汽車尾氣排放的控制方案

汽車尾氣排放的控制方案汽車尾氣排放的控制方案汽車尾氣排放的控制方案V:1.0精細整理，僅供參考汽車尾氣排放的控制方案日期：20xx年X月汽車尾氣排放的控制方案摘要:隨著經濟的高速發(fā)展，21世紀的今天，汽車是人類不可缺少的交通工具，但汽車尾氣卻是大氣的主要污染源。所以對汽車排放污染物的監(jiān)控與防治，已處于刻不容緩的地步。對于汽車排放的治理主要源自于對汽車發(fā)動機的改進，伴隨科技的發(fā)展，電控技術在發(fā)動機上的應用對這一情況得到了大力改進，排放控制系統是把發(fā)動機排放的污染物轉化為無害物的裝置。關鍵詞：汽車尾氣；有害氣體；控制措施汽車排放物質汽車排放污染物主要有：一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、鉛(Pb)和炭煙(PM)等。廢氣污染物的產生機理汽車內燃機排氣所造成的公害，對汽油機而言，CO、HC和NOX是主要的有害成分，而光化學煙霧是由HC和NOX轉化而成的；對柴油機而言，CO和HC比汽油機少得多，NOX約為汽油機的，而炭煙卻比汽油機大得多，是主要的有害成分。

空燃比(AF)：是指可燃混合氣中空氣與燃料的質量比。理論上，1kg汽油完全燃燒需要空氣。故對于汽油機而言，空燃比為的可燃混合氣可成為理論混合氣。若可燃混合氣的空燃比小于，則意味著其中汽油含量有余（亦即空氣量不足），可稱之為濃混合氣。同理，空燃比大于的可燃混合氣則可稱為稀混合氣，應當指出，對于不同的燃料，其理論空燃比數值是不同的。三、汽車排放物的形成原因一氧化碳(CO)是空氣不足或空氣中氧含量不足造成混合氣過濃所產生的一種無色、無味的有害氣體。碳氫化合物(CH)是指發(fā)動機廢氣中未燃部分，還包括供油系統中燃料的蒸發(fā)和滴漏，造成燃燒不充分。

氮氧化物(NOx)是發(fā)動機在高溫富氧時大量產生的一種褐色的有刺鼻氣味的氣體。

二氧化硫(SO2)為燃油中的硫燃燒后的生成物。

鉛(Pb)為一種有毒的金屬，它由燃油中的鉛化物添加劑(如四乙鉛)經高溫燃燒后還原而成的鉛微粒。

碳微粒主要是柴油發(fā)動機燃燒不完全的產物。四、汽車排放控制方案1、

在用車檢查和維護（I/M）制度

在用車的檢查和維護制度，簡稱I/M制度，是削減在用車污染排放最重要的手段。I/M制度通過對機動車進行定期和不定期的排放檢測，促進機動車的正常維護，防止人為對排放控制系統的損壞，保持車輛處于良好的運行狀態(tài)，從而減少污染物的排放。I/M制度是對新車實行強制性排放標準的有效補充。

I/M制度有兩個目的：一是發(fā)現因調整不當或機械故障導致的高排放車輛；第二是發(fā)現控制設備的非正常工作和人為破壞，確定機動車的故障根源，便于對車輛進行維修，并督促車主加強維護，使得在整個汽車使用生命周期中排放控制系統始終有效。大量的調查分析表明，在用車排放的大部分污染物來自一小部分高排放車輛。據統計，在用車中5%的高排放車的污染物排放占總排放量的25%，20%的車輛的排放量占到總排放量的50%。對于沒有特殊排放控制的化油機車，這一影響主要表現HC和CO上，調整好與壞的車輛，其排放差值可達4倍。對安裝了催化轉化器等排放控制系統的更先進的車型，部分高排放車輛的污染物排放甚至高出5倍以上。

因此，通過I/M制度發(fā)現高排放車輛，對削減在用車污染排放非常有效。比如催化器或氧傳感器損壞，雖然不影響駕駛性能，但可使尾氣中HC和CO的排放增加20倍以上，NO化合物增加3—5倍；柴油機的噴射系統損壞，至少使得顆粒物排放增加20倍以上。通過發(fā)現維護不善的車輛并予以修理，平均可降低排放30%-50%。但由于I/M制度的配套政策和實施機構達不到理想狀態(tài)，極少有實際的I/M制度能實現完全的削減潛力。

一套成功的I/M制度應該包括繁榮技術要素有：

（1）

合適的檢測程序，并設定必要的檢查內容。

（2）

對不合適車輛的強制實施機制。

（3）

加強維修程序管理和機械技能培訓。

（4）

檢測數據收集和定期的質量考核。

（5）

對車種和車齡進行優(yōu)化，注重老舊車的檢測

（5）

對檢測員和修理工進行技能控制。

（6）

進行周期性的評估以發(fā)現和解決問題。2、控制汽車排放污染的技術措施（1）、內燃機自身技術的改進

在汽油機上通過推遲噴油提前角可以有效地抑制NO化合物的排放，且方法簡便易行。柴油機噴油時間延遲使一氧化碳化合物排放量下降的原因與汽油機并不完全相同，主要原因有兩個。一是使燃燒過程避開上止點進行，燃燒等容度下降。因而燃燒溫度下降。二是越接近上止點噴油，缸內空氣溫度越高，燃油一旦噴入汽缸內便很快蒸發(fā)混合并著火，即著火落后期可以縮短，燃燒初期的放熱速率降低，導致燃燒溫度降低。這兩種原因都起到了一直氮氧化合物生成的作用。對比圖中噴油提前角等于零下十五度和零下五度時的缸內溫度、壓力及燃燒放熱率可以看出，隨著燃油提前角的的推遲，燃燒溫度、壓力和放熱率峰值均秒下降。

但過分推遲噴油提前角，如圖中又上止點繼續(xù)推遲時，氮氧化合物排放反而上升。這主要是由于著火落后氣的過分延長，使燃燒初期的放熱速率反而大幅度上升的原因。

總之，推遲燃油提前角對降低氮氧化合物的效果是有限的，過分推遲，往往會犧牲燃油經濟性和碳煙及微粒排放特性，即出現典型的Trade-off的關系。為此，推遲噴油提前角最好是與其他加速燃燒的促使并用，如高壓噴射或加強缸內氣體運動，以防止其他性能的惡化。（2）、汽車燃料的改進

車用油品的質量對車輛的排放性能有很大影響，尤其是對采用閉環(huán)三元催化凈化技術的先進車型。各地應從以下方面提高油品的質量：

1)、

針對影響機動車排放性能的燃料特性如飽和蒸汽壓、硫含量、鉛含量等，應確保符合標準的限值要求。

2)、

對燃料中影響排放凈化系統正常工作的雜質,

如硅、錳、鐵、釩等，必須確保低于限值要求，不得人為加入。

3)

、對車用柴油中的硫含量，也應按照有關標準嚴格控制。

此外，尋找替代燃料也是減少汽車排放有還物質的有效途徑。目前的常規(guī)燃料主要是汽油和柴油，但已經有許多國家的研究機構把目光轉向代用燃料—液化石油氣（LPG）、壓縮天然氣（CNG）和甲醛等。替代燃料有保存原油產品和保護能源的潛力，同時它又能有效地削減機動車的污染物排放。當然，我們應當認識到，在許多情況下采用常規(guī)燃料輔以先進的排放控制技術，往往會收到更經濟的控制效果，未來會選取哪一類燃料將取決于經濟因素。在中短期內，全球汽車制造商將繼續(xù)重視汽油機和柴油機仍然具備的巨大潛力，并與石油行業(yè)共同開發(fā)環(huán)保型“特殊”’燃料，例如源于天然氣或生物質的燃料。同時，戴姆勒-克萊斯勒積極致力于開發(fā)混合動力驅動系統，將其作為運用燃料電池汽車實現零污染排放交通運輸的過渡性解決方案。進一步優(yōu)化內燃機在未來多年中，內燃機將繼續(xù)占據汽車市場的主導地位，因此不斷改進內燃機技術是有效的短期解決方案。3）、廢氣再循環(huán)(EGR)

廢氣再循環(huán)(EGR)系統用于降低廢氣中的氧化氮(NOX)的排出量。氮和氧只有在高溫高壓條件下才會發(fā)生化學反應，發(fā)動機燃燒室內的溫度和壓力滿足了上述條件，在強制加速期間更是如此。

當發(fā)動機在負荷下運轉時，EGR閥開啟，使少量的廢氣進入進氣歧管，與可燃混合氣一起進入燃燒室。怠速時EGR閥關閉，幾乎沒有廢氣再循環(huán)至發(fā)動機。汽車廢氣是一種不可燃氣體(不含燃料和氧化劑)，在燃燒室內不參與燃燒。

它通過吸收燃燒產生的部分熱量來降低燃燒溫度和壓力，以減少氧化氮的生成量。進入燃燒室的廢氣量隨著發(fā)動機轉速和負荷的增加而增加。

EGR系統的主要元件是數控式EGR閥，數控式EGR閥安裝在右排氣歧管上，其作用是獨立地對再循環(huán)到發(fā)動機的廢氣量進行準確的控制，而不管歧管真空度的大小。

EGR閥通過3個孔徑遞增的計量孔控制從排氣歧管流回進氣歧管的廢氣量，以產生7種不同流量的組合。每個計量孔都由1個電磁閥和針閥組成，當電磁閥通電時，電樞便被磁鐵吸向上方，使計量孔開啟。旋轉式針閥的特性保證了當EGR閥關閉時，具有良好密封性。

EGR閥通常在下列條件下開啟：1.發(fā)動機暖機運轉。2.轉速超過怠速。ECM根據發(fā)動機冷卻水溫傳感器、節(jié)氣門位置傳感器和空氣流量傳感器來控制EGR系統。

1、作用

廢氣再循環(huán)(EGR)系統用于降低廢氣中的氧化氮(NOX)的排出量。氮和氧只有在高溫高壓條件下才會發(fā)生化學反應，發(fā)動機燃燒室內的溫度和壓力滿足了上述條件，在強制加速期間更是如此。

當發(fā)動機在負荷下運轉時，EGR閥開啟，使少量的廢氣進入進氣歧管，與可燃混合氣一起進入燃燒室。怠速時EGR閥關閉，幾乎沒有廢氣再循環(huán)至發(fā)動機。汽車廢氣是一種不可燃氣體(不含燃料和氧化劑)，在燃燒室內不參與燃燒。

它通過吸收燃燒產生的部分熱量來降低燃燒溫度和壓力，以減少氧化氮的生成量。進入燃燒室的廢氣量隨著發(fā)動機轉速和負荷的增加而增加。

2、工作原理

EGR系統的主要元件是數控式EGR閥，數控式EGR閥安裝在右排氣歧管上，其作用是獨立地對再循環(huán)到發(fā)動機的廢氣量進行準確的控制，而不管歧管真空度的大小。

EGR閥通過3個孔徑遞增的計量孔控制從排氣歧管流回進氣歧管的廢氣量，以產生7種不同流量的組合。每個計量孔都由1個電磁閥和針閥組成，當電磁閥通電時，電樞便被磁鐵吸向上方，使計量孔開啟。旋轉式針閥的特性保證了當EGR閥關閉時，具有良好密封性。

發(fā)動機控制電腦即ECU根據發(fā)動機的轉速、負荷(節(jié)氣門開度)、溫度、進氣流量、排氣溫度控制電磁閥適時地打開，進氣管真空度經電磁閥進入EGR閥真空膜室，膜片拉桿將EGR閥門打開，排氣中的少部分廢氣經EGR閥進入進氣系統，與混合氣混合后進入氣缸參與燃燒。少部分廢氣進入氣缸參與混合氣的燃燒，降低了燃燒時氣缸中的溫度，因NOX是在高溫富氧的條件下生成的，故抑制了NOX的生成，從而降低了廢氣中的NOX的含量。但是，過度的廢氣參與再循環(huán)，將會影響混合氣的著火、性能，從而影響發(fā)動機的動力性，特別是在發(fā)動機怠速、

低速、小負荷及冷機時，再循環(huán)的廢氣會明顯地影響發(fā)動機性能。所以，當發(fā)動機在怠速、低速、小負荷

及冷機時，ECU控制廢氣不參與再循環(huán)，避免發(fā)動機性能受到影響；當發(fā)動機超過一定的轉速、負荷及達到一定的溫度時，ECU控制少部分廢氣參與再循環(huán)，而且，參與再循環(huán)的廢氣量根據發(fā)動機轉速、負荷、溫度及廢氣溫度的不同而不同，以達到廢氣中的NOX最低。五、總結汽車作為現代化交通工具，給予了人們的生產與生活帶來十分方便的同時，可是它的尾氣排放物，給大氣環(huán)境造成嚴重污染。在如何控制汽車尾氣這個問題上，關鍵就在如何控制汽車尾氣中的CO、氮氧化合碳氫化合物、硫化物以及小微粒和碳煙。

本文通過對上述各種氣體的特性、化學成分以及產生機理的分析，采取政府管理，燃料改進，氧化廢氣等方法對其進行控制。

汽車尾氣污染是個世界范圍的問題，各個國家都在尋找解決的途徑。目前已經有些成果，但由于收到多方面因素（經濟，能源，技術等）的限制，還有很多方案有待實踐，推廣。因此，這一領域還有待遇開發(fā)研究。參考文獻[1]唐儀等，首屆全國機動車污染評價研討會論文集，北京，1993[2]李春明等，汽油無鉛化文件匯編，國家環(huán)境保護總局，1998