第三章汽車公害與防治課件

1、25 七月 2022第三章汽車公害與防治一、排氣公害組成主要有CO、HC、NOX、SO2、鉛化合物、碳煙和油霧。 來(lái)源1. 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排出的燃燒產(chǎn)物；2. 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱通風(fēng)污染（主要是HC)；3. 燃料箱和化油器溢出的汽油蒸氣。 汽、柴油機(jī)排氣公害特點(diǎn) 汽油機(jī)主要是CO、HC、和NOX；柴油機(jī)的CO和HC排放量要比汽油機(jī)少得多，而碳煙的成分遠(yuǎn)高出汽油機(jī)，同時(shí)NOX的排氣量也較多。 CO2的危害地球溫室效應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的有些成分如CO2雖然不會(huì)對(duì)環(huán)境造成直接污染，但由于CO2的大量積聚會(huì)對(duì)地球環(huán)境造成不良影響，即所謂“地球溫室效應(yīng)”。全球氣候變暖；極地冰層融化；海平面上升；土地鹽堿化、沙漠化。H

2、C和NOx的危害光化學(xué)煙霧未燃HC和NOX在一定條件下，會(huì)發(fā)生十分復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，誘發(fā)新的有害物，這就是二次有害排放物，最典型的就是光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧事件多發(fā)生在夏季，集中在車輛多的大城市，在夜間則不會(huì)發(fā)生。二、噪聲公害定義：噪聲是指人們不需要并希望用一定措施加以控制和消除掉的聲音總稱。分類：交通噪聲、生產(chǎn)噪聲、建筑噪聲、生活噪聲。汽車噪聲來(lái)源1. 發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲；2. 輪胎噪聲；3. 車體振動(dòng)；4. 傳動(dòng)系噪聲；5. 車身干擾空氣噪聲及喇叭聲。 機(jī)動(dòng)車噪聲一般是7085dB的中等強(qiáng)度的噪聲，重型車會(huì)超過(guò)90dB，由于影響時(shí)間長(zhǎng)，危害很大。試驗(yàn)結(jié)果表明：在88dB時(shí)，駕駛員的注意力下降10%；

3、在90dB時(shí)，下降20%。因此，汽車的高噪聲不僅會(huì)影響周圍環(huán)境，還會(huì)使駕駛員工作效率下降，反應(yīng)時(shí)間加長(zhǎng)，交通事故趨向增加。三、電波公害產(chǎn)生原因在汽車的電器設(shè)備中有很多振蕩回路。當(dāng)火花放電時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生高頻振蕩以電磁波的形式放射到空中，引起干擾。減少措施主要是限制汽車點(diǎn)火系產(chǎn)生的電波雜音強(qiáng)度。第二節(jié)汽車排氣污染物的形成及影響因素一、發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成二、使用因素對(duì)排氣中有害氣體濃度的影響一、發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成一、發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成2、HC的形成除了泄漏、逸出之外，其主要原因是燃料燃燒不完全產(chǎn)生的，汽油機(jī)的排出量遠(yuǎn)大于柴油機(jī)。對(duì)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：（1）沒(méi)燃燒的燃料，局部1或1，氧化反應(yīng)慢，HC生成增加

4、(2)激冷面溫度過(guò)低，火焰?zhèn)鞑坏?，反?yīng)終止，HC化合物隨廢氣排出。(3)狹縫的熄焰效應(yīng)，可燃混合氣不能燃燒。對(duì)于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：由于掃氣作用，部分混合氣通過(guò)汽缸直接進(jìn)入排氣，因此，HC排出量可能比四沖程汽油機(jī)大幾倍。根據(jù)廢氣分析表明，排氣中的HC成分十分復(fù)雜，除了飽和烴、不飽和烴和芳香烴外，還包括有部分中間氧化物如醛、酮、酸等。一、發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成3、NOx的形成在發(fā)動(dòng)機(jī)排出廢氣中的NOx ，NO占絕大部分（約99%），而NO2的含量較少，NO排入大氣后，又被氧化成NO2。NO的形成機(jī)理比較復(fù)雜，迄今尚無(wú)定論，目前廣泛采用的機(jī)理為：一、發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成4、微粒(PM)或碳煙的形成碳?xì)浠衔锶?/p>

5、料的不完全燃燒所產(chǎn)生的碳煙是以碳原子作為主要成分并含有占10%30%氫原子的碳?xì)浠衔锼M成，它具有與聚合多環(huán)碳化氫相近的結(jié)構(gòu)。下圖所示為當(dāng)前流行的假說(shuō)：二、使用因素對(duì)排氣中有害氣體濃度的影響1.負(fù)荷影響（汽油機(jī)）2.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ne3.不穩(wěn)定工況的影響4.發(fā)動(dòng)機(jī)熱工況影響5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響1. 負(fù)荷影響（汽油機(jī)）發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況節(jié)氣門開(kāi)度可燃混合氣濃度排放情況起動(dòng)20%左右0.20.6怠速00.60.8小負(fù)荷030%0.70.9CO、HC顯著增多， NOx排出量減少中負(fù)荷3080%0.91.1混合氣略稀，燃燒效率最高，CO、HC減少， NOx 增多大及全負(fù)荷80100%0.80.9燃燒不完全

6、，CO 增多加速100%12.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ne隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加， 混合氣變稀，燃燒室內(nèi)氣體的紊流增強(qiáng)，改善了混合和燃燒，使排氣中的HC、CO含量減少。廢氣中的CO、HC隨曲軸轉(zhuǎn)速提高而下降，而HC排放量在高速時(shí)，由于燃燒時(shí)間短，易于產(chǎn)生未燃烴。在怠速和低速工況，HC和CO排放較多，隨著轉(zhuǎn)速增加都有所下降，在最大轉(zhuǎn)速時(shí)，CO繼續(xù)下降而HC和NO增大，這是由于燃燒的時(shí)間短，混合氣形成的時(shí)間也縮短，氣缸內(nèi)燃燒條件惡化，發(fā)動(dòng)機(jī)工作強(qiáng)度大的緣故。3.不穩(wěn)定工況的影響減速HC 增加（汽油機(jī)）HC 減少（柴油機(jī)）怠速CO增加（汽油機(jī)）;CO減少（柴油機(jī)）加速NOx增加HC增加CO增加影響因素汽油機(jī)在減速和

7、轉(zhuǎn)速不高的工況下，廢氣中不完全燃燒的物質(zhì)(HC)較多，而柴油機(jī)由于混合氣的空氣充足，HC的濃度很小。從CO的含量也可以看出，汽油機(jī)廢氣中的濃度也很大，怠速時(shí)可達(dá)7，而柴油機(jī)的含量甚微。發(fā)動(dòng)機(jī)在加速運(yùn)行時(shí)，由于要求發(fā)出較大功率，須將氣缸內(nèi)燃?xì)獾臏囟忍岣撸虼思葧?huì)產(chǎn)生大量的NOx，而且由于在短時(shí)間內(nèi)，供應(yīng)過(guò)量的燃料，又會(huì)引起一部分燃料不完全燃燒，導(dǎo)致CO和HC排放量增加。發(fā)動(dòng)機(jī)在加速運(yùn)行時(shí)，由于要求發(fā)出較大功率，須將氣缸內(nèi)燃?xì)獾臏囟忍岣撸虼思葧?huì)產(chǎn)生大量的NOx，而且由于在短時(shí)間內(nèi)，供應(yīng)過(guò)量的燃料，又會(huì)引起一部分燃料不完全燃燒，導(dǎo)致CO和HC排放量增加。4.發(fā)動(dòng)機(jī)熱工況影響5.汽車技術(shù)狀態(tài)的影響

8、隨著車輛行駛里程的延長(zhǎng)，動(dòng)力性下降，經(jīng)濟(jì)性下降，可靠性降低，排氣污染加重。導(dǎo)致排氣污染加重的原因：燃油供給系故障汽油機(jī)點(diǎn)火系故障積炭排放標(biāo)準(zhǔn)減小柴油機(jī)排放的措施第三節(jié)汽車噪聲一、汽車噪聲的定義由行駛的汽車所產(chǎn)生的綜合的聲輻射稱為汽車噪聲。二、汽車噪聲的組成發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、傳動(dòng)系噪聲、輪胎噪聲、車身噪聲。三、汽車噪聲的分類1.車內(nèi)噪聲2.車外噪聲四、車外噪聲的影響因素（1）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ne（2）車速ua（3）加速（4）檔位ua常數(shù)：低檔ne提高,則噪聲升高； 同檔位du/dt不同噪聲不同；不同檔位起步ne減小,則噪聲減小。（5）載質(zhì)量G載增大,則噪聲升高。（6）技術(shù)狀況汽車噪音成因分析-發(fā)動(dòng)機(jī)噪音發(fā)動(dòng)

9、機(jī)噪聲包括：燃燒噪聲、機(jī)械噪聲、進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲、風(fēng)扇噪聲。1、燃燒噪聲：影響因素1）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ne升高，則噪聲升高。2）負(fù)荷（可用節(jié)氣門開(kāi)度表征）：發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷減小，則噪聲減小。3）噴油提前角減小，則Pmax減小，噪聲減小。4） 點(diǎn)火提前角減小，則Pmax減小，噪聲減小。5）滿負(fù)荷加速噪聲升高。6）不正常燃燒噪聲升高。汽車噪音成因分析-發(fā)動(dòng)機(jī)噪音2、機(jī)械噪聲汽車噪音成因分析-傳動(dòng)系噪聲（1）變速器噪聲 1）齒輪振動(dòng)：交變載荷 2）軸承 3）潤(rùn)滑油的攪拌聲 4）發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)傳到變速器（2）傳動(dòng)軸噪聲（3）驅(qū)動(dòng)橋噪聲汽車噪音成因分析輪胎噪聲1.花紋噪聲2.道路噪聲3.彈性振動(dòng)噪聲4.風(fēng)噪聲影響因素

10、1）ua提高，則噪聲升高。2）負(fù)荷加大，則噪聲升高。3）胎壓升高，則噪聲減小。4）磨損程度越高，則噪聲減小。5）路面狀況（濕），則噪聲升高。汽車噪音的危害高于70dB的噪聲會(huì)使人心清不安、煩躁、疲倦、工作效率下降和語(yǔ)言、通信困難等，從而嚴(yán)重影響人們的正常學(xué)習(xí)、工作、休息和生活。長(zhǎng)時(shí)期處于噪聲環(huán)境的人，還會(huì)引發(fā)心臟病和胃病以及神經(jīng)官能癥，出現(xiàn)聽(tīng)力下降或聽(tīng)力損傷等。第四節(jié) 電波公害產(chǎn)生原因 在汽車的電器設(shè)備中有很多振蕩回路，當(dāng)火花放電時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生高頻振蕩以電磁波的形式放射到空中，引起干擾。減少措施 主要是限制汽車點(diǎn)火系產(chǎn)生的電波雜音強(qiáng)度聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 聲音是在氣體、液體或固體介質(zhì)里傳播的一種機(jī)械振動(dòng)

11、。聲音以頻率、幅值和相位來(lái)表征。聲壓級(jí) ：考慮到人對(duì)聲音響度感覺(jué)與聲音強(qiáng)度的對(duì)數(shù)成比例，所以引用了聲壓比的對(duì)數(shù)來(lái)表示聲音的強(qiáng)弱，即聲壓級(jí)。dB式中：p-聲壓，Pa；p0-基準(zhǔn)聲壓，210-5Pa。響度級(jí)：響度級(jí)是根據(jù)人耳聽(tīng)覺(jué)特性而提出的一種評(píng)定環(huán)境噪聲的方法。通常入耳聽(tīng)到的聲頻范圍在20Hz20000Hz，高于20kHz則為超聲，低于20Hz的稱為次聲。人耳對(duì)聲音的感受不僅和聲壓有關(guān)，也和頻率有關(guān)，聲壓級(jí)相同而頻率不同的聲音，聽(tīng)起來(lái)高頻音要比低頻音響得多。如果所測(cè)聲音與基準(zhǔn)聲頻率為1000Hz的純音對(duì)比，聽(tīng)起來(lái)同樣的響，則此基準(zhǔn)聲的聲壓級(jí)(dB)，就稱為該所測(cè)聲音的響度級(jí)，其單位為方(phon)。按此與基準(zhǔn)聲對(duì)比的方法，可以得到整個(gè)可所范圍的純音響度級(jí)。 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)權(quán)聲級(jí)計(jì)權(quán)聲級(jí)一般有A、B、C三種，它們是分別用設(shè)置有計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)“A”、“B”、“C”的聲學(xué)測(cè)量?jī)x測(cè)得的噪聲值，記做dB(