1、5.1汽車排放污染及控制一、汽車排放污染物的危害汽車排放的主要有害成分有一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化合物（NOx） 和碳煙，另外還有鉛塵、飄塵（制動蹄片和輪胎磨損所散發(fā)的石棉塵和橡膠塵等）。 在這些有害成分中CO、HC和NOx是主要的污染物質(zhì)。汽車排放的有害物質(zhì)激發(fā)到空氣中，通過人的呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體，使人的神經(jīng)系 統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)受到損害。一氧化碳（CO）由于CO與血色素的親合能力是氧的300倍，能很快形成碳氧血色素，使血色素 喪失輸氧能力。當(dāng)進(jìn)人血液中的CO達(dá)到一定濃度后，人體就會因缺氧而出現(xiàn)各 種中毒癥狀，如頭暈、惡心、四肢無力，嚴(yán)重時甚至昏迷不醒，直至死亡。碳?xì)浠?/p>

2、物（HC）高濃度的HC對人體有一定的麻醉作用，HC對大氣的嚴(yán)重污染在于與NOX產(chǎn)生 光化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的光化學(xué)煙霧。氮氧化合物（NOX）汽車發(fā)動機(jī)排出的NOX主要是NO和NO2。NO毒性不大，但高濃度的NO能引 起神經(jīng)中樞障礙，且它很容易被氧化成劇毒的NO2。NO2是棕色氣體，有特殊 的刺激性臭味，被吸入肺部后，與肺部的水分結(jié)合生成可溶性硝酸，嚴(yán)重時會引 起肺氣腫。碳煙碳煙是柴油機(jī)排放的主要有害成分之一。碳煙粒本身對人體健康的直接影響不大， 對人體危害大的是碳煙顆粒上夾附著的二氧化硫（SO2）和多環(huán)芳香烴。苯并芘 等有害物質(zhì)。它們不僅對人的呼吸系統(tǒng)有害，而且還會使人致癌。二、汽車排放污染的形成汽車

3、排出的污染物質(zhì)是指排氣管排出的廢氣和其它部位漏出的燃料蒸氣和竄出 的氣體，其中大部分是由排氣管排出的。一氧化碳（CO）的形成當(dāng)燃料在供給的空氣不充足的條件下燃燒時，便產(chǎn)生不完全燃燒而生成CO。此 外，若燃燒后的溫度很高，會使已經(jīng)形成的CO2分解成CO和O2。所以排氣中 總會有CO存在。碳?xì)浠衔铮℉C）的形成汽車向大氣排出的HC主要是發(fā)動機(jī)不完全燃燒的產(chǎn)物，即從排氣管排出的占55% 65%，其次是曲軸箱通風(fēng)口漏出的占20%25%，由化油器和油箱蒸發(fā)的占15% 20%。氮氧化物（NOx）的形成在發(fā)動機(jī)排出的氮氧化物中，NO占絕大部分（約占99%），而NO2的含量較少（約占1%）,當(dāng)廢氣排放到大氣

4、中后，部分NO與空氣中的氧相結(jié)合又生成NO2, 因此被汽車污染的大氣同時存在著NO和NO2。4.碳煙的形成碳煙的形成一般認(rèn)為是燃油在高溫缺氧的情況下進(jìn)行燃燒，致使燃燒中間產(chǎn)物 C-C、C-H裂化聚合成碳粒，這些碳粒氧化速度較慢，抑制著燃燒過程進(jìn)行，使燃 燒時間拖長。未燃碳粒一般還能在隨后的燃燒中找到空氣進(jìn)一步燃燒。但如果空 氣不足或混合不好，則碳粒不能燃燒而聚合成碳煙或附于氣缸內(nèi)壁或隨廢氣排入 大氣，形成柴油機(jī)特有的碳煙現(xiàn)象。三、影響汽車排放污染的使用因素（一）汽油機(jī)排放污染物的主要影響因素1、空燃比的影響1）當(dāng)混合氣處于比理想空燃比（14.7）濃的范圍內(nèi)時，隨著空燃比的下降，CO和 HC濃度

5、增加，NOX的濃度下降。2）當(dāng)混合氣處于比理論空燃比稀的范圍內(nèi)時，隨著空燃比的增加，HC增加，NOx 減少,CO的濃度低且變化不大。3）比理論空燃比大10%左右的稀混合氣，對減少CO和HC的排放有利，然而 此時NOX排放量最多。2、發(fā)動機(jī)工況的影響汽油機(jī)在怠速工況時，供給的是濃混合氣，致使廢氣中的CO和HC高。對于柴 油機(jī)來說，CO生成量增大，然而與汽油機(jī)相比，仍小得多。在小負(fù)荷工況（節(jié)氣門開度從0%25%）下，必須供給較濃的混合氣，廢氣中 的CO和HC濃度較大。在轉(zhuǎn)速提高時，混合氣的混合條件得到改善，廢氣中的 CO和HC含量降低。在中等負(fù)荷工況（節(jié)氣門開度從25%80%）下，進(jìn)入氣缸的可燃混

6、合氣主要是 是稀混合氣，所以廢氣中的CO含量最少，HC的排放濃度也較低。在接近滿負(fù)荷工況（節(jié)油門開度80%100% ）時，化油器供給的是濃混合氣， 排氣中的CO、HC濃度增大；而NO的排放濃度減少。碳煙往往在高負(fù)荷時發(fā)生。3、點火時刻的影響從圖中可以看出，推遲點火時間，HC的排放將減少，這是因為點火時刻推遲后， 在燃燒室內(nèi)的燃燒時間將縮短，由于后燃，將使排氣溫度上升，促進(jìn)了 HC和CO 的后氧化。另外由于燃燒時降低了氣缸的面容比，使燃燒室內(nèi)的淬冷面積減小， 使排出的HC減少。點火滯后時，由于混合氣進(jìn)人排氣管后繼續(xù)燃燒，提高了排 氣系統(tǒng)溫度，使廢氣中的HC濃度減小。點火時刻對NOx、HC濃度的影

7、響很大，如圖所示。由圖可以看出，無論在任何 轉(zhuǎn)速和負(fù)荷條件下，增加點火提前角，均使NO的排放濃度增加。這是因為點火 提前角增大時，循環(huán)壓力和燃燒溫度提高，廢氣中NOx的濃度隨之增大；反之， NOx濃度減少。4、火花塞間隙及分電器觸點的影響使用經(jīng)驗表明，火花塞電極之間間隙大于最佳值，則HC排放量將增加12%14%, 對于四缸發(fā)動機(jī)，若一個火花塞不工作HC排放量將增加0.5倍1倍。分電器觸 點間隙過大或過小，對最佳點火提前角有明顯影響，若間隙變化0.1mm將使點火 提前角偏離6，則HC排放量可增加3%。（二）柴油機(jī)排放污染物的影響因素空燃比以過量空氣系數(shù)進(jìn)行表示。過量空氣系數(shù)越大，氧氣越充分，所以

8、CO排放較少， 在接近冒煙界限時急劇增加。HC較少，當(dāng)過量空氣系數(shù)增加時，HC會隨之上升。 在中a稍大于1的區(qū)域，雖然富氧燃燒，但由于混合不均勻，當(dāng)2N中a1時， 會產(chǎn)生大量碳煙，隨著進(jìn)一步增大會迅速下降。NOx的排放量隨混合氣濃度變稀 溫度下降而減少。柴油品質(zhì)柴油的主要成分是十六烷，其穩(wěn)定性差易于裂解，容易產(chǎn)生碳煙，所以十六烷值 過高的柴油煙度增加顯著。噴油時刻加大噴油提前角可以降低排氣煙度，使滯燃期加長，使著火前噴入油量增加，加 快燃燒速度，主燃期的碳顆粒有較長滯留時間，有利于碳粒氧化消失。但燃燒噪 聲增大，引起較大的機(jī)械負(fù)荷，發(fā)動機(jī)工作粗暴，以及較高的NOx排放。噴油壓力在循環(huán)噴油量和噴

9、孔大小及分布不變的情況下，提高噴油壓力相當(dāng)于加大噴油率， 直接產(chǎn)生兩方面效果：一是煙度降低；二是降低油耗。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速提高，不易于混合氣形成和燃料來不及燃燒，使未燃的油和局部混合氣濃度 增加。負(fù)荷負(fù)荷增加，噴油量增加，燃燒溫度提高，容易產(chǎn)生碳煙。另外氣缸尺寸，壓縮比，燃燒室形狀和比例，配氣正時，潤滑油質(zhì)量和油耗，發(fā) 動機(jī)溫度等都會影響柴油機(jī)排放。四、排氣凈化的措施這些凈化方法大致可分為：發(fā)動機(jī)本身改進(jìn)與增加排放凈化裝置。發(fā)動機(jī)本身改進(jìn)從有害氣體的生成機(jī)理出發(fā)，對發(fā)動機(jī)的燃燒方式本身進(jìn)行改進(jìn)，抑制其有害氣 體成份的產(chǎn)生，使排出的廢氣盡可能變得無害，采取這種措施，被認(rèn)為是治理汽 車發(fā)動機(jī)排氣公害的根本方法。排放凈化裝置1）二次空氣供給裝置2）熱反應(yīng)器3）氧化催化反應(yīng)器4）三元催化反應(yīng)器5）排氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)6）曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置（PCV）燃料的處理作為前處理，對進(jìn)人發(fā)動機(jī)氣缸前的燃料和空氣進(jìn)行處理，也是種比較理想的 凈化措施，它可以在不改變或較小改變