汽车尾气排放与控制讲解

1、毕业设计（论文）题 目 汽车尾气排放与控制 院 系机电工程专业汽车电子班级132学生姓名 陈熙 指导教师 程岩2016 年 4 月 8 日我国汽车尾气排放现状与控制对策摘要现如今我国经济快速稳定发展， 人们的不管从物质水平上还是精神需求上都得到了 很大的改变。尤其是我国的汽车产业，快速的发展成为家家户户的必备工具，甚至很多 人家有多辆汽车。不过由于汽车行业的迅速扩张，汽车尾气污染也比以前严重，给环境 许多破坏，因此汽车尾气排放问题 走入了公众视野。本文根据我国汽车产业的发展状况和趋势， 细致分析了汽车排放的污染和危害及其 造成危害的主要原因，同时转变视角分别从管理层面和技术层面着手，讨论了汽车

2、尾气 排放的控制对策及实施方法。关键词：汽车能源；排放污染；控制对策目录引 言 . 1第 1 章 我国汽车尾气排放现状 . 21.1目前我国汽车状况及发展趋势 . 21.1.1我国汽车使用能源现状 . 21.1.2未来汽车使用能源发展趋势 . 31.2汽车尾气排放污染及危害 . 41.2.1对人类的身体健康造成的危害 . 51.2.2对全球气候的危害 . 61.3 汽车尾气造成危害的主要原因 . 6第 2 章 汽车尾气的主要污染物 . 92.1一氧化碳（ CO） . 92.2碳氢化合物（ HC） . 92.3氮氧化合物（ NOx） . 92.4其它有害污染物 . 10第 3 章 汽车尾气排放的

3、控制对策 . 113.1管理对策 . 113.1.1加强交通基础设施建设，优化交通环境 . 113.1.2强化汽车燃油质量监管，提升燃料品质 . 113.1.3做好车辆管理工作，推广新型环保节能技术 . 113.2 技术对策 . 123.2.1 加大新能源车辆的应用 . 123.2.2 尾气净化催化剂 . 133.2.3二次空气供给系统 . 133.2.4废气再循环装置 . 13第 4 章 结 语 . 15II参考文献 . 16致 谢 . 17III江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）引言随着我国城市化速度的加快， 我国汽车行业发展迅速， 据中国工信部最新数据显示， 汽车改变了人们的出行方式，

4、它扩大了人类活动的范围，改变了我们的生活方式。汽车 改变我们生活的同时， 也带来了很多的环境问题。 2009 年底，在丹麦首都哥本哈根举行 的气候变化会议上，中国作为最大的发展中国家，反映了发展中国家的使命，我们要重 视环境问题。作为一个发展中大国，中国在气候变化领域受到巨大的国际压力，中国的 环境保护行动，受到世界的广泛关注。近些年的雾霾现象越来越严重，这无疑给我国人民群众再次敲响了警钟，更加剧了 人们对环境保护的重视。为适应目前社会的发展，顺应环保节能的理念，汽车也在积极 的走节能环保之路，比如天然气汽车、电动汽车、生物柴油汽车等。虽然现在的法律和 法规，试图从多角度多方面预防和控制汽车尾

5、气排放，但目前来看，汽车尾气污染防治 并未达到环境和人民所要求的标准。 如相关条例缺乏科学性， 政策实施不顺畅等。 因此， 我们的国家需要拿出具有适应我国国策的汽车尾气排放标准和治理标准。本文分析我国汽车尾气排放现状与治理方法， 可以使我们从目前的汽车使用中发现 一些问题，为以后新能源汽车的发展提供方向。江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）第 1 章 我国汽车尾气排放现状1.1目前我国汽车状况及发展趋势2015年在最新的“十三五”规划纲要中针对新能源车辆的发展已经提升国家能源战 略方向之一。我国汽车行业扩张很快，目前国内汽车总量已超过2.2亿辆，人均 0.2 辆现有车辆中，主要类型是货车、 客

6、车和轿车和各类工程机械。 按照我国经济发展的规划， 将来我国会人均拥有一辆车，所以我国将来的汽车数量还会继续大量增加，将来中国的 汽车数量将会是世界第一。 但是在汽车数量不断增加的同时也会带来更大的环境污染问 题，尤其是汽车尾气的排放问题，所以说汽车数量大量增加给人们的生活带来的很多便 利，同时给环境保护，汽车尾气治理也会带来巨大的挑战，拿出一套切实可行的汽车尾 气治理方案迫在眉睫。1.1.1 我国汽车使用能源现状目前，我国汽车所使用的能源主要为传统汽车能源，即内燃机，它将燃烧汽油、柴 油或者天然气产生的热能转化为动能。此外，液化石油气 、混合动力等也已陆续成为 我国汽车使用能源。柴油密度高，

7、挥发性没有汽油强，同时压缩比高，不宜发生爆炸。柴油可在较高的 压力下自燃，效率较高，但是由于柴油具有噪音大且较为笨重的缺点，因此主要运用在 载重卡车、工程车等大功率的车辆。汽油机的体积小，而且制造成本相对较低，工作中 噪声小，燃油燃烧更加充分，多数应用在家用汽车上。天然气作为汽车能源和汽油与柴油有很大的区别，天然气最主要的优势有三点，一 是天然气储备量大，不用担心能源枯竭；二是天然气相比于油类能源更为清洁；三是天 然气质量较轻减少了汽车重量节约能源。但是由于天然气本身的特性，在天然气车的设 计和制造中会有诸多难度，而且天然气需要建设专用的气站，一次性投入比较大，同时 汽油车改造天然气也有一定难

8、度。但是由于天然气车的特点鲜明有益于环境保护，所以 发展迅速，目前已经有很多车辆采用天然气作为动力， 比如出租车、 公交车等等。目前， 市场已陆续出现了以混合动力作为能源的汽车， 消费者也越来越喜欢这一类的新能源车 辆，混合动力车型不管是从经济性还是技术研发上都远远胜过于传统发动机。在我国，汽车使用能源依然以传统汽车能源内燃机为主，然而内燃机汽车的致命缺江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）点是，排放废气中的有害气体会对环境造成广泛而长期的污染。尽管采取了多种多样的 内燃机内部和外部的技术措施，也只是努力达到 低污染 的水平，由于内燃机车的总体 数量巨大，即使是 低污染 也给生态环境带来巨大负担

9、，给我国的环境保护带来很大的 压力。1.1.2 未来汽车使用能源发展趋势随着时代的发展，石油资源的贮量在日益减少，在大量消耗石油资源的同时，随之 而来的是越来越严重的环境污染问题，严重影响到人类的生活环境。汽车作为现在广泛 应用的交通工具，消耗了大量的燃料，这使得石油资源迅速减少，为了应对能源危机以 及保护生态环境，全球各国都在积极研发新燃料、新能源车辆代替现有高污染的汽油和 柴油车辆。1 、气动汽车气动汽车在我们的生活中并不多见，其实它是真正意义上的无污染，我国应该大力 推广这一技术，它的工作原理是以压缩空气为主要动力源驱动马达运转，经济性良好。2、纯电动汽车纯电动汽车目前在许多城市已经使用

10、。其具有噪音小、节约能源、顿挫感小等优点 被越来越多的汽车企业所看重。但是它也存在着续航能力弱，车身较重，充电不便利等弱点3、氢燃料汽车，未来汽车势必会往完全使用电作为动力的方向发展。江苏信息职业技术学院毕业设计(论文)氢能汽车是指使用氢能源提供动力的汽车。其主要特点有： (1)氢能主要原料是水， 因此氢能储量巨大， 不用担心储备量问题； (2)液态氢的单位体积下质量很大， 安全性高； (3)氢能作为最清洁的能源对环境几乎没有任何毁坏， 因为其燃耗后的产物是水， 而没有 其他废物； (4)经济性：氢气的生产成本是汽油油价的 3倍，经济性较差。如果能够研发 出新技术，降低氢气的生产成本并且运用在

11、汽车上，燃料使用成本将会大大改善，汽车 的燃料应用前景也会更加广泛。4、天然气汽车天然气汽车是指使用天然气燃烧发出热能进行驱动的汽车。 目前市面上流通的天然 气汽车主要都是使用压缩天然气或者液化天然气作为动力能源的。 目前国内汽车企业也 正在尝试用天然气车替换原先的汽油或柴油车，实现全覆盖式的节能减排。5、混合动力汽车当今汽车市场上混合动力的汽车不在少数， 前各大知名汽车企业也在积极的占领这 一市场，相比于天然气汽车和氢气汽车混合动力汽车技术更为成熟。其主要优点是降低 碳排放、节约燃油，顺应新能源车发展战略。不过它也存在明显的不足续航里程短、电 路故障率偏高、爬坡动力性不足，特别是在城市上下班

12、高峰期，车载乘客较多，驾驶员 会明显感到踩油门吃力，这一缺陷在气电混合车辆上表现的尤为明显，夏天到来汽车内 需要打开冷空调进行降温，有进一步加剧了混合动力车型动力不足的缺陷。江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）1.2汽车尾气排放污染及危害汽车造成的污染主要是指汽车所产生的废气引起的一系列环境污染。可以说，汽车 是一个流动的污染源。在全球范围内汽车污染都是急需解决的问题。近几十年来随着汽 车数量的不断上升，汽车尾气治理变得越来越难。汽车尾气对环境的影响是巨大的，会 加快地球温度升高致使冰川融化，导致海岸线被淹没，同时对人类的健康也造成了极大 的负面影响，会引发各种呼吸道疾病，甚至引起肺癌。1.2

13、.1 对人类的身体健康造成的危害1、对呼吸系统的影响汽车的尾气具有强烈的刺激性，特别是一些未经过处理的汽车尾气，不仅会给人体 眼部、呼吸道带来强烈的刺痛感，还会对心脑血管产生不良影响，人如果长期呼吸这样 的气味会造成头疼、恶心、呕吐等症状出现，得不到及时治疗还会引发癌症。2、对免疫系统的影响汽车尾气颗粒物会引起人体免疫功能的下降，一旦人体免疫功能下降，就会引起多江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）种疾病。随着机动车数量的增多，汽车尾气排放量的增加，很多婴幼儿童刚出生就多发免疫系统缺陷，这与我们的生活环境有很大关系，汽车尾气就是其中的重要影响因素之3、诱变和致癌效应国内学者对于汽车尾气的影响较为

14、深入， 从临床医学研究表明汽车尾气中的颗粒物 带有强致癌因子，同时也是诱发心脑血管疾病的主要因素。过去，人们在享受汽车舒适 性的同时很少考虑到汽车尾气所造成的危害，由于最近几年人们的呼吸道疾病增多，人 们才意识到汽车尾气会给人体带来这么严重的危害。1.2.2 对全球气候的危害前几年热议的汽车尾气对于全球性的危害，莫过于二氧化碳所引起的温室效应，地 球臭氧层受损，使得冰川融化速度加快，海平面上升，很多低洼海岛国家，国土面积大 幅度度减少，如果治理不当或者不及时，几十年后或许很多沿海城市就将沉入海底。2014年上映的美国纪录片 穹顶之下 使得雾霾话题再次被人们所热议， 现在我国 要求每个省市每天上

15、报 PM2.5数值，进行全国综合评分，综合制定防治措施，我们都知 道雾霾的主要污染源之一就是 PM2.5，不难发现汽车排放的尾气是雾霾的元凶之一。由 于汽车尾气排放在地面不利于快速散发，加之中国城市拥挤，人流量大等因素的影响， 加之没有足够大的风力，汽车的尾气只有在城区低空弥漫，很难消散到城市外围地区， 这就造成了严重的城市雾霾现象。1.3 汽车尾气造成危害的主要原因1、地区发展不平衡，造成地区监管尺度不一当前，很多地方环保部门对汽车尾气实行环境绿色、黄色标志管理，但是，对不达 标汽车进行尾气治理还是薄弱环节，对不符合排放标准的新车不准出厂、不准销售的措 施实施力度不足。在每年年审中存在一定的

16、灰色交易，一些尾气检测并不达标的汽车仍 然会被允许上路行驶。此外地区发展的不平衡导致了各地区对汽车尾气的监管尺度不 一，例如上海、北京分别自 1998年、 2011 年开始实行限号，而浙江等小城市近期才实 行限号；例如尾气污染较为严重的高排放柴油机在江苏等地区是被禁止的，而在西部地江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）区这一类车辆却仍然上路行驶2、汽车保有量增加过快随着我国经济的不断发展，国家的不断壮大，居民的生活水平和购买能力也大大加 强，近几年，尤其从 2014 年开始每年汽车数量都有巨大数量的增加，到现在汽车总量 已经突破两亿大关，而且还在飞速增长。预计在不远的将来几乎会是每家每户都有私家

17、 车。3、汽车排放性能差，汽车保养及淘汰制度不合格中国汽车尾气污染之所以如此严重，除了汽车数量太多之外，也有其他不可忽视的 原因。国产的一些汽车由于技术相对比较落后，所以尾气排放量就会大一些，严重的甚 至是先进国家的先进汽车排放量的好几倍，所以尾气污染问题也就比发达国家更加凸 出。同时，我国的汽车老旧车辆不在少数，由于汽车老旧所以其性能更为底下，怕放量 也就更大，加上我国车辆报废年限不清晰，相关政策还在努力完善当中，使得还有一些 该报废的车辆还在继续违法运营，都造成了环境的污染加剧。4、我国汽车尾气有关政策法规比较落后目前来看汽车尾气污染已经造成了环境的巨大破坏，制定相关法律法规刻不容 缓，发

18、达国家由于汽车行业起步的比我国早出好几十年，所以这方面的制度和法规制定 的也更为规范和严谨，一次来控制汽车尾气的排放。所以和发达国家相比我国在汽车尾 气有关政策和法规上制定的还不是特别完全， 不过随着汽车保有量的持续增加和环境问 题日益突出，很快我国的汽车管理制度就会趋于完善。加上汽车行业的不断发展，对管 理者也提出了更高的技术和政策把握能力。5、汽车尾气检测仪器落后我国的环保法律制定比较缓慢，这直接导致了检测仪器落后，很多排放超标的车通 过检测仪器都检测不出来，相对于国外先进的检测技术，我国在这方面还需要不断加强 改进。同时我们车管所检测尾气的部门，吃拿卡扣现象十分严重，这样的风气直接导致

19、尾气检测部门形同虚设，我建议交警执法部门能够加强道路尾气的监测，及时发现尾气 超标车辆，减少环境污染。7江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）8江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）第 2 章 汽车尾气的主要污染物汽车尾气的主要污染物包括一氧化碳 （CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、 硫化物和雾霾的主要污染源碳烟等重金属氧化物、烟灰、油蒸汽等组成。2.1一氧化碳（ CO）汽车燃料不完全燃烧会产生有毒气体一氧化碳， 人吸入一氧化碳过量会导致人体输 送氧气能力降低，严重时会出现呕吐和头晕现象，甚至呼吸困难。所以汽车发动机排放 的一氧化碳是罪魁祸首，也是伤害人体的元凶。目前的技术水平通过

20、三元催化器可以减少一氧化碳的排放量， 我个人认为一定要注 重尾气的排放技术发展，才能减少对人体的危害。2.2碳氢化合物（ HC）碳氢化合物具有强烈的刺激性， 是强力的致癌物质之一。 如果它在空气中含量增多， 一方面会使环境严重破坏，引起雾霾现象。另一方面还会危及农作物，使我们的饮食受 到影响。因此它被称为尾气污染源第二号杀手。2.3氮氧化合物（ NOx）氮氧化合物是发动机在大负荷工作时， 高温高压燃气中形成的。 NO与人体血液中的江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）血红蛋白的结合能力比一般的有害气体还强，呼吸后容易使机体缺氧而死亡。同时还会 损害人的眼睛，损害呼吸道从而引起呼吸道疾病， 同时

21、NOx也是光化学烟雾的组成成分， 是环境重要污染源之一。2.4其它有害污染物除上述三种主要污染物外，汽车尾气污染还有 SO2、细小微粒、重金属氧化物、油 蒸汽等物质。汽油、柴油中含有的硫成分燃烧时与氧气结合会生成硫化物。尾气中的悬 浮颗粒物，会增加呼吸道疾病，损害肝肺功能。目前含铅汽油已经被国家明令禁止，因 为这一类的燃油品质很差，对人体危害很大，长期处在含铅量超标的环境中会引起老年 痴呆10江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）第 3 章 控制汽车尾气排放的对策3.1管理方法3.1.1 加强交通基础设施建设，优化交通环境很多中小城市市区公交系统落后，公共交通出行所占比重只有十分之一左右，而大

22、城市的公共交通出行比重为十分之二左右，公交线路和站点设置的合理性和方便性低， 市民出行的交通工具仍主要依赖摩托车、自行车、电动自行车等。过去，城市道路从设 计到施工，由于事先未充分考虑，同时没有征求相关部门和广大市民的意见，建成后因 为不符合市民出行的实际情况导致使用率很低，甚至重新拆建。其根本原因是规划部门 和交通管理机关没有协同合作共同制定计划和施工方案， 导致规划、管理不相符的现象， 致使设计出的交通路线不合理，很大程度上降低了交通道路的便捷性和使用率。交通规 划对于城市的总体规划来说相当重要。要彻全面解决城市道路的拥堵问题，从而降低汽 车尾气的排放量。 一是交通规划要有合理， 二是管理

23、方法要有科学， 基础是交通规划， 管理方法是手段，只有二者的有机结合，才能使城市交通管理方便、城市交通畅通，减 少汽车拥堵，降低尾气的排放量提高环境质量。3.1.2 强化汽车燃油质量监管，提升燃料品质中国各区域经济发展速度不同，油品质量执行的标准也各不相同，东南部地区经济 水平比较发达，西南、华中稍差一点，华北、西北及东北地区经济相对落后，所以整个 油品的严格化程度基本也是按照一次从高到低的顺心进行划分。 第一梯队执行最严格的 国家国油品标准，其油品指标与欧洲标准基本相同，第二梯队执行相对严格的国家国 油品标准，其指标与欧洲标准相比稍差一些， 而第三梯队执行的是国家国油品标准， 其指标与欧洲指

24、标比较要差一些。3.1.3 做好车辆的管理工作，推广新型环保节能技术国内大城市车流密集，车辆多地区，采取限号措施，减少车流量，从而减少尾气排 放。鼓励公民出行时尽量选择公交系统， 提倡出行时选择以清洁能源为动力的交通工具， 提倡短距离出行尽量使用自行车或者步行，同时大力发展地铁、有轨电车等公共交通工11江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）具。3.2 技术对策3.2.1 加大新能源车辆的应用新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力来源，采用新技术、新结构的汽车。现在的新能源汽车有多种，包括包括燃气汽车、燃料电池电动汽车、纯电动汽车、液化 石油气汽车、氢能源动力汽车、混合动力汽车、太阳能汽车等。新

25、能源汽车的优点：1、节约燃油能源。一般是用天然气、石油气、氢气、电力作为动力。2、减少废气排放，有效的保护环境。电动汽车不产生尾气，没有污染。氢能源汽车尾 气是水，对环境没有污染。3、效率高。一般新能源汽车采用新技术，新结构，使它的效率更高。4、噪声低。目前，许多城市都采购混合动力新能源公交车辆运营，一方面是响应国家号召大力 发展新能源车辆，另一方面是降本增效，减少公交车排放对城市环境的污染，同时混合 动力车辆克服了纯电动车辆续航里程短，动力不足等问题，同时兼具经济性、舒适性。我个人认为发展新能源车辆有以下两个优势：第一、可以减缓我国的能源危机，降 低燃油消耗和环境污染；第二、可以提高我国在新

26、能源技术上的快速发展，提升国际竞 争力。目前城市中虽然地铁和轻轨建设被大力提倡，但是由于建设成本较高，很多项目进 度缓慢。公交车作为城市的重要交通工具，灵活性高、适应路况能力强，所以会在很长 的一段时间里继续发挥公共交通老大哥的作用。传统公交车噪声大、能耗高、污染严重，新能源公交车的普及能改变这一现象。同 时能源公交车与人民群众息息相关，既可以改善环境污染，又可以提高人民生活质量， 是城市流动的风景线。燃料电池汽车的主要能源是氢气和甲醇，通过化学反应产生电能驱动电机运转，在 排放过程中没有污染，它最大的优点是燃烧效率是普通发动机燃料的 2-3 倍，从环保角 度上它应用前景十分广泛，不过目前最大

27、的难题是解决其存储问题，氢气的制造成本较12江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）高，不利于运输，权衡利弊导致目前燃料电池的进展十分缓慢。与传统汽车相比，燃料 优点还是有很多：1、零排放或近似零排放。2、减少了机油泄露带来的水污染。3、降低了温室气体的排放。4、提高了燃油经济性。5、提高了发动机燃烧效率。6、运行平稳、无噪声。3.2.2 尾气净化催化剂目前效果最好的应该是三元催化净化剂，将净化器设置于发动机排气装置中，在尾 气经过净化器的同时，三元催化器会提高 CO、 HC 与 NOx 等气体的活性，让这些气 体产生氧化还原反应。 CO 一般在高温条件下氧化为无色无毒的 CO2，HC 化合物氧化

28、 还原为水和 CO2，NOx 还原为氮气与氧气，从而让汽车尾气中的大章主要有害气体得 到净化，净化率在 85%以上。3.2.3 二次空气供给系统这一系统能够把额外的通过滤清器的新鲜空气吸入汽车排气管之中， 从而让尾气中 未完全燃烧的 CO 与 HC 在高温条件下再次燃烧，以达到减少 CO 与 HC 排放量的目 的，另外还能够让助氧传感器和三元催化器尽快参与到气体净化工作中来。3.2.4 废气再循环装置当汽车发动机处于工作状态下，通过 EGR 装置能够把排气管内部的一章废气引入 到进气管，与新鲜空气共同进入气缸燃烧；运用循环废气对新鲜空气的稀释功能以及对 燃烧速度的制约作用，控制燃烧的温度，从而达到降低 NOx 气体的作用。13江苏信