汽油品质对汽车排放及OBD系统影响研究
  摘要:由于世界环境污染和能源危机问题的日益突出,汽车作为空气污染的重要来源,其排放问题受到了越来越广泛的重视,为此世界各国制定了严格的汽车排放法规。随着汽车排放标准的不断趋于严格,降低汽车排放的问题也就变得越来越紧迫。我们发现汽车排放的污染物与使用的车用汽油的组分方面有着密切的关系。本论文的主要工作就是研究不同的汽油品质对汽车尾气排放及OBD系统的影响,主要采用相同车辆不同油品以及相同油品不同车辆,对汽车排放进行了比对试验研究,并对车辆的OBD 系统进行了试验研究。
        1汽油品质对汽车排放的影响
        1.1硫含量
        在城市行驶工况下,汽油中的硫只对CO的排放量有显著的影响。随着汽油中硫含量的降低,不同的研究试验结果都表明汽车排放的污染物会有所下降,特别是当汽油中硫含量从大约100毫克每升降到低硫含量时汽车排放的污染物会有明显的下降。因为我国车用汽油中硫的含量一直很高,所以硫对汽车排放问题的影响也是最大。
        汽油中的硫会对汽车排气系统中的后氧传感器造成不良的影响,还会降低汽车中三元催化转化器(TWC)的工作效率,特别是对温度过高的催化器影响很大。催化器对HC的转化率越高,
催化器金属越廉价,对硫的敏感程度相应的也越高,工作效率会有明显的下降。硫还会使催化器启燃时间延迟、启燃温度提高和转换效率降低,增加汽车排放的污染物。由此可见降低汽油中的硫含量可以大幅度的改善我国汽车排放不达标的问题。
        1.2烯烃含量
        烯烃是不饱和的碳氧化合物,很多情况下也是汽油的有益组成部分。试验表明,把汽油中烯烃的含量从20%降到5%后会明显的降低汽车尾气中生成臭氧的含量,烯烃容易在燃烧室中形成沉积物,而这些沉积物又很难被排出,也就降低了发动机的燃烧效率,不利于发动机动力和性能的提升。
汽车尾气污染        烯烃具有非常高的大气反应活性,而且饱和时的蒸气压也很高,这些特点会使汽车排放污染物中臭氧的含量增加,同时因为烯烃容易在燃烧室燃烧后生成沉积物,当沉积物过多时可导致催化器的失效,进而使汽车排放的污染物增加。降低汽油中烯烃的含量可以减少臭氧的排放和燃烧室内沉积物的生成,对提高发动机的热效率和降低有害气体的排放都至关重要。
        1.3芳烃含量
        芳烃是至少含有一个苯环的碳氢化合物,芳烃是汽油中高辛烷值的组成部分,是高能密
度的燃油分子。降低汽油中芳烃含量可以降低汽车尾气中HC和CO的排放量,但是会增加NOX的排放量。汽油中的芳烃在发动机燃烧室内燃烧时会使形成致癌的苯,并随着汽车尾气排到大气中,减少汽油中芳烃含量能显著的降低汽车尾气中有毒物苯的排放量。
        在城市循环行驶工况下NOX的排放随芳烃含量成线性增加,汽油中的芳烃也能使发动机燃烧室内的沉积物增加,因为芳烃和其它高分子化合物与发动机内沉积物的形成,特别是发动机燃烧室内沉积物的形成有关,沉积物也会造成排放污染物的增加,包括HC和NOX,也会使CO2的排放增加。降低汽油中的芳烃含量可以降低汽车尾气中HC和CO的排放量,但是NOX的排放量反而增加了,因此控制好汽油中芳烃的含量会使汽车排放的污染物达到最佳状态。
        2 汽油品质对OBD系统的影响
        OBD是英语On-Board Diagnostics的缩写,即“车载自诊断系统”,就是监控与汽车尾气排放有关的系统,当这些系统出现故障而导致汽车尾气排放超标时,OBD系统将自动点亮故障指示灯,与此同时动力总成控制模块将故障码存入存储器,通过一定的程序将故障码从中动力总成控制模块读出。
        OBD系统可以使汽车在正常行驶时尾气的排放不超过OBD法规的规定,降低由于故障
导致的在用车过程中出现尾气排放超标的可能性。OBD系统的实施可以使汽车尾气排放控制装置的生产趋于一致性,减少零部件与系统的散差,提高系统的可靠性,确保汽车在使用寿命内的排放符合排放法规的规定。
        2.1硫对OBD系统的影响
        硫会影响OBD对催化器监测的可靠性和精确度。汽油中的硫在燃烧室经过燃烧后,主要以SO2的形式存在,SO2 会吸附在贵金属的表面,直接降低催化器的反应活性。研究表明,硫可以与催化器涂层中的CeO2反应。反应生成的亚硫酸铈和硫酸铈会极大的降低CeO2 存储与释放O2的能力,失去储氧能力的催化器的性能将会进一步劣化,导致OBD系统无法的正常工作增加了污染物的排放。
        随着汽车尾气排放标准的不断加严,汽油中的硫对汽车排放及OBD系统的影响将会越来越明显,降低汽油中的硫会增加OBD系统的可靠性,及系统的工作寿命。但是我国生产的车用汽油中硫的含量一直居高不下,如何降低汽油中的硫含量是我国当前一个亟需解决的大问题。
        2.2烯烃对OBD系统的影响
        烯烃和胶质在发动机燃烧室和进气系统内容易产生积炭和结焦,生成的气门沉积物会堵
塞喷油嘴,OBD系统会监测到因喷油嘴堵塞而导致的轻度失火并点亮故障指示灯。少量的低品质汽油也可能因为堵塞喷油嘴而点亮故障指示灯,降低了OBD系统的工作准确度。
        汽油内含有的抗爆剂在燃烧室内燃烧后生成的无机盐只有少量随尾气排出,大部分残留在发动机内部。沉积在转化催化器上的无机盐会引起催化器性能下降,效率降低,催化剂表面上的沉积物还会储存氧,干扰排气系统中后氧传感器的工作过程。这些都会导致OBD系统过早的点亮故障指示灯。
        3改善油品的措施
        3.1优化生产过程
        改善油品的措施首先是优化油品的生产过程。统计资料显示现阶段我国生产的汽油产品中75%都是采用催化裂化生产的,但是在汽油生产过程中所使用的催化裂化设备的生产原料中会含有一定量的减压渣油,这会造成催化裂化汽油中的硫含量与烯烃含量比较多。因此对其生产过程的合理优化成为了提高汽油品质的关键所在。
        汽油生产企业在生产汽油的过程中应当清楚的意识到生产设备对汽油品质的影响,及时进行优化出其中的关系,进而生产出高品质的汽油产品。优化汽油的生产过程是提高汽油品质的第一步也是关键的一步,因此对这一问题来采取合理的措施并且优化催化裂化的设备
的就显得极为必要了。
        3.2增加后续设备
        油品质量改善的关键是增加后续的处理设备。现阶段我国汽油调和的成分和比例主要由我国的炼油方式所决定,因此当提高催化重整、加氢处理等后续设备的普及率从而能够在此基础上显著的提升国内汽油的品质。
        汽油生产企业在增加后续处理设备的过程中还应当从生产经验的国家中进口先进的生产设备,然后研究设备中的处理技术,转化为自己的技术,做到高效率的逆研发,这将对对我国原油生产后续设备水平的提升起到助力器的作用。
        3.3油品调和技术
        精确油品的调和也是改善汽油品质的关键一招。在精确油品调和的过程中可以通过投资获得高品质的汽油组分并且将其与原来催化裂化汽油等组分进行混掺调和之后来得到能够满足国标要求的油品。这种方法较为快捷并且也具备更加良好的经济性,并且还能够将生产中的副产品进行最大化的利用。该方法也是目前改善油品措施的主流方法,应当给与重视。
        与此同时,汽油生产企业在精确油品调和的过程中还应当有效的提升汽油辛烷值且做到不能影响其他指标,在这一过程中可以发现,通过合理的应用调和技术,可以作为汽油生产
手段的补充,并且为生产出更多的合格油品起到重要的促进作用。
        参考文献
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