汽车的公害

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
CO↑ 由汽车技术状况引起排气污染增大的主要原因有:
⑴供油系故障 化油器怠速产生变化,HC↑ CO↑ 加速泵活塞磨损,混合气变稀, CO ↓ HC↓ NOx↑ 空滤器堵塞,混合气变浓,CO↑ HC↑ (柴油机)喷油提前角↓,混合气温度↓ HC ↑ NOx↓CO 基本不变。
⑵点火系故障 点火提前角↑ , 循环压力与温度↑ ,NOx ↑ 点火提前角↓ , 循环压力与温度↓ ,Nox ↓ 点火迟后,气缸及排气系统温度高, HC ↓ 点火提前角↓↓(过迟),燃烧速度慢,故HC又 有提高。
2、发动机转速的影响
转速↑:加强燃烧室内混合气的紊流,改善混合和燃烧------ CO↓ HC↓ NOx ↑ 高速时, 燃烧时间短,会产生HC; 低速时,若有较大的 气门重叠角时,
未燃烃会直接排出,离解为HC。
3、不稳定工况
减速或转速不高时,汽油机废气中不完全燃烧的物质(HC)较多,而 柴油机由于混合气的空气充足,HC浓度小。
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。
试验证明,50~70dB(A)会引起交感神经的紧张 反应和内分泌系统失调,导致心率加快、血压升高 和消化系统机能变坏。
柴油机主要有害物------NOx、碳烟,主要来自排放及曲轴箱通风。
噪声公害:越来越受到关注 。
电波公害:不直接影响人体健康,其危害相对较小。
一 、排气公害: CO、NOx、HC、微粒(碳烟、油粒)
各类内燃机有害排放物比较
排放物
wk.baidu.com
机型
C O
H C
N Ox
S O
2
微粒


臭 气


汽油机 四冲程 多 中 多 少 少 少 中
第一节 概述
第五章 汽车的公害
三大公害:汽车排气对大气的污染、噪声对环境的危害,以及 电气设备对通讯、电视、广播等的电波干扰。
第一公害---排气污染:对环境影响最大。
一次有害排放物:直接从发动机排出的有害物。
废气中主要有害成分:CO、 HC、 NOx、微粒(碳烟、油粒)
汽油机主要有害物------CO、 HC 、 NOx 。大部分来自发动机燃 烧产生的废气,以及发动机曲轴箱通风污 染(主要是HC),以及燃料箱和化油器逸出 的汽油蒸气、机油蒸发排放等。
2、碳氢化合物的形成
HC是各种没有燃烧和没有完全燃烧的碳氢化合物的总称。
HC的生成原因较复杂,目前还很难通过燃烧反应式进行计算分析。
汽油机的HC远大于柴油机,汽油机HC主要是燃料不完全燃烧及曲轴箱通风、 化油器和油箱蒸发的泄露。 其来源有三部分 : 排气管排出(未完全燃烧产 物)——55~65%;曲轴箱通风口漏出的——20~25%;化油器、油箱蒸发—— 15~20%。
3、氮氧化合物的形成 NOx是指NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等各种氮氧化物的总称。
在发动机排出的废气中,NO占绝大部分(约占99%),而NO2的含量 极少(约占1%)。 NO排入大气后,又被氧化为NO2。在高负荷工况, NO2更少,可以忽略不计。
NO是在高温和有氧条件下生成的,NO的形成机理比较复杂,有
许多不同的见解。
过去认为低温下:
N2 O2 2NO
目前,捷尔杜维奇(Zeldovich)链反应机理被广泛采用:
N2 + O NO +N………………..(1) N+O2 NO+O ………………… (2)
4、微粒的形成
微粒是指发动机排出的废气中除气态和水以外,所有存在于接近大气条件的稀释 排气中的分散物质,是以碳原子作为主要成分并含有占10%~30%氢原子的碳氢化 合物所组成。
由以上两图可知: 1)怠速——节气门全闭,α=0.60~0.88 混合气浓
HC↑ CO↑ NOx ↓ 2)小负荷——0~25%开度,混合气浓。
α = 0.8~0.9 HC↑ CO↑ NOx ↓ 3)混合气略稀,燃烧效率高。 α = 0.9~1.1 HC↓ CO↓ NOx↑ 4)混合气稀。 HC↑NOx↓ CO ↓
第三节 汽车的噪声
汽车是一个综合噪声源,由行驶的汽车所产生的这种综 合的声辐射称为汽车噪声。汽车噪声包括发动机噪声、 传动系噪声、轮胎噪声和车身噪声等,其中车身噪声 主要影响驾驶员及乘员的舒适性。
一、汽车噪声特性 汽车噪声:车外噪声、车内噪声。 车外噪声是交通噪声的重要公害源;车内噪声关系到 乘坐舒适性。 车内噪声源:发动机及传动系在运行中引起的车身 振动和车身的孔缝透声引起的。
在汽车发动机中,汽油机和柴油机
都是通过火焰传播使燃料燃烧的,由于
低温缸壁的冷却作用,火焰传播不到,
从而使HC不能燃烧。如右图,排气门 开启和关闭前后HC的浓度特别高,这 说明在燃烧室内壁周围残留着高浓度
的HC。 此外,在二冲程汽油机中。由于扫气作用,一部分可燃混合气通过气缸直接
进入排气管,分离为HC产物。
噪声特性用声级、频谱和辐射指向性指标(仅对
车外噪声)来描述,它们与汽车结构、运行工况和使 用因素有关。
车外噪声压级:60—90dB 中强度噪声。车型不同, 噪声也不同。
噪声频谱和辐射特性:宽频带,低、中频段噪声级较 高。 噪声强度 从小到大:小轿车、轻型车 和重型车。
汽车噪声是由很多性质和大小不同的声源综合作用构 成的,它们相互关联,较小的噪声源被更大的噪声源 所掩盖,很难分离各个声源,其中几个主要声源所占 整车噪声比例如下图:
⑴燃料分子脱氢发生分解,再凝集成固体碳。 ⑵火焰之初,多个燃料分子聚合成大分子式液滴,再脱氢成粒。 ⑶产生引起部分分解及脱氢中间物,再一边聚合一边脱氢逐渐变成固体碳粒。
二、 使用因素对排气中有害气体浓度的影响
1、负荷的影响
发动机的工况,是以功率和转速变化情况来表示,也即负荷与速度的变化,如 发动机在各种转速下的怠速、小负荷、中负荷和满负荷的工作状况等。发动机 不同负荷所需要的空气与燃料的混合比也不同,因此分析负荷对排气中有害气 体的影响实质上是空燃比的影响。通常空燃比在10-18范围内。
二、发动机噪声
发动机噪声:
通过发动机表面向外辐射的;燃烧噪声、机械噪声
碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)在强太阳光的作用下,会 发生一系列的光化学反应,形成一种毒性很大的白色烟雾(有 时带紫色、黄褐色或浅蓝色),一般称为光化学烟雾,即二次 有害排放物。1943年发生在美国洛杉矶市,东京于1970年也发生 过光化学烟雾事件。
目前世界汽车保有量超过7亿辆,按每台车每年排出有害物 1.1t计,7亿辆汽车排出的有害物质高达7.7×108t,因此汽车排 气公害已成为全世界关心的严重问题。
二、噪音
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。
正常人刚能听到的微弱声音的声压是2×10-5Pa(基准声 压),感觉疼痛的声压为20Pa。考虑到人对声音响度感觉 与声音强度的对数成比例,所以引用了声压比的对数来表 示声音的强弱,即声压级。声压级(单位:dB)
LP

20
lg
P P0
I/M制度是英语Inspection and maintenance program的缩写,即检 测与维护制度,是对在用车辆进行强制性定期检测,并对出现故障 的车辆进行强制性维修的通行制度。是对在用车辆排放(尾气排 放和蒸发排放、颗粒排放)进行控制,防止其排放净化系统被拆 除、损坏、性能失效或恶化,充分发挥在用车本身净化能力,保 证排放达标。 具体手段是加强在用车定期维护,同时采用由管理部门认定的监 测站对本辖区的在用车辆进行监测和监控。发现排放超标车辆, 则强制该车进入具备维修资格的维修企业进行维护和修理。
供油泵温度过高——发动机产生气阻现象——此 时,混合气过稀停火,HC↑
发动机罩下温度提高——充气系数↓——混合气 变浓——HC↑ CO↑
气温低——发动机易产生过冷现象——起动困难, 油耗增加——HC↑
5、汽车技术状况的影响
在用车:中龄、老龄较多,新车较少。
车龄↑----------经济性、动力性和可靠性 ↓ ,汽车的排气污染↑ HC↑
加速时,发动机要求发出较大功率,气缸内燃气的温度↑,氧气又充 足, NOx ↑。由于时间短,且供应的燃料过量,部分燃料不完全 燃烧,导致CO、HC增加。
匀速时,混合气浓度不变, CO, HC不变,但不要求发出较大功率,
温度↓,NOx ↓
4、发动机热工况
冷却水温度提高——缸壁温度↑——氧化反应条
件得到改善HC ↓ NOx↑
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 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: ⑴混合气分布不均匀(局部有过浓混合 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。
柴油机由于过量空气系数大,循环温度低,CO排放量比汽油机低很 多。
影响车外噪声的使用因素:
1、发动机转速n。 n ↑,噪声↑(机械噪声和空气
动力性噪声↑ ) 2、行驶车速v。 v 增加一倍↑,噪声提高9—12dB↑ 3、加速行驶,噪声↑,作为衡量汽车噪声的重要指标
之一
4、变速器档位。低档位时, n ↑,噪声↑
5、载质量↑,噪声↑,但影响小 6、技术状况:汽车各总成、机构的技术状况随着行 驶里程的增加而下 降,在不同程度上出现振动和异响, 噪声↑
三、使用中降低汽车排气污染的主要措施
在用车的排放直接受新车排放水平的影响,为保证在用车排放 达标首先要新车达标。各国对新车采取了一系列措施:汽车制造 厂家要定期进行汽车装配线常规检查;环保部门还要在装配线上 进行强制性抽查;新车出厂后还有监督检查制度,如“缺陷汽车 或技术不符车辆的召回制度。
在用车的排放治理措施包括:改善燃料质量;排放控制装置; I/M制度;合乘轿车(日本);停放收税;停车限制;交通高峰 时间通行税和单/双日行车等。
汽油机 二冲程 多 多 少 少 少 多 多
汽油机 转子式 多 多 少 少 少 中 中
柴油机
少少 中 多 多 少 多
氢气发动机
无无 多 无 无 无 无
甲醇发动机
少少 少 无 无 少 少
发动机排气中有些成分如CO2虽然不会对环境造成直接污染, 但由于CO2的大量积聚会对地球环境造成不良影响,即所谓“地 球温室效应”。 1997年12月联合国气候变化框架公约方在日本 京都通过了《京都议定书》,要求发达国家首先承担减少CO2排 放任务。
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 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。
柴油机满负荷时,生成的HC↓ CO↓ NOx↑,这是因为虽然供给的
空气是充足的(α〉1),但是混合不均匀,燃烧室的局部地方混合
气过浓,从而由于氧气不足分裂而形成碳烟。化油气式发动机中, 混合气的成分是均匀,产生的碳烟少。
柴油机排出的微粒要比汽油机多得多,其中碳烟微粒排放要比汽油机高30~ 80倍。理论研究表明,汽油等轻质燃料的气化是一个物理过程,而柴油等重质燃 料的气化包含化学裂解过程,这就是柴油机微粒排放多的重要原因。
※ 碳烟对人体直接影响不大,但附着有SO2及致癌的多环芳香烃,苯并芘可致 癌。
碳烟形成的三种说法:
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 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。
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。
CO、HC是燃料不完全的产物,NOx是高温、富氧条件下燃料 的 产物。 一、发动机污染物的形成 1、CO的形成
三、电波公害 在汽车电气设备中,由电感和电容组成的闭合回路会
组成振荡回路,形成电磁振荡。当火花放电时,会产生 高频振荡电磁波放射到空中,切割无线电、电视、广播 等通讯设备的天线,引起电磁干扰。
在汽车电气设备中,点火系的干扰最为严重,此外还 有发电机、调节器、刮水器以及灯开关等。
控制电波公害主要是限制汽车点火系的电波强度。
相关文档
最新文档