汽车发动机排放技术研究

发动机排放技术的应用分

析与探讨

汽车与交通学院

车辆121班

201200205021

陈善*

2014/11/25

发动机排放技术的应用分析与探讨

摘要

随着国民经济的腾飞和人民生活水平的大幅度提高，汽车产业得到了迅猛发展。随着汽车保有量的增加，汽车排放污染物导致的大气污染日趋严重，汽车排放控制技术和治理成为汽车技术研究和保证人类社会可持续发展的重要课题。本文针对我国汽车排放污染控制技术的实际状况，依据汽车排放污染物产生机理和控制基本方法，通过实验分析和计算机模拟分析，对汽车排放控制技术的机内处理技术和机外净化技术进行探讨:首先研究汽车排放技术研究的意义所在，再结合现阶段的排放控制现状，深入的进行探讨发动机排放技术的应用分析。

关键词

危害，发动机，排放，技术，分析，探讨

关键词 (2)

引言 (1)

1 发动机排放技术研究的意义 (1)

1.1 汽车发动机排放物的成分 (1)

1.2 汽车发动机排放物的危害 (1)

1.3 汽车发动机排放技术的研究意义 (3)

2 我国汽车排放的现状 (3)

3 汽车发动机排放技术的应用分析 (4)

机内技术 (4)

3.1 燃油电控喷射系统 (4)

3.2 多气门技术 (5)

3.3 涡轮增压技术 (5)

3.4 废气再循环技术 (6)

3.5 低排放燃烧系统 (6)

3.5.1 汽油机 (6)

稀薄燃烧系统 (6)

分层燃烧系统， (7)

3.5.2柴油机 (7)

直喷燃烧系统， (7)

机外技术 (7)

3.6汽油机三效催化转化技术 (7)

3.7汽油机热反应技术 (8)

3.8柴油机的DPF(微粒捕集) (8)

3.9柴油机氧化催化（DOC或者OCC） (9)

汽车作为现代化交通工具，给予了人们的生产与生存带来十分方便的同时，可是它的尾气排放物，给大气环境造成严重污染。随着汽车工业的发展和城市汽车保有量的增加，环境问题日益突出。在我们获益于汽车发展提高生活质量的同时，应尽量避免由此带来的排放污染恶化我们的环境。在汽车工业发展和环境保护之间，需要寻求新的平衡。随着汽车保有量迅速增加，我国城市大气污染日益严重，其中部分城市干道空气中的二氧化碳，一氧化碳和一氧化氮浓度超过了国家规定的环境空气质量标准：在沿海的一些城市，汽车排放污染已成为城市空气污染的主要因素。

1 发动机排放技术研究的意义

1.1 汽车发动机排放物的成分

汽车的排放污染物主要包括：二氧化碳(c02)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)、微粒物(由碳烟、铅氧化物等重金属氧化物等组成)和硫化物等。这些污染物由汽车的排气管、曲轴箱和燃油系统排出。分别称为尾气排放污染物、曲轴箱污染物和燃油蒸发污染物。它们是燃料和空气完全燃烧后的产物，从毒物学的观点看排气中的这些成分是无害的。除上述基本成分外，内燃机排气中还含有不完全燃烧的产物和燃烧反应的中间产物，包括CO、HC、NOX、．s02、固体颗粒等。虽然这些成分的质量总和在内燃机排放气中所占的比例不大(汽油机中只占5％、柴油机中不到1％)，但是它们都是有害的，因此被列为有害排放物。

1.2 汽车发动机排放物的危害

(1)CO

CO是一种无色无味的有毒气体，它不易与其他物质发生反应而成为大气成份中比较稳定的组成部分，能停留2～3年。当人们吸入过多的CO后，会中毒死亡，因为CO可与血液中的血红素结合阻碍血液吸收氧气。它引起的公害称为汽车尾气第一排气公害。

(2)HC

HC包括未燃烧和完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解后一部分氧化产物，如烷

烃、烯烃、环烷烃、芳烃、醛、酮、有机酸等数几种成分。烷烃基本上无味，对于它在空气中可能存在的浓度，没有发现对人体健康有什么直接影响。烯烃略带甜味，有麻醉作用,对黏膜有刺激，经代谢转化会转变成对基因有毒的环氧衍生物。烯烃是与氮氧化物一起形成有害的光化学烟雾的罪魁祸首之一。芳烃有芳香味，有危险的毒性，苯在较高的浓度下可能引起白血病，有损肝脏和中枢神经系统。多环芳烃及其衍生物有致癌作用。来自尾气排放中的醛类主要有甲醛、乙醛和丙烯醛。它们都刺激眼黏膜、喉和支气管，对血液有毒害，可能还有遗传毒性和致癌活性，碳氢化合物不仅危害人与动物，而且还会使生态环境遭到破坏，严重影响农作物的生长，使农业减产。它成为汽车尾气排放的

第二公害。

(3)NOx汽车排放的NOx绝大部分是一氧化氮(N0)，少量是二氧化氮(N02)。NO 是无色气体。与血液中的血红素的结合能力比C0还强。容易使人们中毒而死亡。高浓度的NO能引起中枢神经的障碍，会影响肺的功能。NO在空气中氧化比较缓慢，而在紫外线作用下迅速地氧化成N02。N02是褐色气体，有特殊的刺激性气味，被吸入人体后与水分结合生成硝酸，引起咳嗽，气喘，甚至肺气肿。它也是产生酸雨和引起气候变化产生烟雾的主要原因。

(4)硫化物

发动机燃料中的硫燃烧后产生S02它在空气中会缓慢转化为三氧化硫(S03)，而在氧化催化剂作用下会快速转化为S03。S02是无色气体，是一种中等程度的刺激剂，有很强的亲水性，与水结合生成亚硫酸对人的口鼻黏膜有强烈的刺激性，S02氧化生成的硫酸盐微粒会深入肺内造成长期影响，硫化物又是造成大气中酸雨的元凶。燃料中含硫量可能成为将来排放控制的难点。

(5)微粒(PM，Particulate Matter)

微粒(也称“颗粒’’)，英文简写为PM，通常被定义为经空气稀释后的柴油机排气，在低于51．7℃的温度下流过带有聚四氟乙烯树脂的滤纸时，被滤纸所过滤下来的所有物质，汽车排放的PM，主要成分是碳，其粒度一般小于O．瓤m。可深入人体肺部造成机械性超负荷，损伤肺内各种通道的自净机制，从而使其它化合物容易发挥致癌作用。碳粒上还吸附有多种有机物，具有不同程度的致癌作用。