汽車排放作業(yè)

1、1. 談?wù)勂嚺欧盼廴疚飳?duì)大氣環(huán)境的危害汽車尾氣排放中的污染物主要有：碳?xì)浠衔铮℉C）、一氧化碳（CO）、氮氧化 合物（NOx）和顆粒物。HC®氫化合物屬揮發(fā)性有機(jī)化合物， 它容易在太陽(yáng)光下 產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，在一定的濃度下對(duì)植物和動(dòng)物有直接毒性: 對(duì)人體有致癌作用。一氧化碳（CO）是一種無(wú)色無(wú)味的劇毒氣體，可以在大氣中保持兩三年，是一種數(shù)量大、累積性強(qiáng)的毒氣。NOx （氮氧化合物） 毒性很大，會(huì)致癌。以北京為例，大氣污染物中，39%的一氧化碳、74.8%的碳?xì)浠衔铩?6.2%的氮氧化物來(lái)自機(jī)動(dòng)車的尾氣。近些年， 隨著居民經(jīng)濟(jì)水平的提高，中國(guó)成為了世界最大的汽車生產(chǎn)與銷售國(guó)。 汽車

2、的增長(zhǎng)也帶來(lái)了交通的擁擠，道路擁堵則加重了空氣污染。汽車頻繁啟動(dòng)、 剎車和低速行車使尾氣中氮氧化物、一氧化碳、碳?xì)浠衔锏任廴疚锉日Ｐ旭倳r(shí)多得多，大量擁堵的汽車廢氣集中排放，在距地面約1.5 米處形成一個(gè)污染層，正在人的呼吸帶附近，危害人體健康。汽車排放的尾氣污染空氣。這兩年， 國(guó)內(nèi)多個(gè)重點(diǎn)城市反復(fù)地陷入“霧霾危機(jī)”， 根據(jù)環(huán)保部門的數(shù)據(jù)，北京的PM2.5顆粒來(lái)源中，有22犯上來(lái)自機(jī)動(dòng)車排放，而上海則是 25豚自車 船尾氣排放，汽柴油燃燒產(chǎn)生的尾氣已經(jīng)成為城市占比最高的污染源。2. 汽車排放污染物的生成機(jī)理1） 一氧化碳（CO的形成機(jī)理：CC是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物，主要受混合氣濃度的影響。當(dāng)

3、發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)量空氣系數(shù)小于1 時(shí)， 混合氣中氧氣不足，燃料不能充分燃燒而形成?；旌蠚鉂舛仍酱?，排氣中的CO含量越高。當(dāng)降低混合氣濃度時(shí)，排放的 CO明顯減少。在稀混合氣下CO產(chǎn)生的平衡過(guò)程為：CO2+H2OCO+H2+O2在濃混合氣下的平衡過(guò)程為：CO2+H2 H2O+CO2）碳?xì)浠衔铮℉C的形成機(jī)理：碳?xì)浠衔镏泻卸喾N成份，生成原因復(fù)雜，但主要是未燃和燃燒不充分的燃料。燃料在燃燒室中燃燒時(shí)，火焰在離壁面 0.150.37 mmt迅速熄滅，導(dǎo)致 這一薄層內(nèi)殘留下未反應(yīng)和反應(yīng)不充分的混合氣，這一現(xiàn)象被稱為壁面激冷效應(yīng)，碳?xì)浠衔锞褪窃谶@厚度僅為幾十微米的激冷層內(nèi)被保存下來(lái)；發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中各種很狹

4、窄的縫隙也留有未燃或未完全燃燒的氣體，儲(chǔ)存著大量的碳?xì)浠衔?；另外混合氣不均勻、過(guò)濃、過(guò)稀、點(diǎn)火系統(tǒng)不良、轉(zhuǎn)速低等情況也會(huì)造成部分燃 料燃燒不充分，使排出的碳?xì)浠衔镌黾印?）氮氧化合物（NOX的形成機(jī)理：汽車燃燒過(guò)程中主要形成 NCffi少量的NO2 NO的形成主要受三個(gè)因素的影 響，溫度、氧的濃度和滯留時(shí)間。隨著溫度的增高， NO的形成速度加快?；旌?氣濃度越高；氧的濃度越大，滯留時(shí)間越長(zhǎng)， NCft成的越多。但在氧氣不足的情況下，即使溫度高，其生成也會(huì)被抑制；另外由于NO的反應(yīng)慢，生成時(shí)間長(zhǎng)， 如果氣體停留時(shí)間短，NO和02不能離解而引起連鎖反應(yīng)，NO的生成也將被抑 制。0+N2NO+N

5、 N+02>N0+0.3. 什么是汽油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)所謂機(jī)內(nèi)凈化就是從有害排放物的生成機(jī)理及影響因素出發(fā)，以改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程為核心，達(dá)到減少和抑制污染物生成的各種技術(shù)。簡(jiǎn)單說(shuō)就是降低污染物生成量的技術(shù)，如改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室結(jié)構(gòu)、改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)、改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)、采用電控汽油噴射、采用廢氣再循環(huán)技術(shù)等。機(jī)內(nèi)凈化被公認(rèn)為是治理車用汽油機(jī)排氣污染的治本措施。目前常見(jiàn)的機(jī)內(nèi)凈化的主要措施有：汽油噴射電控系統(tǒng)、缸內(nèi)直噴、改善點(diǎn)火系統(tǒng)、分層充氣及均質(zhì)稀燃的新型燃燒系統(tǒng)、改善燃燒室、廢棄再循環(huán)系統(tǒng)、怠速轉(zhuǎn)速控制、增壓系統(tǒng)、多氣門技術(shù)等。4. 什么是汽油車排氣后處理技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒生成的廢氣排出發(fā)動(dòng)機(jī)排

6、氣門后，但還未排入到大氣環(huán)境之前， 進(jìn)一步采取凈化措施，以減少最終汽車污染物排放的技術(shù)，被稱為機(jī)外凈化技術(shù)。 簡(jiǎn)單地說(shuō)就是對(duì)排出發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口的污染物進(jìn)行進(jìn)一步處理和凈化的技術(shù)。如二次空氣噴射技術(shù)、熱反應(yīng)器技術(shù)、氧化催化轉(zhuǎn)化技術(shù)、三效催化凈化技術(shù)和顆粒物捕集技術(shù)等。目前， 應(yīng)用最多的機(jī)外凈化技術(shù)是在汽油車上所采用的三效催化轉(zhuǎn)化技術(shù)。5. 什么是柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)從發(fā)動(dòng)機(jī)有害污染物的生成機(jī)理及影響因素出發(fā)，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整或改進(jìn)，從而達(dá)到降低污染物生成量。常有的柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)有：電控高壓燃油噴射技術(shù)、廢氣渦輪增壓技術(shù)、廢氣再循環(huán)（EGR） 、低排放燃燒系統(tǒng)。6. 什么是柴

7、油機(jī)排氣后處理技術(shù)柴油機(jī)排氣中有PM,NOx,HC口 CO?有害7?染物,柴油機(jī)排放后處理技術(shù)主要 分為PM控制技術(shù)以及N0x控制技術(shù)。目前常用的排氣后處理技術(shù)主要有針對(duì) PM 的氧化催化轉(zhuǎn)化器DOC顆粒捕集器DPF針對(duì)NOx排放的選擇性催化還原技術(shù) SCR稀燃NOx甫集技術(shù)LNK低溫等離子技術(shù)等。7. 汽油機(jī)有害排放物與控制方法1） 、曲軸箱排放物控制系統(tǒng)曲軸箱竄氣，防止壓力過(guò)高，與大氣相通而進(jìn)行“呼吸”。竄氣含有未燃HC及不完全燃燒產(chǎn)物，排入大氣引起污染。1 .速和小負(fù)荷：進(jìn)氣真空度高，閥芯吸向進(jìn)氣管側(cè)，流通面積避免過(guò)稀；2 .加速和大負(fù)荷：竄氣量T,進(jìn)氣管真空度J ,閥芯遠(yuǎn)離進(jìn)氣管側(cè)，流

8、通截 面T。一旦高速大負(fù)荷的竄氣量過(guò)多，部分竄氣會(huì)從閉式通氣口倒入空濾器，被 吸入進(jìn)氣管。曲軸箱內(nèi)始終保持負(fù)壓，減緩竄機(jī)油和通過(guò)油封泄漏。竄入燃燒室中的機(jī)油是排氣中HC和微粒PM的重要成因。2） 、蒸發(fā)排放物控制系統(tǒng)1. 熱浸損失汽油車工作后溫度較高，此時(shí)停車，化油器浮子室中的汽油大量蒸發(fā)，流入進(jìn)氣管并通過(guò)空氣濾清器進(jìn)入大氣，這部分 HC排放稱為熱浸損失。2. 晝夜損失汽油箱中的汽油由于晝夜溫度變化造成油箱呼吸（換氣） 現(xiàn)象， 使油箱內(nèi)汽油蒸發(fā)流出箱外，這部分HC排放稱為晝夜損失。3. 汽油蒸發(fā)排放物控制系統(tǒng)防止汽油機(jī)排放的燃油蒸氣擴(kuò)散到空氣中，常用活性炭罐作為汽油蒸氣的暫存空間。A. 吸附過(guò)

9、程：發(fā)動(dòng)機(jī)Off ，燃油蒸氣進(jìn)入活性炭罐中被吸附在活性炭上。B.脫附過(guò)程：發(fā)動(dòng)機(jī)O1進(jìn)氣管真空度將吸附在活性炭上的汽油蒸氣吸入缸內(nèi)燒掉?；钚蕴抗蓿赫麄€(gè)系統(tǒng)的核心。木材或堅(jiān)果殼熱解炭，500左右用磷酸化學(xué)處理。3） 、廢氣再循環(huán)1 .車用汽油機(jī)EGR（統(tǒng)的控制要求a.由于NOx排放量隨負(fù)荷增大而增大，因此廢氣回流量應(yīng)隨負(fù)荷而增大；b. 暖機(jī)，水溫低，防止廢氣破壞燃燒穩(wěn)定性，不進(jìn)行EGR；c.怠速和小負(fù)荷時(shí)，NOxt放也不高，也不進(jìn)行EGRd.全負(fù)荷，為保證動(dòng)力性，即使 NOx很高，不進(jìn)行EGRe.EGR廢氣各缸分配均勻。2 .車用汽油機(jī)常用三種EGR空制系統(tǒng)真空才$制EGRS統(tǒng)、電控真空驅(qū)動(dòng)EG

10、R（統(tǒng)和閉環(huán)電控EGRS統(tǒng)4） 、發(fā)動(dòng)機(jī)低排放設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)低排放設(shè)計(jì)包括：冷起動(dòng)和暖機(jī)、怠速、混合氣形成和空燃比、稀燃 EFI 發(fā)動(dòng)機(jī)、點(diǎn)火系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。電控噴射EFI+稀燃對(duì)降低汽油機(jī)的排放有較大的發(fā)展?jié)摿?。?shí)現(xiàn)稀混合氣燃燒， 主要應(yīng)做到精確控制各種工況時(shí)的空燃比；采用速燃燃燒系統(tǒng)和高能點(diǎn)火系統(tǒng)；保持高的燃燒室壁溫。燃燒系統(tǒng)的改變包括：燃燒室形狀、壓縮比、火花塞位置、活塞組設(shè)計(jì)等。8. 柴油機(jī)的排放特性及其污染控制柴油機(jī)的燃燒過(guò)程由于柴油的蒸發(fā)差，柴油機(jī)靠噴油器將柴油在高壓下噴入氣缸，分散成數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的細(xì)小油滴，這些油滴在氣缸內(nèi)高溫、高壓的熱空氣中，經(jīng)加熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散、混合和焰前反應(yīng)等

11、一系列物理、化學(xué)準(zhǔn)備，最后著火。由于每次噴射要持續(xù)一定的時(shí)間，一般在缸內(nèi)著火時(shí)噴射過(guò)程尚未結(jié)束，故混合氣形成過(guò)程和燃燒是重疊進(jìn)行的，即： 邊噴油邊燃燒。柴油機(jī)是靠調(diào)節(jié)循環(huán)噴油量的多少來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷， 而循環(huán)進(jìn)氣量基本不變。因此， 每循環(huán)平均的混合氣濃度隨負(fù)荷變化而變化，這種負(fù)荷調(diào)節(jié)方式被稱為“質(zhì)調(diào)節(jié)”。這與汽油機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式大不相同。柴油機(jī)的燃燒過(guò)程可劃分為滯燃期、速燃期、緩燃期和后燃期四個(gè)階段。第I階段-滯燃期，指柴油開(kāi)始噴入氣缸到著火開(kāi)始的這一段時(shí)期。 此階段包括燃油的霧化、加熱、 蒸發(fā)、 擴(kuò)散與空氣混合等物理變化，以及重分子的裂化、燃油的低溫氧化等化學(xué)變化，到混合氣濃度和溫度比較合適、氧化

12、充分的一處或幾處同時(shí)著火。第n階段-速燃期，指從著火開(kāi)始到出現(xiàn)最高壓力的這一段時(shí)期。 此階段并沒(méi)有把滯燃期內(nèi)噴入的燃油全部燒光，主要取決于混合氣形成條件的情況，但至少會(huì)把相當(dāng)部分已噴入氣缸并混合好的油量燒掉，所以這一階段的燃燒又叫預(yù)混合燃燒。第田階段一緩燃期，指從最高壓力點(diǎn)開(kāi)始到出現(xiàn)最高溫度時(shí)的這一段時(shí)期。緩燃期開(kāi)始時(shí)，雖然氣缸內(nèi)已形成燃燒產(chǎn)物，但仍有大量混合氣正在燃燒。在緩燃期的初期，噴油過(guò)程可能仍未結(jié)束，因此緩燃期中燃燒過(guò)程仍以相當(dāng)高的速度進(jìn)行， 并放出大量熱量，使氣體溫度升高到最大值。但由于是在氣缸容積加速增大的情況下進(jìn)行的，因此氣缸內(nèi)氣體壓力迅速下降。第IV階段-后燃期，指從緩燃期終點(diǎn)

13、到燃油基本燒完（一般放熱量達(dá)到循環(huán) 總放熱量的95%-97%寸）的這一段時(shí)期。前一階段燃燒中，燃料由噴注中心向 外擴(kuò)散的過(guò)程中受到已燃廢氣的包圍，使一部分燃料拖到后期燃燒，形成后燃期。柴油機(jī)燃燒過(guò)程的特性，是分析柴油機(jī)有害排放物形成特點(diǎn)和研究排放物控制的基礎(chǔ)。柴油機(jī)的主要排放污染物柴油機(jī)是通過(guò)把柴油高壓噴入已壓縮到溫度很高的空氣中迅速混合、自燃而工作的。 油氣混合不象汽油機(jī)那么均勻，總有部分燃料不能完全燃燒，分解為以碳為主體的微粒。同時(shí)，由于混合氣不均勻，在燃燒過(guò)程中局部溫度很高，并有過(guò)量空氣，導(dǎo)致氮氧化物（NOX的大量生成。相對(duì)于汽油機(jī)而言，柴油機(jī)由于 過(guò)量空氣系數(shù)比較大，一氧化碳（CO和碳

14、氫化合物（HC排放量要低得多，但 普通的燃油供給系統(tǒng)使柴油機(jī)具有致癌作用的微粒排放量比汽油機(jī)大幾十倍甚至更多。因此，控制柴油機(jī)排放物的重點(diǎn)，就在于降低柴油機(jī)的NO冰口微粒（包括碳煙）排放。柴油機(jī)的污染控制主要分為機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)和機(jī)外凈化技術(shù)。機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)包括：燃燒室設(shè)計(jì)、噴油規(guī)律改進(jìn)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、增壓技術(shù)、多氣門技術(shù)、均質(zhì)分層燃燒、廢棄再循環(huán)以及高壓噴射等。機(jī)外凈化技術(shù)主要分為 PM控制技術(shù)以及 N0x控制技術(shù)。目前常用的排氣后處理技術(shù)主要有針對(duì) PM勺氧化催化轉(zhuǎn)化器DOC 顆粒捕集器DPF針對(duì)NOxHF放的選擇性催化還原技術(shù) SCR稀燃NOX甫集技術(shù) LNK低溫等離子技術(shù)等。9. 非排氣污染物控制技術(shù)汽車的污染，除了尾氣排放之外，還有車內(nèi)空氣污染，例如：內(nèi)飾的揮發(fā)性有機(jī)物，甲醛超標(biāo)、車內(nèi)香水污染、車內(nèi)霉菌污染、車內(nèi)吸煙造成的污染；此外還有汽車的噪聲污染 ：發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、底盤噪聲、電氣設(shè)備噪聲、車身噪聲等。車內(nèi)空氣污染的控制技術(shù)主要還是裝空氣凈化器。降低發(fā)動(dòng)機(jī)本體噪聲就要改造振源和聲源，包括用有限元法等方法分析設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)， 選用柔和的燃燒工作過(guò)程，提高機(jī)體的結(jié)構(gòu)