城市機(jī)動(dòng)車污染物排放控制課件

城市機(jī)動(dòng)車污染物排放控制謝紹東北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院Slide1城市機(jī)動(dòng)車污染物排放控制謝紹東Slide11984-2010年北京城近郊區(qū)大氣SO2年日均濃度的年際變化1984-2010年北京城近郊區(qū)大氣SO2年日均濃度的年際變1981-2000年北京城近郊區(qū)大氣NOx年均及采暖和非采暖期濃度的年際變化

1981-2000年北京城近郊區(qū)大氣NOx年均及采暖和非采暖1998-2010年北京城近郊區(qū)大氣NO2年日均濃度的年際變化

Slide41998-2010年北京城近郊區(qū)大氣NO2年日均濃度的年際變1984-2000年北京城近郊區(qū)大氣CO年日均濃度的年際變化

1984-2000年北京城近郊區(qū)大氣CO年日均濃度的年際變化1998-2010年北京城近郊區(qū)大氣CO年日均濃度的年際變化

Slide61998-2010年北京城近郊區(qū)大氣CO年日均濃度的年際變化北京市1981-2000年城近郊區(qū)總懸浮顆粒物的年際變化趨勢(shì)北京市1981-2000年城近郊區(qū)總懸浮顆粒物的年際變化趨勢(shì)1998-2010年北京城近郊區(qū)大氣PM10年日均濃度的年際變化

Slide81998-2010年北京城近郊區(qū)大氣PM10年日均濃度的年際復(fù)合型污染不是簡(jiǎn)單疊加

對(duì)北京市大氣污染成因來(lái)源的長(zhǎng)期研究的結(jié)果表明：

北京市當(dāng)前大氣污染的特征煤燃燒汽車尾氣揚(yáng)塵等復(fù)合型污染對(duì)北京市大氣污染成因來(lái)源的長(zhǎng)期研究的結(jié)果表明：

大氣復(fù)合污染FluxOxidant(O3,OH)SO2,NOxPM2.5(SO42-,NO3-)hvHC、NOxIn-flow更高濃度的PM,O3Out-flowBiogenicAnthropogenicDepositionPM,O3CouplingbetweenprimaryemissionandphotochemicalprocessCouplingbetweengaseousandaerosolinteraction,Couplingbetweenlocalandregionalairpollution.高濃度細(xì)粒子污染和低能見度

大氣氧化性增強(qiáng)，地面臭氧濃度高城市-區(qū)域性PM10、PM2.5大氣復(fù)合污染FluxOxidantSO2,NOxPM2.5

具體表現(xiàn)為：

二次污染加重

#大氣氧化性增強(qiáng)----臭氧增高

#細(xì)粒子污染嚴(yán)重，能見度降低

具體表現(xiàn)為：二次污染加重

#大氣氧化

大氣O3污染嚴(yán)重，大氣氧化性逐年增強(qiáng)

大氣O3污染嚴(yán)重，大氣氧化性逐年增強(qiáng)1991-2000北京市臭氧日最大濃度和超標(biāo)小時(shí)、天數(shù)的變化趨勢(shì)1996年后持續(xù)上升1999，2000已達(dá)120天/365天1996年來(lái)，臭氧最高小時(shí)均值持續(xù)上升，1999和2000年已達(dá)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)兩倍以上1991-2000北京市臭氧日最大濃度和超標(biāo)小時(shí)、天數(shù)的變化2005-2010年北京市臭氧超標(biāo)天數(shù)和小時(shí)數(shù)Slide142005-2010年北京市臭氧超標(biāo)天數(shù)和小時(shí)數(shù)Slide1城市光化學(xué)污染已成為不容忽視的問(wèn)題城市光化學(xué)污染已成為不容忽視的問(wèn)題

北京大氣環(huán)境氧化性的增高導(dǎo)致細(xì)粒子污染十分嚴(yán)重。北京大氣環(huán)境氧化性的增高導(dǎo)致細(xì)粒子污染十分嚴(yán)重。PM2.5particleinBeijingin1999PM2.5particleinBeijingin1城市機(jī)動(dòng)車污染物排放控制課件城市機(jī)動(dòng)車污染物排放控制課件北京市PM2.5

化學(xué)組分:NO3-+NH4+:12-16%北京1999年NOx與硝酸鹽顆粒物周濃度相關(guān)性清華園2005昌平2003密云2005二次污染：參與生成細(xì)微顆粒物北京市PM2.5化學(xué)組分:NO3-+NH4+:2004年1月北京市大氣PM2.5的化學(xué)構(gòu)成2004年8月北京市大氣PM2.5的化學(xué)構(gòu)成2004年1月北京市大氣PM2.5的化學(xué)構(gòu)成2004年8月北2004年和2000年P(guān)M2.5源解析結(jié)果比較Slide222004年和2000年P(guān)M2.5源解析結(jié)果比較Slide控制日趨惡化的北京市大氣細(xì)粒子PM2.5污染，是北京市大氣污染控制的重要內(nèi)容，對(duì)于改善大氣PM10污染、改善大氣能見度和再現(xiàn)藍(lán)天將發(fā)揮重要作用。隨著北京市能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、工業(yè)污染源的控制、生活源的控制，機(jī)動(dòng)車排放日趨突顯，機(jī)動(dòng)車排放源的控制將越來(lái)越重要?？刂芆3和PM2.5均需要控制NOx和VOC的排放，這兩種物質(zhì)機(jī)動(dòng)車排放的貢獻(xiàn)均較大?？刂迫遮厫夯谋本┦写髿饧?xì)粒子PM2.5污染，是北京市大氣污EmissioncontrolofInternalCombustionEnginesSlide24EmissioncontrolofInternalCSlide25Slide25機(jī)動(dòng)車排放的污染物種類機(jī)動(dòng)車排放污染物尾氣排放…….CO(一氧化碳)HC(碳?xì)浠衔?NOx(約占55%氮氧化合物)SO2(二氧化硫)微粒(鉛化物,碳煙顆粒等)臭氣曲軸箱竄氣…….HC(約占25%)燃油蒸發(fā)……….HC(約占20%)機(jī)動(dòng)車排放的污染物種類機(jī)動(dòng)車排放污染物尾氣排放…….CO(Engine

CylinderSlide27一般汽油機(jī)ε=6~10，柴油機(jī)ε=16~24ε=(Vc+Vd)/Vc壓縮比：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比Engine

CylinderSlide27一般汽油機(jī)ε=

從發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理可知,產(chǎn)生汽油機(jī)排放污染物的根本因素是空燃比A/F(即空氣與燃料的混合比)和燃燒狀態(tài)的好壞。極易生成NOx空氣大量過(guò)量，無(wú)污染廢氣中出現(xiàn)CO不產(chǎn)生污染A/F略大于14.7A/F>14.7A/F<14.7A/F≈14.7

從發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理可知,產(chǎn)生汽油機(jī)排放污染物的根本因素是空在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室形狀不變的情況下,排氣中HC的濃度隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況、燃料性質(zhì)、燃燒條件和空燃比的改變而有很大的變化。從燃料的性質(zhì)、空燃比、燃燒狀態(tài)、點(diǎn)火時(shí)刻、大氣壓力、進(jìn)氣空氣溫度、進(jìn)氣管真空度、怠速轉(zhuǎn)速及發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化都將影響到CO、HC和NOx

的生成在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室形狀不變的情況下,排氣中HC的濃度隨發(fā)動(dòng)機(jī)工汽油機(jī)和柴油機(jī)排放污染物的數(shù)量隨汽車工況變化而且變化汽油機(jī)和柴油機(jī)排放污染物的數(shù)量隨汽車工況變化而且變化汽油車OtherEmissionsSlide31EvaporativeEmissions（蒸發(fā)）

diurnal,runninglosses,hotsoakCrankcaseLosses（曲軸箱）dueto"blow-by"RefuelingLosses(加油損失）displacedvaporsOtherEmissionsbrakelinings,tirewear,fluidleaks汽油車OtherEmissionsSlide31Eva燃燒排放的污染物L(fēng)eadHydrocarbonsCarbonMonoxideOxidesofNitrogenCarbonDioxideParticulatesOtherpollutantsWaterVaporSlide32AmbientAirRealFuelEngine/EmissionTechnology尾氣管排放物燃燒排放的污染物L(fēng)eadSlide32AmbientAi汽油機(jī)的工作原理曲柄角曲軸箱汽油機(jī)的工作原理曲柄角曲軸箱城市機(jī)動(dòng)車污染物排放控制課件不同空燃比下汽油機(jī)污染物的排放狀況不同空燃比下汽油機(jī)污染物的排放狀況Stoichiometry等當(dāng)點(diǎn)Slide36汽油(C8H18)理論空燃比:約14.7CO:局部不均勻殘余HCStoichiometry等當(dāng)點(diǎn)Slide36汽油(C8H碳?xì)浠衔锏男纬稍砥蜋C(jī)工作過(guò)程中過(guò)量的空氣系數(shù)通常為0.7~1.3，燃料和空氣是預(yù)混的，燃燒的火焰溫度很高（氣體最高溫度可到2400~2800K），在這樣的情況下，在穩(wěn)流燃燒系統(tǒng)中未燃燒的HC是相當(dāng)少的。但為什么發(fā)動(dòng)機(jī)卻排出了大量的HC呢？主要原因：缸壁淬滅和汽缸缸壁涂覆的潤(rùn)滑油碳?xì)浠衔锏男纬稍鞸lide38HC:不完全燃燒壁面猝滅油膜吸附缸壁淬滅：燃燒火焰無(wú)法達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)缸壁的0.1~0.7mm的范圍內(nèi)。原因：缸壁溫度較低，火焰達(dá)到缸壁是，不能繼續(xù)燃燒。除了缸壁淬滅會(huì)影響HC的燃燒，活塞表面、活塞與缸壁之間的空隙也對(duì)HC燃燒有淬滅效果。Slide38HC:氮氧化物的形成原理大部分的NO是由燃燒過(guò)程中高溫條件下N2和O2的反應(yīng)產(chǎn)生的。這是個(gè)吸熱反應(yīng)，只有在較高溫度才能發(fā)生（1780K以上）。對(duì)NO的控制主要方法就是降低最高燃燒溫度。對(duì)整個(gè)汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，空燃比在整個(gè)燃燒體系可能達(dá)到的溫度最高，所以在理論空然比附近生成的NO濃度最大。貧燃區(qū)過(guò)量的空氣吸收了部分熱量，使溫度有所降低，富燃區(qū)O2含量少，平衡向左移，生成的NO也減少。氮氧化物的形成原理汽油機(jī)排氣中的有害物質(zhì)是燃燒過(guò)程產(chǎn)生的，主要有CO、NOx和HC及少量的鉛、硫和磷等，目前排放法規(guī)限制的是CO、HC、NOx和柴油車顆粒物。機(jī)動(dòng)車排放鉛曾經(jīng)是一個(gè)重要的環(huán)境問(wèn)題，隨著油品的無(wú)鉛化進(jìn)程，已逐步得到解決。CO是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物，其產(chǎn)生量主要是受混合氣濃度的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹過(guò)程氣體中各成分間“凍結(jié)”現(xiàn)象，使實(shí)際的CO濃度要高于排氣溫度相對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡濃度。汽車排放的HC約有100-200種，來(lái)自未燃盡的燃油和潤(rùn)滑油。與CO一樣，HC也是一種不完全燃燒產(chǎn)物。可燃混合氣處于a<1的過(guò)濃狀態(tài)、壁面淬熄效應(yīng)、壁面油膜和積碳的吸附都會(huì)導(dǎo)致HC排放。Slide40汽油機(jī)排氣中的有害物質(zhì)是燃燒過(guò)程產(chǎn)生的，主要有CO、NOx和汽車污染物產(chǎn)生來(lái)源Slide41

曲軸箱HC的20%排氣管所有的CO、NOX、Pb和HC的60%油箱和化油器蒸發(fā)HC的15%汽車污染物產(chǎn)生來(lái)源Slide41曲軸箱排氣管油汽油車行駛工況對(duì)排放的影響怠速、減速時(shí)CO和HC排放量大，濃度為CO：1.0%-6%;HC：400×10-6-3000×10-6NOx：10×10-6-100×10-6加速、定速時(shí)NOx排放量大，濃度為CO：0.5%-3%;HC：200×10-6-600×10-6NOx：1000×10-6-100×10-6加速時(shí)碳約為0.005g/m3Slide42汽油車行駛工況對(duì)排放的影響怠速、減速時(shí)CO和HC排放量大，濃汽油機(jī)車排放控制技術(shù)和對(duì)策一、控制燃料的蒸發(fā)排放二、改善發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物，即機(jī)內(nèi)凈化三、處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物，即機(jī)外凈化四、開發(fā)和利用低污染燃料五、開發(fā)和利用新型低污染車用發(fā)動(dòng)機(jī)汽油機(jī)車排放控制技術(shù)和對(duì)策一、控制燃料的蒸發(fā)排放主要控制技術(shù)不斷提高汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率，減少污染物的排放，是發(fā)動(dòng)機(jī)近30多年來(lái)持續(xù)進(jìn)步的主要推動(dòng)力。前處理:無(wú)鉛汽油(0.013g/L),低硫汽油和柴油(1200ppm--50ppm)

廢氣再循環(huán)(EGR):20%循環(huán),降低NOx約60%,但油耗增加3%機(jī)內(nèi)控制:發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)表面積/容積越小越好;電子控制技術(shù);多氣門技術(shù)機(jī)外控制技術(shù):熱反應(yīng)器,催化反應(yīng)器(氧化,還原--三效)主要控制技術(shù)不斷提高汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率，減少污染物的排放，降低污染物排放的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng):往往采用延遲點(diǎn)火，可延遲到活塞達(dá)到上止點(diǎn)后。可降低NOx和HC.閉環(huán)電子控制汽油噴射技術(shù)廢氣再循環(huán)（EGR）這些技術(shù)使得現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)污染物排放量比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)減少60－70％以上。降低污染物排放的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng):往往采用延遲點(diǎn)火，可改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)延遲點(diǎn)火時(shí)間降低燃?xì)獾淖罡呷紵郎囟群脱娱L(zhǎng)燃?xì)獾娜紵龝r(shí)間,降低NOx和HC的排放量。加大點(diǎn)火能量采用高能點(diǎn)火系統(tǒng),可加強(qiáng)火花強(qiáng)度及加長(zhǎng)火花持續(xù)時(shí)間,加強(qiáng)了燃燒,可降低HC排放量電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)工況(轉(zhuǎn)速與負(fù)荷)的改變,發(fā)動(dòng)機(jī)最佳點(diǎn)火提前角應(yīng)作相應(yīng)的變化。電子控制點(diǎn)火系統(tǒng),最好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,以及最小的排污量改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)廢氣再循環(huán)(EGR)EGR法將廢氣的一部分返流至進(jìn)氣管后再吸入氣缸，它是控制發(fā)動(dòng)機(jī)NOx排放的主要措施；廢氣返流,減少了排氣總量,并使進(jìn)氣稀釋,減少了混合氣所具有的濃度,降低了燃燒的最高溫度和氧的含量,從而控制了NOx的生成量；廢氣返流量太多,降低了燃燒速度,會(huì)使HC排量增大,因而廢氣返流量應(yīng)低于20%。廢氣再循環(huán)(EGR)改進(jìn)燃料供給系統(tǒng)進(jìn)氣自動(dòng)調(diào)溫裝置發(fā)動(dòng)機(jī)處于低溫工作,將使有害氣體排放量增多。利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管余熱來(lái)加熱,使進(jìn)氣溫度控制在40度左右改進(jìn)化油器排氣凈化和節(jié)油的要求相結(jié)合,從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速和減速工況中CO、HC的排放量調(diào)整配氣相位加大氣門重疊時(shí)期(排氣晚關(guān),進(jìn)氣早開),能使缸內(nèi)殘余廢氣量加大而稀釋進(jìn)氣,降低最高燃燒溫度而減少NOx的排放量改進(jìn)燃料供給系統(tǒng)稀薄燃燒系統(tǒng)Phase1Phase2Phase3稀薄燃燒是能燃用空燃比為18:1或更稀的混合氣在汽油機(jī)中,只要能形成火焰,在火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程中,即使是相當(dāng)稀的混合氣,也能正常燃燒在點(diǎn)火瞬間,火花塞電極周圍的局部區(qū)域應(yīng)具有較濃可燃混合氣，大大降低有害氣體的排放量稀薄燃燒系統(tǒng)Phase1Phase2Phase3稀薄燃汽油車尾氣排放后處理技術(shù)

三效催化凈化技術(shù)(TWC）可同時(shí)凈化3種污染物:CO,HC,NOx只能在很窄的空燃比窗口工作:閉環(huán)電控燃油噴射技術(shù)Slide50汽油車尾氣排放后處理技術(shù)

三效催化凈化技術(shù)(TCO、HC氧化催化反應(yīng):CO+O2→CO2CH+O2→CO2+H2ONOx還原催化反應(yīng):NO+CO

→N2+CO2NO+CO

→N2+CO2+H2OCO、HC氧化催化反應(yīng):CO+O2→CO2NOx還原催氧傳感器閉環(huán)控制原理

燃油計(jì)量裝置

發(fā)動(dòng)機(jī)

三元催化器

電控單元空氣燃油氧傳感器反饋控制信號(hào)輸入氧傳感器閉環(huán)控制原理燃油計(jì)發(fā)動(dòng)三元三效催化凈化技術(shù)(TWC)主要使用貴金屬+陶瓷載體,Pt,Rd,Pd壽命要求80000-160000km,防中毒很關(guān)鍵!

三效催化凈化技術(shù)(TWC)主要使用貴金屬+陶瓷載體,Pt,三元催化轉(zhuǎn)化器使用條件必須使用優(yōu)質(zhì)無(wú)鉛汽油,以免金屬催化劑中毒失效。具有能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)空燃比的系統(tǒng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作空燃比始終保持在A/F=14.7附近很窄的“窗口”內(nèi)。催化轉(zhuǎn)化器必須與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能相匹配,且發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況良好國(guó)外經(jīng)驗(yàn)已證明,采用電控汽油噴射、使用優(yōu)質(zhì)無(wú)鉛汽油,加上三元催化轉(zhuǎn)化器是當(dāng)前世界上技術(shù)最成熟應(yīng)用最廣泛的解決汽車排放污染最有效的實(shí)用技術(shù)三元催化轉(zhuǎn)化器使用條件必須使用優(yōu)質(zhì)無(wú)鉛汽油,以免金屬催化劑后處理技術(shù)

LNT(leanNOxtrap)技術(shù)LNT裝置臨時(shí)存儲(chǔ)NOx，其主要以具有吸附NOx能力的堿金屬(Ba)為吸附材料：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排氣中的NO通過(guò)金屬鉑(Pt)的催化作用被氧化成NO2，然后與吸附劑中的BaCO3反應(yīng)生成Ba(NO3)2而被捕集；當(dāng)吸附達(dá)到飽和時(shí)，進(jìn)行再生。Ba(NO3)2又分解并釋放出NOx。NOx再通過(guò)金屬鍺、鉑的催化作用，與HC、CO和H2反應(yīng)被還原成N2后處理技術(shù)

LNT(leanNOxtrap)技術(shù)LNT裝后處理技術(shù)

選擇性催化還原技術(shù)(SCR)措施最初應(yīng)用在鍋爐、焚燒爐和發(fā)電廠等固定式的污染源上以降低NOx的排放以氨氣(NH3)作為還原劑，將排氣中的有害成分NOx轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退魵?。氨氣刺激味很?qiáng)，不便于直接在汽車上使用，故采用向排氣管中噴射尿素水溶液的方式提供反應(yīng)所需的氨氣后處理技術(shù)

選擇性催化還原技術(shù)(SCR)措施最初應(yīng)用在鍋爐、汽油車排放污染控制的新發(fā)展OBD(On-boarddiagnostic)排放控制技術(shù)，即車載診斷技術(shù)。該技術(shù)采用一系列傳感器和復(fù)雜的監(jiān)控軟件，對(duì)汽車上與排放相關(guān)的所有部件實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)異常即通過(guò)指示燈報(bào)警，提醒車主及時(shí)修理。OBD除監(jiān)測(cè)催化轉(zhuǎn)化器的效率外，還對(duì)汽車蒸發(fā)控制系統(tǒng)的碳罐、二次空氣裝置、廢氣再循環(huán)裝置、點(diǎn)火系統(tǒng)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確保整個(gè)排放控制系統(tǒng)始終處于正常狀態(tài)。Slide57汽油車排放污染控制的新發(fā)展OBD(On-boarddiag汽油車排放污染控制的新冷啟動(dòng)排放控制催化劑需要一定的起燃溫度前級(jí)催化劑電加熱催化劑Slide58汽油車排放污染控制的新冷啟動(dòng)排放控制Slide58柴油發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成與控制CompressedIgnitionEnginesSlide59柴油發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成與控制Slide59汽油,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒為預(yù)混火焰,柴油為擴(kuò)散火焰柴油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比高,熱效率高30-50%柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以噴油霧化方式燃燒,產(chǎn)生碳煙較多柴油車經(jīng)濟(jì)性好,馬力大,最先實(shí)現(xiàn)3升車汽油車加速性好,正在開發(fā)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)汽油,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒為預(yù)混火焰,柴油為擴(kuò)柴油與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的差異柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的HC、CO一般只有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的幾十分之一；中小負(fù)荷時(shí)NOx排放量也低于汽油機(jī)，大負(fù)荷時(shí)與汽油機(jī)大致處于同一個(gè)數(shù)量級(jí)甚至更高；柴油機(jī)排放的顆粒物相當(dāng)高，約為汽油機(jī)的30－80倍。柴油車基本不存在曲軸箱泄露排放和燃油蒸發(fā)排放。因此，汽油車以降低CO、HC和NOx為主要排放控制目標(biāo)，柴油車主要是控制微粒（黑煙）和NOx排放控制目標(biāo)Slide61柴油與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的差異柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的HC、CO一碳煙生成路徑

碳煙生成路徑PollutantsandAir-fuelratio

空氣過(guò)剩系數(shù)PollutantsandAir-fuelratio空柴油車行駛工況與排放1.CO總是很低,約0.1%2.減速,怠速時(shí)HC相對(duì)較高,濃度約為400ppm

此時(shí)NOx較低,約為30-70ppm

3.加速,定速時(shí)NOx高,濃度約為:

NOx:800-2500ppm

此時(shí)HC:90-200ppm4.加速時(shí)碳煙最高,約為0.30g/m3

柴油車行駛工況與排放1.CO總是很低,約0.1%控制柴油機(jī)污染物排放的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)廢氣再循環(huán)（EGR）改進(jìn)供油系統(tǒng)采用增壓和中冷技術(shù)采用分隔式燃燒室電控柴油噴射Slide65控制柴油機(jī)污染物排放的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)廢氣再循環(huán)（EGR）Slid柴油車排氣后處理技術(shù)催化轉(zhuǎn)化法與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)類似，主要分為氧化型催化轉(zhuǎn)化器和NOx還原催化轉(zhuǎn)化器過(guò)濾捕集法－顆粒捕集器柴油車排放的大量微粒主要靠過(guò)濾器、收集器等裝置捕獲，然后通過(guò)清掃或燃燒的辦法去除，使顆粒物捕集器再生使用。柴油機(jī)稀燃氮氧化物催化劑Slide66柴油車排氣后處理技術(shù)催化轉(zhuǎn)化法Slide66ParticulateTrap

(顆粒補(bǔ)集器)

ParticulateTrap

(顆粒補(bǔ)集器)DOC(DieselOxidationCatalyst）技術(shù)促進(jìn)柴油機(jī)排氣中HC和CO的氧化，降低HC和CO的排放其氧化原理與汽油機(jī)三效催化器氧化HC和CO的原理基本一樣。同時(shí)對(duì)于多環(huán)芳香烴以及乙醛等都能凈化DOC(DieselOxidationCatalyst）DPF(DieselPartieulateFilter)技術(shù)先用DPF捕集廢氣中的PM，然后通過(guò)其它手段對(duì)收集的PM進(jìn)行氧化來(lái)使DPF再生核心問(wèn)題是過(guò)濾器的再生，確保在柴油機(jī)的任何工況下都能將聚集起來(lái)的碳煙氧化掉通過(guò)在燃油中加入添加劑或在過(guò)濾材料表面涂催化層來(lái)降低PM的燃點(diǎn)，使PM能在較低的溫度下燃燒掉，稱為被動(dòng)再生利用外界能量來(lái)提高DPF內(nèi)的溫度，使PM著火燃燒，稱為主動(dòng)再生DPF(DieselPartieulateFilter)后處理技術(shù)同時(shí)去除PM和NOx技術(shù)四元催化轉(zhuǎn)化器低溫等離子體協(xié)同催化技術(shù)同時(shí)去除PM和NOx的催化劑DNPR后處理技術(shù)同時(shí)去除PM和NOx技術(shù)四元催化轉(zhuǎn)化器低溫等離子體常用控制路線EGR+DPF技術(shù)路線優(yōu)化燃燒+SCR技術(shù)路線康明斯、卡特匹勒、萬(wàn)國(guó)、斯堪尼亞和曼等戴姆勒一克萊斯勒、大眾、奧迪、奔馳、VOLVO、DAF、IVECO等常用控制路線EGR+DPF技術(shù)路線優(yōu)化燃燒+SCR技術(shù)路線康汽車排放污染控制控制源頭、嚴(yán)化標(biāo)準(zhǔn)、淘汰舊車動(dòng)態(tài)檢測(cè)、強(qiáng)化管理、技術(shù)改造改善交通、調(diào)整結(jié)構(gòu)、綜合治理污染控制汽車排放污染控制控制源頭、嚴(yán)化標(biāo)準(zhǔn)、淘汰舊車動(dòng)態(tài)檢測(cè)、強(qiáng)化汽車排放污染控制復(fù)雜而艱巨汽車排放污染控制污染排放控制技術(shù)檢測(cè)維修法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)道路規(guī)劃交通管理汽車排放污染控制復(fù)雜而汽車排放污染控制污染排放控制技術(shù)檢測(cè)維新型動(dòng)力車

AdvancedTechnology電動(dòng)汽車燃料電池汽車混合動(dòng)力車Slide74新型動(dòng)力車

AdvancedTechnology電動(dòng)汽車S未來(lái)汽車技術(shù)稀燃缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油車PM及NOx機(jī)外凈化技術(shù)混合動(dòng)力技術(shù)燃料電池汽車技術(shù)Slide75未來(lái)汽車技術(shù)稀燃缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)Slide75交通規(guī)劃與交通管理

一、城市交通的綜合規(guī)劃1.城市交通發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃2.城市交通綜合網(wǎng)規(guī)劃3.城市交通的近期建設(shè)規(guī)劃二、城市交通規(guī)劃方法三、關(guān)鍵的戰(zhàn)略規(guī)劃1.交通需求管理2.改善多方式的交通供應(yīng)3.采取協(xié)調(diào)的綜合政策4.減少空氣污染的交通管理對(duì)策Slide76交通規(guī)劃與交通管理

一、城市交通的綜合規(guī)劃Slide76控制方程Emission=PopulationActivityLevel EmissionFactor如何降低排放因子？ 科技水平 技術(shù) 管理水平 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)動(dòng)車尾氣污染控制控制方程Emission=PopulationAc減少空氣污染的交通管理對(duì)策交通限制、區(qū)域禁行、停車管理、道路收費(fèi)和貨車交通控制在一些特別擁堵的路段實(shí)行電子收費(fèi)，根據(jù)擁擠程度對(duì)公交車以外的每輛車自動(dòng)征收一定的通過(guò)費(fèi)，可以有效調(diào)節(jié)瓶頸現(xiàn)象。加強(qiáng)城市中心區(qū)的停車管理，也有利于減少機(jī)動(dòng)車出行量。在主要地鐵和其他公交中轉(zhuǎn)站建立較大的免費(fèi)停車設(shè)施，可有效地促進(jìn)進(jìn)城的機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)換至公交系統(tǒng)，減少城區(qū)交通流量。強(qiáng)化交通路口的管理，重罰進(jìn)入路口交叉地帶而不能通行的車輛（路口的交叉地帶劃分黃線禁停區(qū)），可有效減少人為的交通擁堵，緩解交通壓力，有利于減少車輛廢氣的排放。Slide78減少空氣污染的交通管理對(duì)策交通限制、區(qū)域禁行、停車管理、道路加強(qiáng)過(guò)街天橋和地下通道的建設(shè)，將自行車交通、行人交通與機(jī)動(dòng)車交通完全隔離，有利于組織交通形態(tài)和流量的合理分布，提高交通輸運(yùn)能力和平均車速。鼓勵(lì)多人合乘汽車，對(duì)單人駕駛的車輛限制駛?cè)肟燔嚨?，可以減少汽車出行量；合理調(diào)度出租車，減少出租車的空駛時(shí)間。根據(jù)車輛排放控制水平采用環(huán)境標(biāo)志措施，鼓勵(lì)超低排放車的發(fā)展，并在一些污染嚴(yán)重區(qū)域給予綠色標(biāo)志車輛優(yōu)先通行權(quán)，可以起到限制交通流量的作用，使局部交通阻塞得以緩解，環(huán)境空氣質(zhì)量得到有效改善。限制老舊車的高排放車輛（根據(jù)環(huán)境標(biāo)志）的行駛區(qū)域范圍，可以促進(jìn)這些車輛的更新淘汰。Slide79加強(qiáng)過(guò)街天橋和地下通道的建設(shè)，將自行車交通、行人交通與機(jī)動(dòng)車機(jī)動(dòng)車排放控制法規(guī)嚴(yán)格控制新車排放實(shí)施歐２標(biāo)準(zhǔn)要求一定比例的超低排放車/零排放車的使用實(shí)施排放缺陷車召回制度加強(qiáng)對(duì)在用車污染監(jiān)控、治理強(qiáng)化I/M制度推行集中式管理(標(biāo)準(zhǔn)化)在用重型柴油車PM控制公交車采用CNG車替代推廣清潔燃料及代用燃料 存在的問(wèn)題：法規(guī)執(zhí)行管理體系機(jī)動(dòng)車排放控制法規(guī)Year

9596979899000102030405060708091011China

Euro1

Euro2

Euro3

Euro4Beijing

Euro1

Euro2

Euro3

Euro4

Euro.Euro1Euro2

Euro3

Euro4

Euro5

下一步將實(shí)行國(guó)3、國(guó)4標(biāo)準(zhǔn)

Thenextstagesofnewvehicleemissionsstandards,Euro3andEuro4

整體落后于歐洲標(biāo)準(zhǔn)

LagsbehindEurostandards中國(guó)新車排放控制標(biāo)準(zhǔn)

China’svehicleemissioncontrolstandardsYear9596979899000102030405060機(jī)動(dòng)車尾氣控制1970 1980 1990 20002005201010080604020Emission%GreenhouseEffect,CO2EnergyExhaustEmissionHC,CO,NOx,PMDieselHDTPM,NOx機(jī)動(dòng)車尾氣排放法規(guī)將逐步嚴(yán)格EmissionreductionandlegislationfocusEnergyresourcesandreductionofCO2

willgainimportanceDieselPCHC+NOx,CO機(jī)動(dòng)車尾氣控制1970 1980 1990 200020不同轎車的NOx排放和燃油經(jīng)濟(jì)性稀燃技術(shù)可明顯提高燃油經(jīng)濟(jì)性不同轎車的NOx排放和燃油經(jīng)濟(jì)性稀燃技術(shù)可明顯提高燃油經(jīng)濟(jì)性Fuel

稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)ContinuouslyRegeneratedTrapDieselOxidationCatalyst凈化效率NOxPMLeanNOxTrap/Cat(Adsorber)滿足現(xiàn)歐III、IV標(biāo)準(zhǔn)的尾氣催化轉(zhuǎn)化技術(shù)Fuel稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)ContinuouslyRegener北京市近年機(jī)動(dòng)車污染控制措施逐步執(zhí)行嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，控制污染增量1999年執(zhí)行歐I標(biāo)準(zhǔn)2003年執(zhí)行歐II標(biāo)準(zhǔn)2005年12月30日?qǐng)?zhí)行歐III標(biāo)準(zhǔn)自2007年1月1日對(duì)輕型柴油車將實(shí)施歐IV標(biāo)準(zhǔn)2007年執(zhí)行歐IV標(biāo)準(zhǔn)2012年執(zhí)行國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)完善I/M制度,削減污染存量促進(jìn)老舊車更新淘汰加強(qiáng)車用燃油油品管理Slide85北京市近年機(jī)動(dòng)車污染控制措施逐步執(zhí)行嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，控制污染增量S完善I/M制度,削減污染存量在用車全面實(shí)施環(huán)保標(biāo)志管理,根據(jù)排放狀況分成綠標(biāo)和黃標(biāo)。對(duì)25萬(wàn)輛汽油車進(jìn)行治理定期檢測(cè)實(shí)行簡(jiǎn)易工況標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車路檢路查采取黃標(biāo)車限行措施Slide86完善I/M制度,削減污染存量在用車全面實(shí)施環(huán)保標(biāo)志管理,根促進(jìn)老舊車更新淘汰

通過(guò)采取以上措施,“十五”期間共淘汰更新老舊車輛46萬(wàn)輛。采取經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼措施,2005年完成了4070輛老舊公交柴油車和3.5萬(wàn)輛老舊出租車更新。公交車輛推廣使用壓縮天然氣,目前已有2800多輛純天然氣車。Slide87促進(jìn)老舊車更新淘汰

通過(guò)采取以上措施,“十五”期間共淘汰更提高油品質(zhì)量1997年開始推廣使用無(wú)鉛汽油,1998年全部實(shí)現(xiàn)汽油無(wú)鉛化?2000年執(zhí)行相當(dāng)于歐I標(biāo)準(zhǔn)的油品標(biāo)準(zhǔn)2004年10月1日?qǐng)?zhí)行相當(dāng)國(guó)II標(biāo)準(zhǔn)的油品標(biāo)準(zhǔn)

2005年7月1日?qǐng)?zhí)行相當(dāng)國(guó)III標(biāo)準(zhǔn)的油品標(biāo)準(zhǔn)2012年Slide88提高油品質(zhì)量1997年開始推廣使用無(wú)鉛汽油,1998年全部VOC排放控制儲(chǔ)油庫(kù)油氣排放控制和限值》《油罐車油氣排放控制和檢測(cè)規(guī)范》《加油站油氣排放控制和限值Slide89VOC排放控制儲(chǔ)油庫(kù)油氣排放控制和限值》Slide89存在的問(wèn)題機(jī)動(dòng)車保有量增長(zhǎng)過(guò)快；老舊車輛淘汰比較緩慢,機(jī)動(dòng)車排放污染物總量居高不下。管理措施未能嚴(yán)格執(zhí)行，如車檢。北京市公交系統(tǒng)分擔(dān)率相對(duì)低公交服務(wù)水平低：乘車換乘不方便,路線不合理,密度低,甚至有些地方存在公交盲區(qū)。公交服務(wù)水平差：舒適性差、安全事故多、公交乘務(wù)人員服務(wù)質(zhì)量差Slide90存在的問(wèn)題機(jī)動(dòng)車保有量增長(zhǎng)過(guò)快；Slide90謝謝！Slide91謝謝！Slide91演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！城市機(jī)動(dòng)車污染物排放控制謝紹東北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院Slide93城市機(jī)動(dòng)車污染物排放控制謝紹東Slide11984-2010年北京城近郊區(qū)大氣SO2年日均濃度的年際變化1984-2010年北京城近郊區(qū)大氣SO2年日均濃度的年際變1981-2000年北京城近郊區(qū)大氣NOx年均及采暖和非采暖期濃度的年際變化

1981-2000年北京城近郊區(qū)大氣NOx年均及采暖和非采暖1998-2010年北京城近郊區(qū)大氣NO2年日均濃度的年際變化

Slide961998-2010年北京城近郊區(qū)大氣NO2年日均濃度的年際變1984-2000年北京城近郊區(qū)大氣CO年日均濃度的年際變化

1984-2000年北京城近郊區(qū)大氣CO年日均濃度的年際變化1998-2010年北京城近郊區(qū)大氣CO年日均濃度的年際變化

Slide981998-2010年北京城近郊區(qū)大氣CO年日均濃度的年際變化北京市1981-2000年城近郊區(qū)總懸浮顆粒物的年際變化趨勢(shì)北京市1981-2000年城近郊區(qū)總懸浮顆粒物的年際變化趨勢(shì)1998-2010年北京城近郊區(qū)大氣PM10年日均濃度的年際變化

Slide1001998-2010年北京城近郊區(qū)大氣PM10年日均濃度的年際復(fù)合型污染不是簡(jiǎn)單疊加

對(duì)北京市大氣污染成因來(lái)源的長(zhǎng)期研究的結(jié)果表明：

北京市當(dāng)前大氣污染的特征煤燃燒汽車尾氣揚(yáng)塵等復(fù)合型污染對(duì)北京市大氣污染成因來(lái)源的長(zhǎng)期研究的結(jié)果表明：

大氣復(fù)合污染FluxOxidant(O3,OH)SO2,NOxPM2.5(SO42-,NO3-)hvHC、NOxIn-flow更高濃度的PM,O3Out-flowBiogenicAnthropogenicDepositionPM,O3CouplingbetweenprimaryemissionandphotochemicalprocessCouplingbetweengaseousandaerosolinteraction,Couplingbetweenlocalandregionalairpollution.高濃度細(xì)粒子污染和低能見度

大氣氧化性增強(qiáng)，地面臭氧濃度高城市-區(qū)域性PM10、PM2.5大氣復(fù)合污染FluxOxidantSO2,NOxPM2.5

具體表現(xiàn)為：

二次污染加重

#大氣氧化性增強(qiáng)----臭氧增高

#細(xì)粒子污染嚴(yán)重，能見度降低

具體表現(xiàn)為：二次污染加重

#大氣氧化

大氣O3污染嚴(yán)重，大氣氧化性逐年增強(qiáng)

大氣O3污染嚴(yán)重，大氣氧化性逐年增強(qiáng)1991-2000北京市臭氧日最大濃度和超標(biāo)小時(shí)、天數(shù)的變化趨勢(shì)1996年后持續(xù)上升1999，2000已達(dá)120天/365天1996年來(lái)，臭氧最高小時(shí)均值持續(xù)上升，1999和2000年已達(dá)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)兩倍以上1991-2000北京市臭氧日最大濃度和超標(biāo)小時(shí)、天數(shù)的變化2005-2010年北京市臭氧超標(biāo)天數(shù)和小時(shí)數(shù)Slide1062005-2010年北京市臭氧超標(biāo)天數(shù)和小時(shí)數(shù)Slide1城市光化學(xué)污染已成為不容忽視的問(wèn)題城市光化學(xué)污染已成為不容忽視的問(wèn)題

北京大氣環(huán)境氧化性的增高導(dǎo)致細(xì)粒子污染十分嚴(yán)重。北京大氣環(huán)境氧化性的增高導(dǎo)致細(xì)粒子污染十分嚴(yán)重。PM2.5particleinBeijingin1999PM2.5particleinBeijingin1城市機(jī)動(dòng)車污染物排放控制課件城市機(jī)動(dòng)車污染物排放控制課件北京市PM2.5

化學(xué)組分:NO3-+NH4+:12-16%北京1999年NOx與硝酸鹽顆粒物周濃度相關(guān)性清華園2005昌平2003密云2005二次污染：參與生成細(xì)微顆粒物北京市PM2.5化學(xué)組分:NO3-+NH4+:2004年1月北京市大氣PM2.5的化學(xué)構(gòu)成2004年8月北京市大氣PM2.5的化學(xué)構(gòu)成2004年1月北京市大氣PM2.5的化學(xué)構(gòu)成2004年8月北2004年和2000年P(guān)M2.5源解析結(jié)果比較Slide1142004年和2000年P(guān)M2.5源解析結(jié)果比較Slide控制日趨惡化的北京市大氣細(xì)粒子PM2.5污染，是北京市大氣污染控制的重要內(nèi)容，對(duì)于改善大氣PM10污染、改善大氣能見度和再現(xiàn)藍(lán)天將發(fā)揮重要作用。隨著北京市能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、工業(yè)污染源的控制、生活源的控制，機(jī)動(dòng)車排放日趨突顯，機(jī)動(dòng)車排放源的控制將越來(lái)越重要。控制O3和PM2.5均需要控制NOx和VOC的排放，這兩種物質(zhì)機(jī)動(dòng)車排放的貢獻(xiàn)均較大?？刂迫遮厫夯谋本┦写髿饧?xì)粒子PM2.5污染，是北京市大氣污EmissioncontrolofInternalCombustionEnginesSlide116EmissioncontrolofInternalCSlide117Slide25機(jī)動(dòng)車排放的污染物種類機(jī)動(dòng)車排放污染物尾氣排放…….CO(一氧化碳)HC(碳?xì)浠衔?NOx(約占55%氮氧化合物)SO2(二氧化硫)微粒(鉛化物,碳煙顆粒等)臭氣曲軸箱竄氣…….HC(約占25%)燃油蒸發(fā)……….HC(約占20%)機(jī)動(dòng)車排放的污染物種類機(jī)動(dòng)車排放污染物尾氣排放…….CO(Engine

CylinderSlide119一般汽油機(jī)ε=6~10，柴油機(jī)ε=16~24ε=(Vc+Vd)/Vc壓縮比：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比Engine

CylinderSlide27一般汽油機(jī)ε=

從發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理可知,產(chǎn)生汽油機(jī)排放污染物的根本因素是空燃比A/F(即空氣與燃料的混合比)和燃燒狀態(tài)的好壞。極易生成NOx空氣大量過(guò)量，無(wú)污染廢氣中出現(xiàn)CO不產(chǎn)生污染A/F略大于14.7A/F>14.7A/F<14.7A/F≈14.7

從發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理可知,產(chǎn)生汽油機(jī)排放污染物的根本因素是空在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室形狀不變的情況下,排氣中HC的濃度隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況、燃料性質(zhì)、燃燒條件和空燃比的改變而有很大的變化。從燃料的性質(zhì)、空燃比、燃燒狀態(tài)、點(diǎn)火時(shí)刻、大氣壓力、進(jìn)氣空氣溫度、進(jìn)氣管真空度、怠速轉(zhuǎn)速及發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化都將影響到CO、HC和NOx

的生成在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室形狀不變的情況下,排氣中HC的濃度隨發(fā)動(dòng)機(jī)工汽油機(jī)和柴油機(jī)排放污染物的數(shù)量隨汽車工況變化而且變化汽油機(jī)和柴油機(jī)排放污染物的數(shù)量隨汽車工況變化而且變化汽油車OtherEmissionsSlide123EvaporativeEmissions（蒸發(fā)）

diurnal,runninglosses,hotsoakCrankcaseLosses（曲軸箱）dueto"blow-by"RefuelingLosses(加油損失）displacedvaporsOtherEmissionsbrakelinings,tirewear,fluidleaks汽油車OtherEmissionsSlide31Eva燃燒排放的污染物L(fēng)eadHydrocarbonsCarbonMonoxideOxidesofNitrogenCarbonDioxideParticulatesOtherpollutantsWaterVaporSlide124AmbientAirRealFuelEngine/EmissionTechnology尾氣管排放物燃燒排放的污染物L(fēng)eadSlide32AmbientAi汽油機(jī)的工作原理曲柄角曲軸箱汽油機(jī)的工作原理曲柄角曲軸箱城市機(jī)動(dòng)車污染物排放控制課件不同空燃比下汽油機(jī)污染物的排放狀況不同空燃比下汽油機(jī)污染物的排放狀況Stoichiometry等當(dāng)點(diǎn)Slide128汽油(C8H18)理論空燃比:約14.7CO:局部不均勻殘余HCStoichiometry等當(dāng)點(diǎn)Slide36汽油(C8H碳?xì)浠衔锏男纬稍砥蜋C(jī)工作過(guò)程中過(guò)量的空氣系數(shù)通常為0.7~1.3，燃料和空氣是預(yù)混的，燃燒的火焰溫度很高（氣體最高溫度可到2400~2800K），在這樣的情況下，在穩(wěn)流燃燒系統(tǒng)中未燃燒的HC是相當(dāng)少的。但為什么發(fā)動(dòng)機(jī)卻排出了大量的HC呢？主要原因：缸壁淬滅和汽缸缸壁涂覆的潤(rùn)滑油碳?xì)浠衔锏男纬稍鞸lide130HC:不完全燃燒壁面猝滅油膜吸附缸壁淬滅：燃燒火焰無(wú)法達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)缸壁的0.1~0.7mm的范圍內(nèi)。原因：缸壁溫度較低，火焰達(dá)到缸壁是，不能繼續(xù)燃燒。除了缸壁淬滅會(huì)影響HC的燃燒，活塞表面、活塞與缸壁之間的空隙也對(duì)HC燃燒有淬滅效果。Slide38HC:氮氧化物的形成原理大部分的NO是由燃燒過(guò)程中高溫條件下N2和O2的反應(yīng)產(chǎn)生的。這是個(gè)吸熱反應(yīng)，只有在較高溫度才能發(fā)生（1780K以上）。對(duì)NO的控制主要方法就是降低最高燃燒溫度。對(duì)整個(gè)汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，空燃比在整個(gè)燃燒體系可能達(dá)到的溫度最高，所以在理論空然比附近生成的NO濃度最大。貧燃區(qū)過(guò)量的空氣吸收了部分熱量，使溫度有所降低，富燃區(qū)O2含量少，平衡向左移，生成的NO也減少。氮氧化物的形成原理汽油機(jī)排氣中的有害物質(zhì)是燃燒過(guò)程產(chǎn)生的，主要有CO、NOx和HC及少量的鉛、硫和磷等，目前排放法規(guī)限制的是CO、HC、NOx和柴油車顆粒物。機(jī)動(dòng)車排放鉛曾經(jīng)是一個(gè)重要的環(huán)境問(wèn)題，隨著油品的無(wú)鉛化進(jìn)程，已逐步得到解決。CO是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物，其產(chǎn)生量主要是受混合氣濃度的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹過(guò)程氣體中各成分間“凍結(jié)”現(xiàn)象，使實(shí)際的CO濃度要高于排氣溫度相對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡濃度。汽車排放的HC約有100-200種，來(lái)自未燃盡的燃油和潤(rùn)滑油。與CO一樣，HC也是一種不完全燃燒產(chǎn)物?？扇蓟旌蠚馓幱赼<1的過(guò)濃狀態(tài)、壁面淬熄效應(yīng)、壁面油膜和積碳的吸附都會(huì)導(dǎo)致HC排放。Slide132汽油機(jī)排氣中的有害物質(zhì)是燃燒過(guò)程產(chǎn)生的，主要有CO、NOx和汽車污染物產(chǎn)生來(lái)源Slide133

曲軸箱HC的20%排氣管所有的CO、NOX、Pb和HC的60%油箱和化油器蒸發(fā)HC的15%汽車污染物產(chǎn)生來(lái)源Slide41曲軸箱排氣管油汽油車行駛工況對(duì)排放的影響怠速、減速時(shí)CO和HC排放量大，濃度為CO：1.0%-6%;HC：400×10-6-3000×10-6NOx：10×10-6-100×10-6加速、定速時(shí)NOx排放量大，濃度為CO：0.5%-3%;HC：200×10-6-600×10-6NOx：1000×10-6-100×10-6加速時(shí)碳約為0.005g/m3Slide134汽油車行駛工況對(duì)排放的影響怠速、減速時(shí)CO和HC排放量大，濃汽油機(jī)車排放控制技術(shù)和對(duì)策一、控制燃料的蒸發(fā)排放二、改善發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物，即機(jī)內(nèi)凈化三、處理發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物，即機(jī)外凈化四、開發(fā)和利用低污染燃料五、開發(fā)和利用新型低污染車用發(fā)動(dòng)機(jī)汽油機(jī)車排放控制技術(shù)和對(duì)策一、控制燃料的蒸發(fā)排放主要控制技術(shù)不斷提高汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率，減少污染物的排放，是發(fā)動(dòng)機(jī)近30多年來(lái)持續(xù)進(jìn)步的主要推動(dòng)力。前處理:無(wú)鉛汽油(0.013g/L),低硫汽油和柴油(1200ppm--50ppm)

廢氣再循環(huán)(EGR):20%循環(huán),降低NOx約60%,但油耗增加3%機(jī)內(nèi)控制:發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)表面積/容積越小越好;電子控制技術(shù);多氣門技術(shù)機(jī)外控制技術(shù):熱反應(yīng)器,催化反應(yīng)器(氧化,還原--三效)主要控制技術(shù)不斷提高汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率，減少污染物的排放，降低污染物排放的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng):往往采用延遲點(diǎn)火，可延遲到活塞達(dá)到上止點(diǎn)后?？山档蚇Ox和HC.閉環(huán)電子控制汽油噴射技術(shù)廢氣再循環(huán)（EGR）這些技術(shù)使得現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)污染物排放量比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)減少60－70％以上。降低污染物排放的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng):往往采用延遲點(diǎn)火，可改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)延遲點(diǎn)火時(shí)間降低燃?xì)獾淖罡呷紵郎囟群脱娱L(zhǎng)燃?xì)獾娜紵龝r(shí)間,降低NOx和HC的排放量。加大點(diǎn)火能量采用高能點(diǎn)火系統(tǒng),可加強(qiáng)火花強(qiáng)度及加長(zhǎng)火花持續(xù)時(shí)間,加強(qiáng)了燃燒,可降低HC排放量電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)工況(轉(zhuǎn)速與負(fù)荷)的改變,發(fā)動(dòng)機(jī)最佳點(diǎn)火提前角應(yīng)作相應(yīng)的變化。電子控制點(diǎn)火系統(tǒng),最好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,以及最小的排污量改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)廢氣再循環(huán)(EGR)EGR法將廢氣的一部分返流至進(jìn)氣管后再吸入氣缸，它是控制發(fā)動(dòng)機(jī)NOx排放的主要措施；廢氣返流,減少了排氣總量,并使進(jìn)氣稀釋,減少了混合氣所具有的濃度,降低了燃燒的最高溫度和氧的含量,從而控制了NOx的生成量；廢氣返流量太多,降低了燃燒速度,會(huì)使HC排量增大,因而廢氣返流量應(yīng)低于20%。廢氣再循環(huán)(EGR)改進(jìn)燃料供給系統(tǒng)進(jìn)氣自動(dòng)調(diào)溫裝置發(fā)動(dòng)機(jī)處于低溫工作,將使有害氣體排放量增多。利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管余熱來(lái)加熱,使進(jìn)氣溫度控制在40度左右改進(jìn)化油器排氣凈化和節(jié)油的要求相結(jié)合,從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速和減速工況中CO、HC的排放量調(diào)整配氣相位加大氣門重疊時(shí)期(排氣晚關(guān),進(jìn)氣早開),能使缸內(nèi)殘余廢氣量加大而稀釋進(jìn)氣,降低最高燃燒溫度而減少NOx的排放量改進(jìn)燃料供給系統(tǒng)稀薄燃燒系統(tǒng)Phase1Phase2Phase3稀薄燃燒是能燃用空燃比為18:1或更稀的混合氣在汽油機(jī)中,只要能形成火焰,在火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程中,即使是相當(dāng)稀的混合氣,也能正常燃燒在點(diǎn)火瞬間,火花塞電極周圍的局部區(qū)域應(yīng)具有較濃可燃混合氣，大大降低有害氣體的排放量稀薄燃燒系統(tǒng)Phase1Phase2Phase3稀薄燃汽油車尾氣排放后處理技術(shù)

三效催化凈化技術(shù)(TWC）可同時(shí)凈化3種污染物:CO,HC,NOx只能在很窄的空燃比窗口工作:閉環(huán)電控燃油噴射技術(shù)Slide142汽油車尾氣排放后處理技術(shù)

三效催化凈化技術(shù)(TCO、HC氧化催化反應(yīng):CO+O2→CO2CH+O2→CO2+H2ONOx還原催化反應(yīng):NO+CO

→N2+CO2NO+CO

→N2+CO2+H2OCO、HC氧化催化反應(yīng):CO+O2→CO2NOx還原催氧傳感器閉環(huán)控制原理

燃油計(jì)量裝置

發(fā)動(dòng)機(jī)

三元催化器

電控單元空氣燃油氧傳感器反饋控制信號(hào)輸入氧傳感器閉環(huán)控制原理燃油計(jì)發(fā)動(dòng)三元三效催化凈化技術(shù)(TWC)主要使用貴金屬+陶瓷載體,Pt,Rd,Pd壽命要求80000-160000km,防中毒很關(guān)鍵!

三效催化凈化技術(shù)(TWC)主要使用貴金屬+陶瓷載體,Pt,三元催化轉(zhuǎn)化器使用條件必須使用優(yōu)質(zhì)無(wú)鉛汽油,以免金屬催化劑中毒失效。具有能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)空燃比的系統(tǒng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作空燃比始終保持在A/F=14.7附近很窄的“窗口”內(nèi)。催化轉(zhuǎn)化器必須與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能相匹配,且發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況良好國(guó)外經(jīng)驗(yàn)已證明,采用電控汽油噴射、使用優(yōu)質(zhì)無(wú)鉛汽油,加上三元催化轉(zhuǎn)化器是當(dāng)前世界上技術(shù)最成熟應(yīng)用最廣泛的解決汽車排放污染最有效的實(shí)用技術(shù)三元催化轉(zhuǎn)化器使用條件必須使用優(yōu)質(zhì)無(wú)鉛汽油,以免金屬催化劑后處理技術(shù)

LNT(leanNOxtrap)技術(shù)LNT裝置臨時(shí)存儲(chǔ)NOx，其主要以具有吸附NOx能力的堿金屬(Ba)為吸附材料：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排氣中的NO通過(guò)金屬鉑(Pt)的催化作用被氧化成NO2，然后與吸附劑中的BaCO3反應(yīng)生成Ba(NO3)2而被捕集；當(dāng)吸附達(dá)到飽和時(shí)，進(jìn)行再生。Ba(NO3)2又分解并釋放出NOx。NOx再通過(guò)金屬鍺、鉑的催化作用，與HC、CO和H2反應(yīng)被還原成N2后處理技術(shù)

LNT(leanNOxtrap)技術(shù)LNT裝后處理技術(shù)

選擇性催化還原技術(shù)(SCR)措施最初應(yīng)用在鍋爐、焚燒爐和發(fā)電廠等固定式的污染源上以降低NOx的排放以氨氣(NH3)作為還原劑，將排氣中的有害成分NOx轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退魵狻０睔獯碳の逗軓?qiáng)，不便于直接在汽車上使用，故采用向排氣管中噴射尿素水溶液的方式提供反應(yīng)所需的氨氣后處理技術(shù)

選擇性催化還原技術(shù)(SCR)措施最初應(yīng)用在鍋爐、汽油車排放污染控制的新發(fā)展OBD(On-boarddiagnostic)排放控制技術(shù)，即車載診斷技術(shù)。該技術(shù)采用一系列傳感器和復(fù)雜的監(jiān)控軟件，對(duì)汽車上與排放相關(guān)的所有部件實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)異常即通過(guò)指示燈報(bào)警，提醒車主及時(shí)修理。OBD除監(jiān)測(cè)催化轉(zhuǎn)化器的效率外，還對(duì)汽車蒸發(fā)控制系統(tǒng)的碳罐、二次空氣裝置、廢氣再循環(huán)裝置、點(diǎn)火系統(tǒng)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確保整個(gè)排放控制系統(tǒng)始終處于正常狀態(tài)。Slide149汽油車排放污染控制的新發(fā)展OBD(On-boarddiag汽油車排放污染控制的新冷啟動(dòng)排放控制催化劑需要一定的起燃溫度前級(jí)催化劑電加熱催化劑Slide150汽油車排放污染控制的新冷啟動(dòng)排放控制Slide58柴油發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成與控制CompressedIgnitionEnginesSlide151柴油發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的形成與控制Slide59汽油,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒為預(yù)混火焰,柴油為擴(kuò)散火焰柴油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比高,熱效率高30-50%柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以噴油霧化方式燃燒,產(chǎn)生碳煙較多柴油車經(jīng)濟(jì)性好,馬力大,最先實(shí)現(xiàn)3升車汽油車加速性好,正在開發(fā)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)汽油,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒為預(yù)混火焰,柴油為擴(kuò)柴油與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的差異柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的HC、CO一般只有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的幾十分之一；中小負(fù)荷時(shí)NOx排放量也低于汽油機(jī)，大負(fù)荷時(shí)與汽油機(jī)大致處于同一個(gè)數(shù)量級(jí)甚至更高；柴油機(jī)排放的顆粒物相當(dāng)高，約為汽油機(jī)的30－80倍。柴油車基本不存在曲軸箱泄露排放和燃油蒸發(fā)排放。因此，汽油車以降低CO、HC和NOx為主要排放控制目標(biāo)，柴油車主要是控制微粒（黑煙）和NOx排放控制目標(biāo)Slide153柴油與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物的差異柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的HC、CO一碳煙生成路徑

碳煙生成路徑PollutantsandAir-fuelratio

空氣過(guò)剩系數(shù)PollutantsandAir-fuelratio空柴油車行駛工況與排放1.CO總是很低,約0.1%2.減速,怠速時(shí)HC相對(duì)較高,濃度約為400ppm

此時(shí)NOx較低,約為30-70ppm

3.加速,定速時(shí)NOx高,濃度約為:

NOx:800-2500ppm

此時(shí)HC:90-200ppm4.加速時(shí)碳煙最高,約為0.30g/m3

柴油車行駛工況與排放1.CO總是很低,約0.1%控制柴油機(jī)污染物排放的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)廢氣再循環(huán)（EGR）改進(jìn)供油系統(tǒng)采用增壓和中冷技術(shù)采用分隔式燃燒室電控柴油噴射Slide157控制柴油機(jī)污染物排放的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)廢氣再循環(huán)（EGR）Slid柴油車排氣后處理技術(shù)催化轉(zhuǎn)化法與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)類似，主要分為氧化型催化轉(zhuǎn)化器和NOx還原催化轉(zhuǎn)化器過(guò)濾捕集法－顆粒捕集器柴油車排放的大量微粒主要靠過(guò)濾器、收集器等裝置捕獲，然后通過(guò)清掃或燃燒的辦法去除，使顆粒物捕集器再生使用。柴油機(jī)稀燃氮氧化物催化劑Slide158柴油車排氣后處理技術(shù)催化轉(zhuǎn)化法Slide66ParticulateTrap

(顆粒補(bǔ)集器)

ParticulateTrap

(顆粒補(bǔ)集器)DOC(DieselOxidationCatalyst）技術(shù)促進(jìn)柴油機(jī)排氣中HC和CO的氧化，降低HC和CO的排放其氧化原理與汽油機(jī)三效催化器氧化HC和CO的原理基本一樣。同時(shí)對(duì)于多環(huán)芳香烴以及乙醛等都能凈化DOC(DieselOxidationCatalyst）DPF(DieselPartieulateFilter)技術(shù)先用DPF捕集廢氣中的PM，然后通過(guò)其它手段對(duì)收集的PM進(jìn)行氧化來(lái)使DPF再生核心問(wèn)題是過(guò)濾器的再生，確保在柴油機(jī)的任何工況下都能將聚集起來(lái)的碳煙氧化掉通過(guò)在燃油中加入添加劑或在過(guò)濾材料表面涂催化層來(lái)降低PM的燃點(diǎn)，使PM能在較低的溫度下燃燒掉，稱為被動(dòng)再生利用外界能量來(lái)提高DPF內(nèi)的溫度，使PM著火燃燒，稱為主動(dòng)再生DPF(DieselPartieulateFilter)后處理技術(shù)同時(shí)去除PM和NOx技術(shù)四元催化轉(zhuǎn)化器低溫等離子體協(xié)同催化技術(shù)同時(shí)去除PM和NOx的催化劑DNPR后處理技術(shù)同時(shí)去除PM和NOx技術(shù)四元催化轉(zhuǎn)化器低溫等離子體常用控制路線EGR+DPF技術(shù)路線優(yōu)化燃燒+SCR技術(shù)路線康明斯、卡特匹勒、萬(wàn)國(guó)、斯堪尼亞和曼等戴姆勒一克萊斯勒、大眾、奧迪、奔馳、VOLVO、DAF、IVECO等常用控制路線EGR+DPF技術(shù)路線優(yōu)化燃燒+SCR技術(shù)路線康汽車排放污染控制控制源頭、嚴(yán)化標(biāo)準(zhǔn)、淘汰舊車動(dòng)態(tài)檢測(cè)、強(qiáng)化管理、技術(shù)改造改善交通、調(diào)整結(jié)構(gòu)、綜合治理污染控制汽車排放污染控制控制源頭、嚴(yán)化標(biāo)準(zhǔn)、淘汰舊車動(dòng)態(tài)檢測(cè)、強(qiáng)化汽車排放污染控制復(fù)雜而艱巨汽車排放污染控制污染排放控制技術(shù)檢測(cè)維修法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)道路規(guī)劃交通管理汽車排放污染控制復(fù)雜而汽車排放污染控制污染排放控制技術(shù)檢測(cè)維新型動(dòng)力車

AdvancedTechnology電動(dòng)汽車燃料電池汽車混合動(dòng)力車Slide166新型動(dòng)力車

AdvancedTechnology電動(dòng)汽車S未來(lái)汽車技術(shù)稀燃缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油車PM及NOx機(jī)外凈化技術(shù)混合動(dòng)力技術(shù)燃料電池汽車技術(shù)Slide167未來(lái)汽車技術(shù)稀燃缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)Slide75交通規(guī)劃與交通管理

一、城市交通的綜合規(guī)劃1.城市交通發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃2.城市交通綜合網(wǎng)規(guī)劃3.城市交通的近期建設(shè)規(guī)劃二、城市交通規(guī)劃方法三、關(guān)鍵的戰(zhàn)略規(guī)劃1.交通需求管理2.改善多方式的交通供應(yīng)3.采取協(xié)調(diào)的綜合政策4.減少空氣污染的交通管理對(duì)策Slide168交通規(guī)劃與交通管理

一、城市交通的綜合規(guī)劃Slide76控制方程Emission=PopulationActivityLevel EmissionFactor如何降低排放因子？ 科技水平 技術(shù) 管理水平 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)動(dòng)車尾氣污染控制控制方程Emission=PopulationAc減少空氣污染的交通管理對(duì)策交通限制、區(qū)域禁行、停車管理、道路收費(fèi)和貨車交通控制在一些特別擁堵的路段實(shí)行電子收費(fèi)，根據(jù)擁擠程度對(duì)公交車以外的每輛車自動(dòng)征收一定的通過(guò)費(fèi)，可以有效調(diào)節(jié)瓶頸現(xiàn)象。加強(qiáng)城市中心區(qū)的停車管理，也有利于減少機(jī)動(dòng)車出行量。在主要地鐵和其他公交中轉(zhuǎn)站建立較大的免費(fèi)停車設(shè)施，可有效地促進(jìn)進(jìn)城的機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)換至公交系統(tǒng)，減少城區(qū)交通流量。強(qiáng)化交通路口的管理，重罰進(jìn)入路口交叉地帶而不能通行的車輛（路口的交叉地帶劃分黃線禁停區(qū)），可有效減少人為的交通擁堵，緩解