《汽車公害及其控制》

1、.第九講第九講 汽車公害和控制汽車公害和控制.9.1 汽車排放污染和控制9.1.1 汽車排放污染物及其危害一、汽車排放污染物p 汽車排放物是汽車的排氣排放物、蒸發(fā)排放物和曲軸箱排放物的總稱，習(xí)慣上指其中的污染物。p 汽車排放污染物是汽車排放物中污染環(huán)境的各種物質(zhì)、主要有一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NOx）和微粒物（PM）等。.p 一氧化碳： 是燃料中的碳在不完全燃燒下所生成的一種氣體。p 碳?xì)浠衔铮?是由碳和氫形成的化合物的總稱。指氣缸內(nèi)的燃料或潤滑油未經(jīng)燃燒，或經(jīng)分解而生成的碳和氫的化合物以及燃料蒸氣。p 氮氧化物：是氣缸內(nèi)的氮在高溫下被氧化生成的氣體p 光化學(xué)煙霧：

2、是碳?xì)浠衔锖偷趸镌谔柟庾贤饩€照射下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)所生成的煙霧狀物，它是一種強(qiáng)刺激性有害氣體的二次污染。p 微粒物：是排氣中各種直徑大于0.001m的固體或液體微粒的總稱。通常包括鉛氧化物等重金屬化合物、硫酸鹽、有機(jī)物、煙灰和碳顆粒等。p 柴油機(jī)排氣可見污染物：是指柴油機(jī)的排煙，即懸浮在柴油機(jī)排氣流中的微粒和霧狀物，它們阻礙光線通過使其變暗，并反射、折射光線。. 表9-1所示為汽油機(jī)與柴油機(jī)排放污染物的比較。汽油機(jī)污染物主要是CO、HC和NOx而柴油機(jī)污染物工要是PM和NOx表9-1 汽油機(jī)與柴油機(jī)排放污染物的比較.汽車排放污染主要有3個排放源（圖10-1）：p一是發(fā)動機(jī)排氣管排出的發(fā)

3、動機(jī)燃燒廢氣（俗稱尾氣）；p二是曲軸箱排放物；p三是燃料蒸發(fā)排放物圖10-1 汽油車污染物排放源及其所占比重.二、汽車排放污染物的危害1一氧化碳(CO)的危害 當(dāng)人們吸入CO后，與人體血紅蛋白親合后形成碳氧血紅蛋白，使血液的輸氧能力大大降低，使心臟、頭腦等器官嚴(yán)重缺氧，引起頭暈、惡心、頭痛等征狀，輕者使中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損，慢性中毒，嚴(yán)重時會危害血液循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。2碳?xì)浠衔?HC)的危害 HC對人的鼻、眼和呼吸遲黏膜有刺激作用，可引起結(jié)膜炎、鼻炎、支氣管炎等疾病。3氮氧化物的危害 NOx能刺激人眼黏膜，引起結(jié)膜炎等疾病，還對呼吸系統(tǒng)有害。4光化學(xué)煙霧的危害 光化學(xué)煙霧刺擊人們的眼睛、鼻

4、腔和咽喉，損害農(nóng)作物。5微粒物的危害 微粒物除對人體呼吸系統(tǒng)有害外，由于微粒物存在孔隙而能粘附有毒物質(zhì)和致癌物等。.9.1.2 汽車排放污染物的成因及其影響因素p(一)汽油機(jī)排放污染物的成因及其影響因素1一氧化碳p(1)燃料不完全燃燒；。p(2) CO2和H20在高溫時離解2碳?xì)浠衔飌 (1)由于氣缸壁對火焰的冷卻作用、縫隙效應(yīng)，油膜和沉積物對燃油蒸氣的吸附作用，使燃料未燃燒或未完全燃燒。p (2)出于燃料供給系統(tǒng)的蒸發(fā)以及燃燒室等泄漏而產(chǎn)生。.3氮氧化物p (1)混合氣在高溫燃燒過程中，空氣中的分子氮被氧化為氮氧化物p(2)燃料中的含氮化合物在燃燒過程中，分解成低分子氮化物被氧化生成氮氧化

5、物p(3)在燃燒過程中產(chǎn)生的激發(fā)或瞬發(fā)N0。.9.1.2 汽車排氣污染物的形成及影汽車排氣污染物的形成及影響因素響因素一、發(fā)動機(jī)排氣污染物的形成一、發(fā)動機(jī)排氣污染物的形成 1、一氧化碳、一氧化碳CO CO是烴燃料燃燒的中間產(chǎn)物。2、碳?xì)浠衔?、碳?xì)浠衔?其來源有三部分 ： 排氣管5565%；曲軸箱通風(fēng)2025%；化油器、油箱蒸發(fā)1520%。.二、使用因素對排氣二、使用因素對排氣中有害氣體濃度的影響中有害氣體濃度的影響1、負(fù)荷的影響、負(fù)荷的影響負(fù)荷空燃比影響有害氣體1）怠速全閉，=0.600.88 HC CO 2）小負(fù)荷025%開度， = 0.80.9 HC CO 3）中負(fù)荷2580%開度，

6、= 0.91.1 HC CO NOx4）接近滿負(fù)荷80100%， = 0.80.9 CO HCNOx.2、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響轉(zhuǎn)速進(jìn)氣，混合氣形成、燃燒排放轉(zhuǎn)速 CO HC NOx 3、不穩(wěn)定工況、不穩(wěn)定工況強(qiáng)制怠速CO HC 但柴油機(jī)已停止供油，無排放。4、發(fā)動機(jī)熱工況、發(fā)動機(jī)熱工況冷卻水溫度提高缸壁溫度HC 3080NO 供油泵溫度提高氣阻HC罩下溫度提高充氣系數(shù)HC CO氣溫低起動困難HC隨溫度NOx CO.p5、汽車技術(shù)狀況的影響、汽車技術(shù)狀況的影響p 車齡 HC COp 供油系故障 化油器怠速產(chǎn)生變化，HC COp 加速泵p 空濾器堵塞，CO HCp 供油提前角，HC

7、NOxp 點(diǎn)火系故障 點(diǎn)火提前角 ， NOx p 點(diǎn)火提前角 ， NOx p 點(diǎn)火提前角，HC p 配氣相位p 積炭.9.1.3汽車排放污染物控制技術(shù)p一、汽油車排放控制技術(shù)p1、采用曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置p2、采用燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)p3、采用電控多點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)p4、采用氧化型催化轉(zhuǎn)化器p5、采用廢氣再循環(huán)系統(tǒng).p6、采用高能電子點(diǎn)火和控制系統(tǒng)p7、采用稀薄燃燒發(fā)動機(jī)技術(shù)p8、采用多氣門、可變配氣相位和進(jìn)氣旋流等技術(shù)，優(yōu)化燃燒室p9、采用三效催化轉(zhuǎn)化器和閉環(huán)電控系統(tǒng)p10、采用車載診斷系統(tǒng)，對汽油車排放控制系統(tǒng)進(jìn)行自動監(jiān)控.二、柴油車排放控制技術(shù)p1、采用廢氣再循環(huán)系統(tǒng)p2、采用電控可變進(jìn)氣渦流技

8、術(shù)p3、采用廢氣渦輪增壓與中冷技術(shù)p4、采用氧化催化轉(zhuǎn)化器p5、采用四氣門結(jié)構(gòu)p6、發(fā)展電控燃油噴射系統(tǒng)，采用電控共軌噴射技術(shù)。p7、采用可變配氣相位技術(shù)p8、采用微粒捕集器.9-2 汽車的噪聲汽車的噪聲一、發(fā)動機(jī)噪聲來源一、發(fā)動機(jī)噪聲來源 1. 燃燒噪聲和機(jī)械噪聲 燃燒噪聲燃料燃燒而引起的聲音。 機(jī)械噪聲發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而引起的敲擊聲。2. 進(jìn)排氣噪聲進(jìn)排氣噪聲 空氣動力性噪聲,僅次于本體噪聲與風(fēng)扇噪聲。 原因：A 空氣聲（脈動聲）、渦流聲 基頻噪聲，氣栓共振聲、廢氣噴柱、沖擊。 渦流聲，氣體通過氣門產(chǎn)生的渦流。 B 幅射聲（擴(kuò)散聲）、進(jìn)排氣零件表面輻射 振動引起壓力波、機(jī)械振動。 影響：消聲器

9、、密封、接頭緊固。.3. 風(fēng)扇噪聲風(fēng)扇噪聲最大噪聲源之一最大噪聲源之一 空氣動力性噪聲。二、傳動系噪聲二、傳動系噪聲 聲源：變速器噪聲、傳動軸、驅(qū)動橋噪聲。 變速器噪聲 原因：1、齒輪振動 2、發(fā)動機(jī)振動傳到變速箱 3、軸承聲 4、攪油聲 影響因素：n n dB 共振時達(dá)到最大值 p p dB 結(jié)構(gòu) 變速器形式、檔位、制造精度、調(diào)整.三、輪胎噪聲三、輪胎噪聲 聲源：花紋噪聲、道路噪聲、彈性振動、風(fēng)噪聲。 1、花紋噪聲 2、道路噪聲，路面凹凸不平產(chǎn)生的。 3、彈性振動 4、風(fēng)噪聲，Va小時可以忽略。 影響因素：輪胎花紋 、Va 、P、 Pa。Rnvf26 . 3.四、車身噪音車身和空氣的摩擦、沖

10、擊產(chǎn)生的風(fēng)噪音以及路面不平造成的車身震動噪音。.簡介歐、美、日三大汽車排放標(biāo)準(zhǔn)體簡介歐、美、日三大汽車排放標(biāo)準(zhǔn)體系系p國外執(zhí)行的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)主要有歐、美、日三大體系，其中以歐洲標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用較廣。歐洲標(biāo)準(zhǔn)也是我國借鑒的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)，目前國產(chǎn)新車都會標(biāo)明發(fā)動機(jī)廢氣排放達(dá)到的歐洲標(biāo)準(zhǔn)。p歐洲從1992年起即開始實(shí)施歐I（歐I型式認(rèn)證排放限值）、1996年起開始實(shí)施歐II標(biāo)準(zhǔn)、2000年起開始實(shí)施歐III排放限制、2005年起開始實(shí)施歐。 汽車排放的歐洲法規(guī)（指令）標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量一般是以汽車發(fā)動機(jī)單位行駛距離的排污量（gkm）計(jì)算，以柴油機(jī)排放為例，歐洲二號標(biāo)準(zhǔn)要求柴油的含硫量為500ppm，歐洲四號標(biāo)準(zhǔn)壓縮

11、到50ppm，歐洲五號標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高到10ppm，要求是越來越嚴(yán)格。一公斤(kg)的物質(zhì)中有一毫克(mg)某物質(zhì),某物質(zhì)含量即為1ppm百萬分率 - Wikipedia.我國排放標(biāo)準(zhǔn)的制定p2005年4月27日，國家環(huán)?？偩止剂宋屙?xiàng)機(jī)動車污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)，其中輕型汽車污染物排放限值及測量方法備受關(guān)注。該方法以歐和歐標(biāo)準(zhǔn)為參照，制定了中國輕型汽車、號尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)(國、國標(biāo)準(zhǔn))。p據(jù)悉，這兩個標(biāo)準(zhǔn)將分別于2007年7月1日和2010年7月1日開始在全國實(shí)施。 .國國標(biāo)準(zhǔn)的新要求標(biāo)準(zhǔn)的新要求 p國家環(huán)?？偩挚萍紭?biāo)準(zhǔn)司羅毅副司長介紹，輕型汽車、號標(biāo)準(zhǔn)參照歐和歐汽車排放標(biāo)準(zhǔn)，與現(xiàn)行的號標(biāo)準(zhǔn)相比，在技術(shù)

12、內(nèi)容上做了重大調(diào)整，進(jìn)一步降低了污染物排放限值：p中國號標(biāo)準(zhǔn)的尾氣污染物排放限值比我國目前執(zhí)行的中國號標(biāo)準(zhǔn)尾氣污染物排放限值降低了30%，而中國號標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步降低60%；為保證車輛使用過程中穩(wěn)定達(dá)到排放限值要求，保證車輛排放控制性能的耐久性，增加了對車載診斷系統(tǒng)(簡稱OBD)和在用車符合性的要求；根據(jù)中國車用燃料的特點(diǎn)，規(guī)定了適合國情的燃油規(guī)格。 .名詞解釋名詞解釋pOBD：是英文On-Board Diagnostics的縮寫，中文翻譯為“車載自動診斷系統(tǒng)”。這個系統(tǒng)將從發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀況隨時監(jiān)控汽車是否尾氣超標(biāo)，一旦超標(biāo)，會馬上發(fā)出警示。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，故障（MIL）燈或檢查發(fā)動機(jī)（Chec

13、k Engine）警告燈亮，同時動力總成控制模塊（PCM）將故障信息存入存儲器，通過一定的程序可以將故障碼從PCM中讀出。根據(jù)故障碼的提示，維修人員能迅速準(zhǔn)確地確定故障的性質(zhì)和部位。.明確要求搭載明確要求搭載OBD p由于OBD能從發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀況隨時監(jiān)控汽車是否尾氣超標(biāo)，一旦超標(biāo)，會馬上發(fā)出警示。在我國目前燃油品質(zhì)無法得到有效保證的情況下，汽車企業(yè)對搭載OBD存在較大擔(dān)心。p目前，國外已進(jìn)入OBD-系統(tǒng)時代，對汽車尾氣進(jìn)行檢測、維護(hù)和管理一體化操作，以滿足更高的環(huán)境要求。而國內(nèi)的很多引進(jìn)車型國產(chǎn)化后都減去或關(guān)閉OBD，新標(biāo)準(zhǔn)施行后企業(yè)生產(chǎn)的新車必須增配OBD。但是，考慮到油品等問題，OBD的全面實(shí)施有可能推遲一年。 .受到排放的限制究竟該買哪種車型？ p在新標(biāo)準(zhǔn)未出臺前，究竟購歐還是歐，依然是擺在消費(fèi)者面前的兩難選擇：選購歐標(biāo)準(zhǔn)汽車，今后的使用成本會相對較低，不需要支付維修OBD的費(fèi)用，對油品要求也會相對較低。特別是在全國標(biāo)準(zhǔn)施行時間不統(tǒng)一的情況下，歐車型在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)都會保有成本優(yōu)勢。p如果選購歐車型，則會消除購買者因排放標(biāo)準(zhǔn)“限車”的擔(dān)憂。 .燃油能否滿足歐燃油能否滿足歐標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) ？p新標(biāo)準(zhǔn)對燃油的性能提出了較高的要求，必須使用歐標(biāo)準(zhǔn)油。如果油品中的磷、硫含量超標(biāo)，OBD傳感器就會失效，不僅無法對尾氣排放進(jìn)行監(jiān)