车用汽油机排放测与处理doc

车用汽油机排放检测与处理

绪论

汽车是人类最重要的交通工具之一,其增长率

超过人口增长率,而且还在不断增加。在整整一个

世纪中,全球汽车保有量已达到近8 亿辆。因此,环

境保护已成为世界性的重要问题。削减汽车排放污

染物的最根本途径是依靠汽车排放控制技术,而推

动先进排放控制技术发展的动力主要是实施严格的

汽车排放标准。汽车排放污染物控制技术可分为三

类:以改进发动机燃烧过程为核心的机内净化技术;

在排气系统中采用化学或物理方法对已生成的有害

排放物进行净化的排放后处理技术;对来自曲轴箱

和供油系统的有害排放物进行净化的非排气污染控制技术。后两类统称为机外净化技术。汽车排放控制技术的研究与运用目的是减少机动车的有害排放量，特别是内燃机的排放。机动车排放的污染物已被证实有多种对公众和环境有负面影响的因素。

1950—1960年，世界各地的学者在美国进行空气污染源的研究，研究结果显示很大一部分污染源来自汽车和各国政府不加重视的污染源。1970年，美国联邦环境保护局成立，这两个机构以及其他机构创建并执行美国汽车排放法规。随后在加拿大，西欧，澳大利亚以

及日本都出台了类似的排放法规。

最早应用于汽车污染物控制的系统是曲轴箱通风系统，增加了曲轴箱碳氢化合物比重，产生了光化学烟雾，所以燃料燃烧的远远大于未燃烧的。这项技术得到了应用，随着发动机设计技术与汽车各项技术的提高已经能减少很对有害气体的排放，但是这些还不能满足排放控制的目标，技术解毒也是排放控制的一个重要组成部分。

一、汽油机排放的种类和危害

排放物种主要包括：1.1碳氢化合物—燃料完全燃烧或部分燃烧的产物，它是一种有害物。碳氢化合物是烟雾的主要成分，是城市的一个重要污染因素。如果它在空气中长期存在可导致哮喘，肝脏疾病，肺部疾病以及癌症发生。碳氢化合物在空气中的含量与汽车发动机的类型和当地出台的相关条例有关，在某些情况下以非甲烷碳氢化合物为标准进行污染控制，而在另一些情况下以总烃为标准。一个适用于非甲烷烃控制的技术可能不适用于总烃的控制。甲烷没有毒性，但它在催化器中很难分解，而且它是一种温室气体我们还需考虑如何减少排放量，因此以非甲烷烃控制更容易实现一些。1.1.1一氧化碳（CO）—燃料不完全燃烧的产物，它对血液的携氧能力有影响，人体过多吸入可能致命，它是生活中的一个重要杀手。1.1.2、氮氧化物（NO x）—空气中的氮气和氧气在发动机的高温高压下发生反应所产生。氮氧化物是造成烟雾与酸雨的主要原因，它是NO，N2O，NO2的混合物,其中NO2可导致呼吸道感染疾病，

氮氧化物在发动机连续运转发热时产生最多。1.1.3、颗粒物—烟雾中用肉眼看不到的微小物体，颗粒物对人体有负面影响，是导致呼吸道感染，癌症等疾病的一个因素。1.1.4、硫化物（SO x）—汽车尾气中的另一种有害气体，减少燃料中的硫含量可减少尾气中有害硫化物排放量，但炼油厂一般不会这样做，因为要使燃料中硫含量减少就需要增大他们的成本，而他们并不管如果不减少硫含量就会大大增加整个社会的“成本”。6、挥发性有机化合物（VOCS）—它们的沸点通常小于等于250°C，例如氟氯烃和甲醛，挥发性有机化合物是碳氢化合物的一小部分，因为它对人体的危害性所以

单独提出。、

1950—1960年，世界各地的学者在美国进行空气污染源的研究，研究结果显示很大一部分污染源来自汽车和各国政府不加重视的污染源。当时对污染控制要求最低的国家是美国，它们没有任何作用的地方法规逐渐取代了政府和联邦的法规。直到1967年加利福尼亚州组成了加利福尼亚空气资源委员会，1970年，美国联邦环境保护局成立，这俩个机构以及其他机构创建并执行美国汽车排放法规。随后在加拿大，西欧，澳大利亚以及日本都出台了类似的排放法规。

最早应用于汽车污染物控制的系统是曲轴箱通风系统，增加了曲轴箱碳氢化合物比重，产生了光化学烟雾，所以燃料燃烧的远远大于未燃烧的。这项技术得到了应用，1961年出台相关规定表示以后在加利福尼亚生产的所有汽车必须使用此项技术，次年纽约也引进了曲轴箱通风技术，到1964年几乎所有在美国生产销售的汽车都具有曲

轴箱通风设备，很快在全世界的汽车行业里盛行。

第一个废气排放标准是1966年加利福尼亚出台的关于排气管排放的法规，之后在1968年政府把它作为全国的条款在美国推行，这个由美国环保局发行的标准正在一年一年的收紧。

直到1974年，由于标准的逐渐收紧严重的影响了汽车的发动机效率，所以燃料的使用率飞速增加。新的标准在1975年颁布，包括了燃料增加的规定，这就迫使对催化转换器的深入研究，但这是不能与现有的含铅汽油所兼容的，因为铅渣会腐蚀铂金制造的催化剂。1972年通用公司向美国政府提出：1975年以后禁止含铅汽油的使用。生产和经销无铅汽油是一个很大的挑战，在1975年这个挑战被顺利拿下。到现在所有汽车几乎都配备了催化转换器并且在美国市场上几乎没有含铅汽油。现在，发动机效率的不断改善，提高发动机设计，精确的点火时刻和电子点火系统的应用以及计算机对汽车的管理以对排放物污染的控制有了很大的帮助。

发动机设计技术与汽车各项技术的提高已经能减少很对有害气体的排放，但是这些还不能满足排放控制的目标，技术解毒也是排放控制的一个重要组成部分。其包含：

空气喷设（主要是二次空气喷射）：最早研制出的废气排放系统是二次喷射，最初，这个系统是用来将氧气注射到发动机排气口与为充分燃烧的气体进行二次燃烧已达到充分燃烧的目的。现在空气喷射用来催化氧化反应并且当发动机冷启动时可减少排放。冷启动后，发动机需要充足空气混合物来燃烧达到它的操作温度，而在没有达到这

个温度之前催化转换器是不起作用的，空气注入发动机之后可加快操作温度的到达时间也就加快了催化转换器的工作时间，可以把更多的未燃烧物进行充分的燃烧。空气注射技术是一个辅助技术，它主要用于支持发动机的另一些主要技术。

废气再循环：在美国和加拿大，1973年之后生产的车辆都增加了一个可以在特定的操作条件下计量气体进入与排除发动机的一个系统，它既不是用来燃烧的也不是用来支持燃烧的，它是用来改变空燃比以降低燃烧的最高温度。这对减少氮氧化物的形成量起来促进作

用。

催化转化器：催化转化器安装在排气管，它利用铂，钯，铑等做催化剂可以把碳氢化合物，一氧化碳，氮氧化物转换成无毒的和毒性很小的气体然后再排放出来，目前有俩种转化器一种是双向的一种是三通的，1980年以前大部分汽车使用双向的，1980年出现了三通转化器也就取代了以前使用的双向转化器。