汽车污染途径及控制措施

1、目 录【摘要】2关键词2前 言2一 汽车排放污染物的份成和危害性2二 汽车污染途径42.1大气污染42.1.1 可燃混合气空燃比的影响52.2.2 点火提前角的影响52.2.3 发动机转速和负荷的影响62.2 噪声污染6三 控制措施63.1废气排放控制73.2噪声控制103.2.1车用发动机噪声的形成与对策103.2.2振动噪声113.2.3噪声控制途径及噪声源的识别123.2.4车用发动机噪声控制措施12四 新技术展望124.1清洁燃料124.2 新概念车13五 世界各国出台防止废气污染的措施145.1 我国政府的防污措施145.2 借鉴他国防污新招16结 论18参考文献19汽车污染途径及控

2、制措施【摘要】：随着社会经济的高速发展，汽车拥有量的急剧增加，汽车排气污染已成为城市最主要的大气污染问题。本文讲述了汽车污染产生的主要途径和探讨了有效控制汽车污染的措施，以及汽车污染危害性和影响因素以及国外常用的废气排放控制技术和各国政府防止汽车废气污染的政策及措施。关键词：汽车污染 途径 控制措施前 言 经过30多年的改革开放，中国私人汽车数量迅速增加，汽车开始进入普通人的家庭生活。汽车需求的迅猛增长是推动2002年中国经济增长的重要力量。去年汽车制造商制造并销售了325万辆，比2001年增长了37%。此外，去年载客汽车的销售首次突破了100万大关，猛增56%，达到了112.6万辆。 200

3、1年后加入世界贸易组织（WTO），中国已经将汽车的进口关税从70-90%降低到44-51%，到2005年将进一步降低到25%。随着汽车价格的下降以及中国人较低的汽车拥有量，。 随着轿车进入家庭，主要城市及近郊中国的汽车市场将会进一步繁荣的交通拥挤状况会进一步加剧，从而使汽车废气排放问题更加严重。中国有2000万辆汽车和1亿辆摩托车，而其中大多数都在城市。在城市环境污染物中，汽车所排放的氮氧化物占到了45至60%，而一氧化碳则占到了85%。因此，中国城市居民所吸入的劣质空气主要是由汽车所排放的废气造成的。 本世纪发生的8次重大的世界公害有5次是由于工业废气而引发的大气污染(其中3次为工业废水引发

4、的水源污染)，造成大量的人畜死亡，森林、植物被毁，影响极其深远。其中40年代初的美国洛杉矶光化学烟雾事件就是由于当时的250万辆汽车每天向大气排放出大量的一氧化碳、碳化氢和氮氧化物等有害气体，在强烈的阳光下发生光化学反应，产生大量的光化学烟雾而造成人畜死亡，成为重大的汽车废气污染公害事件。 随着汽车工业的发展，世界汽车年产量已达5 000余万辆，废气污染在严重地威胁着人类的生态环境。美、欧、日等发达国家已先后制订了严格的汽车排放法规，汽车生产商也先后投入巨额资金对汽车废气污染进行控制和改进，目前已取得了相当的成就，值得我们借鉴。一汽车排放污染物的份成和危害性 汽车排放污染物中含有大量的一氧化碳

5、、碳氢化合物、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫、铝、碳微粒和其他杂质粉尘等，这些物质对人类和整个生态环境危害极大。   公安部数据显示，至2009年8月底，我国机动保有量为180018512辆。其中，汽车（含三轮汽车和低速载货汽车）71856993辆，摩托车92387571辆。从统计情况看，全国机动车保有量达到1.8亿辆。从统计情况看，私人机动车保有量稳定增长，私人轿车保有量增长速度较快。截至8月，私人机动车保有量为138816513辆，与上月相比，增加1982961辆，增长1.43%；与去年同期相比，增加11787255辆，增长9.28%。其中，私人轿车保有量为237737

6、91辆，占轿车总量的81.89%，与去年同期相比，增加5689239辆，增长31.46%。从统计情况看，最近8个月私人轿车保有量保持较快增长速度，私人轿车月增量占私人机动车月增量的45.42%。汽车尾气排放的主要污染物为一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOX）、铅（Pb）等。 一氧化碳(CO):CO是无色无味的气体，它是一种窒息性的有毒气体，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200300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，使心脏、大脑等重要器官严重缺氧，引起头晕、恶心、头痛等症状。

7、轻度是使中枢神经系统受损，慢性中毒，严重时会使心血管工作困难，直至死亡。为保护人类不受CO的毒害，将24小时内吸收的CO的浓度限制在5×106以内。CO和Hb结合是可逆的，如果人体吸入低浓度CO后被置于新鲜空气中或进入高压氧舱，已经与Hb结合的CO会被分离出来，通过呼吸系统排出体外。 碳氢化合物(HC):碳氢化合物(也称烃类)包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物，如苯、醛、烯和多环芳香族碳氢化合物等200多种复杂成分。饱和烃危害不大，不饱和烃危害性很大。其中，甲烷气体无毒性。当甲醛、丙烯醛等醛类气体浓度超过1×106时，就会对眼、呼吸道和皮肤有强烈的刺

8、激作用，浓度超过25×106时，就会引起头晕、恶心、红血球减少、贫血，超过1000个25×106时会急性中毒。苯是无色气体，但有特殊气味。应当引起注意的是带多环的多芳香烃，如苯丙芘及硝基烯，是强烈致癌物质。烃类成分还是引起光化学烟雾的重要物质。 氮氧化物(NOx):氮氧化物是燃烧过程中形成的多种氮氧化物，如NO、N2、N2O3、N2O5等，总称NOx。在内燃机中主要是NO，约占95；其次是NO2，占5。NO是无色无味气体，只有轻度刺激性，毒性不大。但高浓度时会造成中枢神经系统轻度障碍，NO可以被氧化成NO2。NO2是一种棕红色强烈刺激性的有毒气体，其含量为0.1×

9、106时即可嗅到，1×1064×106就感到恶臭，它对人体健康毒害较大。NO2吸入人体后，和血液中的血红素蛋白(Hb)结合，使血液输氧能力下降，对心、肝、肾都会有影响，还会使植物枯黄。但NO2较易扩散，遇水易溶解。 光化学烟雾:HC和NOx在强烈的阳光下会生成臭氧(O3)和过氧酰基硝酸盐(PAN)，即浅蓝色的光化学烟雾，它是一种强烈刺激性有毒气体的二次污染物。光化学烟雾中的O3是强氧化剂，能使植物变黑直至枯死，使橡胶开裂，它有特殊的臭味，其嗅觉阀值为0.02×106和1×106，接触1小时后会引起气喘、慢性中毒，5×106浓度下30分钟会使人致

10、死。 微米微粒(也称颗粒):对人体健康的危害程度和颗粒的大小及组成有关。微粒越小，悬浮在空气中的时间越长，它们进入人体肺部后停滞在肺部及支气管中的比例越大，危害也越大。小于0.1微米的颗粒能在空气中做随机运动，进入肺部并附着在肺细胞的组织中，有些还会被血液吸收。约0.2微米的微粒能深入肺部并黏附在肺叶表面的黏液中，随后被绒毛所清除。大于5微米的微粒常在鼻部受阻，不能进入呼吸道，大于10微米的微粒可以排出体外。微粒除了对人体的呼吸系统有害外，由于微粒存在孔隙能黏附SO2、未燃HC、NO2等有毒物质或苯并芘等致癌物质，因而对人体的健康造成更大的危害。由于柴油机的微粒直径大多小于0.3微米，而且数量

11、比汽油机高出约40倍，成分更复杂，因而柴油机的微粒排放相对更大。一氧化碳(CO)与人体血液中的血红素有很强的亲和力，使血液丧失对氧的输送能力而产生缺氧中毒。当环境中CO的浓度超过100 ppm(100×10-6)时，人体就会产生头晕、乏力等不适感；随着CO浓度的增加，会进一步产生头痛、呕吐、昏迷等症状；当CO浓度超过600 ppm时，短期内会引起窒息死亡。污染物对人体的影响及危害一氧化碳削弱血红蛋白向人体各组织输送氧的能力，影响神经中枢系统，严重时会中毒死亡。氮氢化合物碳氢化合物中包括多种烃类化合物，进入人体后使人产生慢性中毒。有些化合物会直接刺激人的眼、鼻、呼吸系统，使其功能减弱。

12、氢氧化物氢氧化物的污染危害与一氧化碳相类似，并且污染比一氧化碳更为严重。同时还能刺激眼、鼻黏膜、麻痹嗅觉.颗粒物颗粒物吸入人体后，不但易发呼吸道、肺部疾病，颗粒物所携带的多种致癌物，还可引发人体癌症表1造成空气污染的几种物质二 汽车污染途径2.1大气污染汽车废气中CO、HC和NOx三种有害气体已成为主要的大气污染物，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、发动机的负荷和转速以及发动机的内部结构等。2.1.1 可燃混合气空燃比的影响 空燃比(A/F)对CO、HC和NOx的影响见图1。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

13、，CO生成物便急剧增加；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1空燃比对有害气体的影响HC曲线在A/F为1718附近有一个拐点，此时废气中的HC含量最低。除此之外，HC的生成量都有所增加。其原因是当A/F少于17时，混合气过浓，燃烧不彻底，当A/F大于18时，混合气过稀，燃烧速度缓慢同样会出现燃烧不彻底现象，HC都会增加。 NO曲线在A/F为1516附近有一个波峰，此时生成的NO量最多，除此之外，过浓或过稀的空燃比都会降低燃烧速度和燃烧温度，使NO的生成量都有所下降。2.2.2 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

14、较大，其结果分别见图2和图3。 图2点火提前角对HC的影响图3点火提前角对NOx的影响由图2和图3可看出，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。 2.2.3 发动机转速和负荷的影响 由于NOx是高温燃烧时的生成物，当发动机的转速和负荷提高时，使气缸的燃烧温度升高，NOx生成量随之增大，CO和HC的生成量稍有增加，但影响较小。 碳微粒的影响因素主要有空燃比、发动机的温度、转

15、速和负荷以及燃烧室的形状，燃油的雾化情况等。空燃比过浓，温度过低，均不利于燃油的雾化和燃烧，使碳微粒生成量增加；发动机转速和负荷增大，使燃烧温度提高，有利于完全燃烧，使碳微粒的生成量减少。 SO2和Pb微粒的生成主要与燃油中的含硫量和铅化合物的加入量有关。因此，往往对燃油中的最大含硫量作了限制，推行使用无铅汽油。2.2 噪声污染在我国一些城市，车辆的鸣笛声已经成为交通噪声的主要污染源。控制鸣笛噪声首先是司机们应增强的环保意识，尽量做到不按或少按喇叭。我国一些大城市在一些域内禁鸣喇叭，已取得明显降低交通噪声的实效。机动车的排气噪声主要由发动机排气周期性开启和关闭而产生的压力脉冲再成的。它通常是一

16、种低、中频率的噪声。为了降低机动车排气噪声，汽车制造厂都要给机动车装上专门设计的排气消声器。对条件要求较高的汽车，要安装2个消声器。机动车驾驶员要经常注意检查排气消声器是否失效，如果失效或损坏要及时更换配套的消声器，否则不仅产生较大的噪声，也容易使发动机功率受到影响，增加油耗。三 控制措施随着环保意识的加强，欧、美、日等一些发达国家对废气排放污染的限制越来越严格，各汽车生产厂都投入巨额资金开展废气污染物的控制研究，早于90年代初，汽油车已基本上普遍采用了电控燃油喷射发动机，使废气中的有害气体大为减少，动力性和燃料经济性均有所提高，再加上其他多种措施的综合应用，使汽油车的废气污染得到了有效的控制

17、。柴油车用的电控燃油喷射发动机也正在研制，但进入实用阶段尚为时过早。目前，国外对于废气排放的控制和治理主要有如下几种措施。 3.1废气排放控制(1)废气再循环废气再循环。是目前广泛采用、能减少发动机氮氧化物生成良的一种较有的方法。它把发动机排出的一部分废气通过进气系统引入发动机再循环，以降低最高燃烧温度，减少氮氧化物（NOx）的生成量。已查明NOx是燃油在高温燃烧中的生成物。废气再循环就是根据发动机的不同工况，将废气中的一部分(3%15%)引入燃烧室，用以降低气缸的燃烧和温度速度，从而进一步减少NOx的排放量。作用：废气再循环(EGR)系统用于降低废气中的氧化氮(NOX)的排出量。氮和氧只有在

18、高温高压条件下才会发生化学反应，发动机燃烧室内的温度和压力满足了上述条件，在强制加速期间更是如此。当发动机在负荷下运转时，EGR阀开启，使少量的废气进入进气歧管，与可燃混合气一起进入燃烧室。怠速时EGR阀关闭，几乎没有废气再循环至发动机。汽车废气是一种不可燃气体(不含燃料和氧化剂)，在燃烧室内不参与燃烧。 它通过吸收燃烧产生的部分热量来降低燃烧温度和压力，以减少氧化氮的生成量。进入燃烧室的废气量随着发动机转速和负荷的增加而增加。工作原理： EGR系统的主要元件是数控式EGR阀。数控式EGR阀安装在右排气歧管上，其作用是独立地对再循环到发动机的废气量进行准确的控制，而不管歧管真空度的大小。EGR

19、阀通过3个孔径递增的计量孔控制从排气歧管流回进气歧管的废气量，以产生7种不同流量的组合。每个计量孔都由1个电磁阀和针阀组成，当电磁阀通电时，电枢便被磁铁吸向上方，使计量孔开启。旋转式针阀的特性保证了当EGR阀关闭时，具有良好密封性。 EGR阀通常在下列条件下开启：1.发动机暖机运转。2.转速超过怠速。ECM根据发动机冷却水温传感器、节气门位置传感器和空气流量传感器来控制EGR系统。(2)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

20、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(燃烧)。 (3)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，其载体的形状分为粒状和片状(见图4)。根据生产工艺的方便性，后者的应用较广泛。 图4三元净化器的内部结构铂和钯为氧化剂，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O。后者正好为CO和HC的氧化提供了充分的条件。三元催化转换器可同时去除90%以上的三种主要污染物(HC、CO和NOx)。完全的催化反应需要可燃混合气的混合比保持在接近理论空/燃比的一个狭小的范围内(14.7:

21、1±1%),而这只能在氧传感器功能良好的情况下才能达到。要减少氮氧化合物(N0x),需进行一次还原反应，还原反应可去除氧。在三元催化反应器中,用铑作催化剂,将N0x分解成氮、氧元素。污染物的高效转换是在大约250的工作温度下开始的。 三元催化净化器的工作特性是要求发动机处于理论空燃比状态下工作时，才表现出良好的净化效果(见图5)。现代电控燃油喷射发动机的电控系统为了实现对理论空燃比的监测和控制而应用了能检测废气中氧残留量的氧传感器，电控系统接收到氧传感器反馈的信号后便及时调整喷油量，使发动机工作处于理论空燃比状态，从而实现了燃油喷射的“闭环”控制。三元催化净化器的最佳工作温度为400

22、800，如果同时不配合使用氧传感器时，则很快就会出现早期损坏，寿命大大缩短。 图5空燃比与净化率的关系稀土金属也同样具有贵金属的一些特性，用它制成的催化净化器，虽然效果比贵金属差，但价格便宜得多。而我国的资源相当丰富，目前这方面的开发研制已取得了令人振奋的效果。 (4)氧传感器。氧传感器是利用陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感

23、器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。 氧传感器的工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。基本工作原理是：在一定条件下(高温和铂催化)，利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。大气中氧的含量为21，浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少得多。 在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多，套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。当套管废气一侧的氧浓度

24、低时，在电极之间产生一个高电压(0。61V)，这个电压信号被送到ECU放大处理，ECU把高电压信号看作浓混合气，而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号，电脑按照尽可能接近14.7：1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时(端部达到300°C以上)其特性才能充分体现，才能输出电压。它在约800°C时，对混合气的变化反应最快，而在低温时这种特性会发生很大的变化。（5）新车排放控制新车排放控制是汽车排放控制系统工程中最重要的组成部分。控制新车排放首先要制定严格的排放标准和排放控制法规，同时还要建立控制新车排

25、放的各种制度，如新车排放认证制度、检查制度、产品回调制度等。我国目前汽车制造厂有100多家，这些汽车制造厂的生产能力、技术水平参差不齐。除极少数的企业达到一定的生产规模、产品具有一定技术水平外，多数企业生产技术条件落后，生产的产品质量较低、油耗高、污染排放严重。国家在制定汽车排放标准时，除要考虑各地区的空气质量因素外，还要考虑全国多数企业执行标准的技术经济可行性，制定的标准要使大部分企业经过努力可以达标，少数落后企业自然淘汰或转产。由于我国幅员辽阔，各地区、各城市的空气污染类型有很大不同。汽车保有量多的大城市，汽车排放已逐渐成为城市空气污染的主要来源。因此对于重点大城市，可以考虑制定严于国家汽

26、车排放标准的地方标准。北京是我国的首都，又是特大城市，北京的汽车保有量占全国的1/10。特别是近年来汽车数量迅速增加，汽车排气污染问题日益突出。为严格控制汽车排气污染，北京市于1998年8月发布了严于国家的控制轻型汽车排气污染物的地方排放标准。北京市在制定地方排放标准时考虑的侧重点与国家的有很大不同，在考虑城区空气质量、污染物排放分担率、经济承受能力等的同时，重点考虑的是我国几家主要的技术水平较高、又具有一定生产规模的汽车企业，经过努力在不长的时间内，可以满足严格的标准要求。在市场方面采取市场准入的形式，哪家企业哪种车型满足了排放标准，哪种车型便可进入市场。这种形式有助于形成市场竞争势态，在减

27、少汽车排气污染的同时，可有力地推动汽车工业的技术进步、及车辆技术水平和产品质量的提高。北京市执行严格的排放标准，对于一些生产规模小、技术相对落后的企业，暂时会被挤出北京市场，但不会对其总体生产和经营造成大的影响，相反可作为一种刺激，促其进行技术改造，推进技术进步。严格的新车排放认证制度及监督检查是贯彻执行排放标准的前提。北京将使目前采用的新车污染物排放申报审核制度，逐步完善过渡到新车排放认证制度。同时将进一步建立、完善其他有关控制新车排放的法规和标准，进一步抓好汽车排放的源头控制。（6）在用车排放控制在用车排放控制是汽车排放控制系统工作中的重要环节，它主要包括在用车的检查与维修，在用车的改造，

28、以及老旧车辆的强制报废。 汽车经一段时间运行后，汽车发动机的技术状况会发生变化，特别是化油器式发动机变化更为明显。研究结果表明：在一般情况下，汽车经8万公里运行后，CO、HC、NOx的排放会成倍增加，其中CO、HC增加幅度最大。北京市环保局的调查结果表明：维修出厂后的车辆经6000公里运行后，高、低怠速的一氧化碳排放浓度均增加1倍以上。因此对汽车特别是化油器式发动机的汽车要进行经常性的检查和维修保养，使发动机处于良好的技术工作状态，以减少污染排放、降低油耗、保持良好的动力性。对在用车进行改造,特别是对排放污染严重车辆进行改造也是在用车排放控制的内容之一。改造的主要内容包括：对无排放控制系统或装

29、置的车辆加装排放控制系统或装置，对某些特定用途的车辆进行使用清洁气体燃料的改造。但改造的前提应是发动机主要部件完好、技术状态正常。换句话说就是在车辆做好维修保养、使发动机恢复正常技术状态的基础上，进行技术改造。实施在用车排放控制改造计划比实施新车排放控制计划和在用车检查/维修计划相对复杂，难度较大。清华大学对采用几种主要的排放控制措施进行过成本效益分析，结果表明采用在用车改造措施的污染物削减成本要高于新车控制和在用车检查/维修的成本（见表二）。在用车改造旧车强制淘汰在用车的检查/维修新车排放控制一氧化碳（CO）4681983102121氮氧化物(Nox) 183332543927663761表

30、二 各种排放控制措施削减成本比较 单位：元/吨3.2 噪声控制噪声污染不仅对人们的自我感觉和工作能力产生消极的影响，而且能导致健康严重失调、疲劳、早期失聪、高血压、神经疾病等。3.2.1车用发动机噪声的形成与对策 发动机噪声主要包括燃烧噪声、机械噪声、进排气噪声、冷却风扇及其他部件发出的噪声。燃烧噪声是在可燃混合气体燃烧时，因气缸内气体压力急剧上升冲击发动机各部件，使之振动而产生的噪声。柴油中的十六烷值不合适或喷油时间过于提前，会引起发动机工作粗暴，使噪声急剧增大。汽油机由于过热、汽油品质不良和点火提前角过大等原因造成高频爆炸声、敲缸。发动机内部的燃烧过程和结构振动所产生的噪声，是通过发动机外

31、表面以及与发动机外表面刚性连接结构的振动向大气辐射的，因此称为发动机表面噪声。根据发动机表面噪声产生的机理，又可分为燃烧噪声和机械噪声。燃烧噪声主要是由于气缸内周期性变化的压力作用而产生的，与发动机的燃烧方式和燃烧速度密切相关；机械噪声是发动机工作时各运动件之间及运动件与固定件之间作用的周期性变化的力所引起的，它与激发力的大小和发动机结构动态特性等因素有关。一般来说，低转速时，燃烧噪声占主导地位，高转速时，机械噪声占主导地位。降低燃烧噪声，需改善燃烧条件，提高燃烧质量，以达到圆滑的压力波形。采用合理布置火花塞和气门以及采用合适的燃烧室型式和冷却方式即可以达到最有效的燃烧。在燃油方面，汽油的辛烷

32、值越高，点火质量及抗爆振性能越好；对柴油机来说，要选择合适的十六烷值的柴油，如果达不到，可加入点火加速剂，提高点火质量，这样可有效地防治因燃油燃烧引起的噪声。机械噪声包括活塞敲击声、气门机构冲击声、正时齿轮运转声等。减小活塞敲击声，可采取减小活塞与缸壁之间的间隙和使活塞销中心与曲轴中心偏移等方法。气门机构冲击噪声的大小是由气门间隙决定的，气门间隙太小会使密封不好，太大则在气门开启和关闭时造成很大冲击，产生强烈的噪声，加剧磨损。在使用过程中气门间隙应经常调整，使之处于规定的间隙，一般是在凸轮轴的基本外形（工作段）前后加入缓冲段以减少冲击，或使用液力挺柱。气门传动机构中的推杆与摇臂的刚性不足会引起

33、气门运动时出现严重的振动和噪声，甚至使气门失去控制；气门弹簧的脉动也会产生噪声，因此对气门弹簧要求质量高、弹力足，而且安装时要给予一定的预紧力。正时齿轮运转时的噪声在柴油机中是很大的噪声源，装配时应将正时齿轮的记号对准，采用不同材料（如塑料、夹布胶木等）制造的正时齿轮能大大减小噪声，链条传动比齿轮传动能明显有效地降低传动噪声。控制进、排气噪声的途径是相同的，在保证发动机输出功率不降低的情况下，可通过改进发动机配气机构或排气机构的方法减小进、排气噪声。目前广泛采用的纸质空气滤清器和排气消声器能明显有效地降低进、排气噪声。为了减小高速发动机风扇的噪声，可使用带液力偶合器或变速扭角的风扇，也可采用水

34、温感应电动离合风扇。把风扇材料改为尼龙后，对减小风扇噪声也有一定的效果。3.2.2振动噪声对振动噪声的解决方法目前主要有：减振处理。主要用于振动源处，以减少振动波的波幅；隔振处理。在振动波传递的途径中安装隔振器，以达到减少振动源的目的；阻尼处理。现代结构多为复杂的多自由度系统，多为宽频带激励，加大阻尼可以有效地抑制振动。处理的常用方法是阻尼自由层处理和约束层阻尼处理。 3.2.3噪声控制途径及噪声源的识别噪声控制的途径是：声源控制、噪声传播途径控制及采取个人防护措施。声源控制是控制机械噪声的最根本途径，而控制噪声传播途径是行之有效的最常用的降噪途径，其常用措施有吸声、隔声、消声、隔振等。机器产

35、生的噪声由两种途径向外传播扩散，一种是直接通过空气媒质传播，造成噪声污染，这种空气传播的噪声称为空气声；另一种是直接通过声源激发相邻固体构件振动，这种振动以弹性波的形式在相邻构件中传播，并在薄弱处向空气中辐射较大的噪声，这种经固体传播的噪声称为固体声。控制固体声的主要技术措施是隔振，就是把振源与基础或其他物体间的刚性连接改为弹性连接，从而减弱或阻碍振动能量的传播，达到降噪的目的。3.2.4车用发动机噪声控制措施发动机舱降噪的具体方法有：吸声用微孔板与泡沫塑料吸收声能；减振用减振器将振动源与结构隔离；封闭用隔音罩或其他隔音装置将噪声封闭，使之难以扩散；阻尼将机械动能转化为热能并散发出去。选用材料

36、必须满足能隔声、吸声、减振、隔热的要求。对发动机进行隔声减振处理的方法有：通过在发动机和水散热器固定支架上安装减振垫，将机械能转换为热能；发动机舱的内部应尽量避免凹凸不平，可采用多孔材料加阻尼层的方法；对车身上所有的骨架细缝应采取措施加以封闭，以免造成衍射波。 解决车用发动机的噪声是一项涉及到整机方方面面的技术问题，包括发动机的结构、材料、质量分布、工艺水平、装配密封性等等。生产厂家在车用发动机结构上采取防治噪声的积极措施包括：采用吸振，隔声技术，改进汽车结构，在距声源一定的距离内设置隔声板、消声器，对客车则采用后悬式发动机，改进消声器结构等等。四 新技术展望4.1清洁燃料良好的替代燃料通常应

37、满足以下要求：1、具有资源丰富，价格合适；2、燃料的燃值能够满足内燃机动力性能需要；3、能够满足车辆启动性能、行使性能及加减速性能等方面的要求；4、能量密度较高，储存运输方便；5、发动机结构变动小，技术上可行；6、燃料现有的储运分配系统能够用得上；7、对人类健康，环境保护及安全等无有害影响；8、对发动机寿命及可靠性没有不良影响等。一般来讲，可以根据车用燃料物理状况的不同将替代燃料划分气体燃料、液体燃料和电力（混合动力燃料电池）三大类其中气体燃料主要包括压缩天然气、液化天然气、液化石油气以及氢燃料（直接用作内燃机燃料），液体燃料则主要由燃料乙醇、燃料甲醇、生物柴油、二甲醚以及合成烃燃料（煤制油和

38、天然气制油）等构成。这些替代燃料与作为常规燃料的汽柴油相比，在物理性能、化学性能以及燃料的环境影响等方面存在着不同。 （1）无铅汽油。汽油中加入千分之0.10.4g四乙铅后便可大大提高汽油的抗爆性能，有利于减少机件的损坏，但铅对人体的毒害非常大，同时也会使三元净化器中毒而早期失效，所以世界各国已严格限制含铅汽油的生产和使用。 我国一直在长期使用含铅汽油，可喜的是，我国已决定2000年将全面禁止生产和销售含铅汽油，推动汽油标号升级。目前北京、上海、广州、深圳等20多个城市已禁止含铅汽油的销售和使用，为全国推广无铅汽油的使用迈出了第一步。 （2）低硫份柴油。硫主要存留于柴油中，燃烧后生成毒性极大的

39、SO2。美、欧、日等国家对柴油中的含硫量要求非常严格，限值为0.05%0.10%。而我国的炼油技术相对来说较为落后，限值为0.5%左右，与国外的差距甚大。因此，努力提高我国的炼油技术，降低柴油中的含硫量已成为炼油行业的重要任务。 (3) 富氧燃料和燃油添加剂。甲醇、乙醇、异丁醇、叔丁醇、乙基叔丁基醚等许多含氧化合物具有很高的辛烷值，是良好的抗爆剂。汽油中加入少量的含氧化合物可以改善燃料的燃烧性能，可明显地减少CO和HC的生成。但过量的加入会影响发动机的动力性。美国AST-MD4814-94标准规定含氧化合物的体积加入量：甲醇类为2%；非甲醇类为2.75%。 在改善柴油品质方面，国外也早已开发生

40、产了多种柴油添加剂，适量地加入一定比例的柴油添加剂，能使柴油得到活化，提高其雾化能力，有利于减少碳微粒的生成。柴油添加剂属高科技产品，具有良好的企业经济效益和社会效益，是精细化工行业的发展方向。 4.2 新概念车目前我国环保型汽车研究的主要目标是：电驱动系统的可靠性及免维护性；电源动力蓄电池和提高比能量及比功率，达到长寿命、低成本、充电快捷方便、密封免维护；天然气内燃机驱动技术的可靠性，燃烧系统的合理性及储气装置的优化设计和混合动力型电动汽车的研究与开发等；采取有效措施降低环保型汽车的研究、设计、制造费用成本，最大限度地实现高可靠性和大众化价格等。在电动自行车迅猛发展的今天，悄然而来的电动摩托

41、车也紧跟其后，人们借助霍尔元件实现了可换相的直流无刷电动机产品，而这种电动机不但具备了结构简单、运行可靠、终生免维护、速度快、效率高、寿命长的优点外，还具备噪音小、调速性能好等特点，故在当今国民经济各领域中得到了广泛的应用，也成为发展环保型电驱动汽车最理想的电驱装置，加上日趋成熟的高新蓄电池的发展及普及，一个以电为动力的环保型汽车的时代将会到来。中国燃气资源丰富，发展以燃气为动力的环保型汽车潜力很大，且技术成熟，可靠性高，是当今和今后发展的重点技术工程，也是中国在申奥成功时向世界宣布和承诺于2008年前要实现的环保型汽车运输的主要目标。在达到零排放指标的基础上，为了有效地克服环保型汽车的动力单

42、一、功能服务性差的缺点，实现动力互补且功能服务达到尽善尽美和长里程行驶的目的，将电驱动及燃气驱动等能源动力组合在一起，得到新的混合动力功能，会给未来功能更完善的环保型汽车的发展及产业化打下坚实的基础。发展环保型汽车新产品，是有效治理人为环境污染的必要措施，是保护生态系统服务功能与实现可持续发展的重要途径，对维持人类与自然环境的和谐统一有着重要的现实意义和深远的历史意义。（1）大量采用天然气汽车。天然气的主要成分是甲烷，其余为乙烷、丙烷、丁烷及少量其他物质，其特点与液化石油气类似，热值高、抗爆性能好、着火温度高。另外，还有混合气发火界限高，适于稀燃的性能。由于压缩天然气在汽车上与空气混合时同为气

43、态，与汽油、柴油相比，混合气更均匀，燃烧也更安全。因此，天然气汽车比使用普通燃料（如汽油或柴油）汽车的一氧化碳排放量低很多。压缩天然气汽车的甲烷排放量增加，甲烷是一种温室气体，对大气的加热潜力比二氧化碳高30倍。近20年来，天然气等气体燃料作为“清洁燃料”得以较快发展。另外，考虑到世界石油储量，能源危机等，各国试行使用代用燃料，尤其是石油资源少而气源较充裕的国家，纷纷选择天然气等作汽车燃料，全世界的气体燃料汽车约505万辆。 （2）采用零排放汽车。零排放汽车无污染物从排气管排放、无蒸发污染物排放、无加油和销售汽油时的污染物排放、无需加装会随时间劣化的车载排放控制系统。目前，以电池为动力的电动汽

44、车是唯一面市的零排放汽车，不远的将来，其他先进技术，如燃料电池和混合动力汽车也可能满足零排放汽车的要求。最行提出零排放汽车是美国加利福尼亚州，由于特殊的地理位置和气候环境条件，多年来，加州一直对汽车排放要求最严格。尽管如此，日益增长的汽车所排放的污染物，仍然不能使加州达到清洁空气质量的目标。因此，还必须不断地提出减少汽车单车排放量的要求。从20世纪90年代初，加州空气资源局就开始了零排放汽车计划项目，多年努力，不断修改计划，1999年颁布的排放标准要求从2003年每个汽车生产厂在加州销售的轿车和第一类轻型车中，至少10%为零排放汽车。目前，世界一些大汽车生产厂家已经开始将所开发的零排放电动汽车

45、投放加州汽车市场，如美国通用汽车公司、福特汽车公司、戴姆勒克莱斯勒汽车公司，日本的本田汽车公司、丰田汽车公司、尼桑汽车公司等。  (3)发展新能源汽车。开发多种燃料的新型汽车。如以氢为燃料的电池电动车、太阳能汽车、电动汽车、复式汽车、液化气汽车、甲醇汽车等，实现无污染的尾气零排放，提高燃料使用效率。目前燃料电池汽车技术被认为是零排放最有前景的技术之一，是解决城市空气污染、节约能源、实现可持续交通、推动汽车工业技术变革的最具潜力和前景的技术。同时，可改装汽油发动机的汽车为柴油发动机汽车。虽然柴油发动机燃料费用高，但CO生成量少。如果对NOX、粉尘排放量作相对的限制，柴油发动机汽车也是未

46、来最佳汽车；在传统燃油汽车上得用已经成熟的污染控制技术。如汽油车的电控燃油喷射系统和三效催化转化技术；柴油车的各种发动机改进燃烧技术和后处理技术。同时，燃气汽车（液化石油气或者压缩天然气）汽车技术也已经发展得较成熟，对燃气资源丰富的地区给出了新能源的选择得用机会。从长远来看，最具有发展前途的还是各种电动汽车，包括超低排放的混合动力汽车、燃料电池汽车和零排放的电池汽车。短期内具有实用和商业价值的是混合动力汽车。燃料电池汽车和其他清洁能源汽车不仅可减轻全球气候变化的压力，同时可减少对石油进口的依赖，实现能源供应多样化，减少空气污染对人体健康的影响。五 世界各国出台防止废气污染的措施5.1 我国政府

47、的防污措施随着国民经济的发展、人均GDP的增长，中国汽车的拥有量逐年增加。到2009年中国机动车的拥有量达1.8亿辆，且私人轿车的拥有量较大。据国家环保总局估计，2009年中国机动车的CO排放量达6000万t左右，氮氧化物排放总量达700t，汽车尾气排放在城市大气污染中分担率达到85%左右。2009年中国的CO2排放量已高达45.19亿（IEA，2005）,与1990年相比增加了70.5%；其中交通部门排放了3.26亿t(道路交通2.27亿万t),约占全国总排放的7.2%，比1990年增加了146.7%（道路交通同期增加了194.6%）。随着经济的发展，交通需求将不断上升，以石油为主要燃料的交

48、通用能结构将使得交通部门的CO2排放继续攀升。所造成的环境污染也将加剧，为此世界各国出台了相应的防治汽车污染的措施。（一）建立了较为完善的机动车污染防治标准体系。环保总局已经先后发布机动车污染防治技术政策、摩托车污染防治技术政策、柴油车污染防治技术政策，颁布和修订了34个排气污染物和噪声排放标准，形成了包括汽车、摩托车、农用运输车和发动机在内较为完备的排放标准体系。  （二）建立了环保达标车型公告制度，为有效控制机动车污染创造了条件。从2000年开始环保总局全面实施新生产机动车环保达标车型核准制度，发布环保达标车型目录公告，确保了新生产机动车符合国家环境保护的要求，同时为在

49、用车污染排放管理创造了条件。 2001年，随着排放标准的逐步加严，产品在3年间由无尾气处理装置的以桑塔纳1985年车型为代表的车型升级到有电子喷射的达到相当于欧洲1号排放标准的以桑塔纳2000为代表的车型，产品技术成功跨越了15年。 2002年7月1日，我国成功淘汰了化油器汽车。2002年，经国务院同意，环保总局下发关于对达到国家机动车排放标准第二阶段排放限值新机动车(机)进行型式核准的公告开始对符合“国2标准”机动车进行型式核准，截止目前环保总局已核准了40652个环保达标车型，其中符合“国2标准”的车型有8953个。（三）地方环保部门积极开展在用车的定期检测工作；按照汽

50、车报废标准、摩托车报废标准、农用运输车报废标准规定，对排放水平恶劣且不能通过定期检测的老旧车，实施强制性淘汰；全国在用车平均排放达标由1995年的50%左右上升到2003年的80%左右 （四）北京、上海提前实施标准。经国务院批准，北京市和上海市也分别于2003年1月1日和2003年3月1日开始实施“国2标准”生产一致性排放限值的要求，对不符合上述标准的汽车停止办理车辆注册登记手续。 （五）减征30%的消费税。2001年底，财政部、国家税务局开始组织对符合“国2标准”的轻型车予以减免30%的消费税，这极大地刺激了企业制造低排放车的积极性。这些措施为在全国范围开始实施“国2标准”创造了有

51、利的条件，也奠定了坚实的基础。（六）发展公共交通，减少市区、特别是城市中心区的车流量，是减少汽车污染物排放、改善城区大气环境质量的有效措施。尽管十年来北京市道路建设有了很大发展，道路系统逐步完善，但仍满足不了车辆迅猛发展的需要，交通阻塞问题仍十分严重，城区汽车经常处在怠速、低速、加速、减速等排放恶劣工况下工作，加重了城区特别是城区交通道的空气污染，同时造成能源浪费。北京市环科院的研究结果表明：一般来说，小轿车的车速由20公里/时提高到50公里/时，其尾气排放的一氧化碳、碳氢化合物可减少50%左右。因此解决交通阻塞，提高道路通行能力，可大大减少交通污染。北京市的客运系统主要由公共电汽车、地铁、出

52、租汽车运输方式构成。从北京城市汽车的总体客运情况看，1998年全市公共电汽车近5400辆，其中汽车4800多辆（汽、柴油车各占一半左右），公共汽、柴油车平均日运客量为800多万人次。全市出租小客车为6.5万辆，平均日运客量150万人次。经初步计算，全市出租小客车的运客量不足公共汽车的20%，假设出租小客车与公共汽车日行驶距离相同，出租小客车的燃料消耗却是公共汽车的3.9倍，一氧化碳、碳氢化合物的排放分别比公共汽车的排放高7.4、12.8倍。若按在市区同样运送100名乘客计算，使用公共汽车运客与使用小型客车运客相比，道路占用长度减少近9倍，节省油耗为约5倍，排放的CO、HC、NOx分别降低6、15、10倍左右（见表三）。 车辆数（辆）占用道路长度（米）油耗（升/百公里）一氧化碳（公斤/百公升）碳氧化合物（公斤/百公升）氮氧化物(公斤/百公升)