1、阜新高等專科學校畢業設計汽車污染物排放的控制技術PAGE 8PAGE 7PAGE 1阜新高等等專科學學校畢業設計計汽車污染染物排放放的控制制技術姓 名:王昊系 部:工程系系專 業:汽車檢檢測與維維修班 級:汽修008.22指導教師師:史向向峰完成日期期 20010年12月28日汽車污染染物排放放的控制制技術摘要在現代文文明的今今天，汽汽車已經經成為人人類不可可缺少的的交通運運輸工具具。自從從18886年第第一輛汽汽車誕生生以來，它給人人們的生生活和工工作帶來來了極大大的便利利，也已已經發展展成為近近現代物物質文明明的支柱柱之一。但是，我們也也應該看看到，在在汽車產產業高速速發展、汽車產產量和保

2、保有量不不斷增加加的同時時，汽車車也帶來來了大氣氣污染，即汽車車尾氣污污染。汽汽車工業業的發展展和汽車車數量的的增加，使汽車車排放對對環境的的危害日日益加劇劇。研究汽汽車排放放污染的的防治技技術成了了當前的的重要課課題。本文分分析了汽汽車排放放污染與與人類生生存環境境的關系系，介紹紹了應從從發動機機燃燒、結構設設計、燃料提提供等技技術及加加強車輛輛維修保保養、開發新新型環保保汽車等等措施著著手，控控制汽車車排放，減少大大氣污染染。關鍵詞：污染物物成分，危害控控制，尾尾氣凈化化。第1章 緒論在車水馬馬龍的街頭，一一股股淺淺藍色的煙氣從一一輛輛機機動車尾尾部噴出出，這就就是通常常所說的的汽車尾尾氣

3、。這這種氣體體排放物不不僅氣味味怪異，而且令令人頭昏昏、惡心心，影響響人的身身體健康康。在車車輛不多多的情況況下，大大氣的自自凈能力力尚能化化解汽車車排出的的毒素。但隨著著汽車數數量的急急劇增加加，交通通擁堵成成了家常常便飯，汽車本本應具備備的便捷捷、舒適適、高效效的優勢勢逐漸被被過多的的車輛所所抵消。“汽車車災難”已經形形成，由由此帶來來的汽車車尾氣更更是害人人不淺。據環保保部門的的研究結結果，北北京市機機動車排排放對大大氣污染染物中CCO、HC、NO 的分擔擔率分別別為633.4% 、73.5% 和46%；上海海市中心心地區機機動車排排放對大大氣中CCO、HC、NO 的分擔擔率分別別為86

4、6%、96%和56%。許多國國家的大大中城市市的空氣氣污染有有五成以以上來源源于汽車車所排出出的廢氣氣。英國空空氣潔凈凈和環境境保護協協會曾發發表研究究報告稱稱，與交交通事故故遇難者者相比，英國每每年死于于空氣污污染的人人要多出出10倍倍。此外外，汽車車尾氣是是光化學學煙霧形形成的主主要原因因，它的的危害要要更甚于于汽車尾尾氣。因此，必須嚴嚴格控制制汽車的的排放污污染，研研究汽車車排放污污染的防防治技術術也成了了當前的的重要課課題。第2章、汽車排排放污染染物的主主要成分分及其危危害汽車排放放的污染染物主要要是一氧氧化碳CCO、碳氫化化合物HHC、氮氧化化物NOOx 和和微粒(碳煙、鉛化合合物等

5、)等，它它們對人人類造成成了很大大的危害害：CO 是是發動機機中因空空氣供給給不足或或其他原原因造成成的不完完全燃燒燒時所產產生的一一種無色色、無味但但有劇烈烈毒性的的氣體。CO 被吸吸入人體體后，與與肺里的的血紅蛋蛋白結合合，致使使人體缺缺氧、引起頭頭痛、頭暈、嘔吐等等中毒癥癥狀，嚴嚴重時造造成死亡亡。HC 是是汽車發發動機排排氣中的的未燃部部分。單獨的的HC 只有在在濃度相相當高的的情況下下才會對對人體產產生影響響。但是當當Hc 和NO22混合在在一起，經強烈烈陽光照照射后產產生的高高濃度臭臭氧，會會對人的的眼睛、呼吸器器官及皮皮膚等產產生強烈烈的刺激激。NOx 是空氣氣中的NN2 與與O

6、2 在高溫溫高壓條條件下反反應生成成的。NO22有劇烈烈的毒性性，會刺刺激人的的眼睛和和呼吸道道，引起起喘息、支氣管管炎及肺肺氣腫等等。此外，NOxx 與HC 受陽光光照射后后產生化化學反應應，形成成光化學學煙霧。光化學學煙霧不不僅對人人體有害害，還會會損害植植物、降低大大氣能見見度等。微粒的排排放對汽汽油車來來說主要要是鉛化化合物、硫酸鹽鹽和低分分子物質質。鉛化合合物被人人吸入并并積累到到一定程程度時，會影響響造血功功能，造造成貧血血及使心心、肺等器器官發生生病變。對于柴柴油車，微粒的的排放主主要是碳碳煙及其其所吸附附的高分分子有機機物。它除了了本身對對人的呼呼吸系統統有害之之外，還還會妨礙

7、礙車輛駕駕駛員和和行人的的視線，成為引引發交通通事故的的因素。光化學煙煙霧：是是由汽車車尾氣排排出的碳氫氫化合物物（HCC）和氮氮氧化物物（NOOx）等等一次污污染物，在陽光光的作用用下發生生化學反反應，生生成臭氧氧(O33)、醛醛、酮、酸、過過氧乙酰酰硝酸酯酯（PAAN）等等二次污污染物，參與光光化學反反應過程程的一次次污染物物和二次次污染物物的混合合物所形形成的煙煙霧污染染現象。它包含含對動物物、植物物和材料料都有害的的臭氧、PANN和丙烯烯醛、甲甲醛等二二次污染染物。而而且，人人和動物物吸收光光化學煙煙霧后會會受到眼眼睛和粘粘膜的刺激、頭痛、呼吸障障礙、慢慢性呼吸吸道疾病病惡化、兒童肺肺

8、功能異異常等病病癥下面是光光化學煙煙霧的成成因及危危害示意意圖：第3章、汽油機機排放控控制技術術3.1 三元催催化轉換換技術三元催化化轉換器器中裝有有促使廢廢氣中有有害物進進行氧化化或還原原反應的的催化劑劑（鉑、銠和鈀鈀）。當廢氣氣流經催催化器時時，通過過化學反反應使有有害氣體體轉化為為無害氣氣體。催化轉轉換器的的凈化效效果受混混合氣濃濃度和工工作環境境溫度的的影響。為提高高轉化效效率，可可采用以以下措施施：3.1.1冷機機時稀薄薄燃燒發動機冷冷機時，催化劑劑活性較較差，不不利于降降低HCC 的排排放。這時，降低HHC 的的排放成成為主要要課題。在采用用的方法法中，稀稀薄燃燒燒技術最最為有效效

9、。為保證證空燃比比的稀薄薄化，在在進氣口口內設置置渦流控控制閥，改善發發動機進進氣系統統，提高高充氣效效率；改改進發動動機燃燒燒系統，合理組組織燃燒燒室內的的氣體流流動，促促進火焰焰傳播，改善著著火穩定定性，使使發動機機在稀混混合氣下下維持穩穩定燃燒燒，從而而降低HHC 的的排放量量。3.1.2減少少未燃HHC活塞的第第一道環環岸脊(指第一一道環槽槽至活塞塞頂之間間的區域域)和氣缸缸壁之間間，燃燒燒的火焰焰不能達達到，此此區域內內的未燃燃HC 直接從從氣缸內內排出。提高第第一道活活塞環的的位置，即減小小第一道道活塞環環岸的高高度，可可以減少少活塞環環與缸壁壁間的容容積，從從而減少少未燃HHC

10、的的排放。為減少少活塞環環槽的磨磨損，一一般情況況下，對對活塞表表面實施施氧化鋁鋁鍍膜處處理，但但由于在在活塞表表面易形形成許多多細孔，被吸附附的HCC 在發發動機排排氣行程程時排出出機外。為解決決這一矛矛盾，在在對活塞塞表面實實施氧化化鋁鍍膜膜處理時時，只對對活塞環環槽進行行處理，活塞頂頂面不進進行處理理，有利利于進一一步降低低HC 的排放放。3.1.3提高高催化劑劑的早期期活性為促使催催化劑的的早期活活性，有有效的方方法是提提高其升升溫特性性和降低低其活性性溫度。提高升升溫特性性的主要要方法是是采用雙雙重排氣氣管和使使用“薄壁式式”催化劑劑載體。合理選選擇低溫溫特性好好的貴重重金屬，如在催

11、催化劑中中提高鉑鉑的含量量，同時時提高空空燃比的的稀薄化化，是降降低催化化劑活性性溫度的的有效手手段。3.1.4催化化劑強制制加熱使用電加加熱催化化劑(EEHC)和在排排氣管內內利用排排放氣體體的燃燒燒產生的的熱量，促使催催化劑升升溫，即即排氣燃燃燒器(EGCC)能進進一步提提高催化化劑的早早期活性性。EHCC 采用用電流預預熱的方方法，可可使金屬屬載體的的催化器器在發動動機起動動后的5510ss 內達達到催化化劑的起起燃溫度度，從而而減少起起動后最最初幾分分鐘內的的有害物物的排放放。EHCC 已達達到實用用化水平平，但其其電氣系系統較復復雜。EGCC 的原原理是在在發動機機起動后后，在濃濃空

12、燃比比狀態下下產生的的CO 等可燃燃成分與與二次空空氣供給給的氧氣氣相混合合，形成成可燃混混合氣，在排氣氣系統中中設置排排氣燃燒燒器，通通過火花花塞點火火裝置，點燃未未燃混合合氣，利利用燃燒燒產生的的熱量提提高催化化劑的早早期活性性，同時時還能燃燃燒凈化化發動機機起動后后的未燃燃HC 成分。EGCC技術雖雖然處于于研制階階段，但但其催化化轉化效效率高，大有超超過EHHC 之之勢。3.2 廢氣再再循環技技術廢氣再循循環(EEGR)是目前前常用于于控制內內燃機NNOx 排放的的有效措措施之一一。它把一一定數量量的廢氣氣引入發發動機的的進氣系系統，使使發動機機混合氣氣中惰性性氣體的的比例增增加。由于

13、這這些惰性性氣體有有較高比比熱，使使經再循循環廢氣氣稀釋的的混合氣氣的比熱熱增高，致使發發動機最最高燃燒燒溫度下下降，由由于再循循環廢氣氣對新混混合氣的的稀釋，降低了了混合氣氣中氧氣氣的濃度度，因而而廢氣再再循環破破壞了NNOx 的生成成條件，從而有有效抑制制了NOOx 的的生成。其示意圖圖如下：圖2 廢氣再再循環系系統示意意圖3.3 二次空空氣供給給技術二次空氣氣供給裝裝置可將將新鮮空空氣送入入排氣管管內，利利用廢氣氣中的高高溫，使使排氣中中的HCC 和CO 進一步步氧化，達到排排氣凈化化的目的的。第4章柴柴油機排排氣凈化化技術柴油機排排放污染染主要是是NOxx 和微微粒，其其排出的的CO

14、和HC 僅為汽汽油機的的1/110 或或更少。除廢氣氣再循環環技術外外，近年年來，柴柴油機排排放控制制技術的的發展主主要圍繞繞以下幾幾個方面面進行：4.1 燃燒系系統直噴噴技術柴油機污污染物的的排放量量很大程程度上取取決于氣氣缸內的的燃燒過過程，改改進燃燒燒過程的的各個環環節(如燃燒燒噴射系系統、進氣系系統、進氣口口形狀和和燃燒室室形狀等等)都會改改善燃燒燒過程。燃燒系系統直噴噴技術的的燃燒效效率高，比非直直噴式系系統節油油5%10%，但要要求發動動機吸入入較多的的空氣。目前，這種技技術基本本上成熟熟，對控控制柴油油機排放放污染起起到了一一定的作作用。預計不不久的將將來，相相比分隔隔式燃燒燒系

15、統，直噴技技術將占占主導地地位。直噴式燃燃燒系統統的示意意圖如下下：4.2 廢氣渦渦輪增壓壓與中冷冷技術廢氣渦輪輪增壓技技術是使使發動機機輕量化化、提高輸輸出功率率的有效效措施，也是現現代柴油油機的代代表性技技術。經廢氣氣渦輪增增壓后，進氣溫溫度提高高，滯燃燃期縮短短，混合合氣適當當變稀，這些因因素使噪噪聲、CO 和HC 排放以以及油耗耗都有所所降低。但是，進氣溫溫度上升升使NOOx 增增多，空空氣密度度因溫升升而下降降，也使使進氣量量未達到到期望的的水平。于是出出現了將將增壓后后空氣再再進行冷冷卻的中中冷技術術，使進進氣溫度度降低，循環進進氣量更更大，NNOx 排放下下降而功功率進一一步增加

16、加。采用廢廢氣渦輪輪增壓與與中冷技技術是降降低NOOx 和和微粒、改善柴柴油機經經濟性和和提高動動力性的的最佳措措施。渦輪增壓壓原理圖圖，如下下：圖4 渦輪增增壓原理理圖解4.3 燃油噴噴射高壓壓化和多多次噴射射技術燃油噴射射系統是是柴油機機的心臟臟，也是是發展最最快的系系統。新型的的柴油機機共軌燃燃油噴射射系統，噴油壓壓力普遍遍提高，其噴油油壓力可可達1440MPPa。柴油機機噴油壓壓力越高高，燃油油和空氣氣的混合合就越好好，排煙煙就越少少。與此同同時，將將電子技技術應用用于燃油油噴射過過程也是是一個發發展方向向。有些廠廠商已將將電子技技術應用用到燃油油噴射的的控制上上，非常常精確地地控制噴

17、噴油量和和噴油時時間，以以適應不不同的道道路工況況，并且且有的還還具有自自適應能能力，可可以補償償零件磨磨損和零零件制造造偏差引引起的變變化，以以取得NNOx、微粒排排放量和和燃油經經濟性之之間的最最佳配合合。采用燃燃油多次次噴射技技術可以以實現柔柔和燃燒燒，亦可可減少柴柴油機碳碳煙與顆顆粒的排排放。4.4 排氣后后處理技技術柴油機排排氣后處處理技術術方案中中，目前前被認為為較實用用的有：氧化催催化轉化化器、微粒捕捕集器和和NOxx 還原原催化轉轉化器。其中，微粒捕捕集器是是目前國國際上最最接近商商品化的的柴油機機微粒后后處理技技術。第5章汽汽車使用用維修方方面5.1 提高駕駕駛員素素質與科科

18、學的交交通管理理相結合合汽車駕駛駛員的駕駕駛技術術對在用用車的使使用狀況況及排放放性能的的影響很很大。隨著汽汽車保有有量的不不斷增加加，駕駛駛員隊伍伍不斷擴擴大，駕駕駛員的的業務素素質也參參差不齊齊。為了控控制汽車車使用過過程中排排放超標標，駕駛駛員應做做到在駕駕駛的過過程中減減少怠速速運行時時間、少用強強制怠速速、盡量減減少制動動次數、緩踩節節氣門、在允許許范圍內內盡可能能提高車車速，同同時還要要合理選選擇潤滑滑油、使用無無鉛汽油油、保持發發動機正正常水溫溫、嚴禁超超載行駛駛。隨著我我國機動動車數量量的不斷斷增加，道路交交通對機機動車的的排放也也有很大大影響。特別對對大中城城市而言言，科學學

19、的交通通管理和和控制對對減少機機動車排排放極為為重要。在十分分擁擠的的交通環環境中，汽車發發動機大大多在低低速和怠怠速狀況況下運行行，燃油油沒有充充分燃燒燒，排放放必然惡惡化。因此，治污和和治堵是是相輔相相成的關關系，應應同步進進行方能能取得實實效。在城市市交通管管理中，除了加加快城市市道路的的建設外外，還應應采取合合理的單單行和限限速措施施，建立立科學的的路口信信號控制制系統。這樣可可以明顯顯減少CCO、HC、NOxx 和顆顆粒的排排放量，降低油油耗并保保持較高高的車輛輛通行量量。5.2 大力加加強在用用車輛的的檢查維維護新開發的的車型逐逐步采用用車載診診斷系統統，對車車輛上與與排放相相關的

20、部部件的運運行狀況況進行實實時監控控，確保保實際運運行中的的汽車穩穩定達到到設計的的排放削削減效果果，并為為在用車車的檢查查維護制制度提供供新的支支持技術術。維護制制度是最最經濟、合理、科學、有效的的控制在在用車排排放的措措施。隨著新新車的排排放法規規不斷加加嚴，地地方環保保和車管管部門應應根據實實際情況況不斷調調整各車車型的檢檢測方法法和檢測測頻率，以保證證所有機機動車都都得到很很好的維維護保養養。5.3 加速老老舊車輛輛的更新新換代依據國家家相關法法律法規規及汽車車淘汰標標準中有有關污染染物排放放的條款款規定，經修理理和改造造或采用用排氣污污染控制制技術后后排放污污染物仍仍超過國國家規定定

21、的排放放標準的的車輛應應堅決淘淘汰。第6章研研制可替替代能源源的環保保型汽車車要保持汽汽車工業業持續發發展，必必須高度度重視推推動汽車車環保技技術，開開發出可可替代能能源的環環保型汽汽車，其其主攻方方向是使使用替代代能源，降低廢廢氣排放放，減少少燃油消消耗。這是世世界各國國都在努努力的方方向。目前我我國環保保型汽車車研究的的主要目目標是：電驅動動系統的的可靠性性及免維維護性；電源動動力蓄電電池和提提高比能能量及比比功率，達到長長壽命、低成本本、充電快快捷方便便、密封免免維護；天然氣氣內燃機機驅動技技術的可可靠性，燃燒系系統的合合理性及及儲氣裝裝置的優優化設計計和混合合動力型型電動汽汽車的研研究與開開發等；采取有有效措施施降低環環保型汽汽車的研研究、設計、制