汽车公害的控制

第八章

汽车公害的控制

汽车公害：汽车对公众生活造成的危害，包括 排气污染、交通噪声、电波干扰、汽车废弃污 染物的污染四个方面。

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第一节 汽车排放公害及其控制一.排放公害的成分和形成(一)汽车排放公害的成分汽车排放污染物含量 表8-1

排放源

排气管 曲轴箱 燃油系统

排放污染物主要成分的含量(占污染物排放 总量的百分数) CO HC NOX 98~99 65 98~99 1~2 25 1~2 0 10 0

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汽车排放有害成分对人体和环境的影响 碳氢化合物 (HC) 氮氧化合物 (NOX)

一氧化碳 (CO)

微 粒

高浓度的HC对 粘膜和组织有 NO2能刺激眼、 与血液中的 破坏；在紫外 鼻粘膜，麻痹 CO浓度， 中毒症状嗅觉，甚至引 血红蛋白结 光照射下和 ppm 影 合，使血液 NOX反应生成 起肺气肿； 10 慢性中毒 响 携带氧的能 光化学烟雾， NOX与HC在紫 30 4~6小时内中毒 力降低引起 对眼、鼻和咽 外光照射下反 缺氧 100 喉粘膜有较强 应生成光化学 严重头痛、恶心 的刺激作用； 烟雾 120 1小时内中毒 严重时可致癌 1000 立即死亡

硅：矽肺 镉铅：中毒 铅锌：中毒 碳粉：癌症

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(二)汽车排放公害的形成

1.一氧化碳(CO)的形成 CO:不完全燃烧的产物，混合气过浓，空气 不充分等； HC:燃料未燃烧，混合气过浓、过稀，点火 能量不足、过迟； NOx:高温、富氧的条件下生成。

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二、使用因素对排气污染物浓度的影响(一)发动机混合气浓度的影响

当混合气处于比理论混 合气(其空燃比A/F=14.7) 浓的范围内时，随着空燃 比的下降，CO和HC的浓 度增加，NOX的浓度下降。 当混合气处于比理论混 合气稀的范围内时，随着 空燃比的增加，HC增加， NOX减少，理论上不会产 生CO,但实际上由于混合 气混合不均匀，以及CO2在 高温下的分解，因此仍有 少量的CO生成。

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NOX、CO和HC的排放量较少，但碳烟的排放量很高

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(二)发动机负荷的影响 1.负荷对汽油机排气污染物的影响 在发动机大负荷和全 负荷时，燃烧不完全， 生成的CO量增多； 中等负荷时，混合气 变稀，燃烧效率高， CO和HC排放量减少， 而NO增多； 怠速和小负荷时， NO排放量减少，而 CO和HC显著增多。

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2.负荷对柴油机排气污染物的影响 在怠速和小负荷时(发 动机输出功率Ne较小), 混合气很稀，HC排放量 相对较高； 随负荷增大，HC排放 量逐渐减少。 CO在怠速和小负荷时， 排放量也较高；中等负荷 时最低；在接近全负荷时， CO排放增加。

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(三)发动机转速的影响 汽油机怠速运转时， 由于混合气过浓，燃烧 不充分，CO和HC排放 量较大，提高怠速转速 可使CO和HC量下降。 当发动机的转

速增加 时，HC和CO含量减少。 而HC排放量在高速时， 由于燃烧时间短，易于 产生未燃烃使HC含量增 加。

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(四)点火提前角/喷油提前角的影响

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(五)汽车运行工况的影响汽车在减速和停车 工况下，汽油机排 气中HC和CO浓度 较大；柴油机混合 气由于空气量充足， HC和CO的含量很 少。汽车加速使发 动机转速较高时， NO浓度明显增大。

强制怠速(即发动机制动)工况：汽油发动机节 气门开度小，CO、HC浓度都很高。

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(六)温度的影响 1.冷却液温度的影响

冷却液温度升高时，排出 的HC减少，这种情况在过 量空气系数 较大时尤为明 显。 NOX排放量随着冷却液温 度的升高而增加。

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2.进气温度的影响 随着进气温度的提高，NOX和CO的含量增加，HC 的浓度减小，在HC浓度最小处NOX达到最大值。

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三、汽车排放污染物的控制 (一)设计措施1.改进发动机结构，改善发动机的燃烧过程 增大气缸直径和减小活塞行程； 改善燃烧室形状和减小喷油提前角。 2.对发动机的燃油和空气进行预先处理 在机油中添加一定量(比例为 3%~5%)石墨、二硫化铝和聚四氟 乙烯等固体添加剂，可节约发动机 燃油5%左右，同时可使发动机气缸 密封性大大改善。

3.选用恰当的润滑 剂-机械摩擦改进剂

4.开发新能源，生产零排放汽车

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5.采用汽车排气净化技术 1)曲轴箱强制通风装臵(PCV) 将窜入曲轴箱内的混合气引入气缸内燃烧掉。

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2)排气再循环(EGR)系统目前用于降低NOx排放的种 有效措施。它是将一部分排 气引入进气管与新混合气混 合后进入气缸燃烧，从而实 现再循环。可使燃烧温度下 降，抑制NOx生成。