被淘汰。 2.3 nox的生成 同汽油机一样柴油机排放中的nox是在燃烧过程中原子氧和氮在高温高压下化合的结果柴油机排放的nox中主要是no. no排人大气后又氧化为no2。负荷增加时燃空比增加nox浓度也增加。而当nox浓度达到最大值后再增加燃空比nox浓度反而下降。这是因为当燃空比随负荷增加而增加时。温度上升。n0x的浓度上升而达到最大nox排。