第九讲 汽车公害及其控制

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第九讲 汽车公害和控制,9.1,汽车排放污染和控制,9.1.1,汽车排放污染物及其危害,一、汽车排放污染物,汽车排放物是汽车的排气排放物、蒸发排放物和曲轴箱排放物的总称，习惯上指其中的污染物。,汽车排放污染物是汽车排放物中污染环境的各种物质、主要有一氧化碳（,CO,）、碳氢化合物（,HC,）、氮氧化物（,NOx,）和微粒物（,PM,）等。,一氧化碳：,是燃料中的碳在不完全燃烧下所生成的一种气体。,碳氢化合物：,是由碳和氢形成的化合物的总称。指气缸内的燃料或润滑油未经燃烧，或经分解而生成的碳和氢的化合物以及燃料蒸气。,氮氧化物：,是气缸内的氮在高温下被氧化生成的气体,光化学烟雾：,是碳氢化合物和氮氧化物在太阳光紫外线照射下，发生光化学反应所生成的烟雾状物，它是一种强刺激性有害气体的二次污染。,微粒物：,是排气中各种直径大于,0.001,m,的固体或液体微粒的总称。通常包括铅氧化物等重金属化合物、硫酸盐、有机物、烟灰和碳颗粒等。,柴油机排气可见污染物：,是指柴油机的排烟，即悬浮在柴油机排气流中的微粒和雾状物，它们阻碍光线通过使其变暗，并反射、折射光线。,表,9-1,所示为汽油机与柴油机排放污染物的比较。汽油机污染物主要是,CO,、,HC,和,NOx,而柴油机污染物工要是,PM,和,NOx,表,9-1,汽油机与柴油机排放污染物的比较,汽车排放污染主要有,3,个排放源（图,10-1,）：,一是发动机排气管排出的发动机燃烧废气（俗称尾气）；,二是曲轴箱排放物；,三是燃料蒸发排放物,图,10-1,汽油车污染物排放源及其所占比重,二、汽车排放污染物的危害,1,一氧化碳,(CO),的危害,当人们吸入,CO,后，与人体血红蛋白亲合后形成碳氧血红蛋白，使血液的输氧能力大大降低，使心脏、头脑等器官严重缺氧，引起头晕、恶心、头痛等征状，轻者使中枢神经系统受损，慢性中毒，严重时会危害血液循环系统，导致生命危险。,2,碳氢化合物,(HC),的危害,HC,对人的鼻、眼和呼吸迟黏膜有刺激作用，可引起结膜炎、鼻炎、支气管炎等疾病。,3,氮氧化物的危害,NOx,能刺激人眼黏膜，引起结膜炎等疾病，还对呼吸系统有害。,4,光化学烟雾的危害,光化学烟雾刺击人们的眼睛、鼻腔和咽喉，损害农作物。,5,微粒物的危害,微粒物除对人体呼吸系统有害外，由于微粒物存在孔隙而能粘附有毒物质和致癌物等。,9.1.2,汽车排放污染物的成因及其影响因素,(,一,),汽油机排放污染物的成因及其影响因素,1,一氧化碳,(1),燃料不完全燃烧；。,(2)CO2,和,H20,在高温时离解,2,碳氢化合物,(1),由于气缸壁对火焰的冷却作用、缝隙效应，油膜和沉积物对燃油蒸气的吸附作用，使燃料未燃烧或未完全燃烧。,(2),出于燃料供给系统的蒸发以及燃烧室等泄漏而产生。,3,氮氧化物,(1),混合气在高温燃烧过程中，空气中的分子氮被氧化为氮氧化物,(2),燃料中的含氮化合物在燃烧过程中，分解成低分子氮化物被氧化生成氮氧化物,(3),在燃烧过程中产生的激发或瞬发,N0,。,9.1.2,汽车排气污染物的形成及影响因素,一、发动机排气污染物的形成,1,、一氧化碳,CO,CO,是烃燃料燃烧的中间产物。,2,、碳氢化合物,其来源有三部分：排气管,5565%,；曲轴箱通风,2025%,；化油器、油箱蒸发,1520%,。,二、使用因素对排气,中有害气体浓度的影响,1,、负荷的影响,负荷,空燃比,影响有害气体,1,）,怠速,全闭,，,=0.600.88 HC,CO,2,）,小负荷,025%,开度，,=,0.80.9 HC CO,3,）,中负荷,2580%,开度，,=,0.91.1 HC CO,NOx,4,）,接近满负荷,80100%,，,=,0.80.9 CO,HCNOx,2,、发动机转速的影响,转速,进气，混合气形成、燃,烧,排放,转速,CO HC,NOx,3,、,不稳定工况,强制怠速,CO HC,但柴油机已停止供油，无排放。,4,、发动机热工况,冷却水温度提高,缸壁温度,HC,3080NO,供油泵温度提高,气阻,HC,罩下温度提高,充气,系数,HC CO,气温低,起动困难,HC,随温度,NOx,CO,5,、汽车技术状况的影响,车龄,HC CO,供油系故障 化油器怠速产生变化，,HC CO,加速泵,空滤器堵塞，,CO HC,供油提前角，,HC,NOx,点火系故障 点火提前角，,NOx,点火提前角，,NOx,点火提前角，,HC,配气相位,积炭,9.1.3,汽车排放污染物控制技术,一、汽油车排放控制技术,1,、采用曲轴箱强制通风装置,2,、采用燃油蒸发控制系统,3,、采用电控多点燃油喷射系统,4,、采用氧化型催化转化器,5,、采用废气再循环系统,6,、采用高能电子点火和控制系统,7,、采用稀薄燃烧发动机技术,8,、采用多气门、可变配气相位和进气旋流等技术，优化燃烧室,9,、采用三效催化转化器和闭环电控系统,10,、采用车载诊断系统，对汽油车排放控制系统进行自动监控,二、柴油车排放控制技术,1,、采用废气再循环系统,2,、采用电控可变进气涡流技术,3,、采用废气涡轮增压与中冷技术,4,、采用氧化催化转化器,5,、采用四气门结构,6,、发展电控燃油喷射系统，采用电控共轨喷射技术。,7,、采用可变配气相位技术,8,、采用微粒捕集器,9-2,汽车的噪声,一、发动机噪声来源,1.,燃烧噪声和机械噪声,燃烧噪声,燃料燃烧而引起的声音。,机械噪声,发动机运转而引起的敲击声。,2.,进排气噪声,空气动力性噪声,仅次于本体噪声与风扇噪声。,原因：,A,空气声（脉动声）、涡流声,基频噪声，气栓共振声、废气喷柱、冲击。,涡流声，气体通过气门产生的涡流。,B,幅射声（扩散声）、进排气零件表面辐射,振动引起压力波、机械振动。,影响：消声器、密封、接头紧固。,3.,风扇噪声,最大噪声源之一,空气动力性噪声,。,二、传动系噪声,声源：变速器噪声、传动轴、驱动,桥,噪声,。,变速器噪声,原因：,1,、齿轮振动,2,、发动机振动传到变速箱,3,、轴承声,4,、搅油声,影响因素：,n n dB,共振时达到最大值,p p dB,结构 变速器形式,、,档位,、,制造精度,、,调整,三、轮胎噪声,声源：花纹噪声,、,道路噪声,、,弹性振动,、,风噪声,。,1,、花纹噪声,2,、道路噪声,，,路面凹凸,不平产生的。,3,、弹,性,振,动,4,、风噪声,，,Va,小时可,以,忽略,。,影响因素：轮胎花纹,、,Va,、,P,、,Pa,。,四、车身噪音,车身和空气的摩擦、冲击产生的风噪音以及路面不平造成的车身震动噪音。,简介欧、美、日三大汽车排放标准体系,国外执行的汽车排放标准主要有欧、美、日三大体系，其中以欧洲标准应用较广。欧洲标准也是我国借鉴的汽车排放标准，目前国产新车都会标明发动机废气排放达到的欧洲标准。,欧洲从,1992,年起即开始实施欧,I（,欧,I,型式认证排放限值）、,1996,年起开始实施欧,II,标准、,2000,年起开始实施欧,III,排放限制、,2005,年起开始实施欧,。汽车排放的欧洲法规（指令）标准的计量一般是以汽车发动机单位行驶距离的排污量（,gkm）,计算，以柴油机排放为例，欧洲二号标准要求柴油的含硫量为,500,ppm，,欧洲四号标准压缩,到50,ppm，,欧洲五号标准进一步提高到,10,ppm，,要求是越来越严格。,一公斤,(,kg),的物质中有一毫克,(,mg),某物质,某物质含量即为,1,ppm,百万分率,-,Wikipedia,我国排放标准的制定,2005年4月27,日，国家环保总局公布了五项机动车污染物排放新标准，其中,轻型汽车污染物排放限值及测量方法,备受关注。该,方法,以欧,和欧,标准为参照，制定了中国轻型汽车,、,号尾气排放标准,(国,、国,标准,),。,据悉，这两个标准将分别于,2007年7月1,日和,2010年7月1,日开始在全国实施。,国,标准的新要求,国家环保总局科技标准司罗毅副司长介绍，轻型汽车,、,号标准参照欧,和欧,汽车排放标准，与现行的,号标准相比，在技术内容上做了重大调整，进一步降低了污染物排放限值：,中国,号标准的尾气污染物排放限值比我国目前执行的中国,号标准尾气污染物排放限值降低了,30%,，而中国,号标准将进一步降低,60%,；为保证车辆使用过程中稳定达到排放限值要求，保证车辆排放控制性能的耐久性，增加了对车载诊断系统,(,简称,OBD),和在用车符合性的要求；根据中国车用燃料的特点，规定了适合国情的燃油规格。,名词解释,OBD：,是英文,On-Board Diagnostics,的缩写，中文翻译为“车载自动诊断系统”。这个系统将从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标，一旦超标，会马上发出警示。当系统出现故障时，故障（,MIL）,灯或检查发动机（,Check Engine）,警告灯亮，同时动力总成控制模块（,PCM）,将故障信息存入存储器，通过一定的程序可以将故障码从,PCM,中读出。根据故障码的提示，维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位。,明确要求搭载,OBD,由于,OBD,能从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标，一旦超标，会马上发出警示。在我国目前燃油品质无法得到有效保证的情况下，汽车企业对搭载,OBD,存在较大担心。,目前，国外已进入,OBD-,系统时代，对汽车尾气进行检测、维护和管理一体化操作，以满足更高的环境要求。而国内的很多引进车型国产化后都减去或关闭,OBD，,新标准施行后企业生产的新车必须增配,OBD。,但是，考虑到油品等问题，,OBD,的全面实施有可能推迟一年。,受到排放的限制究竟该买哪种车型？,在新标准未出台前，究竟购欧,还是欧,，依然是摆在消费者面前的两难选择：选购欧,标准汽车，今后的使用成本会相对较低，不需要支付维修,OBD,的费用，对油品要求也会相对较低。特别是在全国标准施行时间不统一的情况下，,欧,车型在相当长的一段时间内都会保有成本优势。,如果选购欧,车型，则会消除购买者因排放标准“限车”的担忧。,燃油能否满足欧,标准,？,新标准对燃油的性能提出了较高的要求，必须使用欧,标准油。如果油品中的磷、硫含量超标，,OBD,传感器就会失效，不仅无法对尾气排放进行监测，还可能导致车辆的损坏。,2005年7月1,日起，符合欧,标准的汽油在北京全面上市。高质量油品将能满足,号排放标准的车型，同时还能兼顾相对低排放标准的汽车使用。“如果北京提前实施轻型汽车,号排放标准，优质燃油的供应应该不成问题。,有些消费者考虑到轻型汽车,号尾气排放标准，希望一步到位购买,号标准汽车，但是目前我国的油品，并不能满足发动机和控制设备对油品的要求，易导致故障，而且,号标准汽车多为进口车，高标准尾气检控设备的维修和售后服务都不完善。,