冬季汽车「尾气白烟」为何部分车辆才会出现?

问题概述:

  • 随着气温的逐渐降低 , 汽车尾气又开始不断出现白色烟雾了;但为什么有些车会冒白烟 , 有些车却不会 , 而且同一台车有些时候也会看不到尾气烟雾呢?
这是冬季汽车比较常见的现象 , 原因其实并不难理解 , 重点是基本都不是故障引起;因为汽柴油包括天然气燃烧后的主要产物就是「H20-水」 , 这是燃料自身成本绝对的结果 。
燃烧的本质其实就是可燃物的氧化还原反应 , 以碳氢化合物(各类烃类物质)为主的燃油 , 燃烧后产生的水量可能是超出很多汽车用户想象的 。 比如汽油每燃烧一升就能产生271克的水 , 目前使用的汽油是E10标准的乙醇汽油 , 无水乙醇燃烧1L会产生929克的水;那么以10%的比例替代无铅汽油 , 清洁汽油的标准则为【1L≈336.8克】 , 是不是很多呢?
冬季汽车「尾气白烟」为何部分车辆才会出现?文章插图
水的形态
  1. 气态-水蒸气
  2. 液态-水
  3. 固态-冰
在不同的温度环境中 , 水会呈现为三种形态;常压标准下超过100℃就会成为气态 , 相信这是都了解的科学常识 。 所以即使发动机运行时会产生很多的水 , 但也不会“淹缸”或者浸泡排气管路 。
因为汽油燃烧的过程中会产生热能 , 火焰温度可以达到1200℃;缸内温度也是超过1k标准的 , 所以燃烧过程中的水会是气态 , 而且这些水直到排出车外都有可能持续为气态 。
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排气系统的结构包括:排气歧管 , 前端消音器 , 三元催化器 , 尾段消音器和尾管;三元催化的功能是利用催化剂(铂铑钯)与氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物进行反应 , 分解出水、二氧化碳和氧气 。
然而催化反应也许需要热能的 , 启动催化的标准温度在200℃以上 , 实际催化器的极限温度可以接近800℃;那么排气歧管和前后管路的温度之高也就可想而知了 , 尾气中的水蒸气总会是气态 。 直到达到尾段消音器的冷却隔板时 , 温度还会在200℃左右 , 冷却之后才会低于100℃ 。
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「遇冷凝结」是水蒸气的特点 , 如果尾气中含有大量的水蒸气 , 并且尾管的温度被低温空气冷却到很低的话;那么水蒸气就会在尾管上凝结为液态水 , 从尾喉喷出或者从消音器预留排水孔滴出 。 然而在冬季冷启动阶段往往不会有冷却水 , 原因有两点 。
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差异解析原因:冬季尾气以「水雾」为主 , 原因是冷启动热车阶段中 , ECU行车电脑会主动加大喷油量 , 而且要提高转速到1200rpm左右 。
这要比正常的怠速标准高400转 , 那么进排气的压力就都会比较大;尾气在排气管中的流速也会更高 , 那么含有大量水蒸气的尾气就无法与低温尾管有效接触并凝结 。 结果只能是快速的喷到空气中 , 在低温空气里凝结为水珠;然而空气温度越低则承载水分子的能力就会越差 , 超过其绝对湿度标准后就会形成雾气——雾的本质就是>绝对湿度 , 水珠悬浮在空气中的特殊气象 。
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问题:为何有些时候看不到尾气的水雾呢?原因其实有两点 , 其一为空气温度会随时变化 , 清晨的温度可能是零下 , 而正午就会是零上十余摄氏度;此时空气承载水分子的能力就会更强 , 冷却凝结的能力会更差 , 所以就很难看到水雾了 。
同时热车状态中的怠速转速会下降到800rpm左右 , 尾气的压力是会变低的;于是就会有充足的时间在消音器里凝结为水 , 而预留排水孔往往是在最低位 , 且是在车尾往内部的位置 。 滴水不容易被发现 , 但并不代表不会产生水 。


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