大气污染控制工程：第11章 城市机动车污染控制

0.64
0.2
0.15
0.50
0.56
0.05
RM≤13 05
2.3
0.64
0.2
0.15
0.50
0.56
0.05
1305＜
RM≤17 4.17
0.80
0.25
0.18
0.65
0.72
0.07
60
1760＜ RM
5.22
0.95
0.29
0.21
0.78
0.86
0.10
第一节 城市交通趋势及影响
➢我国的机动车污染防治工作始于20世纪80年代。 ➢1999年，国家环保总局制定了车用汽油有害物质控制标准和 相当于欧洲1号和欧洲2号排放法规的国家第一、二阶段轻型 汽车和重型车用压燃式发动机排气污染物排放标准
➢中国于2007年7月1日起实施Ⅲ号标准。其尾气污染物排放限 值比第Ⅱ阶段标准降低了30%
第二节 汽油发动机污染物的形成和控制
一、汽油机的工作原理和污染来源
1、工作原理
Carbon Dioxide
Water Vapor
Fuel +
Oxygen
Energy动力
Ignition点火
ηet 汽油车: 0.25~0.3 柴油车: 0.3~0.45
欧洲排放标准将汽车分为: 第一类车：总质量不超过3500公斤（轻型车） 第二类车：总质量超过3500公斤（重型车）两类
欧Ⅰ型式认证排放限值
车辆类别
基准质量（RM ）kg
第一类车
全部
1级 RM≤1250
第二类车 2级 1250＜RM≤1700
3级 RM＞1700
限值g/km
CO
HC＋NOx
2.72 0.97（1.36）
数量/104辆
1400 1200 1000
800 600 400 200
0 1978
1985
1987
1989
1991 年份
1993
1995
1997
第一节 城市交通趋势及影响
➢近10年来，全国机动车保有量迅速增加，平均增长速度 约14%
➢ 重点大城市保有量增长更快，北京市92年以来平均增长 速度超过20%
第十一章
城市机动车污染控制
主要内容
1. 城市交通趋势及影响 2. 汽油发动机污染物的形成和控制 3. 柴油发动机污染物的形成和控制
第一节 城市交通趋势及影响 一、机动车保有量增长情况 1、世界机动车增长趋势
5000万(0.5亿)
6.5亿
第一节 城市交通趋势及影响 2、中国机动车保有量增长情况：
第一 类车
_
全部
2.2 1.0
1 级
RM≤1250
2.2
1.0
第二 类车
2 1250＜ 级 RM≤1700
4.0
1.25
3 级
1700＜RM
5.0
1.5
HC＋NOx
汽油 机
非直 喷柴 油机
0.5 0.7
0.5 0.7
0.6 1.0
0.7 1.2
直喷 柴油 机 0.9
0.9
1.3
1.6
PM 非直 喷柴 油机 0.08
第一节 城市交通趋势及影响 2、汽车排放法规历程
美国光化学烟雾实件 石油型空气污染
加利福尼亚州成为世界上第一个实施控制汽车排放法规的地区 （1）汽车排放法规的发展分三个时期：
第一时期（美国20世纪70年代）排放法规的起步和完善 ➢ 污染物降低的比例为40－60％。 ➢ 主要进行发动机的改造，包括燃烧系统改进和化油器改进
➢1992年起开始实施欧Ⅰ（欧Ⅰ型式认证排放限值） ➢1996年起开始实施欧Ⅱ（欧Ⅱ型式认证和生产一致性排放限值） ➢2000年起开始实施欧Ⅲ（欧Ⅲ型式认证和生产一致性排放限值） ➢2005年起开始实施欧Ⅳ（欧Ⅳ型式认证和生产一致性排放限值）
第一节 城市交通趋势及影响
欧洲法规（指令）标准的计量是以汽车发动机单位行驶距离的 排污量（g/km）计算。
2.72 0.97（1.36）
5.17 1.40（1.96）
6.90 1.70（2.38）
PM 0.14（0.20） 0.14（0.20） 0.19（0.27） 0.25（0.35）
第一节 城市交通趋势及影响
欧Ⅱ型式认证和生产一致性排放限值
限值g/km
车辆类别
基准质量 （RM）kg
CO
汽油 机
柴油 机
0.08
0.12
0.17
直喷 柴油 机 0.10
0.10
0.14
0.20
第一节 城市交通趋势及影响
欧Ⅲ型式认证和生产一致性排放限值
车辆类别
第一类 车
1级
第二类 车
2级
3级
基准质 量（RM ）kg
限值g/km CO 汽油机 柴油机
HC 汽油机
NOx 汽油机
柴油机
HC＋ NOx
柴油机
PM 柴油机
全部 2.3
第二节 汽油发动机污染物的形成和控制
工作循环包括四冲程： 进气冲程、压缩冲程、 气体燃烧 做功冲程、排气冲程
2、污染物来源 汽油机排气中有害物质由燃烧产生，主要有：
CO、HC、NOx以及少量的铅、硫等 其中： 硫化物控制：通过降低燃料的含硫量
铅化物控制：采样无铅汽油 目前排放法规限制的是CO、HC、NOx和柴油机颗粒物
第一节 城市交通趋势及影响
第二时期（美国20世纪80年代到90年代初）
汽ห้องสมุดไป่ตู้排放控制技术发展最快阶段。 ➢ CO、HC、NOx排放限值是实施前的十分之一左右 ➢ 实现了汽油无铅化 ➢ 主要技术：三效催化剂、电子燃油喷射技术
第三时期（美国20世纪90年代到21世纪初） 低排放时期
➢ CO、HC、NOx排放限值先降低30－60％再降低50 ％，几乎达到零排放
➢研究表明收入增长1%，机动车保有量增长1.02％～1.94 ％
➢ 我国经济发展水平决定城市机动车保有量将会在一定时 期内保持迅速增加
3、中美机动车排放因子比较
污染物 轿车 轻型汽油车 重型汽油车
HC
7.24
北京
CO
72.37
NOX
1.84
HC
1.86
美国
CO
14.03
NOX
1.02
9.64 45.19 2.84 2.24 17.7 1.14
➢ 车辆技术改进，燃料同步改善
第一节 城市交通趋势及影响
（2）汽车排放标准 欧洲和美国都制定了相关的汽车排放标准。 其中欧洲标准是我国借鉴的汽车排放标准
欧洲标准：
由欧洲经济委员会（ECE）的排放法规和欧盟（EU）的排放 指令共同加以实现的，排放法规由ECE参与国自愿认可，排 放指令是ECE或EU参与国强制实施。
13.17 195.55
4.5 6.74 72.97 3.29
第一节 城市交通趋势及影响 二、城市机动车对城市空气污染的影响 1、能源消耗与污染排放
➢ 全世界所产生的全部能源中20％以上用于交通运输； ➢ 发达国家的城市中，汽车排放成为空气污染的最主要来
源。
➢ 燃料燃烧产生CO、HC、NOx ➢ 机动车排放是造成铅污染的主要原因