我国汽车尾气排放的现状与对策

1、我国汽车尾气排放的现状与对策目 录第一章 我国汽车尾气排放的现状 . 3 第二章 汽车尾气排放的主要成分及危害 . 3 2.1 汽车尾气排放的污染物 . 3 2.1.1 一氧化碳(co) . 3 2.1.2 碳氢化合物(hc) . 4 2.1.3 氮氧合化物(nox) . 4 2.1.4 二氧化硫(so2). 4 2.1.5 二氧化碳(co2) . 5 2.2 汽车排放污染的危害 . 5 第三章 我国汽车尾气危害的主要原因 . 6 3.1 汽车排放性能差 , 汽车保养及淘汰制度不严格 . 6 3.2 汽车保有量增加过快 , 而且集中在城市 . 6 3.3 我国汽车燃油能耗标准落后 . 6 3.

2、4公民对汽车尾气排放危害的意识淡薄 . 6 第四章 影响汽车尾气排放因素分析 . 7 4.1 燃油对排放的影响 . 7 4.1.1 辛烷值的影响 . 7 . 7 4.1.2 硫含量的影响 . 4.2 空燃比对尾气的影响 . 7 4.3 点火正时对尾气的影响 . 8 4.4 发动机转速对尾气的影响 . 8 4.5 发动机负荷对尾气的影响 . 9 第五章 我国与国外汽车排放标准对比分析 . 9 5.1 我国与国外汽车的排放标准对比 . 9 5.2我国近几年的尾气排放标准 . 10 5.3 美国汽车排放标准 . 10 5.4 欧洲汽车排放标准 . 11 第六章 我国汽车尾气排放的检测 . 12 6.

3、1 汽油机尾气检测 . 12 6.1.1 汽油机尾气检测设备 . 12 6.1.2 汽油机的尾气检测规定标准 . 14 6.2 柴油机尾气检测 . 15 6.2.1 柴油机尾气检测设备 . 15 6.2.2 柴油机的尾气检测规定标准 . 16 第七章 我国汽车尾气治理的对策 . 17 7.1 改进燃料品质 . 17 7.1.1 改进炼油工艺 . 17 7.1.2 合理选用燃油添加剂 . 17 7.1.3 推行待用燃料 . 18 7.2 严格执行废气排放的国家标准和地方便准与法规 . 18 7.3 汽车生产过程中的技术改进 . 18 7.3.1 涡轮增压技术 . 18 7.3.2 三元催化转化装

4、置 . 18 1 7.3.3 废气再循环系统 . 18 7.3.4 电子燃油喷射技术 . 19 7.4 推行 i/m 制度，提高驾驶员环保意识 . 19 7.5 优化我国的公共交通管理 . 19 总结 . 19 致谢 . 21 参考文献 . 21 2 第一章 我国汽车尾气排放的现状随着我国经济的快高速发展，我国人民生活水平不断提高，我国的汽车保有量快速增加，现今的社会汽车已成为不可或缺的交通工具，但汽车数量增加的同时，汽车尾气排放对环境造成的污染也越来越严重。在我国的大中城市，汽车尾气排放逐渐成为环境污染的主要污染源，控制汽车尾气排放也成为当今社会发展中的重大课题。因此，加强汽车排放控制和治理

5、将刻不容缓。在我国汽车石油消耗量约占全国石油消费的1/3 以上，而且随着汽车保有量的增加，其消费量仍会加大。我国某城市曾对该市的机动车辆尾气污染程度作了如下初步调查 : 该市目前拥有机动车辆13 万辆，并以年增率15% 的速度增加。机动车年排放一氧化碳 34 万吨，相当于该市工业企业一氧化碳排放量的10 倍。市区主要交通道路中心点一氧化碳超标2 倍以上的达 25% ，在车流量高峰之际，有的监测点一氧化碳浓度高达每立方米10mg ，超标 2 倍。在车流量比较集中的火车站，氮氧化合物测点平均值为每立方米0.059mg，超标准 0.18 倍。因此 , 汽车尾气污染日趋严重, 现代城市大气污染主要来源

6、于汽车尾气。有资料表明，我国各大中型城市汽车尾气排放物造成空气污染占到50% 左右，且对在用车检测结果来看，尾气排放不合格的车辆占被检测车的10-30% 。环境保护部日前发布2011 年中国机动车污染防治年报，公布“十一五”期间全国机动车污染排放情况。结果显示，我国已连续两年成为世界汽车产销第一大国，尾气排放成为空气污染的重要来源。“十一五”期间，我国机动车保有量呈快速增长态势，由1.18 亿辆增加到 1.9亿辆，平均每年增长10% 。其中，汽车保有量由3088万辆增加到 7721.7 万辆，增加了 150% 。按汽车排放标准分类，达到国iii及以上排放标准的汽车占汽车总保有量的 41.1%，

7、国 ii 汽车占 25.5%，国 i 汽车占 20.6%，其余 12.8%的汽车还达不到国 i 排放标准。按环保标志进行分类，“绿标车”占79.8% ，其余 20.2%的车辆为“黄标车”。机动车保有量的快速增加，使机动车污染防治的重要性和紧迫性日益凸显。监测表明，我国城市空气开始呈现出煤烟和机动车尾气复合污染的特点。一些地区灰霾、酸雨和光化学烟雾等区域性大气污染问题频繁发生，这些问题的产生都与车辆尾气排放密切相关。同时，由于机动车大多行驶在人口密集区域，尾气排放直接影响群众健康。那么汽车尾气排放物中这些有害物质是如何形成，又有何危害呢? 第二章 汽车尾气排放的主要成分及危害 2.1 汽车尾气排

8、放的污染物汽车尾气中排放的污染物有一氧化碳(co)、碳氢化合物 (hc)、氮氧化合物 (nox)以及对人体产生不良影响的其他一些固体颗粒，尤其是含铅汽油，对人体的危害更大。铅在废气中呈微粒状态，随风扩散。汽油主要由碳和氢组成，汽油正常燃烧时生成二氧化碳、水蒸气和过量的氧等物质。但由于燃料中含有其他杂质和添加剂，且燃料常常不能完全燃烧，常排出一些有害物质。汽车尾气成分非常复杂，有100种以上，其主要污染物包括一氧化碳(co)、碳氢化合物 (hc)和氮氧化合物 (nox)。2.1.1 一氧化碳 (co) co主要是燃料燃烧不完全的产物，co的生成主要受混合气浓度的影响。在过量空气系数， l 的浓混

9、合气工况时，由于缺氧使燃料中的碳不能完全氧化成co2 ，co作为其中间3 产物产生。在空气系数，l 的稀混合气工况时，理论上不应有co 产生，但实际燃烧过程中，由于混合不均匀造成局部区域产生co;或者已成为产物的co2 和 h2o在高温时吸热，产生热离解反应生成co 。co是一种无色、无味但有剧烈毒性的气体。它不易与其他物质发生反应而成为大气中比较稳定的组成部分, 能停留 2,3 年之久。当人们吸入过多的co后,co可与血液中的血红蛋白有较强的亲和力，会妨碍血红蛋白的输送氧气的能力。当空气中的一氧化碳浓度超过一定数量时，人就会出现头痛、呕吐等中毒症状，浓度再大时，甚至可导致人死亡。co是汽车发

10、动机排出有害成分中浓度最大的气体; 它引起的公害称为汽车尾气排放的第一大公害。空气中 co的体积含量及其危害见表2-1。表 2-1 大气中 co和含量及其危害co体积含量 (10-6) 血液中 co-hb(%) 对人体的危害程度0,5 0,0.8 无症状5,10 0.8,1.6 无症状10,20 1.,63.2 尚可20,30 3.2,4.8 注意30,40 4.8,6.4 危险40,50 6.4,8.0 较危险50,60 8.0,9.6 很危险，60 ，9.6 极危险 2.1.2 碳氢化合物 (hc) hc与 co 一样，也是一种不完全燃烧的产物，与过量空气系数有密切关系。但即使在空气系数

11、? l 的条件下，也会产生很高的hc排放，这是因为hc化合物还有淬熄和吸附等生成原因。hc是一种混合物，成分非常复杂。当hc浓度较高时，会使人出现头晕、恶心等中毒症状。特别是hc化合物中的烯在大气上空 , 和 no2混合在一起，经强烈的日光照射后，起光化学反应产生的高浓度臭氧、醛等烟雾状物质,对人的眼睛、呼吸器官 ( 喉、眼、鼻等黏膜 )及皮肤有强烈的刺激性，甚至可能致癌。而且，它还使生态环境遭到破坏, 严重影响了农作物的生长 , 使农业减产 , 因此hc它成为汽车尾气排放的第二公害。 2.1.3 氮氧合化物 (nox) nox 是 no和 n02的总称，它是发动机在大负荷工作时，高温高压燃气

12、中少量氮被氧化成 no 、no2等氮氧化物。 no 占绝大部分，约占nox 总排放量的 95, 。在经排气管排入大气后，缓慢地与o2反应，最终生成 n02 。no的产生途径包括高温no 、激发 no和燃料 no 。燃料 no 的生成量极小，激发no 的生成量也较少，高温no 是主要来源。根据高温no反应机理，产生 no的三要素是温度、氧浓度和反应时间，即在足够的氧浓度的条件下，温度越高和反应时间越长，则no的生成量越大。在氮氧化合物中 no与血液中的血红蛋白的结合能力比co还强, 容易使人们中毒而死亡。no2 是一种褐色有强烈毒性的气体，刺激人的眼睛和呼吸道引起喘息、支气管炎及肺气肿等，同时n

13、ox 也是光化学烟雾的组成成分, 成为汽车尾气排放的第三公害。2.1.4 二氧化硫 (so2) so2是无色气体，有强烈的气味，对咽喉、眼睛、和上呼吸道有强烈的刺激作用，对人的健康有害。特别是硫的氧化物及其它酸性气体溶于雨中，会形成酸雨，使湖泊水酸化、土壤酸化，大片森林和植物枯死。燃料中含硫的氧化物，在燃烧后几乎全部转化为so2 ，其中一部分氧化成so3 ，并与水反应形成硫酸，再转化为硫酸盐。4 2.1.5 二氧化碳 (co2) co2是无色无味的气体，呈弱酸性。低含量的co2 对人体无害，但随着其含量的增加，对人的肌体有影响。当co2含量很高且有 o2时，以麻痹作用为主 ; 在缺o2状态下，

14、作为刺激性气体对皮肤和粘膜起作用。co2是烃类燃烧的必然产物。co2对人体的影响见表2-2。表 2-2 co2 对人体的影响2 体积含量对人体的影响 co ，2.5 维持 1h(小时)无影响3 呼气深度增加4 头部重压感、头痛、血压升高、脉搏迟缓、呕吐等6 呼吸剧烈增加8,10 迅速出现意识不清、发汗时出现呼吸停止，导致死亡20 数秒钟内中枢神经机能丧失30 立即死亡2.1.6 固体悬浮颗粒固体悬浮颗粒的成分很复杂，并具有较强的吸附能力，可以吸附各种金属粉尘、强致癌物和病源微生物等。固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部，以碰撞、扩散、沉积等形式滞留在呼吸道的不同部位，引起呼吸系统疾病。当悬浮颗粒积累

15、到临界浓度的时候，便会激发形成恶性肿瘤。此外，悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛，堵塞皮肤的毛囊和汗腺，引起皮肤炎和眼结膜炎，严重的可造成角膜损伤，因此也成为汽车尾气排放中不可忽视的公害。除上述汽车尾气排放污染物外，汽车尾气污染还有游离碳( 黑烟) 、四乙基铅、臭味等物质，它们对人体呼吸系统、循环系统、神经系统都非常有害。2.2 汽车排放污染的危害综上所述 : 汽车尾气排出的污染 , 给人类健康造成了严重的威胁。因此，汽车尾气污染可总结为以下三点: 1) 城市温度急剧增高二氧化碳气体被称为温室气体，一旦进入空气中，一方面可产 ( 生温室效应，促进气温升高; 另一方面破坏地球的保护层- 臭氧层，让

16、阳光直接照射地球表面，加速气温升高。 (2) 危害人体健康氮氧化物、铅化物进入肺部和血液，极大地损害了呼吸系统，造成各种疾病，对人们的身体健康构成危害。(3) 地球气候不正常出现酸雨、黑雨等现象，影响各地区的气候。5 第三章 我国汽车尾气危害的主要原因 3.1 汽车排放性能差 , 汽车保养及淘汰制度不严格据了解，我国新车单车排放污染物为先进国家的5 倍，再加上没有完善和严格的汽车维修制度和旧车淘汰制度, 失修和老、旧车运营十分普遍, 这就使得汽车尾气的污染尤为严重。我国的汽车维修技能参差不齐，大部分汽车出现故障时往往不会选择正规的维修单位进行维修，而是选择一些花费比较少的维修店进行维修，虽然在

17、修理后汽车能够达到正常行驶的目的，但汽车的性能明显降低，汽车尾气的排放显著增加，这就使得对环境造成危害越来越严重。3.2 汽车保有量增加过快 , 而且集中在城市“十一五”期间，我国机动车保有量由1.18 亿辆增加到 1.9 亿辆，平均每年增长 10% 。其中，汽车保有量由3088万辆增加到 7721.7 万辆，增加了 150% 。汽车保有量的快速增加无疑会加重汽车污染物的排放量，给环境污染的治理造成更大的压力。而且城市车辆的集中，也必要导致汽车在行驶时排放量的增加。3.3 我国汽车燃油能耗标准落后目前，在节能减排日益成为全社会共识的背景下，我国的油耗标准制度建设与欧美等发达国家差距明显，我国应

18、当进一步了解国际风向标，加快与国际接轨的步伐。2005年底，国家六部委联合发出关于鼓励发展节能环保小排量汽车的意见，对小排量汽车发展有所促进;2007 年，国家标准委又发布轻型商用车辆燃料消耗量限值强制性国家标准，这是我国第一个控制轻型商用车辆燃料消耗量的强制性标准。按乘用车燃料消耗量限值国家标准，对于新开发车型，要求从2005年 7 月 1日实施第一阶段限值， 2008 年 1 月 1 日执行第二阶段限值 ; 对于在产车型，要求从 2006 年 7 月 1 日执行第一阶段限值， 2009年 1 月 1 日起执行第二阶段限值。第二阶段的限值时间、是在第一阶段限值基础上加严约10% ，但依然落后

19、于 2002 年世界各国轿车的平均油耗水平。值得注意的是，我国第三阶段油耗标准已经考虑到与国际对接的因素。第三阶段油耗值实施过程将允许车企采取逐年改善的方式，最终达到要求，以此减轻汽车企业的负担。比如从2012 年开始为导入期， 2012年到 2014年企业燃料量将分别给予高于车型油耗目标值9% 、6% 、3% 的灵活性， 2015 年及以后完全实施。节能减排是全社会的责任，不能因为要发展自主品牌就可以放松。总体上来讲，我国的油耗标准要求较松，这就需要我国的油耗标准进一步与国际接轨。3.4 公民对汽车尾气排放危害的意识淡薄尽管国家规定汽车都要安装尾气净化装置，但逃避安装的车辆仍在多数，一方面可

20、能是费用问题，虽然我国汽车保有量逐年增加，汽车配件市场越来越完善，但因为我国技术方面的局限性，我国的汽车配件价格仍居高不下，这些配件不乏有关汽车尾气排的相关配件，但车主往往出于自身利益的考虑，在选配一些净化汽车尾气的配件时往往不愿购买，这就使得汽车尾气排放造成的危害难以控制。另一方面还跟车主环保意识淡薄有关，在汽车的使用过程中，有些车主的汽车在排放方面明显不合格，但在汽车年检时往往通过改变汽车怠速的方法来应付检查，另外对于一些报废的车辆，一些人员通过改装进行二次销售，这些车辆不但在技术上明显不合格，而且尾气排放对环境造成的危害非常严重，对人们的身体健康也造成了严重影响。6 第四章 影响汽车尾气

21、排放因素分析4.1 燃油对排放的影响汽油是汽车发动机的主要燃料，在汽油机的工作过程中，要求其燃料供给系统在一个极短时间里，将汽油和空气充分混合并配制成合适比例的可燃混合气。保证汽油机能在各种条件下可靠起动、平稳运转、正常燃烧，充分发挥汽油机的使用性能。 4.1.1 辛烷值的影响辛烷值是表示点燃式发动机燃料爆抗性的一个约定数值。在规定条件下的标准发动机试验中，通过与标准燃料进行比较来测试，采用和被测燃料具有相同抗暴性的标准燃料中异辛烷的体积百分数表示。汽油的辛烷值不仅对汽油机的排放有一定的影响，而且还直接关系到是否发生爆燃。辛烷值是表示汽油抗爆的指标。在汽油机燃烧中，随着压缩比及气缸内气体温度的

22、不断升高，可能出现一种不正常的自燃现象，称谓爆燃。汽油的辛烷值越高，则抗爆燃的能力越强，辛烷值低则易产生爆燃，并增加 nox 排放量，特别在较稀混合气的情况下更加显著。事实上，由于爆燃对发动机有破坏作用，所以引起nox 剧增的强爆燃情况是在实际使用中不允许发生的, 从另外一方面来看，较低的辛烷值限制了发动机的压缩比，导致燃油消耗率上升，总污染物排放量也随之上升，对环境危害也有所增加。众所周知，在许多情况下烯烃是汽油提高辛烷值的理想成分，但是由于烯烃的热稳定较差，导致它容易产生胶质，并沉积在进气系统中，影响燃烧效果，增加排放。活泼烯烃是光化学烟雾的前体物，蒸发排放到大气中将会产生光化学反应，从而

23、引起光化学污染。我国许多城市在夏秋季都发生过空气臭氧浓度超标的光化学烟雾型空气污染，与使用高烯烃汽油有着密切的关系，因此也应引起重视。4.1.2 硫含量的影响硫(s) 天然存在于原油中，如果在炼油过程未进行脱硫处理，汽油就会受其污染。硫可降低三元催化器的效率，对氧传感器也有不利影响，进而使汽车使用的汽油机排放增 -4-5 加，不论其发动机技术水平和状态如何，汽油中硫的质量分数从10 降到 10 数量时，尾气中的hc 、co 、nox 等均有显著下降，高硫汽油会引起车载诊断系统的混乱和误报。 4.1.3 添加剂的影响车用汽油中的可能加入多种类型的添加剂: 防止汽油爆燃的抗爆剂，如四乙基铅、mmt

24、 等; 抑制烯烃聚合的抗氧剂，如氨基酚、烷基酚等。无铅汽油还添加一些高辛烷值的含氧有机化合物，如mtbe 和乙醇等。汽油自身还有的氧有助于氧化汽油的不完全燃烧物co和 hc ，并降低它们的排放，当用无反馈控制的供油系统时，从纯烃燃料改用含氧燃料表示着混合气变稀，也会是co和 hc的排放下降。 4.2 空燃比对尾气的影响hc是可燃混合气不完全燃烧或裂解的碳氢化合物及少量的氧化反应的中间产物。co主要来自在空气不足的情况下可燃混合气的不完全燃烧，是汽油机尾气中有害成分浓度最大的物质。co2 是可燃混合气燃烧的产物，它能够反映出燃烧的效率。 随着空燃比的增加， co的排放浓度逐渐下降， hc的排放浓

25、度两头高、中间低，co2 的排放浓度中间高、两头低。当空燃比小于14.7:1 时，混合气变浓，由于空气量不足引起不完全燃烧，co 、hc的排放量增大。空燃比越接近理论空燃比14.7:1 ，燃烧越完全， hc 、co的值越低， o2越接近于零，而 co2的值越高。而当混合气空燃比超过16.2:1 时，混合气变稀，由于燃料成分过少，用通常的燃烧方式已不能正常着火，产生失火，使未燃hc大量排出。在理论空燃比附近，co曲线有一个拐点，当 a/f 减少时，可燃混合气过浓，燃油无法充分燃烧，co 生成物便7 急剧增加 ; 当 a/f 增大时，氧含量充足，燃油可以充分燃烧，使co生成量减少，而且比较稳定。图

26、 4-1 空燃比对排放污染物的影响4.3 点火正时对尾气的影响点火提前角对 co的排放没有太大影响，但对hc和 nox 的影响较大，过分推迟点火会使 co没有时间完全氧化而引起co排放量增加，但适度推迟点火可减小co排放。实际上当点火时间推迟时，为了维持输出功率不变需要开大节气门，这时co排放明显增加。随着点火提前角的推迟，hc的含量降低，主要是因为增高了排气温度，促进了 co和 hc的氧化，也由于减小了燃烧室内的激冷面积。火提前角对 co的生成量影响不大，但对hc和 nox 的影响较大。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

27、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，正确的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。4.4 发动机转速对尾气的影响发动机在怠速、减速和低速小负荷时的混合气较浓，发动机工作循环的气体压力与温度不高，混合气的燃烧速度减慢，引起不完全燃烧，从而产生co 。转速的变化对 co的排放没有太大的影响，这是由于在排气系统中的co被氧化，在正常的排气温度下，并不受混合气的限制，而是取决于化学反应的速度。提高怠速转速，对降低怠速时的 co有一定的好处，这是由于随着怠速转速的提高，进气节流减少，进入的空气量增加。于是残留气体的稀释程

28、度有所减小，使得燃烧改善。发动机转速升高时， hc的排放有明显的降低。原因在于转速升高增加了汽缸中的扰流混合与涡流扩散，又增加了排气中扰流与混合，前者增加了气缸内的燃烧，增加了激冷层8 的后氧化反应。但是高速时为了克服较高的发动机阻力，需要加大排气容积的流量，使其排气系统停的时间缩短。因此hc排放量降低且小于按浓度改变预计的结果。同时适当的提高发动机怠速转速，对降低hc成分有好处。对于不同混合比的混合气，转速对nox 生成速度有着不同的影响。对于燃烧慢的较稀混合气，在转速提高时，由于着火落后期对于转速的影响较小，在点火时间一定的情况下，燃烧的大部分将在膨胀过程和温度较低时进行，使得nox 的生

29、成速度降低。对于燃烧速度较慢的浓混合气提高其转速时，由于加强了气体在汽缸中的扰动，加大了火焰传播的速度，同时也减少了热损失，使得nox 的生成速度相对增大。4.5 发动机负荷对尾气的影响发动机负荷可以用与节气门开度相关的进气管压力来表示，进气管压力越大( 即进气管真空度越低 )，发动机负荷也就越大。对 co来说，空燃比不变，功率输出的大小对co排放没有影响， co的排放量随功率的输出及空气的消耗量的增加而增大，发动机在小负荷及大负荷工作时，所供给的混合气均较浓，在两种情况下co排放均比较高。例如，最大功率时，节气门全开，供给较浓的混合气，因此co的排放较高。当空燃比和转速保持不变，并按最大功率

30、调节点火提前角时改变负荷对hc的排放影响不大。这是因为影响hc排放的因素有的使hc降低，有的使它增加，结果作用恰恰相互抵消。当进气管压力在30.5kpa,81.0kpa 范围内时，因供给的混合气较稀，所以 hc排放降至很低，当进气管压力超过81.0kpa 时，接近全负荷时混合气加浓。此时 hc排放量理应上升，但由于全负荷时，排气温度相应增大，这时排气后反应对 hc排放的消除作用加强了，从而限制了hc的排放。小负荷时进气管压力低，由于缸壁激冷作用的增强，混合气又较浓，若进气管压力低于20kpa，时还可能发生火焰传播不完全，结果使hc排放明显升高。例如在汽车突然关闭节气门时，进气管内液体燃料的瞬时

31、蒸发，造成高进气真空下的混合气的额外加浓，也会出现这种情况。发动机负荷小时 (进气管压力低 ) ，可使 nox 排放浓度下降。负荷减小进气压力降低，发动机温度低，残余废气增加，导致着火落后期变大及火焰传播速度减慢，这两个因素均使燃烧时间加长，若在此时点火时间不变，则燃烧过程将更多的膨胀行程延伸，这样就会使循环最高温度降低而使排气中的nox 浓度下降。第五章 我国与国外汽车排放标准对比分析 5.1 我国与国外汽车的排放标准对比为降低汽车尾气排放对城市环境造成的危害，世界各国均采用制定汽车排放标准来限制汽车尾气排放。目前国际上汽车排放法规主要分为三大体系，即美国排放法规、欧洲排放法规和日本排放法规

32、，其他各国基本上按照或参考这三大体系来制定本国的排放法规，我国主要参照欧洲排放法规。从表5-1 可以看出，我国汽车排放控制水平，轿车在2000 年达到国 1 号法规，在 2004 年前后达到国 2 号水平法规，2010年左右开始陆续实行国 ?标准，并在 2012年，北京率先拟执行新车国v标准。9 表 5-1 我国与国外汽车的排放标准对比欧盟 韩国 印度 中国 新加坡1995 欧? 欧? 1996 欧? 欧? 1997 欧? 欧? 1998 欧? 欧? 1999 欧? 欧? 2000 欧? 欧? 国? 欧? 2001 欧? 欧? 欧? 国? 欧? 2002 欧? 欧? 欧? 国? 欧? 2003

33、 欧? 欧? 欧? 国? 欧? 2004 欧? 欧? 欧? 国? 欧? 2005 欧? 欧? 欧? 国? 欧? 2006 欧? 欧? 欧? 国? 欧? 2007 欧? 欧? 欧? 国? 欧? 2008 欧? 欧? 欧? 国? 欧? 2009 欧? 欧? 欧? 国? 欧? 2010 欧? 欧? 欧? 国? 欧? 5.2 我国近几年的尾气排放标准2004年 7 月 1 日，全国范围内开始实施“国?”排放标准。2005年 12 月 30 日，北京实施“国 ?”排放标准，之前已经上市并且通过“国?”标准的车型可以延迟1 年安装 obd 。2006年 1 月 1 日，北京在全国范围内率先实施“国?”排放

34、标准。2006年 7 月 31日，上海市环保局宣布，上海公交与出租车行业率先实施“国?”排放标准。2006年 9 月 1 日，中央国务院正式批准广州实行“国?”标准。2006年 12 月 1 日，北京全面禁止在京销售未安装obd 的新车。2007年 7 月 1 日，全国范围内开始实施“国?”排放标准。2008年 1 月 1 日，“国 ?”燃油在北京上市。2008年 1 月 1 日，在全国范围内对重型汽车上牌执行“国?”排放标准。2008年 7 月 1 日，在全国范围内对轻型汽车上牌执行“国?”排放标准。2010年 12 月 21 日，环境保护部表示，国 ?车用燃油的标准尚未出台，无法确保在全国

35、范围内供应相应车用燃油，经有关部门商讨，对机动车国?标准实施日期进行适当调整。北京拟 2012 年实行新车国 v排放标准。5.3 美国汽车排放标准美国是世界上最早执行排放法规的国家，也是排放法规最严格的国家。美国的汽车排放法规分为联邦排放法规即环境保护局(epa)排放法规和加利福尼亚州空气资源局 (carb) 排放法规两个标准。美国加州 1960 年开始立法控制汽车排气污染物，在1963 年美国政府颁布大气净化10 法当年，加州便开始了控制曲轴箱燃油蒸发物排放;1966 年加州颁布实施“7工况法”汽车排放法规，1968年联邦采用“7 工况法”控制汽车的排放物;1970 年加州开始控制轿车燃油蒸

36、发物排放，美国联邦政府从1970 年开始制定了一系列车辆排放控制法规， 1972年采用 la-4c(fpt-72)测试循环，并增加对nox 的控制，1975年改用 la-4ch(fpt-75)测试循环 ; 从 1975 年起到 80 年代，美国排放法规大幅度加严，特别强化对nox 的限值，同时也提高对hc和 co的控制。 1990年美国国会对大气净化法做了重大修订，对汽车排放提出了更高的要求。1994年加利福尼亚州制定了低污染汽车排放法规，将轻型车分为了过渡低排放车(tlev)、低排放车(lev)、超低排放车 (ulev)和零排放车 (zev)，并且规定从 1998 年起销售到加州的轻型车必须

37、有2% 为无污染排放 ( 零排放 ) ，2001 年为 5% ，2003 年达到 10% 。同时计划在 2004 年进一步强化汽车排放法规(sulev),限值为 ulev的 1/4 。表 5-2 是联邦轻型车排放标准。表 5-2 美国联邦轻型车排放控制标准实施年份测试循环 co hc nox 1993 84 10.6 4.1 1995 7 工况法 51 6.3 1999 7 工况法 34 4.1 2001 ftp-72 28 3.0 3.1 2002 ftp-75 15 1.5 3.1 2004 ftp-75 7 0.41 2.0 2006 ftp-75 3.4 0.41 1.0 2007 f

38、tp-75 3.4 0.25 0.4 5.4 欧洲汽车排放标准随着欧洲一体化进程以及汽车保有量的不断增加，欧洲国家从1993 年开始推行了日趋严格的排放标准，而且从1996 年起除了日本以外，欧洲共体和大部分汽车工业发达的国家都相续采用了联合国欧洲经济委员会(ece)的排放标准，这是由于此排放标准具有了实质性的变化;ece扩大了限值有害气体排放的种类，试验运转循环更加接近实际使用条件，规定了汽车尾气排放物能够达到环保指标的行程，确立了按汽车环保参数认证的汽车生产稳定性和质量监督统计的方法等。汽车排放欧洲?号标准 (简称欧 ?)是通过对 ecer83 进行了 2 此修改后形成的更加严格的排放法规

39、，它于 1993 年正式生效。汽车排放欧洲?号标准( 简称欧 ?)从 1996 年开始正式在欧洲实施，该标准对使用无铅汽油和柴油汽车的排放限值变得更加严格，它既规定电喷汽油机和使用气体燃料以及双燃料汽车排放的测定方法外，又对生产一致性采用了新的检查办法。 2000年起开始实施欧 ?标准。 2005 3。 年开始实施欧 ?标准。2008年起开始实施欧 ?标准。各阶段排放标准如表5- 11 表 5-3 欧洲汽车排放标准汽油机 柴油机年份 co nox hc nox pm 1986年 1.5 4.6 1989年 14.0 0.5 1992年(欧?) 2.8 1.0 8.0 0.36 1996年(欧?

40、) 2.3 0.3 8.0 0.25 2000年(欧?) 2.3 0.15 0.2 5.0 0.10 2005年(欧?) 1.0 0.08 0.1 5.0 0.02 2008年(欧?) 2.0 0.02 第六章 我国汽车尾气排放的检测随着汽车工业的迅速发展，汽车保有量急剧增加。汽车排除的废气对大气已构成危害，它恶化了人类的生存环境，影响了人们的身体健康，已发展为严重的社会问题。监督并检测汽车排放污染的浓度，已成为汽车汽车性能检测中重要的检测项目。目前，国内外生产的汽车尾气排放检测设备种类很多，我国标准规定汽油机采用不分红外线 co和 hc气体分析仪，柴油机采用滤纸式烟度计。6.1 汽油机尾气检

41、测随着我国汽车保有量的增加，汽车尾气的排放也逐年增加，而在汽车保有量的增加中汽油车的增加尤为明显，以此对汽油机的汽车进行尾气检测就显得尤为重要。 6.1.1 汽油机尾气检测设备在汽车的检测时，汽油机采用不分光红外线co和 hc气体分析仪，如图 6-1，它是图 6-1 不分光红外线 co 和 hc气体分析仪1- 导管 2- 滤清器 3- 低浓度取样探头 4- 高浓度取样探头 5-co 指示仪表12 6-hc指示仪表 7- 标准 hc气样瓶 8- 标准 co气体瓶 一种能从汽车排气管中采集气样，并对其中所含的co和 hc气体的浓度进行连续监测的仪器, 汽车尾气中的co和 hc等气体，都分别具有能吸

42、收一定波长范围红外线的性质，而且红外线呗吸收的程度与废气中co和 hc的浓度有一定的关系，浓度越高，红外线被吸收得也越多。该仪器就是根据这一原理来检测废气中co和 hc的浓度。在各种气体混合在一起的情况下，测量值不会受到影响。不分光红外线co和 hc气体分析仪由废气取样装置、废气分析装置、废气浓度指示装置和标准装置等组成。(1) 废气取样装置由图 6-2 可以看出，废气取样装置由取样头、导管、水分离器和泵组成。先由取样头、导管和泵从汽车的排气管里采集废气，经滤清器和水分离器把废气中的碳渣、炭尘和水分除掉，再将废气送入分析装置。图 6-2 废气在分析仪内的流动路线1- 导管 2- 滤清器 3-

43、低浓度取样探头 4- 高浓度取样探头 5-co 指示仪表6-hc指示仪表 7- 标准 hc气样瓶 8- 标准 co气体瓶 (2) 废气分析装置废气分析装置由红外线光源、气样室、旋转扇轮和传感器等组成。该装置按不分红外线分析法，从来自取样装置的多种成分的废气中，测量出co和 hc的浓度，并以电信号的形式输送给浓度指示装置。图6-3 为废气 分析装置的结构原理简图。图 6-3 不分光红外线气体分析仪结构原理图1- 主放大器 2- 指示仪表 3- 废气入口 4- 测量气样室 5- 排气口6,7- 红外线光源 8- 标准气样室 9- 旋转扇轮 10- 测量室13 11-电容微音器 12- 前置放大器(

44、3) 废气浓度指示装置综合式分析仪的浓度指示装置主要由co指示装置和 hc指示装置组成，如图6-4 所示。 从废气分析仪送来的信号，在co指示仪表上 co 浓度以体积百分比为单位，在 hc指示仪表上 hc浓度以正己烷当量体积百分比为单位直接指示出来。仪表的指示可利用零点调整旋钮、标准调整旋钮和读数档位转换开关等进行控制。图 6-4 不分光红外线 co 和 hc气体分析仪面板图 1-hc 标准调整旋钮 2-hc 零点调整旋钮 3-hc 读数转换开关 4-co 读数转换开关5- 简易标准开关 6-co 标准调整旋钮 7-co 零点调整旋钮 8- 电源开关 9- 泵开关 10- 流量计 11- 电源

45、指示灯 12- 标准气样注入口 13-co 指示表14-hc指示仪表(4) 标准装置标准装置是为了保持分析仪指示精度，使之能经常显示正确指示值的一种装置。在分析仪上通常设有加入标准气样进行校准的标准装置和机械的简易标准装置。 6.1.2 汽油机的尾气检测规定标准汽油机排放污染物的检测，依据国家标准gb 7258-97机动车运行安全技术条件的规定，主要测量汽油机在怠速工况下排气中的co和 hc的浓度。选择怠速工况进行检测，是因为怠速运转时，节气门开度小，发动机转速低，残余废气量相对增大和燃烧温度低等，使co和 hc的浓度明显增加。国家标准 gb/t3845-93汽油车排放污染的测量怠速法中规定，

46、汽油车排放污染物的测量应在怠速工况进行。测量仪器应采用不分光红外线co和 hc气体分析仪。汽油机尾气排放检测值应符合gb 14761-93汽油机怠速污染物排放标准的规定，在怠速工况下的排放值如表6-5 所示。14 表 6-5 汽油机怠速污染物排放限值hc,10-6 co(%) 四冲程 二冲程 车别轻型车 重型车 轻型车 重型车 轻型车 重型车1995年 7 月 1 日以3.5 4.0 900 1200 6500 7000 前的定型汽车1995年 7 月 1 日以4.0 4.5 1000 1500 7000 7800 前的新生产汽车1995年 7 月 1 日以4.5 5.0 1200 2000

47、8000 9000 前生产的在用汽车1995年 7 月 1 日起3.0 3.5 600 900 6000 6500 的定型汽车1995年 7 月 1 日起3.5 4.0 700 1000 6500 7000 的新生产汽车1995年 7 月 1 日起4.5 4.5 900 1200 7500 8000 生产的在用汽车6.2 柴油机尾气检测汽车柴油机废气中的有害成分虽然小于汽油机，但其废气总量比汽油机大，并且汽车发动机出现了柴油机的趋势，因此柴油机的尾气检测也不容忽视。6.2.1 柴油机尾气检测设备柴油机的尾气检测设备我国规定采用滤纸式烟度计，它是用抽气泵从柴油机中抽取一定容积的废气，通过一张一定

48、面积的白色滤纸，废气中的碳烟存留在滤纸上，使其染黑，然后通过检测装置中的光源发光照射被染黑的滤纸。滤纸的染黑度不同，起反射光线强度也不同，光电元件产生的电流强度也不同，从而指示出滤纸的染黑度，即代表柴油机的排放烟度。图6-6 为常见滤纸式烟度计的结构示意图，它由废气取样装置、染黑度检测与指示装置和控制装置等组成。(1) 废气取样装置废气取样装置由取样探头、抽气泵和取样软管等组成。取样探头有台架用和整车试验用两种形式。整车试验用取样探头带有散热片，并有安装夹具以便固定在排气管上。取样探头在抽气泵的作用下抽取废气。15 滤纸夹持机构在取样时实现对滤纸的夹紧和密封。当抽气泵抽气时，废气经滤纸进入泵筒

49、内，虑烟留在滤纸上并将其染黑。取样完成后，夹持机构松开，滤纸由进给机构送至染黑度检测装置。取样软管把取样探头与抽气泵连接在一起。我国规定取样软管的内径为4mm ，长度为 5m 。图 6-6 滤纸式烟度计结构示意图1- 排气管 2- 进给机构 3- 滤纸 4- 光电传感器 5- 只是电表- 脚踏开关 7- 电磁阀 8- 抽气泵 9- 滤纸卷 10- 取样探头 6 (2) 染黑度检测与指示装置染黑度检测与指示装置如图6-7 所示，它由光源 ( 白纸灯泡 )、光电元件 ( 环形硒电 池) 和指示电表等组成。它是根据光学反射作用，由光源的光线射向已被碳烟染黑的滤纸，光源一部分被黑色碳烟吸收，一部分被被

50、滤纸反射至光电元件，从而产生相应的光电流。检测装置都备有供标定或校准用的标准烟样。图 6-7 染黑度检测与指示装置结构示意图1- 电源 2- 指示仪表 3- 光源 4- 光电元件 5- 滤纸 6.2.2 柴油机的尾气检测规定标准柴油机的尾气主要为碳烟，柴油机尾气的检测，是依据gb 7258-97机动车运行安全技术条件的规定，引用gb 14761.6-93柴油机自由加速烟度排放标准，测量柴油机发16 动机在自由加速工况下烟度排放值。选择加速工况进行检测，是因为柴油机发动机在全负荷和加速工况时排出的黑烟最有典型性。gb/t3846-93柴油机自由加速烟度的测量滤纸烟度法规定，测量仪器采用滤纸式烟度

51、计。所谓自由加速滤纸式烟度是指在自由加速工况下，从发动机排气管抽取规定长度的排气柱所含的碳烟，使规定面积的清洁滤纸染黑的程度，单位为fsn 。自由加速工况是指发动机处于怠速工况，将加速踏板迅速踩到底，维持4s 后松开。柴油机尾气排放检测值应符合gb 14761.6-93柴油机自由加速烟度排放标准的规定，自由加速工况下的排放值见表6-8。表 6-8 柴油机自由烟度排放限值车别 烟度值1995年 7 月 1 日以前的定型汽车 4.0 1995年 7 月 1 日以前的新生产汽车 4.5 1995年 7 月 1 日以前生产的在用汽车 5.0 1995年 7 月 1 日起的定型汽车 3.5 1995年

52、7 月 1 日起的新生产汽车 4.0 1995年 7 月 1 日起生产的在用汽车 4.5 第七章 我国汽车尾气治理的对策控制汽车尾气排放是一项庞大而复杂的系统工程，他与汽车的设计、制造、使用、维护保养、燃油品质等都有直接的联系，同时也与城市交通管理有着密切相关，要抓住每一个影响汽车污染排放的环节，才能使汽车污染排放得到有效地控制。7.1 改进燃料品质燃料的品质与汽车发动机的燃烧过程和燃烧效果有着直接的关系，改进燃料品质是控制汽车尾气污染相当重要的环节之一。现在采用的提高燃油质量的方法主要有三种 : 改进炼油工艺、合理选用燃油添加剂、推行待用燃料。7.1.1 改进炼油工艺要严格排放标准就必须使用

53、符合要求的优质燃油, 这样才能从根本上减少其中有害物的含量 , 同时保证三元催化系统能有效地工作。目前国内已有部分炼厂采用了催化重整和燃料油加氢工艺, 大大减少了油品中不饱和烃和有害元素的含量, 其中硫含量可以从 500mg / l 下降到 30mg/ l。随着国产原油中重质油的比例逐年增加,重油催化裂化汽油的份额将提高, 为此燃料油加氢技术无疑是从根本上解决问题的有力武器 , 但项目投资大见效慢 , 而且增加燃油成本 , 只能逐步推广。7.1.2 合理选用燃油添加剂从 20 世纪 90 年代初 , 市场上就出现了能够节省燃油、改善尾气排放的燃油添加剂之类产品。由于其技术相对简单, 附加值高

54、, 国内很快出现了较多品牌, 产品质量良莠不齐 , 17 大多含有硫、氮等元素。例如含铅汽油，它是一种低号汽油抗爆剂，随着燃料的燃烧后排入大气，通过呼吸及食物链进入人体，并沉积在体内，引起各种疾病，特别是对儿童和孕妇的危害最大。我国已经在2000 年 7 月 1 日起全面禁止使用含铅汽油，另外还要对汽油中的硫含量、烯烃和芳香烃含量以及饱和蒸汽量给予严格控制，以减少有害气体的生成，减少汽油的蒸发。添加这样的助燃剂虽然起到了助燃的作用 , 节省燃油 , 并且会减少部分 co和 ch的含量 , 但往往又会增加尾气中危害更严重的 so2和 nox 的含量 , 此外有的添加剂甚至含金属元素, 危害发动机

55、的安全，因此在使用的过程中要慎之又慎。 7.1.3 推行待用燃料用天然气或者液化石油等气体作为燃料来代替汽油，柴油。由于气体燃烧含有硫、氮等杂质少，燃烧完全，可显著减少汽车污染物的排放，而且燃料系统时封闭的，不存在燃料蒸发现象，因此受到广泛的欢迎。近年国内推行代用燃料改造, 对象主要为公共汽车和出租车。使用液化天然气(lng)和液化石油气 (lpg)为燃料的汽车经过系统合理调整匹配,hc和 co 的排放量要比同等技术的汽油车低, 但改造后的车辆会出现动力下降的现象。另外, 在汽车改造的同时应当加强加气站的建设, 加强驾驶人员的环保意识 , 使之能够自觉地多用代用燃料 , 少用汽油、柴油。 7.

56、2 严格执行废气排放的国家标准和地方便准与法规通过法规和标准来约束汽车生产厂家和改造维修厂家，以此来推动汽车制造的水平，我国就开始加大控制汽车尾气排放标准的力度实施了相当于欧?标准的国家第一阶段排放标准 (简称“国 ?”)， 2004年开始实施相当于欧 ?标准的第二阶段排放标准 ( 简称“国 ?”)，2010年后各地区陆续实施相当于欧?标准的第三阶段排放标准( 简称“国 ?”)。这些标准的实施将会使汽车尾气排放的污染快速减少。7.3 汽车生产过程中的技术改进在汽车生产制造过程中各大汽车制造商通过相应的技术改进来减少污染物的排放，如在涡轮增压技术、三元催化转化装置、废气再循环系统、电子燃油喷射技

57、术等，使得在汽车的生产源头上对废气排放进行控制。7.3.1 涡轮增压技术涡轮增压器是一种利用发动机排气中的剩余能量来工作的空气泵。废气驱动涡轮叶轮总成，它与压气机叶轮相连接。当涡轮增压器转子转动时，大量的压缩空气被输送到发动机的燃烧室里。由于增加了压缩空气的重量，就可以使更多的燃油喷入到发动机里去，使发动机在尺寸不变的条件下而产生更多的功率。7.3.2 三元催化转化装置三元催化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的 co 、hc和 nox 等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强co 、

58、hc和 nox 三种气体的活性，促使其进行一定的氧化- 还原化学反应，其中co在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体;hc化合物在高温下氧化成水 (h20)和二氧化碳 ;nox还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。7.3.3 废气再循环系统废气再循环系统就是发动机控制电脑即ecu 根据发动机的转速、负荷(节气门开度) 、温度、进气流量、排气温度控制电磁阀适时地打开，进气管真空度经电磁阀进入 egr 阀真空膜室，膜片拉杆将egr 阀门打开，排气中的少部分废气经egr 阀进入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧。少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧，降低了燃烧时气缸中

59、的温度，因nox 是在高温富氧的条件下生成的，故抑制了 nox 的生成，从而降低了废气18 中的 nox 的含量。但是，过度的废气参与再循环，将会影响混合气的着火、性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时，再循环的废气会明显地影响发动机性能。所以，当发动机在怠速、低速、小负荷及冷机时， ecu 控制废气不参与再循环，避免发动机性能受到影响; 当发动机超过一定的转速、负荷及达到一定的温度时，ecu 控制少部分废气参与再循环，而且，参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同，以达到废气中的 nox 最低，从而减少汽车尾气的排放。 7.3.4 电

60、子燃油喷射技术汽油喷射系统进行反馈控制的传感器是氧传感器，使用氧传感器的发动机必须使用无铅汽油。反馈控制(闭环控制 )是在排气管上加装氧传感器，根据排气中氧含量的变化，测定出进入发动机燃烧室混合气的空燃比值，把它输入计算机与设定的目标空燃比值进行比较，将误差信号经放大器控制电磁喷油器喷油量，使空燃比保持在设定目标值附近。因此，闭环控制可达到较高的空燃比控制精度，并可消除因产品差异和磨损等引起的性能变化，工作稳定性好，抗干扰能力强。但是，为了使三元催化装置对排气净化处理达到最佳效果，闭环控制的汽油喷射系统只能运行在理论空燃比 14.7 附近很窄的范围内。因此对特殊的运行工况，如启动、暖机、怠速、