汽车排放作业5页

1、作 业1.谈谈汽车排放污染物对大气环境的危害汽车尾气排放中的污染物主要有:碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)和颗粒物。HC碳氢化合物属挥发性有机化合物， 它容易在太阳光下产生光化学烟雾， 在一定的浓度下对植物和动物有直接毒性: 对人体有致癌作用。一氧化碳(CO)是一种无色无味的剧毒气体，可以在大气中保持两三年，是一种数量大、累积性强的毒气。NOx (氮氧化合物) 毒性很大，会致癌。以北京为例，大气污染物中，39%的一氧化碳、74.8%的碳氢化合物、46.2%的氮氧化物来自机动车的尾气。近些年，随着居民经济水平的提高，中国成为了世界最大的汽车生产与销售国。汽车的增长也带来

2、了交通的拥挤，道路拥堵则加重了空气污染。汽车频繁启动、刹车和低速行车使尾气中氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等污染物比正常行驶时多得多，大量拥堵的汽车废气集中排放，在距地面约1.5米处形成一个污染层，正在人的呼吸带附近，危害人体健康。汽车排放的尾气污染空气。这两年，国内多个重点城市反复地陷入“雾霾危机”，根据环保部门的数据，北京的PM2.5颗粒来源中，有22%以上来自机动车排放，而上海则是25%来自车船尾气排放，汽柴油燃烧产生的尾气已经成为城市占比最高的污染源。2.汽车排放污染物的生成机理1） 一氧化碳（CO）的形成机理：CO是燃料不完全燃烧的产物，主要受混合气浓度的影响。当发动机过量空气系数小

3、于1时，混合气中氧气不足，燃料不能充分燃烧而形成。混合气浓度越大，排气中的CO 含量越高。当降低混合气浓度时，排放的CO 明显减少。 在稀混合气下CO产生的平衡过程为：CO2+H2OCO+H2+O2 在浓混合气下的平衡过程为：CO2+H2H2O+CO 2） 碳氢化合物（HC）的形成机理：碳氢化合物中含有多种成份，生成原因复杂，但主要是未燃和燃烧不充分的燃料。燃料在燃烧室中燃烧时，火焰在离壁面0.150.37 mm处迅速熄灭，导致这一薄层内残留下未反应和反应不充分的混合气，这一现象被称为壁面激冷效应，碳氢化合物就是在这厚度仅为几十微米的激冷层内被保存下来；发动机燃烧室中各种很狭窄的缝隙也留有未燃

4、或未完全燃烧的气体，储存着大量的碳氢化合物；另外混合气不均匀、过浓、过稀、点火系统不良、转速低等情况也会造成部分燃料燃烧不充分，使排出的碳氢化合物增加。3） 氮氧化合物（NOx）的形成机理：汽车燃烧过程中主要形成NO和少量的NO2。NO的形成主要受三个因素的影响，温度、氧的浓度和滞留时间。随着温度的增高，NO 的形成速度加快。混合气浓度越高；氧的浓度越大，滞留时间越长，NO生成的越多。但在氧气不足的情况下，即使温度高，其生成也会被抑制；另外由于NO的反应慢，生成时间长，如果气体停留时间短，NO 和O2 不能离解而引起连锁反应，NO的生成也将被抑制。0+N2NO+N；N+O2NO+O.3.什么是

5、汽油机机内净化技术所谓机内净化就是从有害排放物的生成机理及影响因素出发，以改进发动机燃烧过程为核心，达到减少和抑制污染物生成的各种技术。简单说就是降低污染物生成量的技术，如改进发动机的燃烧室结构、改进点火系统、改进进气系统、采用电控汽油喷射、采用废气再循环技术等。机内净化被公认为是治理车用汽油机排气污染的治本措施。目前常见的机内净化的主要措施有：汽油喷射电控系统、缸内直喷、改善点火系统、分层充气及均质稀燃的新型燃烧系统、改善燃烧室、废弃再循环系统、怠速转速控制、增压系统、多气门技术等。4.什么是汽油车排气后处理技术在汽车发动机燃烧生成的废气排出发动机排气门后，但还未排入到大气环境之前，进一步采

6、取净化措施，以减少最终汽车污染物排放的技术，被称为机外净化技术。简单地说就是对排出发动机排气口的污染物进行进一步处理和净化的技术。如二次空气喷射技术、热反应器技术、氧化催化转化技术、三效催化净化技术和颗粒物捕集技术等。目前，应用最多的机外净化技术是在汽油车上所采用的三效催化转化技术。 5.什么是柴油机机内净化技术柴油机机内净化技术从发动机有害污染物的生成机理及影响因素出发，通过对发动机进行调整或改进，从而达到降低污染物生成量。常有的柴油机机内净化技术有：电控高压燃油喷射技术、废气涡轮增压技术、废气再循环（EGR）、低排放燃烧系统。6.什么是柴油机排气后处理技术柴油机排气中有PM,NOx,HC和

7、CO等有害污染物, 柴油机排放后处理技术主要分为PM控制技术以及N0x控制技术。目前常用的排气后处理技术主要有针对PM的氧化催化转化器DOC、颗粒捕集器DPF；针对NOx排放的选择性催化还原技术SCR、稀燃NOx捕集技术LNT、低温等离子技术等。7.汽油机有害排放物与控制方法1）、曲轴箱排放物控制系统 曲轴箱窜气，防止压力过高，与大气相通而进行“呼吸”。窜气含有未燃HC及不完全燃烧产物，排入大气引起污染。 1.速和小负荷：进气真空度高，阀芯吸向进气管侧，流通面积，避免过稀； 2.加速和大负荷：窜气量，进气管真空度，阀芯远离进气管侧，流通截面。一旦高速大负荷的窜气量过多，部分窜气会从闭式通气口倒

8、入空滤器，被吸入进气管。 曲轴箱内始终保持负压，减缓窜机油和通过油封泄漏。窜入燃烧室中的机油是排气中HC和微粒PM的重要成因。 2）、蒸发排放物控制系统 1. 热浸损失 汽油车工作后温度较高，此时停车，化油器浮子室中的汽油大量蒸发，流入进气管并通过空气滤清器进入大气，这部分HC排放称为热浸损失。 2. 昼夜损失 汽油箱中的汽油由于昼夜温度变化造成油箱呼吸（换气）现象，使油箱内汽油蒸发流出箱外，这部分HC排放称为昼夜损失。 3. 汽油蒸发排放物控制系统 防止汽油机排放的燃油蒸气扩散到空气中，常用活性炭罐作为汽油蒸气的暂存空间。 A. 吸附过程：发动机Off，燃油蒸气进入活性炭罐中被吸附在活性炭上

9、。 B. 脱附过程：发动机On，进气管真空度将吸附在活性炭上的汽油蒸气吸入缸内烧掉。 活性炭罐：整个系统的核心。木材或坚果壳热解炭，500左右用磷酸化学处理。 3）、废气再循环 1.车用汽油机EGR系统的控制要求 a.由于NOx排放量随负荷增大而增大，因此废气回流量应随负荷而增大；b.暖机，水温低，防止废气破坏燃烧稳定性，不进行EGR；c.怠速和小负荷时，NOx排放也不高，也不进行EGR；d.全负荷，为保证动力性，即使NOx很高，不进行EGR； e.EGR废气各缸分配均匀。 2.车用汽油机常用三种EGR控制系统 真空控制EGR系统 、电控真空驱动EGR系统和闭环电控EGR系统 4）、发动机低排

10、放设计 发动机低排放设计包括：冷起动和暖机、怠速、混合气形成和空燃比、稀燃EFI发动机、点火系统 、燃烧系统设计等。电控喷射EFI+稀燃对降低汽油机的排放有较大的发展潜力。实现稀混合气燃烧，主要应做到精确控制各种工况时的空燃比；采用速燃燃烧系统和高能点火系统；保持高的燃烧室壁温。燃烧系统的改变包括：燃烧室形状、压缩比、火花塞位置、活塞组设计等。8.柴油机的排放特性及其污染控制柴油机的燃烧过程 由于柴油的蒸发差，柴油机靠喷油器将柴油在高压下喷入气缸，分散成数以百万计的细小油滴，这些油滴在气缸内高温、高压的热空气中，经加热、蒸发、扩散、混合和焰前反应等一系列物理、化学准备，最后着火。由于每次喷射要

11、持续一定的时间，一般在缸内着火时喷射过程尚未结束，故混合气形成过程和燃烧是重叠进行的，即：边喷油边燃烧。柴油机是靠调节循环喷油量的多少来调节负荷，而循环进气量基本不变。因此，每循环平均的混合气浓度随负荷变化而变化，这种负荷调节方式被称为“质调节”。这与汽油机的负荷调节方式大不相同。柴油机的燃烧过程可划分为滞燃期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。 第阶段滞燃期，指柴油开始喷入气缸到着火开始的这一段时期。此阶段包括燃油的雾化、加热、蒸发、扩散与空气混合等物理变化，以及重分子的裂化、燃油的低温氧化等化学变化，到混合气浓度和温度比较合适、氧化充分的一处或几处同时着火。 第阶段速燃期，指从着火开始到出现

12、最高压力的这一段时期。此阶段并没有把滞燃期内喷入的燃油全部烧光，主要取决于混合气形成条件的情况，但至少会把相当部分已喷入气缸并混合好的油量烧掉，所以这一阶段的燃烧又叫预混合燃烧。 第阶段缓燃期，指从最高压力点开始到出现最高温度时的这一段时期。缓燃期开始时，虽然气缸内已形成燃烧产物，但仍有大量混合气正在燃烧。在缓燃期的初期，喷油过程可能仍未结束，因此缓燃期中燃烧过程仍以相当高的速度进行，并放出大量热量，使气体温度升高到最大值。但由于是在气缸容积加速增大的情况下进行的，因此气缸内气体压力迅速下降。 第阶段后燃期，指从缓燃期终点到燃油基本烧完（一般放热量达到循环总放热量的95%97%时）的这一段时期

13、。前一阶段燃烧中，燃料由喷注中心向外扩散的过程中受到已燃废气的包围，使一部分燃料拖到后期燃烧，形成后燃期。 柴油机燃烧过程的特性，是分析柴油机有害排放物形成特点和研究排放物控制的基础。柴油机的主要排放污染物 柴油机是通过把柴油高压喷入已压缩到温度很高的空气中迅速混合、自燃而工作的。油气混合不象汽油机那么均匀，总有部分燃料不能完全燃烧，分解为以碳为主体的微粒。同时，由于混合气不均匀，在燃烧过程中局部温度很高，并有过量空气，导致氮氧化物（NOx）的大量生成。相对于汽油机而言，柴油机由于过量空气系数比较大，一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）排放量要低得多，但普通的燃油供给系统使柴油机具有致癌作用的

14、微粒排放量比汽油机大几十倍甚至更多。因此，控制柴油机排放物的重点，就在于降低柴油机的NOx和微粒（包括碳烟）排放。柴油机的污染控制主要分为机内净化技术和机外净化技术。机内净化技术包括：燃烧室设计、喷油规律改进、进排气系统、增压技术、多气门技术、均质分层燃烧、废弃再循环以及高压喷射等。机外净化技术主要分为PM控制技术以及N0x控制技术。目前常用的排气后处理技术主要有针对PM的氧化催化转化器DOC、颗粒捕集器DPF；针对NOx排放的选择性催化还原技术SCR、稀燃NOx捕集技术LNT、低温等离子技术等。9.非排气污染物控制技术汽车的污染，除了尾气排放之外，还有车内空气污染，例如：内饰的挥发性有机物，甲醛超标、车内香水污染、车内霉菌污染、车内吸烟造成的污染；此外还有汽车的噪声污染：发动机噪声、底盘噪声、电气设备噪声、车身噪声等。车内空气污染的控制技术主要还是装空气净化器。降低发动机本体噪声就要改造振源和声源，包括用有