汽車排放控制技術(shù)

1、1目錄【摘要摘要】.2前言前言.3一、汽車排氣的主要污染物及其危害一、汽車排氣的主要污染物及其危害.4（一） 、汽車尾氣主要污染物：.4（二） 、汽車排放污染物的形成.41、氮氧化合物（NOx）的形成.42、CO 的生成機(jī)理及影響因素 .53、碳化氫的形成.5（三） 、汽車排放物的危害.6二、汽車排放控制系統(tǒng)二、汽車排放控制系統(tǒng).7（一）、傳感器與閉環(huán)控制.71、三元催化轉(zhuǎn)化器.72、氧傳感器.83、閉環(huán)控制 .9（二） 、廢氣再循環(huán)控制（EGR）.9（三） 、活性碳罐蒸發(fā)污染控制.10三、其他方面控制方法三、其他方面控制方法.12（一） 、新型能源.121、燃料電池.122、二甲醚燃料.13

2、（二） 、催化劑及載體的發(fā)展.131、催化劑.132、 催化劑的載體.143、稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)用的新概念三元催化劑.144、采用兩個(gè)催化反應(yīng)器.14參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：.162汽車排放控制的技術(shù)的研究汽車排放控制的技術(shù)的研究汽車污染途徑及控制措施【摘要】隨著我國(guó)公路網(wǎng)建設(shè)的加快和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,汽車工業(yè)得到很快的發(fā)展。汽車制造業(yè)、汽車運(yùn)輸業(yè)和服務(wù)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，汽車保有量的增長(zhǎng)直接導(dǎo)致了石油燃料的大量消耗。并由此產(chǎn)生了大量的有害排放物。尤其在一些大中城市，汽車排氣造成的環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。 目前，大氣污染已逐漸成為世界性的問(wèn)題,所以對(duì)汽車排氣污染物的監(jiān)控與防治以處于刻不容

3、緩的地步。 本文將介紹汽車排氣污染物的成分及各自危害和現(xiàn)在汽車中常用的一些控制系統(tǒng)，包括：三元催化轉(zhuǎn)化裝置、氣再循環(huán)系統(tǒng)、活性碳罐蒸發(fā)污染控制工作過(guò)程及原理。簡(jiǎn)要介紹了汽車新能源的開(kāi)發(fā)與利用?！娟P(guān)關(guān)鍵鍵詞詞】：排放控制 環(huán)境污染 二甲醚 3前言前言經(jīng)過(guò) 30 年的改革開(kāi)放，中國(guó)私人汽車數(shù)量迅速增加，汽車開(kāi)始進(jìn)入普通人的家庭生活。汽車需求的迅猛增長(zhǎng)是推動(dòng) 2009 年中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要力量。中汽協(xié)對(duì) 2009 年汽車市場(chǎng)的最新預(yù)測(cè)為：總銷量在 1020 萬(wàn)輛左右，比上年增長(zhǎng) 8.7%，其中，乘用車 745 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) 10.2%(轎車增長(zhǎng) 7.9%，交叉型乘用車增長(zhǎng) 23%)，商用車銷量 2

4、75 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) 5%。 2001 年后加入世界貿(mào)易組織（WTO），中國(guó)已經(jīng)將汽車的進(jìn)口關(guān)稅從 70-90%降低到 44-51%，我國(guó)目前汽車進(jìn)口關(guān)稅稅率總水平是 25%左右。隨著汽車價(jià)格的下降以及中國(guó)人較低的汽車擁有量，中國(guó)的汽車市場(chǎng)將會(huì)進(jìn)一步繁榮。 隨著轎車進(jìn)入家庭，主要城市及近郊的交通擁擠狀況會(huì)進(jìn)一步加劇，從而使汽車廢氣排放問(wèn)題更加嚴(yán)重。至 09 年 8 月底，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量為 18001.85 萬(wàn)輛。其中，汽車(含三輪汽車和低速載貨汽車)7185.70 萬(wàn)輛，摩托車 9238.76 萬(wàn)輛。在城市環(huán)境污染物中，汽車所排放的氮氧化物占到了 45 至 60%，而一氧化碳則占到了 85%

5、。因此，中國(guó)城市居民所吸入的劣質(zhì)空氣主要是由汽車所排放的廢氣造成的。 除非政府愿意犧牲這方面的經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，限制上路汽車數(shù)量。因此，通過(guò)技術(shù)手段解決控制汽車廢氣排放問(wèn)題，是當(dāng)務(wù)之急。 4一一、汽車排氣的主要污染物及其危害汽車排氣的主要污染物及其危害（一）、汽車尾氣主要污染物：汽車尾氣通過(guò)排氣管、曲軸箱、油箱和汽化器等處排出，排放的主要污染物為一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NO X）、硫化物、鉛（Pb）（一般由使用含鉛汽油的汽車排放）、苯及一些懸浮顆粒物（包括碳粒等）。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，每千輛汽車每天排出一氧化碳約 3000kg，碳?xì)浠衔?200400kg，氮氧化合物 50150kg

6、。（二）、汽車排放污染物的形成1、氮氧化合物（NOx）的形成氮氧化合物 NOX 包含 NO 和 NO2，但主要是 NO、NO2 所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高，它們是空氣中的 N2 在燃燒高溫下的產(chǎn)物，與燃料的組成無(wú)關(guān)。NO 是在燃燒火焰前鋒和火焰后的已燃區(qū)域中產(chǎn)生的。汽油機(jī)燃燒過(guò)程進(jìn)行得很快，在火焰區(qū)域內(nèi)停留的時(shí)間很短；而早期的燃燒產(chǎn)物受到壓縮而溫度上升，因此在已燃區(qū)域內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的 NO，而在火焰前鋒內(nèi)則生成量不大。根據(jù) NO 的生成機(jī)理可知，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸在燃燒過(guò)程和膨脹過(guò)程中，其早期氣缸內(nèi)的溫度和 O2 濃度的變化是影響 NOX 生成率的主要因素。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)對(duì)NO 生成率影響最大的有：燃空當(dāng)量比、氣

7、缸內(nèi)未燃混合氣中已燃?xì)怏w質(zhì)量分?jǐn)?shù)、主要用于控制 NOX 生成率的排氣再循還（EGR）量和點(diǎn)火正時(shí)等。52、CO 的生成機(jī)理及影響因素CO 的生成機(jī)理十分復(fù)雜，從實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，CO 的生成率主要受燃空當(dāng)量比的影響，與空氣系數(shù) 值有關(guān)，與燃料成分的關(guān)系較小。由于常規(guī)汽油機(jī)在部分負(fù)荷時(shí) 略大于 1、全負(fù)荷時(shí) 略小于 1 的混合氣中運(yùn)轉(zhuǎn)，因此會(huì)產(chǎn)生大量的 CO 排放。CO 生成的主要機(jī)理如下：RHRRO2RCHORCOCO。式中的 R 代表碳?xì)涓珻O 在燃燒過(guò)程中生成以后，以較慢的速率氧化成CO2；由于 CO 的生成是受化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響，因此火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)加熱和急加速、急減速時(shí) CO 的

8、排放比較嚴(yán)重，這就需要精確控制油量來(lái)進(jìn)行抑制。3、碳化氫的形成HC 的生成比較復(fù)雜，總的來(lái)說(shuō)主要有以下幾種途徑：1）在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的壓縮和燃燒過(guò)程中，由于氣缸內(nèi)壓力升高，把部分未燃混合氣壓入與燃燒室相通的狹縫中，由于燃燒時(shí)火焰不能進(jìn)入狹縫，因此不能完全6燃燒，在膨脹和排氣行程中，在氣缸壓力降低后，以未燃 HC 的形式進(jìn)入排氣管，這是 HC 的主要來(lái)源；2）氣缸壁的激冷效應(yīng)，在混合氣燃燒過(guò)程中，當(dāng)火焰逼近較冷的氣缸壁時(shí)，離氣缸壁0.1 mm 薄層內(nèi)的可燃混合氣由于火焰的淬滅而并未燃燒，從而進(jìn)入排氣管；3）存在于氣缸壁、活塞頂以及氣缸蓋底面上的一層潤(rùn)滑油膜中，有可能在燃燒前后吸收或放出燃料中的 HC

9、 成分；4）在發(fā)動(dòng)機(jī)做加速、減速等瞬態(tài)工況運(yùn)行時(shí)，點(diǎn)火正時(shí)、空燃比以及排氣再循環(huán)值都沒(méi)有處于最佳狀態(tài)，有可能引起燃燒過(guò)程的不完善，如燃燒特別緩慢、火焰大面積淬滅等，從而使 HC 排放增加。（三）、汽車排放物的危害汽車尾氣最主要的危害是形成光化學(xué)煙霧。汽車尾氣中的碳?xì)浠衔锖偷趸衔镌陉?yáng)光作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧，它和大氣中的其它成份結(jié)合就形成光化學(xué)煙霧。其對(duì)健康的危害主要表現(xiàn)為刺激眼睛，引起紅眼??；刺激鼻、咽喉、氣管和肺部，引起慢性呼吸系統(tǒng)疾病。光化學(xué)煙霧能使樹(shù)木枯死，農(nóng)作物大量減產(chǎn)；能降低大氣的能見(jiàn)度，妨礙交通。汽車尾氣中一氧化碳的含量最高，它可經(jīng)呼吸道進(jìn)入肺泡，被血液吸收，與血紅蛋白

10、相結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，降低血液的載氧能力，削弱血液對(duì)人體組織的供氧量，導(dǎo)致組織缺氧，從而引起頭痛等癥狀，重者窒息死亡。 汽車尾氣中的氮氧化合物含量較少，但毒性很大，其毒性是含硫氧化物的3 倍。氮氧化合物進(jìn)入肺泡后，能形成亞硝酸和硝酸，對(duì)肺組織產(chǎn)生劇烈的刺激作用，增加肺毛細(xì)管的通透性，最后造成肺氣腫。亞硝酸鹽則與血紅蛋白結(jié)合，形成高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧。 汽車尾氣中的碳?xì)浠衔镉?200 多種，其中 C2H4 在大氣中的濃度達(dá)0.5ppm（十萬(wàn)分之一）時(shí)，能使一些植物發(fā)育異常。汽車尾氣中還發(fā)現(xiàn)有 32種多環(huán)芳烴，包括 3,4-苯并芘等致癌物質(zhì)。當(dāng)苯并芘在空氣中的濃度達(dá)到0.012ug/m

11、3 時(shí)，居民中得肺癌的人數(shù)會(huì)明顯增加。離公路越近，公路上汽車流量越大，肺癌死亡率越高。 汽車尾氣中的二氧化硫和懸浮顆粒物，會(huì)增加慢性呼吸道疾病的發(fā)病率，損害肺功能。二氧化硫在大氣中含量過(guò)高時(shí)，會(huì)隨降水形成“酸雨”。 汽車尾氣中的鉛化合物可隨呼吸進(jìn)入血液，并迅速地蓄積到人體的骨骼和牙齒中，它們干擾血紅素的合成、侵襲紅細(xì)胞，引起貧血；損害神經(jīng)系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)損害腦細(xì)胞，引起腦損傷。當(dāng)兒童血中鉛濃度達(dá) 0.60.8ppm 時(shí)，會(huì)影響兒童的生長(zhǎng)和智力發(fā)育，甚至出現(xiàn)癡呆癥狀。鉛還能透過(guò)母體進(jìn)入胎盤(pán)，危及胎兒。7汽車用油大多數(shù)摻有防爆劑四乙基鉛或甲基鉛，燃燒后生成的鉛及其化合物均為有毒物質(zhì)。城市大氣中的鉛60

12、%以上來(lái)自汽車含鉛汽油的燃燒。人體中鉛含量超標(biāo)可引發(fā)心血管系統(tǒng)疾病，并影響肝、腎等重要器官的功能及神經(jīng)系統(tǒng)。由于鉛塵比重大，通常積聚在1 米左右高度的空氣中，因此對(duì)兒童的威脅最大。二二、汽車排放控制系統(tǒng)汽車排放控制系統(tǒng)（一）、傳感器與閉環(huán)控制車用傳感器是汽車計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入裝置，它把汽車運(yùn)行中各種工況信息，如車速、各種介質(zhì)的溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況等，轉(zhuǎn)化成電訊號(hào)輸給計(jì)算機(jī)，以便發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀態(tài)。現(xiàn)代汽車技術(shù)發(fā)展特征之一就是越來(lái)越多的部件采用電子控制。其中與廢氣排放控制有關(guān)的有氧傳感器、爆震傳感器、空氣流量傳感器等。1、三元催化轉(zhuǎn)化器三元催化反應(yīng)器是用鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)、鈰(

13、Ce)及稀土金屬等中的某幾種作催化劑，在排氣經(jīng)過(guò)反應(yīng)器的很短時(shí)間內(nèi)，將其中 HC、CO、NOx 同時(shí)進(jìn)行催化反應(yīng)，使它們轉(zhuǎn)化成 CO2、N2、NH3 及 N2O 等排入大氣中。 三元催化反應(yīng)器通常由圓筒形外殼、上面涂覆著催化劑的載體等構(gòu)成。載體一般有 -A12O3 小球、堇青石制成的整體蜂窩狀多孔陶瓷及金屬薄片制成的載體等 3 種。是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中最重要的機(jī)外凈化裝置，它可將汽車尾氣排出的 CO、HC 和 NOx 等有害氣體通過(guò)氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害的二氧化碳、水和氮?dú)狻Ｓ捎谶@種催化器可同時(shí)將廢氣中的工種主要有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。隨著環(huán)境保護(hù)要求的日益苛刻，越來(lái)越多的汽車安裝了廢氣催

14、化轉(zhuǎn)化器以及氧傳感器裝置。它安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中，通過(guò)氧化還原反應(yīng)，將汽車尾氣排出的 CO、HC 和 NOxz 轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和氮?dú)?，故又稱之為三元 (效)催化轉(zhuǎn)化器 。三元催化器的 工工作作原原理理是：當(dāng)高溫的汽車尾氣通過(guò)凈化裝置時(shí)，三元催化器中的凈化劑將增強(qiáng) CO、HC 和 NOx 三種氣體的活性，促使其進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng)，其中 CO 在高溫下氧化成為無(wú)色、無(wú)毒的二氧化碳?xì)怏w；HC 化合物在高溫下氧化成水 (H20)和二氧化碳； NOx 還原成氮?dú)夂脱鯕?。三種有害氣體變成無(wú)害氣體，使汽車尾氣得以凈化。 8a）丸狀結(jié)構(gòu) .b）整塊式載體結(jié)構(gòu)2、氧傳感器氧傳感器是利用陶瓷敏感元

15、件測(cè)量各類加熱爐或排氣管道中的氧電勢(shì)，由化學(xué)平衡原理計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氧濃度，達(dá)到監(jiān)測(cè)和控制爐內(nèi)燃燒空然比，保證尾氣排放達(dá)標(biāo) 的元件。在使用三元催化轉(zhuǎn)換器 以減少排氣污染的 發(fā)動(dòng)機(jī)上，氧傳感器是必不可少的元件。由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化劑對(duì)CO、HC 和 NOx 的凈化能力將急劇下降，故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測(cè)排氣中氧的濃度，并向 ECU 發(fā)出反饋信號(hào)，再由 ECU 控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。電噴車為獲得高排氣凈化率，降低排氣中（ CO）一氧化碳、 （HC）碳?xì)浠衔锖停?NOx）氮氧化合物成份，必須利用三元催化器。但為了能有效地使用三

16、元催化器，必須精確地控制空燃比，使它始終接近理論空燃比。催化器通常裝在排氣歧管與消聲器之間。氧傳感器具有一種特性，在理論空燃比（14.7：1）附近它輸出的電壓有突變。這種特性被用來(lái)檢測(cè)排氣中氧氣的濃度并反饋給電腦，以控制空燃比。當(dāng)實(shí)際空燃比變高，在排氣中氧氣的濃度增加而氧傳感器把混合氣稀的狀態(tài)（小電動(dòng)勢(shì)：O 伏）通知 ECU。當(dāng)空燃比比理論空燃比低時(shí)，在排氣中氧氣的濃度降低，而氧傳感器的狀態(tài)（大電動(dòng)勢(shì)：1 伏）通知（ECU）電腦。ECU 根據(jù)來(lái)自氧傳感器的電動(dòng)勢(shì)差別判斷空燃比的低或高，并相應(yīng)地控制噴油持續(xù)的時(shí)間。但是，如氧傳器有故障使輸出的電動(dòng)勢(shì)不正常，（ECU）電腦就不能精確控制空燃比。所以

17、氧傳感器還能彌補(bǔ)由于機(jī)械及電噴系統(tǒng)其它件磨損而引起空燃比的誤差?？梢哉f(shuō)是電噴系統(tǒng)中唯一有“智能”的傳感器。93、閉環(huán)控制閉環(huán)控制是控制論的一個(gè)基本概念。指作為被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端，并對(duì)輸入端施加控制影響的一種控制關(guān)系。發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)的閉環(huán)控制是一個(gè)實(shí)時(shí)的氧傳感器、計(jì)算機(jī)和燃油量控制裝置三者之間閉合的三角關(guān)系。氧傳感器“告訴”計(jì)算機(jī)混合氣的空燃比情況，計(jì)算機(jī)發(fā)出命令給燃油量控制裝置，向理論值的方向 調(diào)整空燃比(14.7：1)。這一調(diào)整經(jīng)常會(huì)超過(guò)一點(diǎn)理論值，氧傳感器察覺(jué)出來(lái)，并報(bào)告計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再發(fā)出命令調(diào)回到 14.7：1。因?yàn)槊恳粋€(gè)調(diào)整的循環(huán)都很快，所以空燃比不會(huì)偏離14

18、.7：1，一旦運(yùn)行，這種閉環(huán)調(diào)整就連續(xù)不斷。采用閉環(huán)控制的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，由于能使發(fā)動(dòng)機(jī)始終在較理想的工況下運(yùn)行(空燃比偏離理論值不會(huì)太多)，使排放污染盡量減少。（二）、廢氣再循環(huán)控制（EGR）廢氣再循環(huán)系統(tǒng)工作原理：發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦即 ECU 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷(節(jié)氣門(mén)開(kāi)度)、溫度、進(jìn)氣流量、排氣溫度控制電磁閥適時(shí)地打開(kāi)，進(jìn)氣管真空度經(jīng)電磁閥進(jìn)入 EGR 閥真空膜室，膜片拉桿將 EGR 閥門(mén)打開(kāi)，排氣中的少部分廢氣經(jīng) EGR 閥進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，與混合氣混合后進(jìn)入氣缸參與燃燒。少部分廢氣進(jìn)入氣缸參與混合氣的燃燒，降低了燃燒時(shí)氣缸中的溫度，因 NOX是在高溫富氧的條件下生成的，故抑制了 NOX 的生

19、成，從而降低了廢氣中的NOX 的含量。但是，過(guò)度的廢氣參與再循環(huán)，將會(huì)影響混合氣的著火、性能，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、 低速、小負(fù)荷及冷機(jī)時(shí)，再循環(huán)的廢氣會(huì)明顯地影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。所以，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速、低速、小負(fù)荷 及冷機(jī)時(shí)，ECU 控制廢氣不參與再循環(huán)，避免發(fā)動(dòng)機(jī)性能受到影響；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)超過(guò)一定的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及達(dá)到一定的溫度時(shí)，ECU 控制少部分廢氣參與再循環(huán)，而且，參與再循環(huán)的廢氣量根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度及廢氣溫度的不同而不同，以達(dá)到廢氣中的 NOX 最低。10EGR 閥（廢氣再循環(huán)閥）通常在下列條件下開(kāi)啟：1.發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。2.轉(zhuǎn)速超過(guò)怠速。ECU 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫

20、傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器和空氣流量傳感器來(lái)控制 EGR 系統(tǒng)。（三）（三） 、活性碳罐蒸發(fā)污染控制、活性碳罐蒸發(fā)污染控制燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的作用是防止汽車油箱內(nèi)蒸發(fā)的汽油蒸氣排入大氣。它由蒸氣回收罐（亦稱活性炭罐）、控制電磁閥、蒸氣分離閥及相應(yīng)的蒸氣管道和真空軟管等組成(圖 1）。蒸氣分離閥安裝在油箱的頂部，油箱內(nèi)的汽油蒸氣從該閥出口經(jīng)管道進(jìn)入蒸氣回收罐。該閥的作用是防止汽車翻傾時(shí)油箱內(nèi)的燃油從蒸氣管道中漏出。蒸氣回收罐內(nèi)充滿了活性炭顆粒，故又稱為活性炭罐?；钚蕴靠梢晕狡驼魵庵械钠头肿?。當(dāng)油箱內(nèi)的汽油蒸氣經(jīng)蒸氣管道進(jìn)入11蒸氣回收時(shí)，蒸氣中的汽油分子被活性炭吸附。蒸氣回收罐上方的另一個(gè)出口

21、經(jīng)真空軟管與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管相通。軟管中部有一個(gè)電磁閥控制管路的通斷。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果電磁閥開(kāi)啟，則在進(jìn)氣歧管真空吸力的作用下，新鮮空氣將從蒸氣回收罐下方進(jìn)入，經(jīng)過(guò)活性炭后再?gòu)恼魵饣厥展薜某隹谶M(jìn)入軟管的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管，把吸附在活性炭上的汽油分子（重新蒸發(fā)的）送入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，使之得到充分利用；蒸氣回收罐內(nèi)的活性炭則隨之恢復(fù)吸附能力，不會(huì)因使用太久而失效。進(jìn)入進(jìn)氣歧管的回收燃油蒸氣量必須加以控制，以防破壞正常的混合氣成分。這一控制過(guò)程由微機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫、轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度等運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)操縱控制電磁閥的開(kāi)、閉來(lái)實(shí)現(xiàn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)或怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，微機(jī)使電磁閥關(guān)閉，從油箱中逸出的燃油蒸氣被蒸氣回收罐

22、中的活性炭吸收。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以中、高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，微機(jī)使電磁閥開(kāi)啟，儲(chǔ)存在蒸氣回收罐內(nèi)的汽油蒸氣經(jīng)過(guò)真空軟管后被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)。此時(shí)，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量較大，少量的燃油蒸氣不會(huì)影響混合氣的成分。12三三、其他方面控制方法其他方面控制方法（一）（一）、新型能源新型能源在能源和環(huán)保的壓力下，新能源汽車無(wú)疑將成為未來(lái)汽車的發(fā)展方向。如果新能源汽車得到快速發(fā)展，以 2020 年中國(guó)汽車保有量 1.4 億計(jì)算，可以節(jié)約石油 3229 萬(wàn)噸，替代石油 3110 萬(wàn)噸，節(jié)約和替代石油共 6339 萬(wàn)噸，相當(dāng)于將汽車用油需求削減 22.7%。2020 年以前節(jié)約和替代石油主要依靠發(fā)展先進(jìn)柴油車、混合動(dòng)力汽車等實(shí)現(xiàn)。到 2

23、030 年，新能源汽車的發(fā)展將節(jié)約石油7306 萬(wàn)噸、替代石油 9100 萬(wàn)噸，節(jié)約和替代石油共 16406 萬(wàn)噸，相當(dāng)于將汽車石油需求削減 41%。屆時(shí)，生物燃料、燃料電池在汽車石油替代中將發(fā)揮重要的作用。結(jié)合中國(guó)的能源資源狀況和國(guó)際汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到 2025 年后，中國(guó)普通汽油車占乘用車的保有量將僅占 50%左右，而先進(jìn)柴油車、燃?xì)馄嚒⑸锶剂掀嚨刃履茉雌噷⒀该桶l(fā)展。以下簡(jiǎn)要介紹燃料電池與二甲醚燃料的性能。1、燃料電池燃料電池汽車是電動(dòng)汽車的一種，其電池的能量是通過(guò)氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過(guò)燃燒，直接變成電能或的。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車

24、輛是無(wú)污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高 23 倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。 燃料電池汽車的氫燃料能通過(guò)幾種途徑得到。有些車輛直接攜帶著純氫燃料，另外一些車輛有可能裝有燃料重整器，能將烴類燃料轉(zhuǎn)化為富氫氣體。 單個(gè)的燃料電池必須結(jié)合成燃料電池組，以便獲得必需的動(dòng)力，滿足車輛使用的要求。 近幾年來(lái)，燃料電池技術(shù)已經(jīng)取得了重大的進(jìn)展。世界著名汽車制造廠，如戴姆勒克萊斯勒、福特、豐田和通用汽車公司已經(jīng)宣布，計(jì)劃在2004 年以前將燃料電池汽車投向市場(chǎng)。目前，燃料電池轎車的樣車正在進(jìn)行試驗(yàn)，以燃料電池為動(dòng)力的運(yùn)輸大客車在北美的幾個(gè)城市中正在進(jìn)行示范項(xiàng)目。

25、在開(kāi)發(fā)燃料電池汽車中仍然存在著技術(shù)性挑戰(zhàn)，如燃料電池組的一體化，提高商業(yè)化電動(dòng)汽車燃料處理器和輔助部汽車制造廠都在朝著集成部件和減少部件成本的方向努力，并已取得了顯著的進(jìn)步。與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）零排放或近似零排放 ； 2）減少了機(jī)油泄露帶來(lái)的水污染 ； 133）降低了溫室氣體的排放 ；4）提高了燃油經(jīng)濟(jì)性 ；5）提高了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率； 6）運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)噪聲。2、二甲醚燃料上世紀(jì) 90 年代中期，作為一種優(yōu)良的汽車清潔能源，二甲醚（DME）引起國(guó)際汽車界的重視。近年來(lái)歐美、日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家十分看好二甲醚燃料汽車的市場(chǎng)前景和環(huán)保效益，紛紛加快了二甲醚燃料發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車的研發(fā)。

26、二甲醚作為燃料在汽車上應(yīng)用，具備許多優(yōu)點(diǎn)：1在高壓縮比下壓燃燃燒，具有與柴油機(jī)等效的熱效率；2作為含氧高的燃料，燃燒完全，可大幅降低 CO 的排放；3由于不含 C-C 分子鏈，在燃燒過(guò)程不會(huì)分解出碳，因而，在各種情況下都能實(shí)現(xiàn)無(wú)煙燃燒；4在經(jīng)過(guò)噴油系統(tǒng)改進(jìn)后，推遲噴油提前期，可以降低 NOx 的排放；5可以和柴油實(shí)現(xiàn)任意的混合使用。 目前的研究結(jié)果表明：二甲醚燃料是十分理想的潔凈代用燃料，可實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)超低排放，滿足歐三標(biāo)準(zhǔn)。（二）、催化劑及載體的發(fā)展通過(guò)催化反應(yīng)降低汽車排放的核心是研制高性能的催化劑。全面提高催化反應(yīng)器的性能，還需促進(jìn)載體及控制空燃比等技術(shù)的發(fā)展，提高催化劑低溫活性及高溫耐

27、熱性，降低催化劑成本。1、催化劑早期主要使用鉑(Pt)作催化劑，而后使用鉑/銠(Pt/Rh)，因?yàn)殂K貴而銠的資源有限，現(xiàn)代除了繼續(xù)使用鉑/銠催化劑外，正研究和使用下列催化劑：(1)僅用鈀(Pd)作催化劑；(2)鉑/鈀/銠三金屬催化劑；(3)鉑/鈀催化劑；(4)鈀/銠催化劑；(5)稀土金屬催化劑。各種催化劑各有優(yōu)、缺點(diǎn)，都還不能具備十分完美的性能，仍在研究發(fā)展中。目前，比較多的歐洲汽車廠家使用鉑/銠或鈀/銠作催化劑。鈀具有良好的使14HC 氧化的性能，但是對(duì)燃油中的硫中毒的現(xiàn)象較敏感，從而使 NOx 的轉(zhuǎn)化性能變差。2、 催化劑的載體早期是使用顆粒狀載體，但由于機(jī)械強(qiáng)度較差及排氣流動(dòng)阻力大等原因

28、已更多地由堇青石制成的整體蜂窩狀多孔陶瓷載體所代替。主要研究改進(jìn)的方向是使其材質(zhì)致密化，減少壁厚，提高能負(fù)載催化劑的表面積與體積的比值。此外減少其熱容量，提高熱傳導(dǎo)性及高溫耐熱性也是提高催化劑低溫性能及使用壽命所必需的?，F(xiàn)代除了堇青石制的陶瓷載體外，還有用 Fe-Cr-Al 系等合金制造的金屬載體。它的特點(diǎn)是：壁薄、機(jī)械強(qiáng)度及耐久性好、排氣流阻小、不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、熱傳導(dǎo)性好、熱容量小。因此能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)較快地達(dá)到催化劑的點(diǎn)火溫度，提高低溫工況下催化劑的轉(zhuǎn)化效率。金屬載體的缺點(diǎn)是制造工藝要求及成本高，目前在高性能、高級(jí)轎車上，使用金屬載體催化反應(yīng)器的較多。3、稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)用的新概念三元催

29、化劑為了降低發(fā)動(dòng)機(jī) CO2 排放，稀燃技術(shù)得到更多的應(yīng)用，同時(shí)降低比油耗。然而通常在理論空燃比混合氣工況下，效率較高的三元催化劑，在使用稀混合氣燃燒時(shí)，因排氣中氧含量多，不能使 NOX 很好地還原轉(zhuǎn)化，因此需要研究開(kāi)發(fā)適應(yīng)稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)需要的新型催化劑。日本豐田公司開(kāi)發(fā)了一種新概念的三元催化劑。它可以在發(fā)動(dòng)機(jī)用稀混合氣工作時(shí)，將 NOX 儲(chǔ)存起來(lái)。然后在汽車加速等工況需要增加功率使用理論空燃比混合氣時(shí)，NOX 釋放出來(lái)進(jìn)行還原轉(zhuǎn)化。豐田公司從 1994 年將這種新型催化劑及稀燃系統(tǒng)用于排量為 1.6L 及 1.8L 發(fā)動(dòng)機(jī)上，效果甚佳：發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果表明，新的催化劑在排氣溫度為 300450的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)化 NOX 的效率可達(dá) 90%，在耐久試驗(yàn)后，轉(zhuǎn)化效率可達(dá) 60%。催化器要布置在汽車底板的下面，保持排氣溫度在 250450的范圍內(nèi)。汽車用稀混合氣及新催化劑與常規(guī)的以理論混合氣工