第五章 汽车公害
汽车运用工程5-1概述
碳氢化合物(按C6H14) 100~1000
14~29
0.14~0.2 0.95 0.0014~0.002 1.4~2.0
5.0
0.34 1.0 0.0014 1.22
0.05
0.03 0.008 0.05
≤0.01
0.002 0.03 0.25
2．汽车排气污染物 发动机直接排出的有害物称为一次有害排放物，主 要包括CO、HC、NOx和微粒。 微粒子指在接近大气条件下，发动机排出的全部废 气去除非化合形态的凝聚水后收集到的全部呈固体 状和液体状的微颗粒，包括可溶性成分(主要由润滑 油产生)和非可溶性成分(主要是炭烟)。 汽油机主要排放有害物 CO、HC和NOx；柴油机CO 和HC排放量要比汽油机少得多，但炭烟排放量高， 同时NOx的排放量较多。
1．汽车的排气污染源
在发动机的压缩行程和做功行程，燃烧室中的混 合气通过活塞与气缸间的间隙窜入曲轴箱。 若曲轴箱窜气从加机油管口盖处逸出，就会造成 污染。 其主要污染物是HC，也有部分CO、NOX等。
1．汽车的排气污染源
温度变化使燃油箱中燃油的蒸发量发生变化， 导致内部压力变化。 温度升高时，蒸发量增大，燃油箱压力大， 使燃油箱中的油蒸气向大气排放。 另外，油管接头渗漏的燃油蒸发也排向大气。 其污染物主要是HC。
汽车公害
汽车在道路上行驶而产生的损害人体健康和 人类生活的污染现象称为汽车公害。 排气污染对人们的生活环境影响最大 (被认为是第一公害) 其次是噪声公害 电波公害可对无线电通讯及电视广播 等的电波干扰，并不直接影响人们的 身体健康 粉尘对环境的污染只是在交通密度大 的车流附
第五章 汽车公害
第一节 概述 第二节 汽车排气污染物的形成及影响因素 第三节 汽车排气污染物检测 第四节 汽车噪声
汽车公害概述(教案)
排入大气的铅化物，如被吸入人的肺部会影响造血功能，对消化系统和神 经系统也有影响。
碳烟是柴油机排放的主要有害成分。碳烟本身对人体健康的直接影响不大， 对人体危害大的是碳烟颗粒夹附着的 SO2 和多环芳香烃、苯并笓等有害物质。它 们不仅对人的呼吸系统有害，严重的还会使人致癌。
二、噪声公害 噪声指人们不需要并希望用一定措施加以控制和消除掉的声音的总称。城市 中的环境噪声通常包括交通运输噪声、工厂生产噪声、建筑施工噪声和生活噪声。 其中，交通运输噪声是城市环境噪声的主要部分，可高达城市噪声的 75%左右。 交通运输噪声的主要声源是机动车，其中汽车噪声影响最大，因此控制汽车的 噪声污染越来越受到人们的重视。汽车噪声主要包括发动机噪声和轮胎噪声；此 外，还有汽车结构振动、传动系噪声、车身干扰空气噪声及喇叭声等。 噪声通常不会对人的身体健康立即产生直接的影响，但声压级高于 70dB 的 噪声会使人心情不安、烦躁、疲倦、工作效率下降以及语言交流、通讯困难等，从 而影响人们的正常学习、工作、生活和休息。长期处于噪声环境的人，还会诱发心 脏病、胃病以及神经官能症，出现听力下降或听力损伤。 机动车噪声一般都是声压级为 60~90dB 的中强度噪声。其影响面广，时间长， 危害很大。声压级 80dB 以下的环境噪声一般认为不至于造成明显的永久性听力 损伤，仅使人的听力产生暂时性下降；在声压级 85dB 的环境中，会有 10%的人 可能产生耳聋；而在声压级 90dB 的条件下，高达 20%的人可能产生耳聋。 一些试验表明，声压级 88dB 时，驾驶员的注意力下降 10%；90dB 时，则 下降 20%。因此，汽车的高声级噪声不仅会影响周围环境，还会使驾驶员工作效 率下降，反应时间加长，导致公路交通事故增多。
汽车的公害
由于电的使用和开发已日臻完善和成熟，人类社会便既 得到它的恩赐，同时又受到它的摧残。如通信设施、发电输 电线路、工业设备，已形成了一个庞大的电磁辐射场而覆盖 地球，有人形象地叫它“电子雾”。电子雾主要依靠长、中 、短波和微波的辐射，笼罩着整个世界。其特点是无时不在 、无所不在。特别是大功率高压线下或大功率发射台附近， 其辐射的强度，足可使计算机发出混乱，使仪器失常，使一 些项目无法展开工作。当然，对人体的危害，更直接、更明 显。常见的是头痛、疲乏无力、身体不适。
节气门开度
20%左右 0
0%~30% 30%~80% >80%~100%
100%
可燃混合气浓度
0.2~0.6 0.6~0.8 0.7~0.9 0.9~1.1 0.8~0.9
<1
33/71
一般节气门开度范围30% ~ 100%，
0.6 ~ 0.9，浓混合气。 柴油机（量调节）， 1 ~ 1.2, 稀混合气。
14/71
人类的耳朵能感应声压的范围很大。正常的 人耳能够听到最微弱的声音叫作「听觉阈」，为 20个微巴斯卡 (缩写为μPa) 的压力变化，即 20x10-6 Pa ("百万分之二十巴斯卡")。另一方面， 非常噪吵的情况能产生很大的压力变化，例如一 架太空穿梭机在发出最大马力时能在近距离产生 大约 2,000 Pa或2 x 109μPa的噪音。下表显示 由上述情况产生不同的声压级，以巴斯卡及微巴 斯卡表示。如用巴斯卡(Pa)来表达声音或噪音， 我们须处理小至20，大至2,000,000,000的数字。
雾化不良
律 1
氧化反应差
废气量增加
HC增加
燃烧层厚度增加
30/71
3、NOx的形成
汽车的公害
第二节 汽车排气污染物的形成及影响因素
汽车发动机排出的有害成分---主要是在燃烧过程或燃烧过程结束 汽车发动机排出的有害成分---主要是在燃烧过程或燃烧过程结束 --后在燃烧室内形成的，此外在排气系统中也会发生相关的化学反应， 后在燃烧室内形成的，此外在排气系统中也会发生相关的化学反应， 使某些化学成分浓度升高或降低。 使某些化学成分浓度升高或降低。 有害物质的排出量取决于燃烧前混合气的形成状况、 有害物质的排出量取决于燃烧前混合气的形成状况、燃烧室的燃 烧温度压力和排气系统的反应条件。 烧温度压力和排气系统的反应条件。 CO、HC是燃料不完全的产物，NOx是高温、富氧条件下燃料 的 、 是燃料不完全的产物 是燃料不完全的产物， 是高温、 是高温 产物。 产物。 一、发动机污染物的形成 1、CO的形成 、 的形成
一氧化碳(CO)是碳氢燃料在燃烧过程中的中间产物。 一氧化碳(CO)是碳氢燃料在燃烧过程中的中间产物。一般是在空气量不足时部 是碳氢燃料在燃烧过程中的中间产物 分燃料未完全燃烧的产物。如果空气量充分时，理论上汽油机不会产生CO CO。 分燃料未完全燃烧的产物。如果空气量充分时，理论上汽油机不会产生CO。但实 际燃烧与理论分析有区别，原因是： 混合气分布不均匀（ 际燃烧与理论分析有区别，原因是： ⑴混合气分布不均匀（局部有过浓混合 ）；⑵高温CO 分解； 高温下CO CO及 浓度保持一定的化学平衡。 气）；⑵高温CO2分解； ⑶高温下CO2、CO及O2浓度保持一定的化学平衡。
市内行驶的汽车，由于混合交通或交通堵塞现象，汽车不得不频繁 市内行驶的汽车，由于混合交通或交通堵塞现象， 起步、停车，并长时间低速行驶， 起步、停车，并长时间低速行驶，发动机经常处于怠速及小负荷的运行 状态，这是造成城市大气污染严重的重要原因之一。 状态，这是造成城市大气污染严重的重要原因之一。 柴油机满负荷时，生成的 柴油机满负荷时，生成的HC↓ CO↓ NOx↑，这是因为虽然供给的 ，
第五章 汽车公害
第五章汽车公害
1.汽车公害
2.汽车排放污染
3.汽车发动机排出废气主要成份是什么
4.碳氢化合物(HC)
5.氮氧化合物(NOx)
6. 光化学烟雾
7.噪声公害
8.电波公害
9.简述汽车排气污染物形成
10.简述一氧化碳形成机理
11.简述碳氢化合物形成机理
12.简述氮氧化物形成机理
13.汽车排放微粒形成途径
14.简述使用因素（负荷、转速、燃料、热工况、运行工况）对废气排放
的影响
15.汽车怠速试验规范
16.汽车行驶试验规范
17.轻型车试验工况
18.重型车试验工况
19.柴油机烟度测定试验工况
20.排气分析的取样方法由哪些
21.直接取样法（Direct Sampling）
22.全量取样法(Full Flow Sampling)
23.比例取样法(Proportional Sampling)
24.定容取样法(Constant Volume Sampling，简称CVS)
25.排气成分分析仪（NDIR分析仪和FID检测器）
26.烟度计
27.噪声响度级
28.计权声级
29.车内噪声主要来源
30.风扇噪声的组成
31.简述车外噪声主要影响因素
32.传动系噪声包括哪些？
33.轮胎噪声包括哪些？
34.简述汽车使用因素（行驶车速、载质量、技术状况）对车外噪声的影
响
35.汽车噪声的试验方法
36.车内噪声的试验方法
37.车外噪声的试验方法
38. 声级计。
汽车的公害
第五章汽车的公害第一节概述•汽车公害的组成汽车的公害包括三个方面，汽车排气对大气的污染；噪声对环境的危害；汽车电器设备对无线电通讯及电视广播等的电波干扰。
除此之外，制动蹄片、离合器片和轮胎的磨损物，以及车轮扬起的粉尘也会引起环境污染。
一、排气公害组成主要有CO、HC、NOX 、SO2、铅化合物、碳烟和油雾。
•来源1. 汽车发动机排出的燃烧产物；2. 发动机曲轴箱通风污染（主要是HC)；3. 燃料箱和化油器溢出的汽油蒸气。
•汽、柴油机排气公害特点；柴油机的CO 汽油机主要是CO、HC、和NOX和HC排放量要比汽油机少得多，而碳烟的成分远高的排气量也较多。
出汽油机，同时NOX•地球温室效应发动机排气中的有些成分如CO虽然不会对环境造2的大量积聚会对地球环境造成直接污染，但由于CO2成不良影响，即所谓“地球温室效应”。
•危害全球气候变暖；极地冰层融化；海平面上升；土地盐碱化、沙漠化。
•光化学烟雾未燃HC和NO X 在一定条件下，会发生十分复杂的化学反应，诱发新的有害物，这就是二次有害排放物，最典型的就是光化学烟雾。
光化学烟雾事件多发生在夏季，集中在车辆多的大城市，在夜间则不会发生。
光化学烟雾事件：1943年，美国洛杉矶1970年，日本东京二、噪声公害定义：噪声是指人们不需要并希望用一定措施加以控制和消除掉的声音总称。
分类：交通噪声、生产噪声、建筑噪声、生活噪声。
•汽车噪声来源1. 发动机噪声；2. 轮胎噪声；3. 车体振动；4. 传动系噪声；5. 车身干扰空气噪声及喇叭声。
机动车噪声一般是70～85dB的中等强度的噪声，重型车会超过90dB，由于影响时间长，危害很大。
试验结果表明：在88dB时，驾驶员的注意力下降10%；在90dB时，下降20%。
因此，汽车的高噪声不仅会影响周围环境，还会使驾驶员工作效率下降，反应时间加长，交通事故趋向增加。
三、电波公害•产生原因在汽车的电器设备中有很多振荡回路。
当火花放电时，就会产生高频振荡以电磁波的形式放射到空中，引起干扰。
第五节：汽车的公害
3.排放污染物的危害 （1）CO：无色无味，导致缺氧中毒 （2）HC：浓度高时有影响，主要是光学作 用生成甲醛，刺激眼睛粘膜 （3）NOx：和CO一样，易引起中毒 （4）碳烟：产生臭味乙醛，使人产生头晕、 呕吐等症状
二、噪声公害
噪声是汽车的第二公害，噪声的来源： 1、发动机噪声 2、进气噪声 3、排气噪声 4、风扇噪声 5、传动噪声 6、轮胎噪声 7、发动机表面辐射噪声
第五节
汽车的公害
排气公害
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
噪声公害
电波公害
教学目标
1. 了解汽车的尾气排放的主要成分和危害 2. 熟练掌握汽车公害的种类的具体的危害内容
一、排气公害
1. 汽车排放的污染物 CO（一氧化碳）、HC（碳氢化合物）、NO （氮氧化合物）、微粒（碳烟、金属化 合物等）、硫化物等
2.排放污染物的生成机理 （1）CO：燃料不完全燃烧的产物 （2）HC：未燃尽的燃油分解产生的气体 （3）NO：空气中的N2和O2在高温高压条件 下反应生成的 （4）微粒：汽油机排放的为铅化合物、低 分子物质，主要是含铅汽油的产物，柴 油机主要为碳烟 （5）SO2：燃油中的S和空气中的O反应生 成的
三、电波公害
电波公害指汽车上的电气设备产生的杂散电 波对电视、无线电广播、通信造成的干扰。
汽车运用工程 5-5汽车噪声检测
2.客车车内噪声检测 2）测量位置 客车室内噪声测点可选择在车厢中部及最后 一排座位的中间位置，通常在人耳附近布置 测点，传声器朝向车辆前进方向。
2.客车车内噪声检测 3)检测方法 检测车内噪声时，车辆以常用挡位、50km/h 车速匀速行驶； 用声级计“慢”档测量A计权声级； 若需做车内噪声频谱分析，可用频谱分析仪 进行检测，应包括中心频率为31.5Hz、63Hz、 125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、 4000Hz、8000Hz的倍频带。
汽 车 分 类
3.汽车定置噪声
汽车定置噪声指车辆不行驶，发动机处于 空载运转状态下的排气噪声和发动机噪声。
根据GB18565-2001《营运车辆综合性能要 求和检验方法》，汽车定置噪声限值应满 足规定（表5-4）。
3.汽车定置噪声 表5-4
车辆出厂日期 车辆类型 轿车 微型客车、货车 燃料种类
1.驾驶人耳旁噪声检测 车内噪声测点位置：
2.客车车内噪声检测
客车车内噪声的测量应满足
1）测量条件 2）测量位置 3）检测方法
2.客车车内噪声检测 1）测量条件 测量跑道应有足够长度，应是平直、干燥的沥 青路面或混凝土路面； 测量时的风速(相对地面)应不大于3m/s ； 测量时车辆门窗应关闭，车内其它辅助设备若 是噪声源，测量时是否开动，应按正常使用情 况而定； 车内本底噪声比所测车内噪声至少低10dB，并 保证测量不被偶然的其他声源所干扰； 车内除驾驶员和测量人员外，不应有其他人员。
3.汽车加速行驶车外噪声 GB1495《汽车加速行驶车外噪声限值及测量 方法》是机动车辆产品的噪声标准，同时也 是城市机动车噪声检查的依据。 各类机动车（包括汽车、摩托车、轮式拖拉 机）行驶时，车外最大允许噪声级应符合标 准的规定。 各类变型车或改装车（消防车除外）加速行 驶的车外最大允许噪声级，应符合基本车型 噪声的规定。
汽车公害
汽车给人们的工作和生活带来了极大的便利，已成为人类不可或缺的交通运输工具；但是在汽车产业得到高速发展，汽车产量和保有量不断增加的同时，汽车在运行过程中给人们带来了副产品—汽车排放物，也带来了越来越严重的大气污染。
下面，我们针对汽油机汽车，从有害排放物的生成机理、有害排放物生成的影响因素方面入手，谈谈可以采取哪些措施来降低有害排放物。
1汽油机各种有害排放物的生成机理根据燃料燃烧的热化学基本知识，由碳、氢、氧组成的燃料在汽油机汽缸中进行完全燃烧的产物是二氧化碳、水以及未被利用的氧气和氮气。
这几种气体在正常情况下被认为是无害的。
但是，燃烧过程并非如此简单，汽油机所用的燃料往往含有其他有害杂质和添加剂，而且燃料燃烧总是不完全的，加上内燃机工作过程中的许多复杂原因，使得汽油机排气中还有一定量的一氧化碳（CO），碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO2）和臭气等有害物质；同时，油箱的燃油蒸发和曲轴箱的窜气也带来了一定量的碳氢化合物（HC）。
针对汽油机汽车，造成环境污染的有害气体主要是一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）。
一氧化碳主要是在进入汽缸中的混合气混合不均匀造成局部缺氧和混合气过浓的情况下不完全燃烧产物；碳氢化合物则是在混合气混合不均匀或混合气过浓时碳氢燃料的裂解、缝隙效应、室壁激冷效应和混合气过稀时火焰传播不充分等原因产生的。
氮氧化物是在燃料混合均匀，燃料得到极大的充分燃烧时，在高温富氧的情况下生成的。
2汽油机各种有害排放物生成的影响因素前面，我们分析汽油机汽车三种主要有害排放物的生成机理，下面我们讲述各种有害排放物生成量的影响因素，即哪些因素的变化会导致有害排放物向促进其生成的方向发展。
影响CO排放的因素：过量空气系数、燃油品质、进气涡流等。
影响碳氢化合物排放的因素：负荷、过量空气系数、点火定时、发动机转速、燃烧室壁温、燃烧室结构、压缩比等。
影响氮氧化物（NOx）排放因素：负荷、转速、过量空气系数、燃烧室内温度、高温下滞留时间、压缩比等。
汽车公害
三种尾气与空燃比关系图
4、柴油机的碳烟 柴油机排烟: 白烟：φ＜1μm微粒，汽车怠速排出的液滴颗粒。 蓝烟：φ＜0.4μm微粒，液态微粒，燃油+润滑油。 黑烟：高温缺氧，易于裂解，聚合成碳烟。 白、蓝烟无本质差别，只是直径不同对光线反射不同而已。 碳烟对人体直接影响不大，但附着有SO2及致癌的多 环
此氧O 由1式供给 大部分
由3式供给 小部分
⑶式中的N由⑵供给，而⑵与温度有很大关系，因此2、3式 生成的NO为同一数量级，整个NO的很大程度上取决于温度。
※ NO的平衡浓度与非平衡浓度 定义：NO平衡浓度指在高温始终保持一定时，反应式2、
3中正向反应与逆向反应达到平衡的浓度。需要足够的时间。 ɑ = 14.7( φ= 1) 理论混合气 ɑ ＞ 14.7( φ＞1) 稀混合气 ɑ ＜ 14.7( φ＜1 ) 浓混合气
概述
汽车公害：
排放尾气、噪声、电波干扰、磨损颗粒、扬尘
尾气种类：
CO、HC、NOX、SO2、铅化合物、炭烟、油雾 光化学烟雾：
太阳光紫外线
危害：
HC NOx 臭氧＋醛等
CO阻碍血红蛋白与氧气结合，造成缺氧。
NO2吸入与水结合，引起肺气肿。
汽车排气污染物的形成及影响因素
汽油机燃烧有两个条件：
H2O CO H2 CO2
故空气充足时，理论上CO=0，但实际燃烧 与理论分析有区别：
⑴分布不均匀
⑵温度低造成的燃烧不完全
⑶燃烧时间短，达不到平衡浓度
2、碳氢化合物
排气管——55~65% 来源有 曲轴箱通风——20~25%
化油器、油箱蒸发——15~20%。 HC是未燃燃料、未完全燃烧燃料及部分分解 燃料的混合物。 所有妨碍燃料燃烧的条件都是HC形成的原因。
西华大学吉林大学汽车运用工程课件9汽车的公害
大幅度增加，因其对红外热辐射的吸收而形成的温 室效应，会使全球气温上升、南北极冰层溶化；海 平面上升；大陆腹地沙漠趋势加剧，是人类和动植 物赖以生存的生态环境遭到破坏。因此近年来对
CO2的控制也已上升为汽车排放研究的重要课题。
这些成分不同程度的对人的生 理和行为造成障碍和影响。
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来源
1.汽车发动机排出的燃烧产物；
第五章 汽车的公害
第一节 第二节 第三节 第四节 概述 汽车排气污染物的形成及影响因素 汽车的噪声 汽车排气污染物及噪声实验
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汽车使用性能的主要指标——防公害性
1）噪声级 2）CO、HC、NOX的排放量
3）电波干扰
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5.1 概述
公害的组成
研究这些问题的具体意义体 现在哪里？
与汽车使用性能的关系？
这些成分不同程度的对人的生 理和行为造成障碍和影响。
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碳氢化合物：
目前还不清楚它对人体健康的直接危害。但是HC和 NOX 在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后，产 生一种复杂的光化学反应，生成一种新的污染物---
---光化学烟雾。1952年12月伦敦发生的光化学烟雾，
4天中死亡人数较常年同期约多4000，45岁以上的死 事件发生的一周中，因支气管炎、冠心病、肺结核
碳烟、和油雾。
这些成分的影响是什么？ 这些成分是机动车在运行过程 中直接产生的。
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据各地监测分析，汽车尾气排放量已占大气污染源 85 ％
左右。如北京市中心区二氧化硫浓度日超标率达 10%至15％，
一氧化碳和氮氧化合物浓度日超标率达 60 ％至 70 ％，最大浓
度时大气污染超过国家二级标准 1 至 3 倍。上海市机动车排放
汽车公害噪声
第一节 概述 第二节 汽车排气污染物的形成及影响因素 第三节 汽车排气污染物检测 一、汽车噪声源 第四节 汽车噪声 二、发动机噪声 第五节 汽车噪声检测 三、传动系噪声 第六节 电磁波干扰 四、轮胎噪声 五、汽车噪声的控制措施
一、汽车噪声源
汽车是一个综合噪声源，汽车行驶产生的这种综 合声辐射称为汽车声。 发动机噪声 传动系噪声 轮胎噪声 车身噪声 喇叭噪声 特种车辆的警报噪声
1.燃烧噪声
柴油机气缸压力频谱曲线 （ft/in=6.78kPa）
二、发动机噪声
另一方面又会使着 火延迟期内形成的 可燃混合气量增加 （影响较大），故 转速增高将使最大 爆发压力和压力增 长率增大，燃烧噪 声也随之增大。
1.燃烧噪声
柴油机气缸压力频谱曲线 （ft/in=6.78kPa）
二、发动机噪声
一、汽车噪声源
噪声的强弱不但与汽车和发动机的 类型及技术状况好坏密切相关，还 与车速、发动机转速、载荷以及道 路状况有关。
一、汽车噪声源
汽车加速噪声频谱图
1 - 排量1.1L，2 - 排量1.5L， 3 - 排量1.7L，4 - 排量2.3L，
5 - 排量2.4L，6 - 6缸排量8L，
7 - V型8缸排量8L，8 - V型8缸排 量13L，9 - 6缸排量6L
二、发动机噪声
按照噪声的辐 射方式来分类
燃烧噪声和机械噪声是通过 发动机表面向外辐射的，故 称为发动机表面噪声。 进、排气噪声和风扇噪声则 是直接向大气辐射的噪声。
二、发动机噪声
1.燃烧噪声
燃料在发动机的气缸内燃烧而产生的声音。 燃烧噪声是指燃烧时气缸内压力急剧上升冲击活 塞、连杆、曲轴、缸体及气缸盖等引起发动机壳 体表面振动而辐射出来的噪声。 燃烧噪声是发动机的主要噪声源。 一般柴油机燃烧噪声高于汽油机燃烧噪声。 燃烧噪声主要出现在发动机燃烧过程的速燃期， 其次是缓燃期。 在速燃期内，压力增长率大，在气缸内形成的压 力高，因此产生的噪声大。
汽车实用技术教程-11汽车公害控制
油（一般含硫量要小于0.05%，甚而低至0.01%）。
柴油机工作在富氧环境,不适宜采用三元催 化器,较常采用氧化催化器。
2、EGR废气在循环
为了减少排气中的氮氧化合物。 直喷系统的缸内温度相对较高，而且 发动机工作在富氧的环境下，因此排 气中生产大量的氮氧化合物。部分的 排气通过EGR阀与新鲜空气混合进入 发动机，这样缸内混合气的含氧量就 降低，从而降低氮氧化合物排放。
图3：三元催化反应器
右图中虚线为未加三元催化 转化器时，CO、HC和NOx排放浓 度与空燃比的关系。实线为采用 三元催化转化器后CO、HC和NOx 与空燃比的关系。从图中可看出 采用三元催化转化器时当空燃比 在理论空燃比附近很窄范围内HC、 CO和NOx排出浓度均较小。装有 电控汽油喷射发动机采用闭环控 制方式，才能使混合气空燃比严 格控制在14.7附近很窄的范围内， 使三元催化转化器净化效率最高， 因此三元催化反应器必须与氧传 感器配对使用，否则容易使三元 催化反应器中毒，堵塞，过早报 废。
第二节 常见尾气污染控制的方法
为了控制汽车排放污染物，世界 各国针对汽车排放问题相继制定了法 律条例来控制汽车尾气排放。当然， 汽车环保的关键是通过相关技术来控 制好尾气排放，下面列举几种有效的 控制尾气污染的系统和方法。
1、三元催化转化器
三元催化转化器是一个 圆筒形的陶瓷体，中间有许 多细长通道用来增加陶瓷载 体的内部表面积,载体有陶 瓷单体和不锈钢金属两种, 其降低有害排放物的效果主 要取决于催化剂涂层技术， 催化剂常用铂(Pt)、钯(Pd)、 铑(Rh)等贵金属,氧化原理 就是利用催化剂来降低尾气 中的HC,CO和SOF等的化学反 应性能,使之与尾气中的氧 气在较低的温度下进行氧化 反应,转化为二氧化碳和水。
汽车公害
我国实施严格的汽车排放标准
1、排气排放测试循环更加接近汽车实 际运行状况，取消40s怠速后，要求催化 转化器更快速起燃或者安装位置更接近 排气歧管。
我国实施严格的汽车排放标准
2、要求汽车安装车载诊断系统
(OBD)，对汽车排放控制系统是否正 常有效地工作进行实时检查，以保 证在用车持续满足低排放标准。这 是欧III标准的核心内容之一。
我国实施严格的汽车排放标准
3、在用车工况法排放一致性检查。
要求在用户正常使用条件下，在5年 或8万公里内，汽车排放满足标准要 求。这对汽车排放有关部件的可靠 性和耐久性、市售燃油品质和保证 能力、汽车的检查与保养提出了综 合要求，也对整个社会基础设施提 出了更高的要求。
我国实施严格的汽车排放标准
我国实施严格的汽车排放标准
目前欧洲、美国正在实施真正意义上的低 污染排放标准，即欧III排放标准或美国 Ticr标准。他们在前一阶段的基础上，削 减了一半的污染排放量。到2004年左右， 还将对排放限值再减低一半，达到超低污 染排放要求。这就要求进一步提高汽车排 放控制技术和改善燃油品质，要求开发更 新的排放控制装置和排放测试装置。以轻 型汽车为例，主要表现在以下几方面：
4、二氧化碳(CO2)
无色无毒气体，对人体无直接危害， 但大气中的二氧化碳大幅度增加，会导 致大气的温室效应，使全球气温上升， 南北极冰层融化，海平面上升，大陆腹 地沙漠化趋势加剧，使人类和动物赖以 生存的生态环境遭到破坏。
4、二氧化碳(CO2)
汽车每燃烧1公斤汽油排出3.08 公斤的二氧化碳。当二氧化碳含量 升高时，会增强大气对太阳光中红 外线辐射的吸收，阻止地球表面的 热量向外散发，使地球表面的平均 气温上升。这就是所谓的温室效应。
汽车公害
汽车的公害包括三个方面：汽牛排气对大气的污染；噪声对环境的危害；汽车电气设备对无线电通讯及电视广播等的电波干扰。
在三者之中，排气污染对人们的生活环境影响最大(被认为是第一公害)，其次是噪声公害，而电波公害由于不直接影响人体健康，并且是局部性问题，所以没有前两者重要。
除此而外，制动蹄片、离合器片和轮胎的磨损物，以及车轮扬起的粉尘也会引起环境污染，但这种影响只是在交通密度大的车流附近较为突出。
一、汽车排放与大气污染大气污染已成为世界性的问题。
尤其是在一些大中城市，随着汽车保有量的增加，汽车的生产、销售、使用、报废等带来了环境大气危害和城市的空气污染。
汽车行驶过程产生的噪声和驻车防盗器的误鸣不仅能引起人体的生理改变和损伤，还会使人的听力减弱、视觉功能下降、神经衰弱、血压变化和胃肠道出现消化功能障碍，影响人的睡眠、学习、工作和情绪等。
汽车排气污染物造成的环境污染情况将日趋严重，所以对汽车排气污染物的监控与防治，已到了刻不容缓的地步。
二、排气污染物的主要成分与危害汽车排放的主要污染物有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、二氧化碳（CO２）和微粒物（PM）。
1一氧化碳（CO）CO是空气不足或其他原因造成不完全燃烧时，所产生的一种无色、无味的气体。
2碳氢化合物（HC）是指发动机废气中的未燃部分，是产生光化学烟雾的重要成分。
3氮氧化合物（NOx）是发动机有一定负荷时大量产生的一种褐色的有臭味的废气。
4二氧化碳（CO２）是无色无毒气体，对人体无直接危害。
但会形成温室效应，使全球气温上升，破坏人类和动植物赖以生存的生态环境。
5微粒物（PM）由燃烧室排放出的颗粒物有三个来源，一是不可燃物质，二是可燃的但未进行燃烧的物质，三是燃烧生成物。
危害：温室效应汽车污染已成为世界性公害，主要是温室效应。
大气环境是人类赖以生存的可贵资源，因此，减少温室气体排放、防止全球气候变暖是世界各国共同关注的问题。
三、减少汽车排放的措施减少汽车大气环境公害的基本方法有两类：一是从源头着手的降低技术，称为源头法；二是采取一些措施减少已产生的汽车环境公害的技术称为后治理法。
第五章汽车公害及防治
2、碳氢化合物
汽车排放中的HC是各种没有燃烧和没有完全燃烧的碳氢化合 物的总称。发动机内混合气燃烧时，由于低温缸壁的激冷作用和 燃烧室缝隙效应，缸壁低温区附近的那层气体(0.05mm～0.38mm) 和小于1mm内缝隙的空隙混合气，火焰不能传播，从而使这些混合 气中的HC随废气排出，这是HC排放的主要来源。
三、汽车噪声的控制
1、选择合适的燃油 2、保持发动机具有良好的技术状况 保持运动件配合、传动正常 保持合适的点火提前角或供油提前角 保持冷却系风扇状况良好 保持润滑系技术状况良好 3、保持底盘具有良好的技术状况 保持传动系技术状况良好 保持行驶系技术状况良好 保持制动器技术状况良好 4、保持车体具有良好的密封性
三、汽车噪声监测及标准
噪声的度量
➢声压和声压级
声压是指声波作用于大气使大气压强发生变动的变动量，
单位为Mpa，为表示声音强弱的客观度量指标。
为方便描述声音强弱，引入声压级。
LP
20 lg
p p0
Lp为声压级，单位为dB, p为实际声压，单位为Pa。
§3-1 汽车排放公害及防治
一、汽车排放污染物的形成及危害
1、一氧化碳
汽车排放中的CO是燃料不完全燃烧的产物。当发动机混合气过 浓或燃烧质量不佳时，燃料不能充分燃烧而生成CO；此外，若燃烧 后的温度很高，也会使正常燃烧情况下形成的少量CO2分解成CO和O2。
CO是一种无色无味的有毒气体，它进入人体后极易与血液中的 血红蛋白结合。CO与血红蛋白的亲合力是氧的300倍，因此，CO可使 血液携带氧的能力降低而引起缺氧。CO被人体大量吸入后会使人感 觉恶心、头晕及疲劳，严重时会使人窒息死亡。
二、汽车噪声来源
汽车在运行过程中受到发动机、传动系统的影响以 及来自路面的冲击，所有的零部件都会产生振动和噪 声，实际上汽车是一个包括各种不同性质噪声的复杂 噪声源。 1、发动机噪声 燃烧噪声、机械噪声、进、排气噪声、冷却风扇噪声 2、传动系统噪声 变速器噪声、传动轴噪声、驱动桥噪声 3、轮胎噪声 轮胎花纹噪声、道路噪声、轮胎振动噪声、空气噪声 4、车身噪声
第五章汽车公害
红外线气体分析装置原理图
1.不分光红外线气体分析 两个红外线光源发出两束红外线，当红外线通过 旋转的具有两翼的遮光片时，两束红外线被同时 遮断，随后又同时导通，从而形成红外线脉冲。 红外线脉冲经滤清器、气样室进入测量室。 气样室由两个腔构成。 一为对比 室，内充 不吸收红 外线能量 的氮气； 二为试样室，其中连续流过被测汽车所 排放的废气，某种废气成分(如CO或HC) 的含量越高，吸收通过试样室的相应特 征波长的红外线能量越多，这样两束红 外线所具有能量便产生了差异。
双怠速工况排气污染物检测
(1)双怠速工况
根据GB18285《点燃式发动机汽车排气污染物 排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法） 》 轻型汽车高怠速转速为2500±100r/min 重型汽车高怠速转速为1800±100r/min 如有特殊规定，按照制造厂技术文件中规定的 高怠速转速。
1.部分不分光红外线气体分析 废气取样装置由取样探头、滤清器、导管、水分离器 和泵组成。
1.不分光红外线气体分析 通过取样探头、导管和泵从汽车排气管中收集废气，经 滤清器和水分离器除去废气中的炭渣、灰尘和水分后， 送入废气分析装置。
1.不分光红外线气体分析
1-旋转遮光片 2-试样管 3-电测量装置 4-膜片 5-测量室 6-对比室 7-滤清器 8-红外线辐射仪 9-电动机
(1)双怠速工况 双怠速工况是怠速工况和高怠速工况的简称。
双怠速工况排气污染物检测
离合器接合、变速器挂 空挡、加速踏板与手控 节气门处于松开位置时 的发动机运转工况。
在怠速工况条件下，通过 加大节气门开度，使发动 机转速升至50％额定转速 时的发动机运转工况。
双怠速工况排气污染物检测指在怠速和高怠速两个 工况下对汽车的排气污染物所进行的检测试验。
汽车的公害
高1.2米处，应为90～105dB。
第四节 汽车排气污染物及噪声实验
一、排气污染物的测定 1 试验方法 （1）常规测定法 （新车、试用车）10工
况6循环。 （2）简易测定法（在用车） 常测怠速时
HC、CO浓度。 2 取样方法
现行标准与原标准比较
• 从过去仅对排气污染物限制发展到对排气污染 物、燃油蒸发和曲轴箱污染物的全面限制。
总趋 ne势 6% 5~7% 5nema,N x xO 增加
（2）柴油机
CO ne升高 HC
Nox
减少
CO
ne=nem ax HC升高
NO
3.不稳定工况的影响
减速 HC 增加 （汽油机） HC 减少 （柴油机）
怠速 CO增加（汽油机）CO减少 （柴油机）
加速 Nox增加 HC增加 CO增加
4.发动机热工况影响
声波是空气密度变化的波（疏密波），它使振 动压力产生变动。这种压力变动成分的有效值 就叫声压。声压级用相对于基准声压的对数比 表示，即dB。
声(压 d)B 2 级 l0 g P /P 0
P：出现的声压级；P0：基准声压级（2× Pa）
105
• 人们听到声音时的感觉大小，是主观感觉量。
• 等感曲线：通过众多人的试验，运用统计方法求得声 音大小的等级和声压级的关系。
排气中有害产物的比含量
微粒子
• 由发动机排出的全部废气，在接近大气条件 下，除去非化合形态的凝聚水以后收集到的 全部呈固体状和液体状的微颗粒。
• 微粒子的成分： • 可溶性成分（由润滑油产生） • 非可溶成分（碳烟）
有害物排放物
• 一次有害排放物：直接从发动机排出的 有害物：CO、HC、NOx和微粒。
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第五章汽车公害
第一节：概述
1.汽车在道路上行驶而产生的损害人体健康和人类生活的污染现象称为汽车公害。
2.汽车公害包括：排气公害、噪声公害、电波公害。
3.排气公害的组成：主要有CO、HC、NO X、SO2、铅化合物、碳烟和油雾。
来源：（1）汽车发动机排出的燃烧产物
（2）发动机曲轴箱通风污染（主要是HC)；（3）燃料箱和化油器溢出的汽油蒸气。
汽、柴油机排气公害特点：（1）汽油机主要是CO、HC、和NOX；（2）柴油机的CO和HC排放量要比汽油机少得多，而碳烟的成分远高出汽油机，同时NOX的排气量也较多。
4.汽车噪声来源：（1）发动机噪声；（2）轮胎噪声；（3）车身噪声；（4）传动系噪声；（5）车身干扰空气噪声及喇
叭声。
第二节：汽车排气污染物的形成及影响因素
1.汽车排出的污染物资主要是指发动机排气管排出的废气和其他部位漏出的燃料蒸汽以及从曲轴箱窜出的气体，其中
大部分是由排气管排出。
这些有害物质的排出量取决于燃烧前混合气的形成条件、燃烧室的燃烧条件和排气系统的反应条件。
2.CO的形成：一氧化碳是碳氢燃料在燃烧过程中的中间产物，当空气充足时（α>1）理论上不会生成CO，但实际
上由于：（1）混合气：混合不均匀或分配不均，造成局部缺O2，会产生少量CO。
（2）气温低或者滞留时间短暂等，燃烧不能完全进行，也会产生CO。
3.HC的主要来源：（1）气缸激冷面。
混合气燃烧是靠火焰传播进行的，当传到缸壁0.05~0.5 mm 那层气体不能燃烧，
在1.0 mm缝中也不能燃烧。
（2）燃料不完全燃烧。
混合气过浓过稀，残余气体稀释，使火焰传播不完全，甚至断火。
例如在怠速、小负荷、过度工况的时候，此外点火系不好，充气温度低和充量均匀性差，残余气体多。
（3）二冲程扫气。
由于扫气作用，一部分可燃混合气不经气缸就排到排气管。
4.使用因素对排气中有害气体浓度的影响：（1）负荷的影响；（2）发动机转速的影响；（3）不稳定工况的影响；（4）
发动机热工况的影响；（5）汽车技术状态的影响
5.空燃比（负荷）对有害气体形成的影响：（1）供给浓混合气时，NO减少而CO、HC增多；供给略稀混合气时(经
济混合比附近)，CO、HC减少而NO增多；供给稀混合气时，NO、CO减少而HC增多。
（2）发动机负荷分析表明，发动机满负荷时，燃烧不完全,生成的CO量增多；中等负荷时，混合气略稀，燃烧效率最高,CO、HC减少但NOx增多；在怠速和小负荷时，NOx排放量减少而CO和HC显著增多。
（见课本144-146）
6.发动机转速的影响：随着发动机转速的增加，混合气变稀，燃烧室内气体的紊流增强，改善了混合和燃烧，使排
气中的HC、CO含量减少。
在怠速和低速工况，HC和CO排放较多，随着转速增加都有所下降，在最大转速时，CO继续下降而HC和NO增大，这是由于燃烧的时间短，混合气形成的时间也缩短，气缸内燃烧条件恶化，发动机工作强度大的缘故。
7.使用中降低排气污染物的主要措施：（1）保持发动机良好的技术状况：①保持正常气缸压缩压力；②保持供油系技
术状况良好；③保持点火系统技术状况良好；④正确调整气门间隙，保持配气相位正确；⑤控制汽油蒸汽；2.实施I/M制度；3.合理驾驶。
第四节：汽车噪声
1.由行驶的汽车所产生的综合的声辐射称为汽车噪声。
分类：车内噪声、车外噪声。
2.车内噪声主要是由于发动机及传动系统在运行中引起的车身振动和车身的孔缝透声而形成的。
同时路面的凸凹不平
也会引起车轮的振动，再通过悬架传至车身。
当振幅大，振动频率低时，振动通过座椅传到乘员使身体感到不舒适；
当振幅小，振动频率高时，车身各部分表面的振动也会产生车内噪声。
空气与车身的冲击和摩擦，即风鸣声也会传到车内。
汽车高速行驶时，如车身密封不好，将会产生很大的噪声。
汽车的车厢不同于建筑房屋，其空间狭小而密封，会产生音响的“空洞现象”，也就是所谓的“共鸣”。
车内噪声关系到乘座的舒适性，噪声过大会影响驾驶员的注意力，干扰乘座者的语言交流。
3.影响车外噪声强弱使用因素：（1）发动机转速；（2）行驶车速；（3）加速行驶；（4）变速器挡位；（5）载质量；（6）
技术状况
4.发动机噪声包括：（1）燃烧噪声；（2）机械噪声；（3）进、排气噪声；（4）风扇噪声（具体内容见课本161-167）
5.传动系噪声包括：（1）变速器噪声；（2）传动轴噪声；（3）驱动桥噪声；
6.变速器噪声的组成：1）齿轮振动引起的噪声、2）轴承的声响、3）润滑油的搅拌声、4）发动机振动传到变速器
7.轮胎噪声包括：（1）花纹噪声；（2.）道路噪声；（3）弹性振动噪声；（4）风噪声。