汽油柴油車污染控制技術(shù)

1、 目錄 一、引言 二、汽車排放的污染物 三、控制措施 1、技術(shù)方面 2、使用及維修 四、展望 五、結(jié)語 引言 隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和汽車保有量的急劇增 加，汽車排放對(duì)大氣的污染日趨嚴(yán)重。據(jù)環(huán)保部門的 研究結(jié)果，北京市機(jī)動(dòng)車排放對(duì)大氣污染物中CO、HC、 NO 的分擔(dān)率分別為63.4% 、73.5% 和46%；上海市中 心地區(qū)機(jī)動(dòng)車排放對(duì)大氣中CO、HC、NO 的分擔(dān)率分 別為86%、96%和56%。許多國(guó)家的大中城市的空氣污 染有五成以上來源于汽車所排出的廢氣。因此，必須 嚴(yán)格控制汽車的排放污染，研究汽車排放污染的防治 技術(shù)也成了當(dāng)前的重要課題。 燃燒過程中污染物的形成燃燒過程中污染物的形成

2、1 一氧化碳（一氧化碳（CO）的形成）的形成 HC化合物化合物 的形成的形成 NOx的生成機(jī)理的生成機(jī)理 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件對(duì)污發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件對(duì)污 染物排放的影響染物排放的影響 局部燃燒不完全 已成為燃燒產(chǎn)物的CO2 和H2O在高溫吸熱，產(chǎn)生 解離反應(yīng) 不完全燃燒 壁面淬滅 油膜吸附 熱力型NOx 瞬時(shí)型NOx 燃料型NOx 1汽車排放污染物的危害 COCO 被吸入人體后，與肺里的血紅蛋白結(jié)合，致使人體缺氧、引起頭痛、頭暈、 嘔吐等中毒癥狀，嚴(yán)重時(shí)造成死亡。 HC 只有在濃度相當(dāng)高的情況下才會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生影響。但是當(dāng)Hc 和NO2混合在一 起，經(jīng)強(qiáng)烈陽光照射后產(chǎn)生的高濃度臭氧，會(huì)對(duì)人的眼睛、呼吸器官

3、及皮膚等產(chǎn)生 強(qiáng)烈的刺激。 NOx NO2有劇烈的毒性，會(huì)刺激人的眼睛和呼吸道，引起喘息、支氣管炎及肺 氣腫等。此外，NOx 與HC 受陽光照射后產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成光化學(xué)煙霧。 微粒微粒 微粒的排放對(duì)汽油車來說主要是鉛化合物、硫酸鹽和低分子物質(zhì)。鉛化合 物被人吸入并積累到一定程度時(shí)，會(huì)影響造血功能，造成貧血及使心、肺等器官發(fā) 生病變。對(duì)于柴油車，微粒的排放主要是碳煙及其所吸附的高分子有機(jī)物。它除了 本身對(duì)人的呼吸系統(tǒng)有害之外，還會(huì)妨礙車輛駕駛員和行人的視線，成為引發(fā)交通 事故的因素 汽油機(jī)排放控制技術(shù) 1、三元催化轉(zhuǎn)換技術(shù)三元催化轉(zhuǎn)換技術(shù)三元催 化轉(zhuǎn)換器中裝有促使廢氣中有 害物進(jìn)行氧化或還原反

4、應(yīng)的催 化劑（鉑、銠和鈀）。當(dāng)廢氣 流經(jīng)催化器時(shí)，通過化學(xué)反應(yīng) 使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害氣體。 催化轉(zhuǎn)換器的凈化效果受混合 氣濃度和工作環(huán)境溫度的影響。 2、 廢氣再循環(huán)技術(shù)廢氣再循環(huán)技術(shù)廢氣再循環(huán) (EGR)是目前常用于控制內(nèi)燃機(jī) NOx 排放的有效措施之一。它把 一定數(shù)量的廢氣引入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn) 氣系統(tǒng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣中惰性 氣體的比例增加。由于這些惰性 氣體有較高比熱，使經(jīng)再循環(huán)廢 氣稀釋的混合氣的比熱增高，致 使發(fā)動(dòng)機(jī)最高燃燒溫度下降，由 于再循環(huán)廢氣對(duì)新混合氣的稀釋， 降低了混合氣中氧氣的濃度，因 而廢氣再循環(huán)破壞了NOx 的生成 條件，從而有效抑制了NOx 的生 成。 3、 二次空氣供給技

5、術(shù)二次空氣供給技術(shù)二次 空氣供給裝置可將新鮮空 氣送入排氣管內(nèi)，利用廢 氣中的高溫，使排氣中的 HC 和CO 進(jìn)一步氧化，達(dá)到 排氣凈化的目的。 柴油機(jī)排氣凈化技術(shù)柴油機(jī)排氣凈化技術(shù) 柴油機(jī)排放污染主要是NOx 和微粒，其排出的CO 和HC 僅為汽油機(jī)的1/10 或更少。 除廢氣再循環(huán)技術(shù)外，近年來，柴油機(jī)排放控制技術(shù)的發(fā)展主要圍繞以下幾個(gè)方面 進(jìn)行： 燃燒系統(tǒng)直噴技術(shù)燃燒系統(tǒng)直噴技術(shù)柴油機(jī)污染物的排放量很大程度上取決于氣缸內(nèi)的燃燒過程， 改進(jìn)燃燒過程的各個(gè)環(huán)節(jié)(如燃燒噴射系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、進(jìn)氣口形狀和燃燒室形狀等) 都會(huì)改善燃燒過程。燃燒系統(tǒng)直噴技術(shù)的燃燒效率高，比非直噴式系統(tǒng)節(jié)油5%10%，

6、 但要求發(fā)動(dòng)機(jī)吸入較多的空氣。目前，這種技術(shù)基本上成熟，對(duì)控制柴油機(jī)排放污 染起到了一定的作用。預(yù)計(jì)不久的將來，相比分隔式燃燒系統(tǒng)，直噴技術(shù)將占主導(dǎo) 地位 廢氣渦輪增壓與中冷技術(shù)廢氣渦輪增壓與中冷技術(shù)廢氣渦輪增壓技術(shù)是使發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化、提高輸出功率的 有效措施，也是現(xiàn)代柴油機(jī)的代表性技術(shù)。經(jīng)廢氣渦輪增壓后，進(jìn)氣溫度提高，滯 燃期縮短，混合氣適當(dāng)變稀，這些因素使噪聲、CO 和HC 排放以及油耗都有所降低。 但是，進(jìn)氣溫度上升使NOx 增多，空氣密度因溫升而下降，也使進(jìn)氣量未達(dá)到期望 的水平。于是出現(xiàn)了將增壓后空氣再進(jìn)行冷卻的中冷技術(shù)，使進(jìn)氣 溫度降低，循環(huán) 進(jìn)氣量更大，NOx 排放下降而功率進(jìn)一步

7、增加。采用廢氣渦輪增壓與中冷技術(shù)是降 低NOx 和微粒、改善柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性和提高動(dòng)力性的最佳措施。 燃油噴射高壓化和多次噴射技術(shù)燃油噴射高壓化和多次噴射技術(shù)燃油噴射系統(tǒng)是柴油機(jī)的心臟，也是 發(fā)展最快的系統(tǒng)。新型的柴油機(jī)共軌燃油噴射系統(tǒng)，噴油壓力普遍提高， 其噴油壓力可達(dá)140MPa。柴油機(jī)噴油壓力越高，燃油和空氣的混合就越 好，排煙就越少。與此同時(shí)，將電子技術(shù)應(yīng)用于燃油噴射過程也是一個(gè) 發(fā)展方向。有些廠商已將電子技術(shù)應(yīng)用到燃油噴射的控制上，非常精確 地控制噴油量和噴油時(shí)間，以適應(yīng)不同 的道路工況，并且有的還具有自 適應(yīng)能力，可以補(bǔ)償零件磨損和零件制造偏差引起的變化，以取得NOx、 微粒排放量和燃

8、油經(jīng)濟(jì)性之間的最佳配合。采用燃油多次噴射技術(shù)可以 實(shí)現(xiàn)柔和燃燒，亦可減少柴油機(jī)碳煙與顆粒的排放。 排氣后處理技術(shù)排氣后處理技術(shù)柴油機(jī)排氣后處理技術(shù)方案中，目前被認(rèn)為較實(shí)用的 有：氧化催化轉(zhuǎn)化器、微粒捕集器和NOx 還原催化轉(zhuǎn)化器。其中，微粒 捕集器是目前國(guó)際上最接近商品化的柴油機(jī)微粒后處理技術(shù)。 汽車使用維修方面汽車使用維修方面 提高駕駛員素質(zhì)與科學(xué)的交通管理相結(jié)合汽車駕駛員的駕駛技術(shù)。 駕駛員應(yīng)做到在駕駛的過程中減少怠速運(yùn)行時(shí)間、少用強(qiáng)制怠速、 盡量減少制動(dòng)次數(shù)、緩踩節(jié)氣門、在允許范圍內(nèi)盡可能提高車速， 同時(shí)還要合理選擇潤(rùn)滑油、使用無鉛汽油、保持發(fā)動(dòng)機(jī)正常水溫、 嚴(yán)禁超載行駛。 特別對(duì)大中城

9、市而言，科學(xué)的交通管理和控制對(duì)減少機(jī)動(dòng)車排放極 為重要。治污和治堵是相輔相成的關(guān)系，應(yīng)同步進(jìn)行方能取得實(shí)效。 在城市交通管理中，除了加快城市道路的建設(shè)外，還應(yīng)采取合理的 單行和限速措施，建立科學(xué)的路口信號(hào)控制系統(tǒng)。 大力加強(qiáng)在用車輛的檢查維護(hù)新開發(fā)的車型逐步采用車載診斷系統(tǒng)， 對(duì)車輛上與排放相關(guān)的部件的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保實(shí)際運(yùn) 行中的汽車穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)的排放削減效果，并為在用車的檢查維護(hù) 制度提供新的支持技術(shù)。 加速老舊車輛的更新?lián)Q代依據(jù)國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)及汽車淘汰標(biāo)準(zhǔn)中 有關(guān)污染物排放的條款規(guī)定，經(jīng)修理和改造或采用排氣污染控制技 術(shù)后排放污染物仍超過國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)的車輛應(yīng)堅(jiān)決淘汰。

10、研制可替代能源的環(huán)保型汽車研制可替代能源的環(huán)保型汽車 要保持汽車工業(yè)持續(xù)發(fā)展，必須高度重視推動(dòng)汽車環(huán)保技術(shù)，開發(fā)出可替代 能源的環(huán)保型汽車，其主攻方向是使用替代能源，降低廢氣排放，減少燃油消耗。 我國(guó)環(huán)保型汽車研究的主要目標(biāo)： 1、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性及免維護(hù)性。 2、電源動(dòng)力蓄電池和提高比能量及比功率，達(dá)到長(zhǎng)壽命、 低成本、充電快捷方 便、密封免維護(hù)。 3、天然氣內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的可靠性，燃燒系統(tǒng)的合理性及儲(chǔ)氣裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì) 和混合動(dòng)力型電動(dòng)汽車的研究與開發(fā)。 4、采取有效措施降低環(huán)保型汽車的研究、設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用成本，最大限度地實(shí) 現(xiàn)高可靠性和大眾化價(jià)格。 發(fā)展環(huán)保型汽車新產(chǎn)品，是有效治理人為環(huán)境污染的必要措施，是保護(hù)生態(tài) 系統(tǒng)服務(wù)功能與實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，對(duì)維持人類與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一 有著重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。 結(jié)束語 汽車排放控制是一項(xiàng)綜合而復(fù)雜的課題。 應(yīng)該采取機(jī)內(nèi)凈化措施，即通過改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，采用電子控制、可變氣門 正時(shí)和升程、可變進(jìn)氣管等先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化燃燒條件，減少未完全燃燒混合 氣的生成。 對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)工作已產(chǎn)生的有害氣體，通過加裝三元催化轉(zhuǎn)化器和氧傳感器， 將有害氣體HC、CO 和NOx 轉(zhuǎn)化為C