如何控制汽油机排放污染危害

汽油机排放污染物会有哪些危害?

一、汽油机排放污染物的成因及危害

汽油机尾气排放污染物成分非常多，主要是：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化碳、烟尘微粒（某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾）、臭气（甲醛等）。据统计，

每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg，碳氢化合物约 200~400kg，氮氧化合物约

50~150kg，汽车尾气可谓大气污染的“元凶”。

这些有害气体的主要释放途径有三种：一是排气管，约 99%的一氧化碳、99%的氮氧化合物

和 60%的碳氢化合物；二是曲轴箱，约有 1%的一氧化碳、1%的氮氧化合物和 20%的碳氢化

合物；三是燃料蒸发，约有20%的碳氢化合物。

1．一氧化碳的成因及危害

一氧化碳是燃料不完全燃烧后产生的一种无色、无味、无刺激性的有害气体。一氧化碳是汽

油机排放浓度最高的有害气体，人吸入一氧化碳后，非常容易和血液中的血红蛋白结合，他

的结和力是氧的300倍，因此肺里的血红蛋白不与氧结合而与一氧化碳结合，人就会出现中

毒现象，如反应能力、视敏度下降等，一氧化碳中毒的中期症状是咳嗽、头晕、恶心、呕吐、胸痛、呼吸困难，严重时会发生虚脱昏迷甚至死亡。

2. 碳氢化合物的成因及危害

碳氢化合物排放物的生成除了曲轴箱通风口漏出和油箱蒸发外，主要是不完全燃烧、壁面淬

熄等原因。实践证明，汽油机在过量空气系数小于1 时，氧气不足，燃料燃烧不完全，未燃

烧的碳氢化合物便随废气排出，使排气中的碳氢化合物含量增加；当过量空气系数大于1 时，混合气在气缸内处于低温区域时，附在燃烧室表面的激冷层也会燃烧不完全，使排气中的碳

氢化合物增加。碳氢化合物是具有刺激性的气体，其浓度量小于一氧化碳，碳氢化合物中大

部分对人体健康的直接影响并不明显。汽车尾气中的碳氢化合物有 200 多种，其中 C2H4在

大气中的浓度达 0.5ppm（十万分之一）时，能使一些植物发育异常。碳氢化合物具有一定的

毒性和易燃易爆的特性，其中的苯类物质又具有致癌作用，对人的呼吸系统、神经系统、造

血系统都有严重的损坏作用。碳氢化合物形成酸雨，污染湖泊、土壤，影响林业渔业、牧业

生产，侵蚀石质和某些金属建筑物等。

3．氮氧化合物的成因及危害

氮氧化合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。

气缸充量中的氮在高温条件下与充量中的一定量的氧发生化学反应，生成氮氧化合物（一氧

化氮和二氧化氮），一般温度高于1300℃时开始生成氮氧化合物，随温度升高，生成量增加。氮氧化合物含量较少，但毒性很大，其毒性是含硫氧化物的3 倍，氮氧化合物进入肺部后，

能形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈刺激，增加肺毛细血管的通透性，最后造成肺气肿，亚硝酸则与血红蛋白结合，形成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。氮氧化合物的最大危害是形

成光化学烟雾，氮氧化合物与碳氢化合物在日光照射下会生成化学烟雾。光化学烟雾能使人

眼红、头痛、手足抽搐，还能使植物枯死，橡胶破裂等。

4．铅化物的成因与危害

铅为一种有毒的金属，它是由燃油中的铅化物添加剂（如四乙铅）经高温燃烧后还原而成的

铅微粒，铅与血液中的血红素结合后，使血红素产生异变，当血液中的铅含量达到一定的程

度时，会积聚于肝、肾、大脑和脊髓中，严重地破坏人体的神经系统和造血功能。

二、汽油机排放污染控制措施

由于汽车的排放物对动植物的生存产生了许多危害性，各个国家和地区都在采取措施以控制

汽车所带来的日益严重的环境污染。汽油机的控制措施主要从以下几个方面进行阐述。

1．点火控制

（1）适当推迟点火提前角

点火提前角对发动机的动力性、经济性、排放特性和噪声有重要影响，推迟点火提前角是最

简单易行，最普遍应用的排放控制技术，随着点火提前角的减小碳氢化合物和氮氧化合物排

放明显降低，但推迟点火提前角会使平均有效压力下降和油耗上升，因而靠推迟点火提前角

降低排放是有限的，应综合考虑排放特性、动力性及经济性来确定最佳点火提前角。

（2）加大点火能量

采用高能点火系统，使点火系初级电流由3~5A 提高到 5~7A 可加强火花强度及加长火花持

续时间，加强了燃烧，可降低碳氢化合物的排放。尤其在稀薄燃烧时，配合高能点火可促进

火焰核心的形成，提高着火性。为了提高发动机点火能量，零件制造商专门为改装车提供一

种高能量高压点火线，即“矽导线”。这种高压点火线比普通高压点火线的内阻要低很多，可

以增加点火能量。

2．燃烧系统的优化设计

（1）紧凑的燃烧室形状

汽油机燃烧室的设计对发动机动力性、经济性、工作稳定性及排放特性有很大影响，用燃烧

室的面容比-燃烧室表面积与其容积之比来表征燃烧室的紧凑性。面容比小，燃烧室结构紧凑，火焰传播距离短，燃烧可在短时间内完成、使爆燃倾向减小，还可以提高发动机压缩比。同时，由于单位体积的表面积较小，相对散热面积小，热损失减小，发动机热效率高，面容

比小，使缸壁激冷区减小，碳氢化合物排放量减少。燃烧室面容比大小取决于气缸直径与然

烧室的形状，在采用小燃烧室情况下，为减少单位体积的表面积，多用半球形燃烧室

。

（2）改善缸内气流运动

增强缸内混合气的涡流和紊流，即加强油气混合，能实现快速和完全燃烧，降低废气排放。

采用螺旋进气道，在进气门上设置导气屏或采用可变的截止阀，可控制缸内的涡流与紊流。

挤气面的变化能增强燃烧室内紊流扰动，提高火焰传播速度，减少淬熄层厚度，降低碳氢化

合物排放。