《汽車(chē)公害及其控制》

1、.第九講第九講 汽車(chē)公害和控制汽車(chē)公害和控制.9.1 汽車(chē)排放污染和控制9.1.1 汽車(chē)排放污染物及其危害一、汽車(chē)排放污染物p 汽車(chē)排放物是汽車(chē)的排氣排放物、蒸發(fā)排放物和曲軸箱排放物的總稱(chēng)，習(xí)慣上指其中的污染物。p 汽車(chē)排放污染物是汽車(chē)排放物中污染環(huán)境的各種物質(zhì)、主要有一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NOx）和微粒物（PM）等。.p 一氧化碳： 是燃料中的碳在不完全燃燒下所生成的一種氣體。p 碳?xì)浠衔铮?是由碳和氫形成的化合物的總稱(chēng)。指氣缸內(nèi)的燃料或潤(rùn)滑油未經(jīng)燃燒，或經(jīng)分解而生成的碳和氫的化合物以及燃料蒸氣。p 氮氧化物：是氣缸內(nèi)的氮在高溫下被氧化生成的氣體p 光化學(xué)煙霧：

2、是碳?xì)浠衔锖偷趸镌谔?yáng)光紫外線(xiàn)照射下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)所生成的煙霧狀物，它是一種強(qiáng)刺激性有害氣體的二次污染。p 微粒物：是排氣中各種直徑大于0.001m的固體或液體微粒的總稱(chēng)。通常包括鉛氧化物等重金屬化合物、硫酸鹽、有機(jī)物、煙灰和碳顆粒等。p 柴油機(jī)排氣可見(jiàn)污染物：是指柴油機(jī)的排煙，即懸浮在柴油機(jī)排氣流中的微粒和霧狀物，它們阻礙光線(xiàn)通過(guò)使其變暗，并反射、折射光線(xiàn)。. 表9-1所示為汽油機(jī)與柴油機(jī)排放污染物的比較。汽油機(jī)污染物主要是CO、HC和NOx而柴油機(jī)污染物工要是PM和NOx表9-1 汽油機(jī)與柴油機(jī)排放污染物的比較.汽車(chē)排放污染主要有3個(gè)排放源（圖10-1）：p一是發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的發(fā)

3、動(dòng)機(jī)燃燒廢氣（俗稱(chēng)尾氣）；p二是曲軸箱排放物；p三是燃料蒸發(fā)排放物圖10-1 汽油車(chē)污染物排放源及其所占比重.二、汽車(chē)排放污染物的危害1一氧化碳(CO)的危害 當(dāng)人們吸入CO后，與人體血紅蛋白親合后形成碳氧血紅蛋白，使血液的輸氧能力大大降低，使心臟、頭腦等器官?lài)?yán)重缺氧，引起頭暈、惡心、頭痛等征狀，輕者使中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損，慢性中毒，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危害血液循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。2碳?xì)浠衔?HC)的危害 HC對(duì)人的鼻、眼和呼吸遲黏膜有刺激作用，可引起結(jié)膜炎、鼻炎、支氣管炎等疾病。3氮氧化物的危害 NOx能刺激人眼黏膜，引起結(jié)膜炎等疾病，還對(duì)呼吸系統(tǒng)有害。4光化學(xué)煙霧的危害 光化學(xué)煙霧刺擊人們的眼睛、鼻

4、腔和咽喉，損害農(nóng)作物。5微粒物的危害 微粒物除對(duì)人體呼吸系統(tǒng)有害外，由于微粒物存在孔隙而能粘附有毒物質(zhì)和致癌物等。.9.1.2 汽車(chē)排放污染物的成因及其影響因素p(一)汽油機(jī)排放污染物的成因及其影響因素1一氧化碳p(1)燃料不完全燃燒；。p(2) CO2和H20在高溫時(shí)離解2碳?xì)浠衔飌 (1)由于氣缸壁對(duì)火焰的冷卻作用、縫隙效應(yīng)，油膜和沉積物對(duì)燃油蒸氣的吸附作用，使燃料未燃燒或未完全燃燒。p (2)出于燃料供給系統(tǒng)的蒸發(fā)以及燃燒室等泄漏而產(chǎn)生。.3氮氧化物p (1)混合氣在高溫燃燒過(guò)程中，空氣中的分子氮被氧化為氮氧化物p(2)燃料中的含氮化合物在燃燒過(guò)程中，分解成低分子氮化物被氧化生成氮氧化

5、物p(3)在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的激發(fā)或瞬發(fā)N0。.9.1.2 汽車(chē)排氣污染物的形成及影汽車(chē)排氣污染物的形成及影響因素響因素一、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物的形成一、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物的形成 1、一氧化碳、一氧化碳CO CO是烴燃料燃燒的中間產(chǎn)物。2、碳?xì)浠衔?、碳?xì)浠衔?其來(lái)源有三部分 ： 排氣管5565%；曲軸箱通風(fēng)2025%；化油器、油箱蒸發(fā)1520%。.二、使用因素對(duì)排氣二、使用因素對(duì)排氣中有害氣體濃度的影響中有害氣體濃度的影響1、負(fù)荷的影響、負(fù)荷的影響負(fù)荷空燃比影響有害氣體1）怠速全閉，=0.600.88 HC CO 2）小負(fù)荷025%開(kāi)度， = 0.80.9 HC CO 3）中負(fù)荷2580%開(kāi)度，

6、= 0.91.1 HC CO NOx4）接近滿(mǎn)負(fù)荷80100%， = 0.80.9 CO HCNOx.2、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響轉(zhuǎn)速進(jìn)氣，混合氣形成、燃燒排放轉(zhuǎn)速 CO HC NOx 3、不穩(wěn)定工況、不穩(wěn)定工況強(qiáng)制怠速CO HC 但柴油機(jī)已停止供油，無(wú)排放。4、發(fā)動(dòng)機(jī)熱工況、發(fā)動(dòng)機(jī)熱工況冷卻水溫度提高缸壁溫度HC 3080NO 供油泵溫度提高氣阻HC罩下溫度提高充氣系數(shù)HC CO氣溫低起動(dòng)困難HC隨溫度NOx CO.p5、汽車(chē)技術(shù)狀況的影響、汽車(chē)技術(shù)狀況的影響p 車(chē)齡 HC COp 供油系故障 化油器怠速產(chǎn)生變化，HC COp 加速泵p 空濾器堵塞，CO HCp 供油提前角，HC

7、NOxp 點(diǎn)火系故障 點(diǎn)火提前角 ， NOx p 點(diǎn)火提前角 ， NOx p 點(diǎn)火提前角，HC p 配氣相位p 積炭.9.1.3汽車(chē)排放污染物控制技術(shù)p一、汽油車(chē)排放控制技術(shù)p1、采用曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置p2、采用燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)p3、采用電控多點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)p4、采用氧化型催化轉(zhuǎn)化器p5、采用廢氣再循環(huán)系統(tǒng).p6、采用高能電子點(diǎn)火和控制系統(tǒng)p7、采用稀薄燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)p8、采用多氣門(mén)、可變配氣相位和進(jìn)氣旋流等技術(shù)，優(yōu)化燃燒室p9、采用三效催化轉(zhuǎn)化器和閉環(huán)電控系統(tǒng)p10、采用車(chē)載診斷系統(tǒng)，對(duì)汽油車(chē)排放控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控.二、柴油車(chē)排放控制技術(shù)p1、采用廢氣再循環(huán)系統(tǒng)p2、采用電控可變進(jìn)氣渦流技

8、術(shù)p3、采用廢氣渦輪增壓與中冷技術(shù)p4、采用氧化催化轉(zhuǎn)化器p5、采用四氣門(mén)結(jié)構(gòu)p6、發(fā)展電控燃油噴射系統(tǒng)，采用電控共軌噴射技術(shù)。p7、采用可變配氣相位技術(shù)p8、采用微粒捕集器.9-2 汽車(chē)的噪聲汽車(chē)的噪聲一、發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲來(lái)源一、發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲來(lái)源 1. 燃燒噪聲和機(jī)械噪聲 燃燒噪聲燃料燃燒而引起的聲音。 機(jī)械噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而引起的敲擊聲。2. 進(jìn)排氣噪聲進(jìn)排氣噪聲 空氣動(dòng)力性噪聲,僅次于本體噪聲與風(fēng)扇噪聲。 原因：A 空氣聲（脈動(dòng)聲）、渦流聲 基頻噪聲，氣栓共振聲、廢氣噴柱、沖擊。 渦流聲，氣體通過(guò)氣門(mén)產(chǎn)生的渦流。 B 幅射聲（擴(kuò)散聲）、進(jìn)排氣零件表面輻射 振動(dòng)引起壓力波、機(jī)械振動(dòng)。 影響：消聲器

9、、密封、接頭緊固。.3. 風(fēng)扇噪聲風(fēng)扇噪聲最大噪聲源之一最大噪聲源之一 空氣動(dòng)力性噪聲。二、傳動(dòng)系噪聲二、傳動(dòng)系噪聲 聲源：變速器噪聲、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋噪聲。 變速器噪聲 原因：1、齒輪振動(dòng) 2、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)傳到變速箱 3、軸承聲 4、攪油聲 影響因素：n n dB 共振時(shí)達(dá)到最大值 p p dB 結(jié)構(gòu) 變速器形式、檔位、制造精度、調(diào)整.三、輪胎噪聲三、輪胎噪聲 聲源：花紋噪聲、道路噪聲、彈性振動(dòng)、風(fēng)噪聲。 1、花紋噪聲 2、道路噪聲，路面凹凸不平產(chǎn)生的。 3、彈性振動(dòng) 4、風(fēng)噪聲，Va小時(shí)可以忽略。 影響因素：輪胎花紋 、Va 、P、 Pa。Rnvf26 . 3.四、車(chē)身噪音車(chē)身和空氣的摩擦、沖

10、擊產(chǎn)生的風(fēng)噪音以及路面不平造成的車(chē)身震動(dòng)噪音。.簡(jiǎn)介歐、美、日三大汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)體簡(jiǎn)介歐、美、日三大汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)體系系p國(guó)外執(zhí)行的汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)主要有歐、美、日三大體系，其中以歐洲標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用較廣。歐洲標(biāo)準(zhǔn)也是我國(guó)借鑒的汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)，目前國(guó)產(chǎn)新車(chē)都會(huì)標(biāo)明發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放達(dá)到的歐洲標(biāo)準(zhǔn)。p歐洲從1992年起即開(kāi)始實(shí)施歐I（歐I型式認(rèn)證排放限值）、1996年起開(kāi)始實(shí)施歐II標(biāo)準(zhǔn)、2000年起開(kāi)始實(shí)施歐III排放限制、2005年起開(kāi)始實(shí)施歐。 汽車(chē)排放的歐洲法規(guī)（指令）標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量一般是以汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)單位行駛距離的排污量（gkm）計(jì)算，以柴油機(jī)排放為例，歐洲二號(hào)標(biāo)準(zhǔn)要求柴油的含硫量為500ppm，歐洲四號(hào)標(biāo)準(zhǔn)壓縮

11、到50ppm，歐洲五號(hào)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高到10ppm，要求是越來(lái)越嚴(yán)格。一公斤(kg)的物質(zhì)中有一毫克(mg)某物質(zhì),某物質(zhì)含量即為1ppm百萬(wàn)分率 - Wikipedia.我國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)的制定p2005年4月27日，國(guó)家環(huán)保總局公布了五項(xiàng)機(jī)動(dòng)車(chē)污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)，其中輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法備受關(guān)注。該方法以歐和歐標(biāo)準(zhǔn)為參照，制定了中國(guó)輕型汽車(chē)、號(hào)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)、國(guó)標(biāo)準(zhǔn))。p據(jù)悉，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將分別于2007年7月1日和2010年7月1日開(kāi)始在全國(guó)實(shí)施。 .國(guó)國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的新要求標(biāo)準(zhǔn)的新要求 p國(guó)家環(huán)保總局科技標(biāo)準(zhǔn)司羅毅副司長(zhǎng)介紹，輕型汽車(chē)、號(hào)標(biāo)準(zhǔn)參照歐和歐汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)，與現(xiàn)行的號(hào)標(biāo)準(zhǔn)相比，在技術(shù)

12、內(nèi)容上做了重大調(diào)整，進(jìn)一步降低了污染物排放限值：p中國(guó)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的尾氣污染物排放限值比我國(guó)目前執(zhí)行的中國(guó)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)尾氣污染物排放限值降低了30%，而中國(guó)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步降低60%；為保證車(chē)輛使用過(guò)程中穩(wěn)定達(dá)到排放限值要求，保證車(chē)輛排放控制性能的耐久性，增加了對(duì)車(chē)載診斷系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)OBD)和在用車(chē)符合性的要求；根據(jù)中國(guó)車(chē)用燃料的特點(diǎn)，規(guī)定了適合國(guó)情的燃油規(guī)格。 .名詞解釋名詞解釋pOBD：是英文On-Board Diagnostics的縮寫(xiě)，中文翻譯為“車(chē)載自動(dòng)診斷系統(tǒng)”。這個(gè)系統(tǒng)將從發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況隨時(shí)監(jiān)控汽車(chē)是否尾氣超標(biāo)，一旦超標(biāo)，會(huì)馬上發(fā)出警示。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，故障（MIL）燈或檢查發(fā)動(dòng)機(jī)（Chec

13、k Engine）警告燈亮，同時(shí)動(dòng)力總成控制模塊（PCM）將故障信息存入存儲(chǔ)器，通過(guò)一定的程序可以將故障碼從PCM中讀出。根據(jù)故障碼的提示，維修人員能迅速準(zhǔn)確地確定故障的性質(zhì)和部位。.明確要求搭載明確要求搭載OBD p由于OBD能從發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況隨時(shí)監(jiān)控汽車(chē)是否尾氣超標(biāo)，一旦超標(biāo)，會(huì)馬上發(fā)出警示。在我國(guó)目前燃油品質(zhì)無(wú)法得到有效保證的情況下，汽車(chē)企業(yè)對(duì)搭載OBD存在較大擔(dān)心。p目前，國(guó)外已進(jìn)入OBD-系統(tǒng)時(shí)代，對(duì)汽車(chē)尾氣進(jìn)行檢測(cè)、維護(hù)和管理一體化操作，以滿(mǎn)足更高的環(huán)境要求。而國(guó)內(nèi)的很多引進(jìn)車(chē)型國(guó)產(chǎn)化后都減去或關(guān)閉OBD，新標(biāo)準(zhǔn)施行后企業(yè)生產(chǎn)的新車(chē)必須增配OBD。但是，考慮到油品等問(wèn)題，OBD的全面實(shí)施有可能推遲一年。 .受到排放的限制究竟該買(mǎi)哪種車(chē)型？ p在新標(biāo)準(zhǔn)未出臺(tái)前，究竟購(gòu)歐還是歐，依然是擺在消費(fèi)者面前的兩難選擇：選購(gòu)歐標(biāo)準(zhǔn)汽車(chē)，今后的使用成本會(huì)相對(duì)較低，不需要支付維修OBD的費(fèi)用，對(duì)油品要求也會(huì)相對(duì)較低。特別是在全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)施行時(shí)間不統(tǒng)一的情況下，歐車(chē)型在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)都會(huì)保有成本優(yōu)勢(shì)。p如果選購(gòu)歐車(chē)型，則會(huì)消除購(gòu)買(mǎi)者因排放標(biāo)準(zhǔn)“限車(chē)”的擔(dān)憂(yōu)。 .燃油能否滿(mǎn)足歐燃油能否滿(mǎn)足歐標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) ？p新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燃油的性能提出了較高的要求，必須使用歐標(biāo)準(zhǔn)油。如果油品中的磷、硫含量超標(biāo)，OBD傳感器就會(huì)失效，不僅無(wú)法對(duì)尾氣排放進(jìn)行監(jiān)