機(jī)動(dòng)車尾氣污染危害的生成機(jī)理與治理發(fā)展摘要：本文介紹了汽車尾氣對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境的危害，及其生成機(jī)理和影響因素并簡述汽車尾氣治理與發(fā)展。Abstract：Thispaperintroducesautomobileexhausthazardsonhumanhealthandtheecologicalenvironmentaswellasitsgenerationmechanismandinfluencefactors，thenbrieflyintroducesexhaustgovernanceanddevelopment.關(guān)鍵詞：機(jī)動(dòng)車尾氣污染危害；生成機(jī)理；治理；發(fā)展Keywords：vehicleexhaustpollutionhazards；generationmechanism；governance；development0引言汽車尾氣中CO、HC和NOX等有毒有害氣體給人類賴以生存的大氣帶來了嚴(yán)重污染。曾發(fā)生過多起光化學(xué)煙霧事件，因汽車污染造成居民中毒、患病、死亡事件。我國汽車工業(yè)快速發(fā)展，汽車使用非常普及，但車型落后，使用管理不完善，工況較差，車輛超期服役多，致尾氣污染物比國外同款車高數(shù)十倍。故汽車尾氣治理任務(wù)十分緊迫。1汽車排氣污染的危害和生成機(jī)理1.1汽車尾氣對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境的危害汽車尾氣是流動(dòng)污染源，往往在居民集中的地區(qū)散發(fā)污染物，常造成局部污染濃度過高，因此汽車尾氣造成的大氣污染對(duì)人體健康影響很大。汽車尾氣中CO、HC和NOX是三種主要污染物。CO是燃料缺氧燃燒產(chǎn)物，是汽車排氣中有害濃度最大成份。CO與人體血紅蛋白結(jié)合能力是氧的300倍，能阻止血紅蛋白向人體組織輸送氧氣。氮氧化物包括NO、NO2、N2O3、N2O、N2O5等化合物，汽車排氣中氮氧化物是指NO和NO2。NOX使人中毒癥狀是在發(fā)生肺水腫同時(shí)引起獨(dú)具特點(diǎn)的閉塞性纖維性細(xì)支氣管炎，導(dǎo)致呼吸道感染和哮喘等癥狀，尤其是兒童，短時(shí)間接觸NOX也可造成咳嗽、流鼻涕、喉痛。在陽光的作用下NO2能分解為NO原子氧〔O〕，促使O3的生成，并進(jìn)一步烴類反應(yīng)形成光化學(xué)二次污染，對(duì)人類健康危害更大。同時(shí)NOX還是造成酸雨和引起氣候變化的主要原因之一。1.3機(jī)動(dòng)車尾氣污染物的生成機(jī)理1.3.1一氧化碳的生成機(jī)理汽油機(jī)排放CO污染物是因燃料燃燒時(shí)空氣量（主要是O2）不足致燃料不能完全燃燒，導(dǎo)致CO生成。燃料缺氧燃燒反應(yīng)方程式為：CmHn+（m/2+n/4）O2=mCO+（n/2）H2O（1）空氣量充足燃料燃燒完全時(shí)反應(yīng)方程式為：CmHn+（m+n/4）O2=mCO2+（n/2）H2O（2）將（1）與（2）比較可發(fā)現(xiàn)（1）左邊氧氣量較（2）式中少m/2，燃燒后便產(chǎn)生大量有害物CO。發(fā)動(dòng)機(jī)中燃料燃燒時(shí)空氣量不足，是因可燃混介過濃所致，其空燃比（A/F）低于理論空燃比（14.7）。從理論上講A/F>14.7時(shí)，混合氣中氧氣量不定，燃料在氧氣中能夠完全燃燒生成CO2和H2O，不會(huì)有CO。但汽油機(jī)在時(shí)，盡管A/F比14.7大出許多但仍然會(huì)有少量的CO生成。這是因整個(gè)混合氣中存在局布濃度缺氧，故產(chǎn)生CO。1.3.2碳?xì)涞纳蓹C(jī)理汽油機(jī)排放HC主要是汽油混合氣未被完全燃燒的產(chǎn)物和沒有被燃燒的燃料，其產(chǎn)生有三個(gè)原因：①氣缸激冷面作用；②燃料燃燒時(shí)空氣量不足；③二行程發(fā)動(dòng)機(jī)掃氣。對(duì)于四行程汽油機(jī)來說，氣缸壁激冷是產(chǎn)生HC的主要原因。對(duì)于二行程發(fā)動(dòng)機(jī)來說，由于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣時(shí)需要用一部分汽油混合氣對(duì)氣缸進(jìn)行掃氣，這樣就使部分混合氣未經(jīng)燃燒便直接排入大氣。故二行程汽油機(jī)排放HC濃度是四行程汽油機(jī)的好幾倍。氣缸中混合氣燃燒是靠火焰層層向前推進(jìn)的。由于氣缸壁溫度過低，在氣缸壁上總有一層混合氣燒不著，活塞壁與氣缸壁之間距離太小，混合氣在這里不能燃燒。故氣缸壁激冷層與第一道活塞環(huán)以上的活塞壁、氣缸壁之間未燃混合氣都直接排入大氣。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，如果混合氣過濃或過稀、或氣缸內(nèi)殘余廢氣過多，輕則可阻礙火焰正常傳播，重則完全斷火使排放的HC濃度增加?；旌蠚膺^濃氧氣不足時(shí)，使部分油燃料沒有機(jī)會(huì)同氧發(fā)生反應(yīng)，即使與氧發(fā)生反應(yīng)，由于氧氣量不足，也不能完全燃燒，故使部分燃料轉(zhuǎn)化成了其他結(jié)構(gòu)形式的碳?xì)浠衔铩?.3.3氮氧化物生成機(jī)理氮氧化物〔NO和NO2〕的總稱。汽油機(jī)排放的NOX中大部分是NO，而NO2含量很少。氣油機(jī)工作燃料在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫，高溫又將氣體中的氧分子分解成氧原子，原子狀態(tài)氧與氮分子作用生成NO和氮原子，氮原子又與氧分子作用生成NO和氧原子，可用如下反應(yīng)方程式表示：O2？圳2O（1）；O+N2？圳NO+N（2）；N+O2？圳NO+O（3）上述反應(yīng)在高溫下都是向右進(jìn)行的，而在低溫下平衡幾乎完全向左，但NO生成及分解反應(yīng)速率是相對(duì)緩慢的，達(dá)到反應(yīng)平衡時(shí)間相對(duì)較長。一旦溫度突然下降會(huì)使已生成的NO來不及分解，這時(shí)NO濃度不會(huì)隨溫度降低而立刻明顯下降。故高溫氣缸內(nèi)生成的NOX從排氣管排出時(shí)，仍基本保持原來濃度，并不會(huì)隨溫度降低而下降，高溫只使少量NO轉(zhuǎn)化成NO2，排出大量NO進(jìn)入大氣后在陽光照射下很快與O3結(jié)合生成大量的毒性較強(qiáng)的NO2。1.4汽油機(jī)有害物排放的影響因素對(duì)于汽油機(jī)來說，影響其有害物質(zhì)排放的主要因素有混合氣空燃比、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、點(diǎn)火時(shí)間、燃燒室結(jié)構(gòu)等。2汽車尾氣的凈化處理技術(shù)2.2汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的調(diào)試，可減少尾氣污染物排放量。①減少噴油提前角，可降低發(fā)動(dòng)機(jī)工作最高溫度（1500℃），使NOX生成量減少。②改善噴油器的質(zhì)量，控制燃燒條件（燃比、燃燒溫度、燃燒時(shí)間），可使燃料燃燒完全，減少CO、HC和油煙的排放。③調(diào)整噴油泵的供油量，可降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，使霧化燃料有足夠的氧氣進(jìn)行完全燃燒，減少CO、HC和油煙的生成。2.3發(fā)動(dòng)機(jī)外部尾氣凈化措施把汽車尾氣變成無毒氣體后再排放大氣中，減少對(duì)大氣環(huán)境污染。①采用催化劑：將CO氧化成CO2、HC氧化成CO2和H2O、NOx被還原成為N2等。采用的催化劑有氧化錳-氧化銅；氧化鉻-氧化鎳-氧化銅等金屬氧化物和白金屬（鉑）等貴金屬。催化反應(yīng)器設(shè)置在排氣系統(tǒng)中排氣歧管與消音器之間。②水洗：通過水箱使汽車尾氣中碳煙粒子經(jīng)過水洗和過濾及蒸氣淋浴，使碳粒脹大去除有毒物質(zhì)。2.4發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部凈化處理措施①正曲軸箱通氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：把汽缸竄入曲軸箱的氣體（主要是未燃?xì)怏w）再循環(huán)進(jìn)入進(jìn)氣歧管再次燃燒。②排氣再循環(huán)設(shè)計(jì)：發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口用控制閥與進(jìn)氣歧管相連接，使排出的氣體經(jīng)過再次循環(huán)，以降低氮氧化物的排放量。③蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：將化油器浮子室中汽油蒸發(fā)汽引入進(jìn)氣系