汽车排放污染控制

汽车排放污染控制（精选12篇）

汽车排放污染控制 篇1

0 引言

汽车的排放污染主要产生于发动机燃料燃烧后所排放的废气中,以及供油系燃料蒸发泄露和发动机废气溢出所散发的有害气体。汽油机的主要污染物成分是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)。另外,发动机燃烧后所排出的大量二氧化碳(CO2)所导致的温室效应也不容忽视。

1 汽车排放污染物的主要成分及其危害

1.1 一氧化碳(CO)

CO是发动机中因空气供给不足或其他原因造成的不完全燃烧时所产生的一种无色、无味但有剧烈毒性的气体。由于CO和血液中有输氧能力的血红素蛋白(Hb)的亲和力比氧气和Hb的亲和力大200~300倍,因而CO能很快和Hb结合形成碳氧血红素蛋白(CO-Hb),使血液的输氧能力大大降低,造成心脏、头脑等重要器官严重缺氧。轻者可使中枢神经系统慢性中毒而受损,引起头晕、恶心、头痛等症状;严重时会使心血管工作困难,直至死亡。

1.2 碳氢化合物(HC)

碳氢物(也称烃)包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解的产物和部分氧化物。单独的HC只有在浓度相当高的情况下才会对人体产生影响,但是当HC和N02(二氧化氮)混合在一起,经强烈阳光照射后产生的高浓度臭氧,会对人的眼睛、呼吸器官及皮肤等产生强烈的刺激。当甲醛、丙稀醛等气体浓度超过1×10-6时,就会对眼、呼吸道和皮肤有强烈刺激作用;浓度超过25×10-6时,会引起头晕、呕心、红白球减少、贫血;超过1000×10-6会急性中毒。

1.3 氮氧化物(NOx)

氮氧化物是燃烧过程形成的多种氮氧化物,如NO、NO2、N2O3、N2O5等,总称为NOx。NO通过呼吸道及肺进入血液,产生与CO相似的严重后果。在内燃机中主要是NO,约95%;其次为NO2,占5%。NO是无色无味气体,只有轻度刺激性,毒性不大,高浓度时会造成中枢神经有轻度障碍,NO可被氧化成NO2。NO2是一种棕红色强刺激性的有毒气体,其含量为0.1×10-6时即可嗅到,1×10-6~4×10-6就感到恶臭。NO2吸入人体后,和血液中血红素蛋白Hb结合,使血液输氧能力下降,它对心脏、肾、肝都会有影响。NO2使植物枯黄,是地面附近大气中形成臭氧的主要因素。

1.4 微粒

微粒(也称颗粒)对人体健康的危害与其大小及组成有关。微粒愈小,悬浮在空中的时间愈长,进入人体肺部后停滞在肺部及支气管中的比例愈大,危害愈大。小于0.1um的微粒能在空中作随机运动,进入肺部附在细胞的组织中,有些还会被血液吸收;0.1~0.5 um的微粒能深入肺部并粘附在肺表面的粘液中,随后会被绒毛所清除;大于5um的微粒常在鼻处受阻,不能深入呼吸道;大于10um的微粒可排除体外。微粒除对人体呼吸系统有危害外,由于其存在孔隙而能粘附在HC、NO2等有毒物质或苯丙芘等置癌物中,因而对人体健康造成更大危害。

2 排放污染物浓度的影响因素

汽车废气中CO、HC和NOx三种有害气体的影响因素比较多,主要为可燃混合气的空燃比、点火提前角、发动机的转速和负荷、燃料以及发动机的内部结构等。

2.1 可燃混合气空燃比的影响

空燃比(A/F)对CO、HC和NOx的影响如图一所示。

理论上燃料完全燃烧时所需要的空燃比为A/7=14.7。汽油机在正常的火焰传播与燃烧时,混合气的空燃比通常为10~18。由于混合气成分的不同,使燃烧速度产生很显著的差异,结果产生不同的排气成分。汽油机空燃比与排气有害成分的关系如图一所示。从图中可以看出,供给浓混合气时,NO减少而CO、HC增多;供给略稀的混合气时(经济混合比附近),CO、HC减少而NO增多;供给稀混合气时,NO、CO减少而HC增多。从发动机负荷分析表明,发动机满负荷时,燃烧不完全,生成的CO量增多;中等负荷时,混合气略稀,燃烧效率最高,CO、HC减少但NOx增多;在怠速和小负荷时,NOx排放量减少而CO和HC显著增多。

2.2 点火提前角的影响

点火提前角对CO的生成量影响不大,但对HC和NOx的影响较大,见图二和图三。

由图二和图三可知,随着点火提前角的增大,HC和NOx生成物都会急剧增加,其原因与燃烧时的速度、压力、温度等有关。当点火提前角增大到一定值后,由于燃烧时间过短,HC和NOx生成量便有所下降。当然,正确调整点火正时是非常必要的,过迟的点火提前角会使发动机动力下降,油耗增大,工作不稳。

2.3 发动机转速和负荷的影响

汽油发动机怠速运转时,由于混合气过浓,混合气燃烧不充分,CO、HC排放量较大。提高怠速运转可使CO、HC排放浓度下降,这是由于进气节流减少,充气量增加,残余气体稀释有所减少,使燃烧得到改善的缘故。随着发动机转速的增加,混合气变薄,燃烧室内气体的紊流增加,改善了混合和燃烧,使排气中的CO、HC含量减少。发动机转速对不同空燃比混合气的NO的生成速度有所影响。当用较浓混合气时,由于散热时间短,燃烧室内温度升高,NO生成的速度有所不同;反之,当用稀混合气时,由于燃烧过程相对于曲轴转角增大,燃烧峰值温度反而下降,NO生成速度较慢。当转速达到最大转速的65%~75%时,废气中的NO达到最大值。

2.4 燃料

汽油成分对NOx排放影响较大,而对CO排放影响较小,对HC的排放总量影响不大。汽油组成的芳烃、稀烃等成分的含量对汽车排放有一定的影响。芳烃虽能提高汽油的辛烷值,但同时会增加发动机的沉积物和CO的排放量。稀烃是生成进气阀胶质沉积物的主要成分,减少汽油中芳烃、稀烃含量可大大降低汽车排放对大气的污染程度。

3 汽油机废气污染物的控制技术

汽油机排放控制的主要技术措施可分为三类:改进发动机燃烧过程以减少有害物质生成的机内净化技术、在排气系统中采用化学或物理方法对已生成的有害物质进行净化的机外处理技术,以及对来自曲轴箱和供油系统的有害物质排放物进行净化的非排气污染控制技术。后两类也统称为机外净化技术。

3.1 机内净化技术

机内净化技术主要有EFI电控汽油喷射系统、推迟点火提前角、EGR废气再循环、燃烧系统优化设计(包括紧凑的燃烧室形状、改善气缸内气流运动、合理提高压缩比、提高进气充量、减小不参与燃烧的间隙容积、提高点火能量)、可变进气系统(包括可变进气系统、可变进气门机构)、可变排量发动机、稀薄燃烧及缸内直喷式汽油机等。

(1)燃烧系统优化

燃烧系统优化技术包括燃烧室形状优化、改善气缸内气流运动、合理提高压缩比等。

(1)燃烧室形状优化

燃烧室形状优化原则是尽可能紧凑,面容比S/V要小,火花塞装在燃烧室中央位置以缩短火焰的传播距离。

(2)改善缸内气流运动

静止或层流混合气的火焰传播速度一般不超过lm/s,而湍流时可高达l00m/s以上。因此,提高气缸内混合气的湍流程度,有助于混合气快速和完全燃烧。

(2)废气再循环控制系统(EGR)

废气再循环技术是一项广泛应用的技术,用来降低NOx的浓度。EGR通过使一部分废气流回进气管来降低最高燃烧温度,抑制NOx的生成。但EGR率过大会使燃烧恶化,燃油消耗率增大,HC排放上升。电子控制废气再循环系统可实现非线性控制,控制范围和自由度大,更符合净化的实际需要。

(3)可变进排气正时系统(VVT)

采用多气门技术,减少进气阻力,提高充量系数。还可采用气门连续可变正时控制和升程控制技术实现发动机随转速和工况的变化达到最佳的充气效率,这是使尾气排放达到欧IV排放限值的重要技术。

(4)稀薄燃烧技术

由于闭环电喷系统是以牺牲经济性为前提,而稀薄燃烧技术是为了兼顾汽车排放经济性而开发的,它主要采用稀燃、速燃和层燃技术。采用稀薄混合气可较全面地降低有害排放物和提高压缩比,既减少了污染物排放,又提高了汽车的经济性。

(5)汽油机缸内直喷技术(FSI)

汽油机缸内直喷技术是将汽油直接喷到燃烧室内与空气混合、燃烧,同时具有汽油机和柴油机的优点。汽油机直喷技术和稀薄燃烧技术相结合,直喷技术使均匀燃烧和分层燃烧成为现实,可以极大地提高混合气的混合程度,更精确地控制燃烧过程的空燃比,从而达到完全燃烧,可有效降低未燃HC的排放。汽油机直喷技术可增大发动机的压缩比,提高发动机的热效率。

3.2 机外净化技术

(1)二次空气供给

二次空气供给系统是在排气管的上段设置一个反应器,通过空气泵、控制阀、单向阀和喷射管等引入适量的新鲜空气,在高温下,令CO和HC在热反应器内继续燃烧(生成H2O和CO2),从而进一步减少了CO和HC的排放量。有的发动机则向三元催化器提供二次新鲜空气,以使CO和HC在催化器内获得更充分的氧化反应。

(2)三元催化净化装置

三元催化净化器的催化剂为铂、铑、钯和钌等贵金属,铂和钯为氧化剂,使CO和HC发生氧化反应,生成CO2和H2O。铑为还原剂,使NOx脱氧,还原成N2并释放出O2。O2又促进了CO和HC的氧化。

3.3 非排气污染物控制

非排气污染物控制是为了控制汽车排放中占20%的曲轴箱窜气和占20%的燃油系统蒸发,包括曲轴箱强制通风装置和燃油蒸发控制系统。

参考文献

[1]曹红兵.汽车理论[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]王务林.汽车排放控制[M].北京:机械工业出版社,2007.

[3]汽车排放污染物的成份和危害性的分析[EB/OL].http://www.aqtd.cn/aqlw.

汽车排放污染控制 篇2

汽车排放污染物的防治

摘要：本文论述了汽车尾气的各种污染成分以及他们对环境和人的.危害.提出了很多关于汽车尾气的治理方法如:燃油的改用、发动机内部的调整、发动机内部和外部的净化处理、车辆控制的行政管理.根据北京研究的结果表明,最简单最好的控制办法就是必须大力发展公共交通,限制小客车保有量过快增长,或限制其过度使用.作 者：丁新隆 作者单位：天津交通职业学院汽车工程系期 刊：科技信息 Journal：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：,(18)分类号：X5关键词：汽车 污染 防治

汽车尾气排放控制现状与对策 篇3

关键词：机电设计；尾气排放；汽车检修

中图分类号：U427.9；TK41l 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）05-0061-01

汽车在使用时有时会排放出大量的尾气，这是一种不正常的现象。汽车尾气排放主要与两个因素有关：

第一个因素为与使用的汽油质量有关，如果用户使用了劣质的汽油，有机能尾气排放会不正常；

第二个因素为与汽车设备运行的情况有关，如果汽车机电设备出现故障，汽车的尾气排放可能就会增加。

1 汽车尾气排放控制的原理

汽车尾部排放的气体，就是指汽车内部燃烧气油以后，将燃烧剩下的物质排放出来，这种物质为含有大量杂质的气状物质。如果汽车内的汽油能够充分燃烧，则尾部汽体的排放较为正常，不会有太多黑色的一氧化碳物质；

反之，则会出现大量黑色的、未充分燃烧的一氧化碳气体，即形成汽车尾气排放异常的问题。

汽车尾气排放主要从两个途径完成，第一个途径为汽油燃烧后，燃烧剩下的物质由曲轴箱、燃烧供给系统排出；有时汽车烧料箱内汽体蒸发也会带来尾气排放异常的问题。

2 汽车尾气排放控制的要点

从汽车尾气排放异常控制的原理可以看到，如果要控制汽车尾气排放，需要从以下两个方面着手。

第一个方面为控制汽油机尾气排放的控制设计，旧式的汽车不太重视汽油机尾气排放控制技术的应用，随着人们环保理念的增强，目前人们已经开始研究汽车尾气排放控制的技术，该类技术通过控制汽油燃烧的速度、温度来让汽油充分燃烧；

第二个方面为优化汽车机电内部气体的送入来让汽油充分燃烧，这是一种通过调整汽车内部及外部结构，让汽车机电能够补充充足气体促进汽油充分燃烧的技术。

这两方面的技术通常会被复合使用，令汽车汽油能够完全被充分利用，令汽车尾气排放优化。

另外，现在人们也提出了汽车外部过滤，净化尾部气体的技术。

3 汽车尾气排放控制的策略

3.1 汽车喷油嘴的故障问题

汽车喷油嘴的设计不当，可能会出现汽车机电设备不能完全让汽油炼燃烧，导致尾气排放不正常的问题。

第一个问题为喷油提前角度计不当的问题，部分汽车的机电设计不合理，让提前角太小，令汽车发动机内的最高温度不足，使汽油中的碳不能完全燃烧。

为了让汽油燃烧充分，必须调整汽车喷油提前角的角度，控制汽油的燃烧温度、时间、燃比。一般汽车的喷油提前角可设置为28 °～35 °， 分隔式的结构可将喷油提前角设计为16 °～20 °。科学的设置喷油提前角可以提高汽油燃烧率及控制汽车的烧烟。汽车喷油嘴的设计原则与发动机的转速有密切的关系，一般可应用转速高时提高喷油提前角度；反之则降低喷油提前角度的原则科学的调整汽车喷油嘴的角度。

3.2 优化汽车内部发动机的设计

汽车内部发动机的设计如果不够合理，可能会出现汽油燃烧不够彻底或煤烟无法顺利排放的问题。发动机内部优化的内容包含以下几个方面。

3.2.1 第一个方面是正曲轴箱通气系统的优化

该系统负责把气缸窜入曲轴箱的气体送入进气岐管中，令气体能被充分燃烧，汽油的燃烧是否充分与氧气是否足够有密切的关系，如果汽车中的氧气不足，可能会带来碳元素无法充分燃烧形成一氧化碳的问题，这一内部结构的优化强化了气体的送入。

3.2.2 第二个方面为排气再循环设计的问题

部分汽车没有重视排气再循环的利用，使汽车内部的氧气送入不足，引发汽油燃烧不充分的问题，如果把汽车发动机排气口用控制阀与进气岐管连接起来，就能将排出的空气再次送入，让未能完全燃烧的气体再次被充分燃烧，减少汽车尾部废气的排放；

将化油器浮子室中的汽油蒸发的气体再次导入进气管道，让油箱中蒸发的未被完全燃烧的气体再次得到燃烧的机会，使汽油能够充分的燃烧。

3.3 优化汽车外部净化器的设计

外部净化器是指汽车排放的尾气可能存在氧燃烧不够充分的问题，此时的气体为黑色的、有毒的一氧化碳气体，如果应用外部催化剂，则能通过空气净化的原理指导有毒的一氧化碳气体变为无毒的二氧化碳气体。

目前较常使用的外部净化器技术为曲轴箱强制避风、二次空气喷射、安装加热反应器等技术，通过实践证明，这类技术能够有效的把一氧化碳变为二氧化碳，减少汽车尾部气体的异样排放。

比如目前使用的一种“三元催化剂”技术就是能够智能的分析汽车尾部排放的HC、CO、NOX这三种有毒的气体，然后有效的中和这类气体，使汽车尾部的汽体能被净化。

在水箱增设水洗技术也能令汽车尾气得到净化，这是一种让汽车排出的技术经过一次液体过滤，应用活性炭截留一氧化碳的技术，它的应用原理为碳物质在通过液体时，体积扩大被截留，一般的气体则能顺利通过液体。

汽车外部净化器的使用必须在调整了汽车喷油嘴角度及完成了内部结构的优化以后才能使用的技术，否则会浪费汽车使用的成本。

4 结 语

汽车在使用时有时会排放出大量的尾气，这是一种不正常的现象。汽车尾气排放主要与两个因素有关：

第一个因素为与使用的汽油质量有关，如果用户使用了劣质的汽油，有机能尾气排放会不正常；

第二个因素为与汽车设备运行的情况有关，如果汽车机电设备出现故障，汽车的尾气排放可能就会增加。

本文首先介绍了汽车尾气排放检测的原理，接着分析了控制要点，最后提出了应对策略。通过实践证明，本文提出的策略是切实可行的。

参考文献：

[1] 李莲华.浅谈汽车尾气污染与防治[J].科技资讯，2013，（33）.

[2] 马云.汽车尾气污染的危害及其控制对策[J].北方环境，2013，（3）.

汽车排放污染的分析与控制 篇4

汽车是现代文明的产物,随着近年来汽车保有量的不断增加,汽车污染已经成为一个严重的环境问题。有关调查表明, 一辆技术状况良好的汽车在运行中,每天约排放CO3 kg、HC 0.2 kg～0.4 kg、NOX 0.05 kg～0.15 kg;若汽车技术状况不良,排放的污染物将成倍增加。在中国大城市市区,汽车排放污染物CO和HC占排放总量的60%～70%,NOX约占30%。为了保护环境,必须重视汽车污染危害的严重性,并采取各种有效的对策,确保将汽车污染排放降到最低限度。

1在用车辆排放的影响因素

(1) 发动机的形式和技术。如发动机的冲程数;使用发动机的类型,包括柴油机、汽油机、转子式发动机或其他发动机;采用的燃料喷射、涡轮增压以及其他技术;自动或手动变速器。

(2) 所使用的尾气、曲轴箱和蒸发排放控制系统。如使用的催化转化器、废气再循环(EGR)、二次空气喷射、燃油蒸汽回收系统等。

(3) 发动机参数的变化情况、磨损情况以及保养情况。

(4) 是否使用汽车空调以及车辆的负载情况。

(5) 车用燃料的品质。如含杂质量、沉淀物、硫分、馏程特性、组成成分(如芳烃、烯烃含量)、添加剂(如铅含量)、氧含量、汽油的辛烷值、柴油的十六烷值等。

2在用车辆尾气排放控制的难点

我国在对在用车辆实施排放控制方面存在着以下一些难点:

(1) 在用车改造难度大。目前,我国登记在册的在用汽车品牌很多,各种车辆都有自己固有的技术参数,各项参数是相互制约、相互依存的。为了控制车辆的排放指标,在对车辆的某一参数进行调整时,就有可能改变车辆的动力性、经济性、可靠性甚至安全性;在对其某一排放指标采取技术措施予以控制时,可能导致其他排放污染物的增加或衍生出其他甚至对环境和人体造成更大影响的化学污染物。因此,对某种车型进行控制排放的改动时,需要长期反复验证,综合考虑,而且一种改造措施可能只对某一车辆使用是有效的,对其他车辆就无效甚至有害。

(2) 涉及层面广泛,难以整齐划一。

(3) 技术条件不充分。要对在用汽车排放污染进行控制,技术难点多,而且难度深。汽车排放的机内外净化,涉及汽车设计、制造和使用中多学科、多方面相关的理论问题和具体工艺问题,制定有效、适用、合理而经济的方案,需要大量的人力、物力和财力的投入。

(4) 资金投入问题。无论采用何种控制措施,都牵扯到车主的资金投入问题。要使车主再投入大量的资金对在用车辆进行改造,实非易事。虽然保护大气环境系我国的基本国策,但完全靠政府投资实现对全国上千万在用机动车进行控制排放的技术改造也是难以做到的。在对在用机动车排气控制的实践中,必须突破简单的常规的思维模式,努力寻求可行的途径和方案,才有望使工作成功推进,避免造成社会的负面影响和工作中的被动局面。

3在用车辆排放控制的技术对策

3.1 改进燃油品质

燃油品质的优劣直接影响着汽车发动机的燃烧过程和燃烧效果,在用车辆燃料的改进要与车辆的品质相适应。在用车辆尽量使用高标号无铅汽油,辛烷值越高,抗爆震的效果越好。但是,不是汽车使用汽油的标号越高越好,在用车辆燃料的改进要与车辆的品质相适应。具体应按使用说明书规定的汽油标号加油。

3.2 增加排气净化附加装置

对于采用排气净化附加装置降低车辆排放这一途径,在学术上和实践中都存在着不同的见解。如采用闭环电控喷射加三效催化反应器这项技术对汽油的品质要求比较高,如果汽油中铅含量过大,那么氧传感器和三效催化反应器就会中毒失效。

真空延迟阀是通过推迟汽车发动机的点火达到降低燃烧过程中氮化物排放的一种装置。我国汽车发动机定型产品点火时间的调节往往限定在一定的范围内,对此,可将汽车发动机点火时间适当推迟,但一般不应超过4°,否则将会给汽车的整车性能造成很大的影响。

由于许多附加装置都只对应一种车型进行专门匹配,才能保证车辆发挥正常的作用,因此采用排气净化附加装置也不是最佳的降低车辆排放途径。

3.3 改造车辆的燃料供给系统

把在用车辆改造成两用燃料汽车,也可以降低在用车辆的排放污染。改造后的汽车,使用天燃气或液化气作为燃料后,虽然减少了排气中HC和CO的含量,但是没有抑制住NOX的含量,并且改造后的汽车相对于原来的发动机都会有一定的功率损失。

3.4 定期对车辆进行检查维修

汽车排放污染是由于车辆性能指标不稳定或恶化造成的,它的内在原因有很多,如:燃料品质不高,发动机冷却系工作不正常,发动机的燃料供给系、点火系和配气机构、曲柄连杆机构等技术指标调节不当或零件损坏,汽车底盘各项参数调整不当导致运行阻力过大,车辆超负荷运作,燃料供给系密封不良,曲轴箱通风装置工作不良,废气再循环装置失灵,发动机某些部位的积炭,驾驶人员操作不当等等。因此,需要有资质的技术人员定期对车辆进行全面检测、诊断,以保证车辆各项指标性能稳定,减少和消除由于故障或参数变化而造成的排放污染。

4在用车辆排放控制的最佳途径

由上述分析可以看出,目前采用完整的汽车检查维修体系是控制汽车排放污染的最经济、合理、有效的途径。其优越性有:①能消除排放超标的内在原因,保证车辆正常的排放状况;②不需要改变汽车原有的技术参数和装备,投入资金少,容易被用户接受;③为车辆排放控制的进一步实施奠定了坚实的基础。

5结束语

总之,我国在用车辆尾气排放控制是一个涉及到车辆的燃油品质、本身技术、维护保养、法规建设、交通管理以及道路建设等方面的一个复杂的系统工程问题。本文从技术方面进行分析,认为使用清洁的燃料、完善车辆的维护、增强人们的环保意识、注意对在用车辆的日常保养与定期维护、建立一个完善的检修体系来控制车辆排放污染,是最经济最有效的办法。

参考文献

[1]龚金科.汽车排放污染及控制[M].北京:人民交通出版社,2005.

[2]王盛良.汽车故障诊断与检测技术[M].北京:中国农业出版社,2010.

[3]叶美桃.我国城市汽车排放污染状况分析及防治对策[J].机械管理开发,2007(6):124-126.

[4]杨玉林,程雨梅.城市汽车排放污染的影响因素及防治污染研究[J].长春大学学报,2006(12):111-115.

汽车排放污染控制 篇5

自从20世纪40年代洛杉矶发生了世界上第一个由于汽车排放造成的严重光化学污染事件后，随着汽车的发展和数量的增加，世界各地多次发生由于汽车排放造成的污染事件。其中有欧洲的雅典、美洲的墨西哥和亚洲的曼谷等地发生的污染事件。

洛杉矶盆地位于美国的西海岸，既是一个有名的汽车城，也是有名的烟雾城。洛杉矶首次光化学烟雾发生在20世纪40年代，当时全市的800多万辆汽车是产生空气污染的最大元凶。洛杉矶的居民和游客饱尝了这种烟雾之苦，它刺激眼睛，灼伤喉咙和肺部，引起胸闷等，对人体健康的影响是长期的。调查表明，当时在洛杉矶长大的儿童肺功能因此下降了10%～15%。据估计，洛杉矶空气污染对人体健康造成的影响折合经济损失大约在100亿美元左右。雅典是一个人口超过400万的城市，一面临萨罗尼克海湾，三面环山，复杂的地理气候条件使得污染物在雅典盆地不易扩散。20世纪70年代末以来，雅典市区的汽车尾气排放量大大增加，致使经常出现光化学烟雾。雅典有80万辆小汽车和卡车，多数已经使用了10年以上，还有1．7万辆老式柴油出租车，5000辆车况差的公共汽车和23万辆摩托车。这里阳光强烈，气温较高，再加上风速比较小，常出现逆温，所以在大气中很容易出现高浓度的污染物聚集，特别有利于臭氧和二氧化氮的形成。以1991年为例，雅典空气质量未能达到健康标准对人体健康构成危害的天数高达180天，而且臭氧和二氧化氮浓度较高，又多出现于夏季高温，生病住院的人数成百上千地增加。

汽车排放污染控制 篇6

近日，欧盟通过汽车碳排放法案，要求到2015年汽车的碳排放量达到120g/Km。

2007年5月，欧盟曾提出一个新的减碳战略目标，要求汽车厂家在2012年实现CO₂排放量减少为120g/km。欧盟解释这个新战略目标是基于汽车产业、消费信息和鼓励购买节油型轿车的财政措施的自愿承诺。1995～2004年，欧盟15国所销售新车平均的CO₂排放量从186g/km降至163g/km。在自愿承诺中，欧洲汽车制造商表示到2008年他们将使新车的C02排放量降低到140g/km。而日本和韩国的汽车业将在2009年实现这个目标。欧洲委员会的审查意见指出，如果不采取进一步的措施，那么汽车制造商自愿承诺的120g/km的目标将不能准时实现。

此前，欧盟曾经提出过一个汽车尾气排放标准，要求到2012年欧洲生产新车二氧化碳排放量达到平均130克/km。环保主义者认为，这是欧盟在汽车制造商的强大压力下，被迫做出了“可悲的投降”。因为，这个标准大大高于原计划设定的120克/km的目标。

同时，欧洲各大汽车制造商也展开了强有力的游说活动。许多汽车制造商宣称，要达到130克/km的水平将是“一场激烈的商业战斗”，实行新标准后每辆新车的成本将提高3650～4800欧元。因此，新标准不仅“在技术上不可行”，还可能导致全欧洲范围大量工厂关闭、数万人失业、欧洲汽车产业将丧失国际竞争力。大众、奔驰和宝马三大公司总裁联名向欧盟写信抗议，欧盟轮值国主席，德国总理默克尔也威胁如果不修改目标，必将阻止欧盟提议通过。

2007年12月19日，欧盟汽车碳排放标准草案出台，要求欧洲汽车制造商到2012年要把新出厂汽车的二氧化碳排放量减少到每公里120克以下。其中，汽车制造商具有法律约束义务的减排目标为每公里130克，另外10克的减排量可通过“其他补充方式”实现，包括提高空调节能性、改进轮胎以及推广使用生物燃料等措施来实现。草案建议的惩罚额度是从2012年开始，每公里排放量超过限额1克课税20欧元，征税标准根据汽车销售量递增。从2015年开始罚款标准增至95欧元。同时协议规定，罚款最低标准为5欧元，最高标准则是95欧元。如果一辆汽车的排放达到4克每公里或者更高，则将被处以最高罚款。

就在同一天，布什签署了《能源独立和安全法案》，计划在2022年前将可再生能源产量提高到360亿加仑/年，并将轿车和轻型卡车2020年的平均油耗规定为35英里/加仑，较目前的水平提高40％。这是美国30多年来首次提高了汽车燃料经济性标准，并要求将生物燃料产量提高到现在的4倍。

2008年12月1日，在德国的反对下，欧盟各国政府代表和欧洲议会达成汽车减排协定，一致同意推迟到2012年再开始对65％的新生产轿车征收排放限额税，到2013年则将征税范围扩大到80％，到2015年覆盖面将达到100％。而此前歐盟委员会曾经提议，2012年开始就在欧盟范围内对所有新出售的轿车设定排放限额。

此外，欧盟还决定减轻对超过排放限额的汽车生产商实施的惩罚措施，对减排份额的分摊做出了安排。新协定草案要求德国汽车生产商减排49％，而法国和意大利的汽车生产商则最多只用削减15％的排放。协定对德国有一定的倾斜，一方面拒绝强迫法国和意大利汽车生产商承担更多减排份额，因为这样德国生产商的负担就会小得多；另一方面，通过在3年内逐步实施碳排放总额限制以及减少对违规行为的罚款，使德国能更容易地脱离困境。

在放宽2012年排放限额和惩罚标准的同时，欧盟各国代表一致同意到2020年引入更严格的碳排放限额标准，即每公里二氧化碳排放不得超过95克。但是，2020年的减排目标还需要依赖效果评估才能确定，到2014年将最终确定2020年的汽车限额。

英国议员马丁·卡拉南说，这个协定“总体上这反映了环境需求和汽车工业之间的平衡，做出妥协经历了一个痛苦的时刻。”绿色和平组织继续指责政客们向汽车行业屈服，破坏了遏制全球变暖的斗争，认为欧盟的妥协决议是对汽车生产商的软弱表现。

2008年，由于金融危机对欧洲汽车工业冲击巨大，面临严峻局势，汽车厂家乘机要求废除这一协议。所以欧盟对汽车厂家作出了进一步的让步，把实施时间推迟到2015年。

美国在这方面也在加紧行动。2002年加州通过一项新的法案，要求截至2016年前，汽车生产商在加州销售的汽车必须将温室气体排放降低30％。美国环保署在收到来自布什政府的干预后，拒绝批准加州的法律。理由是，过高的标准对汽车工业来说造成太大的负担。

但是，奥巴马看好加州的计划，他表示，“美国政府绝不会成为革新政策的绊脚石”。新的环保署署长杰克森已经表态为加州的新法案放行，目前，已经有13个美国联邦州加入了该计划。奥巴马说：“对汽车工业来说，这意味着2011年起出厂的新车将受到新标准的规范。毫无疑问的是，我们的目的绝不是再加重汽车工业的负担。而是要帮助美国的汽车工业，更好地应对未来的挑战。我们的义务不仅限于为在经济危机中蒙受重创的企业提供短期帮助。我们必须帮助它们为明天生产汽车，使汽车工业具有持久生命力和活力，在未来的数十年里立于不败之地。”美国正在研究对不同行业的碳排放总量进行管制并建立碳排放交易体系的立法。

2008年5月19日，奥巴马正式提出新的全国汽车减排节能计划，要求在2016年前各汽车生厂商出产的轿车和卡车平均油耗达到每加仑35.5英里，同时减少30％的尾气排放。这个新计划将使美国在未来5年内原油使用量减少18亿桶，温室气体排放量减少9亿吨，其减排效果相当于限制公路上1.77亿辆汽车行驶，以及关闭194家煤电站。

2008年10月23日，俄罗斯政府公布的745号决定规定，从11月14日起对进口轿车车身征收15％的高额关税，每个车身的最低税额不得低于5000欧元。这一决定实际上是禁止外国公司在俄罗斯进行SKD组装(即半散件组装)，同时鼓励在俄罗斯进行CKD组装(即散件组装)，这种组装包括焊接和喷漆等全部工艺。该决定不涉及那些已经与政府签订了汽车工业组装协定的外国汽车生产商。因为，他们只进口尚未喷漆的汽车车身，不属于征收高关税的范围。这一政策的实施对中国汽车生产商非常不利，因为，中国公司在俄罗斯主要进行SKD组装。

12月10日，普京总理签署了提高汽车进口关税的政府令。新关税的实施期限为9个月。其中，排量在1500～1800CC的轿车进口关税为报关价值的30％，且总关税不低于每CC排量1.5欧元(原关税为25％，且不低于每CC排量1.25欧元)。

排量在1800～2300CC的轿车进口关税为报关价值的30％，且总关税不低于每CC排量2.15欧元(原关税为25％，且不低于每CC排量1.8欧元)。

汽车排放污染控制 篇7

在汽车电站排放物中,微粒(PM)占到0.15～0.30 g/m3[1],它是黑烟的主要成份.图1为汽车电站试验中排烟的林格曼黑度图,在机组冷启动和负载发生改变时,其烟度最高可达4.3 Rb,黑度在林格曼四级以上.

汽车电站发电机组属于中型发电机组.接近发动机端的排气温度可达200 ℃以上.图2为某汽车电站在夏季白天空载工作10 min和夜晚带载运行10 min时,红外成像仪拍摄的视在温度图,由图2可观测到排气管和出口附近温度最高,排烟温度达到了70 ℃以上(视在温度).

2 汽车电站烟度与温升控制机理分析

对于汽车电站的排烟而言,采用排气后处理技术降低碳烟排放,达到控制烟度效果.在众多排气后处理系统中,微粒捕集器(DPF)以其碳烟过滤效率高,背压损失小,可再生等优点,成为最优的选择.

对于柴油机排气系统,主要热源有排气管和排放尾气两部分.对排气管采取隔热保温材料,对排放的尾气采用水浴或水洗处理可达到理想的降温效果.

3 综合控制方案的设计

研究表明,采用单一的壁流式DPF(wall-flow DPF),能在怠速和加载等稳定工况下达到较好的吸收碳烟的效果,但对于启动、加减速特别是低室温冷启动工况时,效果一般,仍有大量黑烟产生,这是由于在瞬态工况下,燃烧温度、空燃比、空燃混合、燃油雾化气化等条件不稳定,燃烧不完全,从而产生大量碳烟,因此在瞬态工况下应采取其他方法.通过研究,铁铬铝金属(图3)组成的新型过滤材料,具有高透气率和高捕集率等优点,且机械强度好,可作为瞬态工况下的碳烟吸收材料.但随着捕集的进行背压不断增大,使其不适于在移动电站整个工作时间段内用作碳烟过滤体.并联DPF和铁铬铝材料作成的袋式过滤器,在稳态和瞬态下分别切换相应支路,对吸收黑烟有良好效果.但单一使用该系统,无法满足降温的需要.

对于排气的红外抑制而言,水洗消烟系统是较好的选择,可使温度下降80%;由于净化液采用了碱液,对碳烟有20%的净化作用.

DPF的再生需要较高的温度[1](400～500 ℃),这是中小型机组无法达到的.在DPF载体表面涂敷铂、钯、铑等催化剂后,再生温度可下降至250～350 ℃,但仍要求将DPF安装在靠近发动机的出气口侧以提高再生温度.如图4所示,将排气管外一层包覆保温隔热材料后再将外二层涂敷低发射率涂料,既有利于排气管的红外辐射控制,又有利于达到DPF再生所需要的温度.保温隔热材料可选择岩棉,因为其导热系数小且能储存目标发出的热量,同时有利于吸声,性价比高,无毒.低发射率涂料可采用性能优良、价廉易得的Al粉,因为其高反射性有利于降低发射率.综上,系统方案由图5表示.

采用阀门控制DPF和袋式金属纤维过滤层两路的通断,启动和改变负载等瞬态工况下采用支路2;稳定工况下切换到支路1.碳烟经任一路过滤后,均通向水洗消烟冷却箱,一方面冷却排气温度,另一方面由于碱液等组成过滤液,并内置有液相和气相2层过滤层,可进一步消烟并吸收其他有害气体.液体高度设置为10 cm,体积约为排量10倍以上,在确保气液充分反应的基础上,移动电站在坡度为±45°的缓坡上运行不漏液.

4 实验验证

4.1 实验器材

双柴油机组,单机功率30 kW,排量3.8 L.采用热电偶布设在关键测试点,采集温度信号,通过Fluke数据采集器,存储于计算机并实时显示;采用FTY-100不透光烟度计测量烟度值;采用水柱式U型管测试净化系统的排气背压;其他仪表用于柴油机工况测试.实验用仪器仪表如表1所示.

4.2 实验结果分析

4.2.1 过滤效率分析

如图6所示,瞬态工况下,由于燃烧条件突变,导致燃烧不完全,机组产生大量碳烟,冷启动工况下,光吸收系数高达1.78 m-1;稳态工况下,机组平均光吸收系数在0.23 m-1以上,自由加速阶段,机组光吸收系数可达1.44 m-1.采用消烟系统后,启动工况的光吸收系数可降为0.24 m-1,过滤效率为86.5%;自由加速阶段可降为0.18 m-1,过滤效率为87.5%;而怠速阶段的光吸收系数可降到0.004以下,过滤效率高达99%以上.

4.2.2 系统排气背压分析

系统排气背压随着时间的增加而呈递增趋势,前20 min内增加较快,主要是由于发动机转速、进气量不断上升,碳烟不断被吸附阻挡所致;20～70 min内,增加较为缓慢,这一阶段由于排气流速、流量增加,致使部分碳烟被吹走,从而降低了背压的增加速度;70 min后,微孔的吸附作用与排气喷力达到了动态平衡,背压趋于稳定;自由加速阶段,由于燃油消耗和进气量进一步上升,产生大量碳烟颗粒,使背压进一步上升,如图7所示.

4.2.3 排气温度分析

如表2所示,该系统无论在怠速工况还是自由加速工况下,对排气温度的降温作用都十分明显,怠速工况下,降温幅度为83.7%;自由加速工况下,降温幅度能达到85.2%.怠速下降温后气体基本达到室温的要求.

5 结 束 语

采取消烟降温等综合措施的后处理系统,能使其排放所带来的烟度与温升等问题得到较好解决.整套系统对碳烟的捕集效率可达86%以上,温度下降85%以上,排气背压低于14 kPa.对系统的放置和水洗系统的设计,汽车电站可在45°以下的倾斜坡度工作而不影响其效果.对其他移动电站的排烟处理也有一定的借鉴作用.

摘要：针对汽车电站柴油发电机组排烟所带来的烟度与温升问题,通过光学和红外控制机理的研究,设计出系统控制方案.实验结果表明,采用岩棉材料保温、DPF和袋式金属纤维两路过滤净化、水洗消烟系统过滤降温的方式,可以达到良好的净化、降温的效果.经测试,采用了该控制方案后,排气背压低于14 kPa,过滤效率高达99%,降温幅度在85%以上.

关键词：汽车电站,烟度,红外,冷却净化系统

参考文献

[1]龚金科.汽车排放污染及控制[M].北京:人民交通出版社,2005:71.

汽车国五排放控制技术研究及应用 篇8

根据以上内容, 在轻型汽车上进行国五排放的研究和开发就非常必要并具有重大的意义, 响应了国家的节能、环保的要求, 同时能掌握一定的排放控制新技术, 能提高汽车企业的技术水平、品牌, 继续保证企业产品在行业的技术领先性。该项目是响应国家节能减排号召, 为满足汽车国V排放法规要求, 开发具有完全知识产权的排放后处理技术, 对催化器涂层技术及氧传感器等进行了创新。

1 技术要点及创新点

1.1

采用新的催化剂涂层技术, 对催化剂涂层添加新型氧化铝 (γ-Al2O3) 和鈰锆粉 (Ce Zr O) 材料, 使涂层的BET (比表面积) 大大增加, 贵金属催化剂的分布更加均匀, 防止局部堆积, 且涂层耐高温性大幅提高, 能有效防止烧结。

1.2

添加新型鈰锆粉氧化物, 通过Ce3+/Ce4+变价反应, 调节排气管中氧浓度, 实现三种污染物同时高效转化。

1.3

采用600目 (每平方英寸600个孔) 薄壁载体, 降低载体的热容 (相对于400目载体, 热容降低约19%) , 使得催化剂起燃更快, 提升车辆低温状况下的污染物处理效果, 尤其对HC和CO的转化有很大作用。之前的前后载体均采用400目载体, 壁厚为6.5mil (0.1651mm) , 优化后前催载体壁厚为3mil (约0.0762mm) , 后催载体壁厚为4mil (0.1016mm) 。

1.4

在传感器方面, 采用双氧传感器闭环控制, 其中前氧采用A/F空燃比型氧传感器, 不仅能检测排气中氧浓度的高低, 而且能够直接测定空燃比, 使得发动机空燃比的调整更加及时、精准, 同时降低油耗和发动机原始排放。

2 与国内外同类研究对比情况

国内轻型汽油车的催化剂普遍采用的是普通的涂层技术, 其缺点是涂覆后的贵金属分布不均, 且容易堆积, 涂层的耐高温性不足, 容易烧结导致催化剂失效;另外, 使用的多为400目载体, 壁厚较厚, 热容较高, 在低温条件下不利于污染物的转化;使用的是普通氧传感器, 其输出信号使得ECU对发动机的喷油控制总在理论空燃比附近剧烈波动, 或浓或稀, 增加油耗且不利于燃油充分燃烧。本项目技术的采用克服了以上缺点。

3 结束语

此技术不仅能够满足国五排放法规, 并且能够带来显著的经济效益和社会效益, 首先使匹配的车型贵金属用量平均下降约30%, 每年节约资金约2 252万元。其次, 在满足国家V阶段排放要求的同时, 减少对贵金属的使用, 有利于促进社会的节能减排, 以便更好地利用矿产资源。另外, 项目的实施能够有效提高公司的自主创新能力, 并促进汽车行业的技术进步和经济建设, 具有良好的社会效益。

摘要：随着汽车排放法规对排放污染物的要求越来越高, 除了采用发动机机内净化技术外, 排放后处理的控制技术研究也至关重要, 此举能够用较小的成本和对整车较低的改动实现排放水平的升级, 本文着重论述了采用新型催化器涂层技术和空燃比传感器来满足汽车国五排放法规。

汽车排放污染控制 篇9

1.1 汽车的排放污染物

汽车发动机的燃烧过程是汽车产生排放污染物的主要来源。发动机燃烧过程是燃油 (碳和氢的化合物) 和空气 (氧和氮的化合物) 在高温条件下发生激烈氧化反应的过程, 从而为汽车行驶提供动力。发动机内燃油的燃烧分为完全燃烧和非完全燃烧2种。

完全燃烧产物有:二氧化碳 (CO2) 、水蒸气 (H2O) 、过剩的氧气 (O2) 和氮气 (N2) 等。二氧化碳尽管对人体无害, 但会长期滞留在大气中破坏臭氧层, 使地球表面温度升高, 即所谓温室效应。为了减轻温室效应的影响, 许多城市公交车将烧燃油改为烧天然气, 用以降低二氧化碳的排放量。

非完全燃烧产物有:一氧化碳 (CO) 、碳氢化合物 (HC) 、氮氧化合物 (NOX) 、铅微粒 (Pb) 、碳微粒 (碳烟PM) 和硫化物等。

1.1.1 一氧化碳

一氧化碳是在气缸内由于氧气不足或氧气混合不均匀情况下生成的一种无色无味的气体。它与人体内的血红蛋白有高度的亲和力, 会破坏血红蛋白的正常输氧功能, 造成一氧化碳中毒, 即所谓“煤气中毒”。一氧化碳中毒轻者会出现贫血、头晕、头痛症状, 重者会致人死亡。此外, 大量的一氧化碳在城市上空会常年不散, 对大气层环境造成严重的破坏。

1.1.2 碳氢化合物 (HC)

汽油、柴油的主要成分是碳 (C) 和氢 (H) , 碳和氢通常是以各种烃类分子存在, 当其不能完全燃烧时就会生成碳氢化合物等有害物质。尤其苯类等有机化合物是致癌物质, 如果人长期接触这种物质会诱发肺癌、皮肤癌和胃癌等多种癌症。近些年来, 各种癌症的发病率居高不下, 与汽车排放没有得到有效的控制和治理不无关系。

1.1.3 氮氧化合物 (NOX)

氮氧化合物是空气中的氮在气缸内高温 (2 000℃) 条件下, 被氧化生成带有刺激性的褐色气体, 包括一氧化氮、二氧化氮等, 合称为氮氧化合物 (NOX) 。它会引起人的视觉、呼吸系统疾病, 产生如肺水肿、眼膜炎等疾病。此外, 二氧化氮还会在大气层中形成酸雨, 给植物和农作物带来危害。

1.1.4 氮氧化合物 (NOX) +碳氢化合物 (HC)

此2种污染物的混合物悬飘于空中, 在太阳光紫外线的照射下会产生所谓的“光化学烟雾”, 它会使植物枯萎死亡, 加速橡胶制品和建筑物老化。此外还会使空气中的臭氧层浓度增大, 使人感到头痛和呼吸困难。如美国洛杉矶、日本东京和欧洲一些地区上空都曾发生过类似“光化学烟雾”的现象。

1.1.5 其他排放物

其他排放物有铅微粒 (Pb) 、碳微粒 (碳烟PM) 、硫 (S) 或硫化氢 (H2S) 等。汽油中加入铅的化合物 (四乙基铅) , 可提高汽油的辛烷值, 增强汽油的抗爆性能。我国曾长期使用各种型号的含铅汽油来减小汽油发动机的爆燃, 随着科学技术的进步, 各种牌号汽油的含铅量越来越低, 甚至出现了无铅汽油。无铅汽油其实就是含铅量限制极严的低铅汽油。当科学技术发达时, 真正的无铅汽油应用将不再遥远。碳微粒 (碳烟PM) 是碳 (C) 不完全燃烧的结果, 柴油机比汽油机碳烟更为严重, 对人体呼吸系统更有害。硫 (S) 是排放的控制指标之一, 硫化氢 (H2S) 有着类似臭鸡蛋的气味。

1.2 汽车排放污染给人类带来的影响和危害

汽车作为人类交通运输和代步工具, 已经进入千家万户而成为现代交通的重要组成部分。汽车在全世界的保有量每年按3 000万辆的速度增长, 到2010年全球汽车保有量将突破10亿辆, 2020年我国汽车保有量将突破1.5亿辆。目前, 我国是世界第四大汽车生产国和第三大汽车销售国, 按“十一五”规划, 到2010年我国汽车产、销量将达到900万辆, 汽车保有量将在6 650万~8 431万辆之间, 其中民用汽车保有量将达到5 500万辆。作为国民经济支柱产业的汽车工业, 可拉动国民经济的高速增长, 对实现GDP翻两番的目标起到了强大的推动作用。

但是, 我们应清醒认识到, 汽车保有量的猛增, 使城市的交通拥堵已成为不争的事实, 并成为环保的最大污染源。我们只有一个地球, 城市承担污染的能力有限。由于汽车排放带来污染和对生态环境的破坏, 近些年来天空乌云密布, 城市上空很少见到蓝天, 气候异常、变化无穷, 各地不断出现的水灾、旱灾、雪灾、风灾、森林大火、酸雨及酷热天气等自然灾害, 无不说明环境破坏给人类带来的影响和恶果, 也是自然界对人类破坏环境的最大惩罚。

1.3 控制汽车排放物污染改善环境的紧迫性

面对繁忙的汽车, 拥堵的交通, 严峻的污染形势, 防范和治理迫在眉睫, 1辆汽车每年排出的污染物比自身重量大3倍以上。目前世界各国都十分重视汽车排放的治理工作。欧洲各国从1992年开始, 逐步实施了欧洲排污控制的欧Ⅰ (1992年实施) 、欧Ⅱ (1996年实施) 、欧Ⅲ (2000年实施) 、欧Ⅳ (2005年实施) 和欧Ⅴ (2008年实施) 汽车排放限量标准。1987年, 我国公布了《中华人民共和国大气污染防治法》把便捷、舒适、高效的汽车运输与汽车的排放污染治理统一起来, 使我国环保走上法制化轨道。同时, 国家环保局参照欧洲标准制定了我国2000年-2010年的国Ⅰ (从2000年开始) 、国Ⅱ (从2004年开始) 、国Ⅲ (从2007年开始, 延期至2008年) 、国Ⅳ (从2010年开始) 的国家标准。使我国的汽车排污治理工作步入有法可依和防治结合的快车道。据国家环保部门分析和统计, 每实施一个升级标准, 可将汽车的污染物排放量降低30%以上, 2008年-2010年, 仅道路车辆就可减少氮氧化合物 (NOX) 排放量180万t, 碳氢化合物 (HC) 220万t, 一氧化碳 (CO) 160万t。到2010年, 我国汽车排放控制水平与国际先进水平的差距有望从2000年的8年缩短到5年。

2 汽车排污物的治理回顾与“国Ⅲ”特征

2.1 汽车排污治理回顾

我国汽车从20世纪50年代起步, 生产的化油器汽车一用就是几十年。在生产技术水平低下的年代, 顾及不了也无法控制严重的汽车排放物污染。但随着人们生活水平不断提高和科学技术进步, 有能力控制汽车排放物和环境状况的改善。通过各种灾害, 也唤起了我们要对汽车排放进行治理的意识, 物质文明越丰富这种愿望越强烈。概括起来, 前些年从各个方面入手, 降污减排只是小打小闹地做过一些表面工作, 也取得了一些成果, 但还谈不上根本性治理。真正谈得上防控和治理是从1999年开始, 北京的车辆逐年猛增, 环境污染的矛盾充分暴露出来, 中央领导要求北京市5年见蓝天。从2000年国家开始逐步推开了国Ⅱ、国Ⅲ、国Ⅳ的防治计划, 我国的汽车治污工作上了新台阶。使汽车的生产制造、使用与国际接轨, 跨入了新的污染防治时代。

2.2“国Ⅲ”标准的基本特征

无论是汽油或柴油车, 增加了氮氧化合物 (NOX) 的要求。对于汽油车, 增加了对碳氢化合物 (HC) 和氮氧化合物 (NOX) 的控制。对汽油生产企业而言要求更高, 不再把柴油车分为直喷和非直喷, 但一氧化碳 (CO) 的排量不能高于0.64 g/km, 要求更高。碳微粒从0.08下降到0.05, 要求更严格。汽油车含硫量从500×10-6下降到150×10-6, 柴油车含硫量从500×10-6下降到350×10-6。通过上述国Ⅲ标准, 从而对燃油品质要求更加严格, 对石油石化部门产生了大的冲击。为缓解汽车快速增长带来的空气污染压力, 全国一些有条件的地方和城市都加快了达标排放控制的步伐, 如北京为迎接2008年奥运会, 提前于2006年1月1日执行国Ⅲ标准, 于2008年4月提前执行国Ⅳ标准;上海为迎接2010年世博会, 提前于2006年7月31日执行国Ⅲ标准;广州提前于2006年9月1日执行国Ⅲ标准;成都提前于2008年5月1日执行国Ⅲ标准。

3 实施国Ⅲ的基本条件和必须面对的工作

3.1 实施国Ⅲ的基本条件

对实施国Ⅲ后购买的新车必须安装有OBD车载诊断系统;燃油品质达到国Ⅲ各项指标;试验测定条件更加苛刻严格。其中前两项是最基本的, 也是最难的。

3.2 面对的基础工作

3.2.1 加快油品提高的步伐

我国的石油蕴藏量丰富, 但含硫量高在500×10-6~2 000×10-6之间, 离150×10-6~300×10-6的目标甚远。石化厂急需更新脱硫装备和创新工艺, 而对经济基础较雄厚的大型炼油企业, 急待更新脱硫性能先进的设备;对中、小型炼油厂压力会更大。各地政府职能部门已协调石油加工企业尽快生产符合国Ⅲ要求的燃油。不过, 目前这种高品质的燃油仅能满足北京、上海、广州等一些大城市的优先需要, 全国范围的广泛需求还有一个缓慢适应的过程。

3.2.2 采用新技术开发新产品

经过近几年生产企业更新技术装备, 我国的一些大型发动机企业如扬柴、上柴、潍柴、大柴等在不断采用和引进世界各项新技术, 已经具有生产与国Ⅲ配备发动机的能力, 提供换代升级产品。另外, OBD系统不能改装而只能原车配带, 但生产成本稍高, 使单车成本上涨2 000元左右, 能否开发国产OBD系统, 把生产成本降下来是实施国Ⅲ和国Ⅳ目标的现实条件。同时, 应注意OBD系统实时监控和日常维护, 使系统和仪表处于正常状态。

3.2.3 实施国Ⅲ过程中的“难题”一是燃油不能全方位供应。

二是排放不达标OBD系统会报警使发动机停止工作。任何一项都会给汽车使用者带来不便。

3.3 面对两大难题的对策

在各大城市尤其是公交车、出租车率先执行国Ⅲ标准。据上海的调查显示, 中心城区公交车氮氧化合物 (NOX) 、颗粒物 (PM) 排放分担率是37.6%、45%, 出租车一氧化碳 (CO) 的分担率达到30%。对于城市以外的地区可以暂时不急于强行贯彻国Ⅲ标准。可执行国Ⅱ、国Ⅰ标准。由于我国地域辽阔、车型众多, 不搞一刀切, 实行“新车新政策, 老车老政策”, 加紧创造条件, 逐步将国Ⅲ标准大面积推开。如2008年5月1日起成都市实施国Ⅲ的办法:全市提前2个月执行机动车新车上户必须达国Ⅲ标准, 摩托车执行国Ⅱ标准;并且将高污染车限行于三环路以外, 摩托车也限制市内通行。在宽松政策指导下, 仅4月28日1 d, 就有1 800辆新车上户, 创历史新高, 说明国家限污达标逐步被人们所采纳和接受。此外, 近几年过渡期销售的汽车, 也可以安装OBD系统供实行国Ⅲ的车辆使用和不安OBD系统供其他车辆使用, 总之应妥善化解两大难题带来的各种矛盾。

摘要：汽车做为交通运输工具, 排放污染有目共睹。通过分析汽车排放污染物的形成及影响、危害, 并着重分析了2008年实施国Ⅲ标准的特征、基本条件和将面临的实际问题, 从而提高汽车达标排放和自觉保护环境的认识, 加快“国Ⅲ”实施步伐。

汽车排放污染控制 篇10

1 排放污染物成因与危害标准

1.1 排放污染物成因与危害

汽车排放污染物由汽车排气管、曲轴箱和燃油系统排出, 分别称为排气污染物、曲轴箱污染物和燃油蒸汽污染物。各污染源排出物占总排出量的百分比见表1。由此可见, 汽车排气污染物是主要的污染源, 主要有害成分有:一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和炭烟微粒等。

CO是碳在氧化反应过程中, 因氧气不足所生成, 生成量主要取决于发动机空燃比和燃烧气体的温度。CO是无色、无味、不易被人觉察的剧毒气体。人吸入后, CO与血红蛋白结合, 降低了血红蛋白的输氧能力。过量地吸入CO会导致头疼、头晕和呕吐等中毒症状, 甚至发生死亡。

HC是燃料未燃烧或不完全燃烧时, 剩余燃料被分解而形成。生成量取决于局部混合气浓度对氧化反应的速度, 以及汽缸壁激冷作用。HC与NO2混合, 在太阳光紫外线强烈照射下形成光化学烟雾, 头疼和流泪。光化学烟雾在强阳光合大气对流不畅的环境中危害则更大。

NOx是发动机在大负荷下, 空气中的氮和氧在燃烧室高温、高压下生成的。生成量与发动机燃烧时最高温度、高温持续时间、混合气浓度等有关。高浓度的NO能引起人的中枢神经瘫痪, 痉挛。NO2能引起肺水肿、闭塞性支气管炎等。

炭烟是柴油机在大负荷下, 燃烧室温度较高而喷入燃料过多, 混合气形成不均匀, 局部区域出现燃烧时空气不足, 燃料在高温缺氧的条件下裂解、聚合形成。炭烟微粒悬浮于空气中, 吸入肺部引起气喘病, 过浓的炭烟还会妨碍视野、恶化照明引发交通事故。

1.2 汽油机可燃混合气的成分

吸入气缸内的可燃混合气的成分, 常用空燃比和过量空气系数a来表示。空燃比是可燃混合气中空气质量与燃料质量的比值。理论上, 1kg汽油完全燃烧需要的空气质量为14.7kg, 即理论空燃比为14.7。实际上空燃比是随着发动机的工作状况而变化的。

1.3 废气排放物分析

废气排放生成条件和生成量及各种排放物之间的比例, 实际上反映了一台发动机的工作状况。通过排放物的不同含量, 我们可以了解到发动机的工作质量。汽油是多种HC化合物的化合物, 废气中的HC就是未燃料的汽油。HC的生成原因主要有两条:一是发动机的激冷作用。当进入气缸的混合气点燃后, 燃烧火焰在离缸体或缸盖0.05~0.37mm处自行熄灭, 留下来未燃烧的燃料随着排气门打开而排出。二是化油器雾化不良, 或沉积于进气管的燃料被直接吸入气缸, 大颗粒的燃料未完全燃烧排出缸外。当A/F值低时, 混合气较浓, 燃烧过程中燃料缺氧, 使一部分燃料未经燃烧而排出, 形成较高的HC排放。当A/F值较高时, 混合气较稀, 如果稀到一定程度, 就会发生失火现象, 未燃烧的HC经过排气门被排放出来。对于多缸发动机, 由于电路故障导致某一缸的火花塞不跳火, 这缸混合气中的燃料全部以HC的形式排出缸外, 会造成排气中HC的含量明显升高。

CO是燃料不完全燃烧的产物。即燃料已经参与了燃烧, 但由于某种原因, 燃烧质量不好, 未产生CO2, 以CO的形式排放出来。CO生成的主要原因是空燃比低, 混合气较低, 燃料燃烧处于缺氧状态, 为燃料创造了不完全燃烧的气氛, 产生较大量的CO。当A/F较高时, 燃料的燃烧处于高氧含量状态, 完全燃烧条件充分, 随之排气的CO含量降低。

2 汽油车怠速污染物排放检测

国际GB7258-1997规定, 在用汽油车执行汽油怠速污染物排放标准和测量方法。汽油车怠速排放污染物是指汽油发动机运转时, 接合离合器、变速器置入空挡、加速踏板与手油门松开、阻风门全开工况下, 在规定时间内从排气管所测得CO容积浓度, 单位为%;HC容积浓度为正已烷当量容积浓度, 单位为10-6。

废气分析装置由红外线光源、测量气样室、标准气样室、旋转扇轮、测量室、电容微音器和前置放大器等组成。红外光源发出两束相同的红外光线, 两束红外线各通过一根管子, 其中一根管子为测量气样室, 室内充入被测汽车排放的废气;另一根管子为标准气样室, 室内充入不吸收红外线光能的氮气。测量室由金属膜片式电容微音器作为传感器分隔成2个分室, 分室中充入等量与被侧气体相同的气体, 即CO测量室内充入CO;HC测量室内充入正己烷。当两束红外光源发出的红外线, 各自通过标准气样室、测量气样室和旋转扇轮, 断续到达测量室的2个分室时, 测量气样室的红外线被所测气体吸收了一部分 (被测气体浓度愈高、所吸收的红外线愈多, 剩余的红外线辐射能量也愈低) , 标准气样室的红外线不能被氮气吸收, 使2个测量分室红外线产生了能量差, 引起金属膜片变形, 电容微音器接受分室容积的变化量, 转换成电信号, 经前置放大器再输入指示装置。

3 柴油车自由加速烟度排放检测

国标GB7258-1997规定, 在用柴油车执行柴油车自由加速烟度排放标准和测量方法。柴油车自由加速排放污染物是指柴油发动机在怠速工况下, 急速将加速踏板踩到底, 维持4s后松开, 从排气管抽取规定长度的排气柱所含的炭烟, 使一定面积的清洁滤纸被染黑的程度, 单位为FSN。

柴油车排烟随着负荷增加而增大, 高负荷时排烟会迅速变浓, 接近全负荷时, 由于空燃比减少, 燃料燃烧不完全, 排烟将达到最大值。柴油车排烟应是控制全负荷时烟度。对已装车的柴油机难以用简便方法检测全负荷时最大排放烟度。自由加速工况所受到的限制较少, 一些发达国家采用不透光烟度计, 在柴油车自由加速工况下, 推测全负荷时最大烟度值。我国和部分国家则采用滤纸式烟度计, 检测全负荷下各转速烟度的累积值。

摘要：随着世界机动车保有量的迅速增加, 发动机排放污染物已成为大气污染的主要来源之一。为控制发动机尾气排放、加快推行环保标准、促进经济可持续健康发展, 对发动机排放检测系统的研究与开发进行了分析。

关键词：发动机,污染物,检测方法

参考文献

[1]付鹏.浅谈汽车排放污染物的检测方法[J].汽车维护与修理, 2002, 7.

汽车排放污染控制 篇11

关键词：新能源汽车；碳排放；物流；Gompertz模型

中图分类号：F572文献标识码：A

随着我国经济的迅速发展，环境问题日益严峻.世界能源组织发布的数据显示，2006年以来，中国碳排放总量开始位居世界第一[1]，其中，物流行业碳排放量较高.我国城市物流运输大多采用高排量高污染的传统货车，随着物流业的快速发展，道路交通碳排放在中国交通碳排放总量中所占的比重逐步升高[2]，城市物流碳排放逐渐成为城市交通碳排放的主要来源之一[3].物流行业属于生产性服务业，外部经济性显著，服务和支撑着国民经济的发展.但在推进物流行业发展的同时，必须重视物流碳排放的问题，在物流行业的快速发展与节能环保中寻求平衡点.新能源汽车以电能、生物燃料作为主要驱动力，具有资源利用率高、碳排放量少、环境收益高等特点，非常适合应用于距离短、频次多的城市物流与配送过程[4].在欧美等发达国家，新能源汽车在物流行业已进入商业化运作.因此，为了缓解巨大的节能减排压力，中国政府正在努力推动新能源汽车在我国城市物流行业的应用.

为了量化分析不同区域和不同行业的碳排放量，国内外学者进行了诸多研究.Schmalensee等[5]和杜婷婷等分别利用简化式模型和库茨涅茨曲线（EKC）模拟经济发展与碳排放之间的关系，得到中国碳排放量与收入水平之间遵循“倒U”形曲线关系；Auffhammer等利用省级数据对中国的碳排放路径进行了预测，预测结果显示与静态的环境库兹涅茨曲线（EKC）相悖；王中英等采用相关分析法探讨了中国国内生产总值（GDP）的增长与碳排放量的关系；Guan等运用综合分析法和投入产出分析法评估了中国1980—2030年的碳排放，指出以煤为主的中国能源消费结构是中国碳排放量一直居高不下的重要原因；翟石艳等从广东省实际省情出发，在碳排放计算框架下根据IPCC2006碳排放计算模型预测广东省2008—2050年的碳排放量，结果显示在预测期内该省碳排放量呈现先升后降的趋势.

国内外学者认为，新能源汽车的应用是一种有效的碳减排方式，具有巨大的环境收益潜能，Zhai等通过计算得到混合动力汽车（HEV）的平均CO2排放量；Zhou等通过比较2009年中国的传统车辆（CV）、纯电动汽车和混合动力汽车的碳排放量得到，纯电动汽车（EV）是中国未来长期具有巨大竞争力优势的新能源汽车类型；He等立足中国实际情况，通过研究设定的5种情形下混合动力汽车和纯电动汽车对我国节能减排的贡献率得到在短期内，混合动力汽车的大力推广和应用更加符合我国能源结构现状和新能源汽车现阶段的技术水平；Tang等基于未来10年我国汽车保有量数据的预测指出，新能源汽车对我国的节能减排具有重大意义.

综上所述，国内外学者已经从多个层面对碳排放量的测算方法和新能源汽车的碳排放量进行了研究.但一方面，现有关于碳排放量测算方法的研究多集中于省域层面，且更多侧重于测算经济发展与碳排放量之间的关系；另一方面，现有文献对汽车碳排放量的研究多聚焦于以车辆数量作为计算碳排放量的参考指标.在物流活动中，碳排放量不仅与车辆数量，还与物流量密切相关.因此，本文在前人对碳排放量测算方法研究的基础上，考虑了载货量对碳排放量的影响，构建新能源汽车城市物流碳排放模型；基于Gompertz模型对样本城市的货物周转量进行了预测，在此背景下比较了传统车辆与新能源汽车的碳排放量；分析了新能源汽车的碳减排能力及其碳减排总量，并探讨了新能源汽车不同的技术发展水平与其碳减排量之间的关系.最后，提出了一系列相关政策建议，以推动我国新能源汽车产业的发展.

3结论与政策建议

本文构建了新能源汽车城市物流碳排放模型，预测了样本城市的货物周转量，并在此基础上分析了单位新能源汽车的碳减排能力、新能源汽车城市物流的碳排放总量和新能源汽车技术水平与碳减排量的关系.结果显示：1） 随着新能源汽车技术水平的不断提高，其碳减排能力不断增强；2） 新能源汽车的推广应用能够显著降低城市物流行业碳排放总量；3） 在当前技术水平下，新能源汽车应用于物流行业尚难以达到理想的碳减排效果，但随着技术的不断发展，新能源汽车在物流行业的应用前景十分广阔.

基于上述结论及分析，对中国新能源汽车物流的发展提出以下建议：

1） 构建适合新能源汽车的城市物流体系.①构建科学的城市物流模式，实现传统车辆物流与新能源汽车物流的协同合作.在城市周边增设物流中心和货物中转中心，承担传统物流车辆与新能源物流车辆的货物转运业务，城市内部物流和配送活动交由新能源汽车转运，避免高排放物流车辆进入城市.②将充电站、充电桩等新能源设施设备等纳入城市物流体系，在规划与选址过程中充分考虑相关约束.

2） 加大对新能源汽车在城市物流行业应用的支持力度.①由于现阶段我国新能源汽车行业还处于发展初期，应用和推广的成本较高，虽然我国政府已经出台了一系列优惠政策措施来促进新能源汽车行业的发展，但考虑到我国较高的物流费用，还应进一步加强补贴和减免力度.②效仿发达国家，将新能源汽车应用于典型城市的物流活动，例如污染、雾霾较严重的城市；应用于典型行业的物流活动，例如零售配送、电商物流等.

3） 根据市场需求，推进新能源汽车技术的发展.随着新能源汽车的技术水平不断提高，碳减排效果也将不断加强.在新能源汽车研发过程中，应注重学科融合，由各领域专家获取切合实际的市场需求，以此引导不同类型新能源汽车技术研发的侧重方向.以新能源物流车辆为例，在发展新能源汽车驱动技术、动力电池技术、燃料技术的同时，还应注重新能源汽车载重能力的提升.

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汽车排放污染控制 篇12

在控制技术方面, 汽车发动机采用了电子控制燃油喷射发动机、电控点火、二次空气喷射技术、三元催化转化器、废气再循环技术、燃油蒸汽回收系统等, 大大减少了CO、HC、NOX等的排放量。但是当传感器信号失效后, 车辆带故障运行, 尾气排放污染加剧, 应引起重视。

1 空气流量传感器信号失效对尾气排放的影响

(1) 无空气流量信号时对尾气排放的影响

作为基本喷油量的主控信号, 为了使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气, 空气流量传感器必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量, 作为电控单元ECU计算并控制喷油量的主要依据。空气流量传感器一般要求有较宽的温度范围、动态范围及质量流量检测, 在苛刻的工作条件下, 性能变化小, 对脉动气流也可测试。因此空气流量传感器出现故障后对发动机排放的影响很大。

空气流量传感器出现故障后, 如ECU接收不到空气流量传感器信号, 发动机将进入故障运行模式, ECU将按照大负荷运行模式实施喷油量控制, 即增加喷油器的喷油脉宽。这样, 中小负荷时, 喷油量就会增多, 混合气过浓, 如图1所示, 燃油远远超过系统正常运行所需要的供油量, 燃料不能完全燃烧, 导致发动机在中小负荷时尾气中CO的含量增高, 如表1。从空气流量信号对比可以看出, 空气流量传感器出现故障后, HC排放远远高于正常有空气流量信号。当无空气流量信号时, 发动机的混合气比实际所需的混合气浓, 使燃料不能充分燃烧, 且燃烧温度也变低, 未燃的燃料随废气一起排出气缸, 导致废气中的HC含量进一步升高。表1为转速2 800 r/min时的负荷特性, 从表1可以看出, 在大部分工况下无空气流量信号时, NOx排放比正常有空气流量信号时低了很多。

(2) 空气流量信号失常时对尾气排放的影响

对于热式空气流量传感器, 当热线或热膜脏污时, 控制单元ECU无法精确计算进入发动机气缸的进气量, 将造成混合气过稀, 严重时个别缸失火, 导致尾气中HC的含量增高。

2 氧传感器信号对排放的影响

(1) 对CO排放的影响

由图2可看出, 氧传感器信号丢失后, ECU进入开环控制模式, CO排放显著降低。混合气变稀, 燃烧完全充分, 导致CO排放降低。

(2) 对HC排放的影响

由图3可看出, 氧传感器信号丢失后, 在中小负荷时混合气变稀, 火焰传播速度变慢, 缸内局部失火严重, 致使HC排放升高;在大负荷时, 缸内温度升高, 反应条件变好, 所以HC排放基本不变。

(3) 对NOx排放的影响

由图4可看出, 氧传感器信号丢失时, NOx排放较低。氧传感器信号丢失后, K增大, 混合气变稀, 燃烧温度下降, 使NOx生成量减少。

3 水温传感器信号对排放的影响

1-氧传感器信号正常;2-氧传感器信号丢失

1-氧传感器信号正常;2-氧传感器信号丢失

1-氧传感器信号正常;2-氧传感器信号丢失

水温传感器是一个负温度系数的半导体热敏电阻, 用来检测发动机的冷却水温度。即水温愈低, 电阻愈高;反之, 水温愈高, 电阻愈低。在-40℃时其电阻值约为30 KΩ, 90℃时其电阻则只有1 kΩ左右。

朱双华对水温传感器信号失效进行研究, 在发动机暖机工况下, 迫使水温传感器向ECU输出的温度信号为0℃, 从图5中可以看到:在正常工况下, 随着发动机温度升高, CO排放减少。当发动机工作温度为50℃、而传感器发送0℃信号时, CO排放为10.31%;当发动机工作温度为90℃、而传感器发送0℃信号时, CO排放为10.49%。温度传感器发送0℃信号时, CO排放大幅度增加。

图6为冷却温度信号为0℃时和信号为正常时发动机HC排放的变化曲线。当发动机冷却液温度为60℃时, HC排放为306 ppm, 此时传感器输出0℃信号时, HC排放为438 ppm;当发动机冷却液温度为90℃时, HC排放为290 ppm, 此时传感器输出0℃信号时, HC排放为560 ppm, 由此可见, 温度传感器发送0℃信号时, 由于供油增大, 过量空气系数减小, 燃烧不完全, 导致HC排放增多。

图7为冷却温度信号为0℃时和信号为正常时发动机HC排放的变化曲线。当发动机冷却液温度为60℃时, NOX排放为113 ppm, 此时传感器输出0℃信号时, NOX排放为75 ppm;当发动机冷却液温度为90℃时, NOX排放为120 ppm, 此时传感器输出0℃信号时, NOX排放为82 ppm, 由此可见, 温度传感器发送0℃信号和发送正常信号对比, NOX明显降低, 但是此时症候为启动困难。

摘要：本文从空气流量传感器信号失效、氧传感器信号失效、水温传感器信号失常等方面研究对尾气排放中CO、HC、NOX的影响, 对故障车运行, 防止污染、净化环境具有一定的意义。