??????? 2.2 點火提前角的影響
??????????? 點火提前角對 CO 的生成量影響不大, 但對 HC 和 NOx 的影響較大。HC和 NOx 生成物都會急劇增加,其原因 與燃燒時的速度、 壓力、 溫度等有關(guān),當(dāng)點火提前角增大到一定值后, 由于燃燒時間過短, HC 和 NOx 生成量便有所下降。當(dāng)然,正確的調(diào)整點火正時是非常必要的,過遲的點火提 前角會使發(fā)動機動力下降,油耗增大,工作不穩(wěn)。
??????? 2.3 發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的影響
??????? 由于 NOx 是高溫燃燒時的生成物, 當(dāng)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷提高時, 使氣缸的燃燒溫度 升高,NOx 生成量隨之增大,CO 和 HC 的生成量稍有增加,但影響較小。
??????? 碳微粒的影響因素主要有空燃比、發(fā)動機的溫度、轉(zhuǎn)速和負荷以及燃燒室的形狀,燃 油的霧化情況等??杖急冗^濃,溫度過低,均不利于燃油的霧化和燃燒,使碳微粒生成量 增加;發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷增大,使燃燒溫度提高,有利于完全燃燒,使碳微粒的生成量減 少。
??????? SO2 和 Pb 微粒的生成主要與燃油中的含硫量和鉛化合物的加入量有關(guān)。因此,往往對 燃油中的最大含硫量作了限制,推行使用無鉛汽油。
??????? 2.4 發(fā)動機溫度
?????????? 發(fā)動機溫度低供給的燃油霧化不良,進入氣缸的混合氣遇到冷壁而發(fā)生冷凝,所以需供給濃混合氣。結(jié)果由于空氣量不足,CO 增加,但此時燃燒溫度低,使NOX減少,而未燃烴 HC 增多。若發(fā)動機溫度過高,會引發(fā)起發(fā)動機過熱而出現(xiàn)爆燃及早燃等故障,使燃 燒溫度異常升高,從而導(dǎo)致 NOX 增加。
??????? 2.5 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,若一個火花塞不工作,HC 排放量將增加0.5-1 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%。
??????? 第三章 汽油車廢氣污染物的控制和治理
??????? 隨著環(huán)保意識的加強,歐、美、日等一些發(fā)達國家對廢氣排放污染的限制越來越嚴格,各汽車生產(chǎn)廠都投入巨額資金開展廢氣污染物的控制研究,早于90年代初,汽油車已基本上普遍采用了電控燃油噴射發(fā)動機,使廢氣中的有害氣體大為減少,動力性和燃料經(jīng)濟性均有所提高,再加上其他多種措施的綜合應(yīng)用,使汽油車的廢氣污染得到了有效的控制。
??????? 3.1 對于廢氣排放的控制和治理
??????? 廢氣再循環(huán)。已查明 NOx 是燃油在高溫燃燒中的生成物。廢氣再 循環(huán)就是根據(jù)發(fā)動機的不同工況,將廢氣中的一部分(3%~15%)引入燃燒 室,用以降低氣缸的燃燒和溫度速度,從而進一步減少 NOx 的排放量。
???????????? (2)二次空氣供給。二次空氣供給系統(tǒng)是在排氣管的上段設(shè)置一個反應(yīng)器,通過空氣泵、控制閥、單向閥和噴射管等引入適量的新鮮空氣,在高溫下,令 CO和HC在熱反應(yīng)器內(nèi)繼續(xù)燃燒(生成 H2O 和 CO2),從而進一 步減少了 CO和HC的排放量。有的發(fā)動機則向三元催化器提供二次新鮮空 氣,以使 CO和HC在催化器內(nèi)獲得更充分的氧化反應(yīng)(燃燒)。
??????? (3)三元催化凈化裝置。三元催化凈化器的催化劑為鉑、銠、鈀和釕 等貴金屬,其載體的形狀分為粒狀和片狀。根據(jù)生產(chǎn)工藝的方便性,后者的應(yīng)用較廣泛。鉑和鈀為氧化劑,使CO和HC發(fā)生氧化反應(yīng),生成 CO2 和 H2O。銠為還原劑,使 NOx 脫氧,還原成N2并釋放出 O。后者正好為 CO 和 HC 的氧化提供了充分的條件。
???????? 三元催化凈化器的工作特性是要求發(fā)動機處于理論空燃比狀態(tài)下工作時,才表現(xiàn)出良好的凈化效果(見圖 5)。現(xiàn)代電控燃油噴射發(fā)動機的電控系統(tǒng)為了實現(xiàn)對理論空燃比的監(jiān)測和控制而應(yīng)用了能檢測廢氣中氧殘留量的氧傳感器, 電控系統(tǒng)接收到氧傳感器反饋的信號后便及時調(diào)整噴油量,使發(fā)動機工作處于理論空燃比狀態(tài),從而實現(xiàn)了燃油噴射的“閉環(huán)”控制。三元催化凈化器的最佳工作溫度為 400~800℃,如果同時不配合使用氧傳感器時,則很快就會出現(xiàn)早期損壞,壽命大大縮短。
??????? 稀土金屬也同樣具有貴金屬的一些特性,用它制成的催化凈化器,雖然效 果比貴金屬差,但價格便宜得多。而我國的資源相當(dāng)豐富,目前這方面的 開發(fā)研制已取得了令人振奮的效果。
?????????? (4)無鉛汽油。汽油中加入千分之0.1~0.4g四乙鉛后便可大大提高汽 油的抗爆性能,有利于減少機件的損壞,但鉛對人體的毒害非常大,同時 也會使三元凈化器中毒而早期失效,所以世界各國已嚴格限制含鉛汽油的 生產(chǎn)和使用。我國一直在長期使用含鉛汽油,可喜的是,我國已決定2000 年將全面禁止生產(chǎn)和銷售含鉛汽油,推動汽油標(biāo)號升級。目前北京、上海、 廣州、深圳等20多個城市已禁止含鉛汽油的銷售和使用,為全國推廣無鉛 汽油的使用邁出了第一步。
??????? (5)富氧燃料和燃油添加劑。甲醇、乙醇、異丁醇、叔丁醇、乙基叔丁基 醚等許多含氧化合物具有很高的辛烷值,是良好的抗爆劑。汽油中加入少 量的含氧化合物可以改善燃料的燃燒性能,可明顯地減少CO和HC的生成。 但過量的加入會影響發(fā)動機的動力性。美國AST-MD4814-94標(biāo)準規(guī)定含氧化 合物的體積加入量:甲醇類為2%;非甲醇類為2.75%。
???????? (6)機內(nèi)控制法。從排氣凈化的角度出發(fā),為了促進燃燒完全應(yīng)使用稀混合氣并保證點火可靠,以及促進燃料的汽化,保證混合氣各缸分配均勻和改善混合氣在燃燒室內(nèi)的燃燒狀況。為此,需要對進氣系統(tǒng)、燃燒室及 配氣相位等方面進行改進.目前采取的措施有:自動調(diào)節(jié)進氣溫度裝置; 電子控制燃油噴射裝置;改進化油器的結(jié)構(gòu),加裝電控進氣補氣裝置;廢氣再循環(huán)系統(tǒng);降低燃燒室面容比和改進配氣相位及點火裝置;開發(fā)新型發(fā)動機、應(yīng)用磁化等技術(shù)使燃料燃燒更充分;采用多級噴油和多氣門技術(shù)。????
??????? 機外控制法。采用低污染動力裝置和促進燃燒完全的各種措施是解 決排氣凈化的根本措施,但還需要作大量工作,而且對于正在使用的汽車很難采用. 在現(xiàn)有發(fā)動機的基礎(chǔ)上加裝凈化裝置是一種比較可行的方法. 而 對這種排氣凈化裝置的要求是:對發(fā)動機性能影響很小,且結(jié)構(gòu)簡單,體 積小,重量輕,使用方便,壽命長.目前的方法有二次空氣噴射法、在排 氣出口加裝熱反應(yīng)器、或加裝催化轉(zhuǎn)換裝置、采用后燃法等.
???????? 3.2 國內(nèi)政策對廢氣排放的控制
???????????? (1)汽車排放污染物限制標(biāo)準 根據(jù)﹤中華人民共和國環(huán)境保護法
??????? ﹥和﹤中華人民共和國大氣污染防治法﹥,我國于 1993 年重新修訂和頒 布了﹤汽油車怠速污染物排放標(biāo)準﹥(GB 1476.5)和﹤車用汽油車排放 污染物排放標(biāo)準﹥(GB 1476.2)。
??????? 歐洲汽車排放污染物標(biāo)準 歐洲一號:我國 GB 14761-1999﹤汽 : 車排放污染物限值及測試方法﹥與此等效。 歐洲二號: 我國 GB 14761-2001 ﹤汽車排放污染物限值及測試方法﹥與此等效。歐洲三號在我國以實施。
?????????? (3)強化車輛管理,嚴格控制在用車數(shù)量。前已所述,由于環(huán)境的 污染程度不僅與每車排污有關(guān), 而且也與該環(huán)境中的在用車數(shù)量有關(guān)。 因 此必須加強車輛管理,合理制度,疏導(dǎo)交通并提高車輛利用率,提高車輛平均速度,減稀車輛密度。
?????????? (4)采用無污染電動汽車:電動汽車以蓄電池電力為能源,而蓄電池的電力不僅可以來電網(wǎng)充電,而且還可以來自燃料電池、原子能或太陽能,因為零排放無污染的電動氣車將是最有發(fā)展前途的汽車,也是今后城市交通發(fā)展
????????? (5)加大執(zhí)法力度。環(huán)境保護部門、公安、交通部門要聯(lián)合執(zhí)法,加 大執(zhí)法力度,嚴格檢測標(biāo)準,對那些老、舊、破、殘的在用車,排污大戶 進行徹底整改,強制報廢,以凈化生態(tài)環(huán)境。
??????? 第四章 柴油機廢氣排放物與汽油機的差異
??????? 柴油機的燃燒過程與汽油機不同,壓縮比高,而且是在富氧狀態(tài)下燃 燒,廢氣中的CO和HC含量較少,約為汽油機的1/10,NOx的含量與汽油機相當(dāng)。但碳微粒的含量高,約為汽油機的30~80倍,特別是加速和全負荷狀態(tài)時,由于供油量急增,而進氣量變化不大,燃燒工況從富氧轉(zhuǎn)向缺氧, 加上燃燒時間縮短,因此處于不完全燃燒狀態(tài),使廢氣中產(chǎn)生大量的碳微 粒。因此治理柴油機廢氣排放的碳微粒已成為當(dāng)前的首要任務(wù)。
???????? 柴油不含鉛,但含有硫。硫燃燒后生成的SO2為膠狀硫化物,與碳微粒 一道令凈化器極易堵塞,因而無法在柴油車上應(yīng)用凈化器。
??????? 提高我國的煉油技術(shù),降低柴油中的含硫量勢在必行,而這方面也已 得到了國家的高度重視。
??????? 第五章 柴油機的廢氣凈化和微粒收集器
??????? 前述所提到的許多廢氣排放控制方法均與發(fā)動機的設(shè)計和性能、 結(jié)構(gòu) 有關(guān),根據(jù)國內(nèi)的生產(chǎn)水平,非一朝一夕能短期解決。汽油機單純的加裝 排氣凈化器,能起到一定的治理效果。但由于是“開環(huán)”控制,凈化器早 期損壞嚴重,極需努力改進,向電控燃油噴射和“閉環(huán)”控制方向發(fā)展。 燃料的改進也有待于同步進行。
??????? 對于柴油機來說,由于碳微粒是汽油機的 30~80 倍,治理碳微粒已 成為當(dāng)前的重要任務(wù)。 由于碳微粒極易造成凈化器的堵塞, 故目前柴油機 還無法應(yīng)用排氣凈化器。 經(jīng)國內(nèi)外的長期研究, 能立竿見影地解決碳微粒 的辦法是采用碳微粒收集器。
??????? 碳微粒收集器是一種特殊的微粒捕捉和濾除裝置,它的形式有袋式、 陶瓷泡沫式和陶瓷蜂窩式等結(jié)構(gòu), 安裝于消聲器之后, 廢氣經(jīng)過微粒收集 器后再排向大氣,其微粒的濾除效果可達 60%~90%,碳微粒又是一種高 級化工原料(碳黑), 可收集作綜合利用, 從而又可進一步提高企業(yè)的經(jīng)濟 效益。目前,國外正在研究一種微波加熱裝置,當(dāng)碳微粒積聚到一定程度 時,可自動燃燒掉,免去人工收集之麻煩。
???????? 碳微粒收集器的廢氣凈化效果非常明顯, 能起到立竿見影作用, 對當(dāng) 前柴油車的廢氣污染治理具有重要意義, 結(jié)合我國當(dāng)前的技術(shù)水平, 很有 必要進行研制開發(fā)和推廣應(yīng)用。
??????? 結(jié)論
??????????? 目前環(huán)境污染帶來的問題日漸嚴重,城市空氣質(zhì)量的惡化,全球大氣 變暖,這些與我們密切相關(guān)的環(huán)境狀況使我們憂慮,經(jīng)濟發(fā)展與生活環(huán)境 惡化之間的矛盾日漸突出。目前減少汽車排放污染的主要手段是提高燃油 的質(zhì)量和對尾氣排放進行控制,推行汽油無鉛化和使用代用燃料。但僅僅 這些還是不夠的,還應(yīng)制訂適合我國國情的汽車排放標(biāo)準,建立完善的汽 車排放控制管理系統(tǒng),對汽車排氣污染進行深入全面的控制,同時廣泛地 對汽車尾氣污染的危害進行宣傳,督促車主對車輛實行妥善的維修和保養(yǎng), 改善車輛的使用狀況,以達到減少尾氣排放的目的。擁有一個清潔舒適安 全的自然環(huán)境,是全人類共同的心愿。采取有效的措施對汽車排放進行控 制,減少汽車排放對大氣造成的污染,需要大家共同的努力。
??????????? 保護環(huán)境,就是保護我們的家??刂破囄矚獾呐欧牛乐未髿馕廴?勢在必行。讓我們共同從小事做起,防治大氣污染,讓天空永遠蔚藍!
??????? 致謝
??????? 在畢業(yè)設(shè)計(論文)完成之際,我要特別感謝我的指導(dǎo)老師的熱情關(guān) 懷和悉心指導(dǎo)。 在我撰寫設(shè)計和論文的過程中, 老師們傾注了大量的心血 和汗水,無論是在設(shè)計、論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面,還是在論 文的研究方法以及成文定稿方面,都得到了他們盡心地指導(dǎo)與幫助。
??????? 在論文的寫作過程中,也得到了許多同學(xué)的寶貴建議,同時還到許多 老師的支持和幫助,在此一并致以誠摯的謝意。
??????? 感謝所有關(guān)心、支持、幫助過我的良師益友
??????? 參考文獻
??????? [1] 陳巖,閻偉.車用汽油機排放控制探討[J].山東內(nèi)燃機,2000,9
??????? [2] 上海市環(huán)境監(jiān)測中心: 《汽車尾氣》 作者: 溫明軍 溫明鴻 樊 江
??????? [3] 汽車運用基礎(chǔ).楊宏進主編.--北京:人民出版社,2005.8
??????? [4] 劉志強,吳文兵.降低車用汽油機排放的技術(shù)措施[J]公路與汽運, 2003
??????? [5] 劉巽?。畠?nèi)燃機的排放與控制[M].北京:機械工業(yè)出版社.2003.
???????