目录
1 汽车排放性能的概述 (2)
1.1 汽车排放物的来源 (2)
1.2 汽车排放物形成的原因 (3)
1.3 汽车排放物的危害 (3)
2 汽车排放性能的影响因素 (4)
2.1 空燃比 (4)
2.2 喷油速率及喷油提前角的影响 (5)
2.4 发动机运转状态 (6)
2.5 驾驶操作者对汽车排放性能的影响 (7)
2.6 道路对汽车排放性能的影响 (8)
2.7 燃油组成对排放性能的影响 (9)
2.8 汽车维护对排放性能的影响 (10)
3 控制汽车排放性能采取的措施 (11)汽车尾气处理装置图
3.1 电子控制燃油喷射系统 (11)
3.2 点火控制 (14)
3.3 三元催化器 (15)
3.4 怠速控制 (16)
3.5 废气再循环控制(EGR) (17)
4 目前在汽车排放方面不足 (19)
5 改进汽车排放性能采取的措施 (19)
5.1 改进燃料品质 (19)
5.2 推行代用燃料 (20)
5.3 减少排放的其它措施 (20)
5.4 加强对在用车的检查和维护,推行I/M制度 (21)
6 未来汽车排放性能的发展 (22)
6.1 采用代用燃料 (22)
6.2 清洁汽车的开发 (22)
汽车排放有害物影响因素分析
摘要:我国汽车保有量急剧增加,汽车排放对空气的污染已成为严重的社会公害。在汽车密集的城市,汽车排放污染对人们的生活环境造成了极大的影响,严重地威胁到人们的身心健康,同时也危害着一些动、植物的生存和生长,破坏了自然界的生态平衡。因此,解决汽车排放污染已成为亟待认真研究的重要课题。我们写这篇论文的目的是:分析汽车排放的影响因素,对当代汽车排放方面的不足的分析,探
讨如何提高汽车排放在结构上、性能上的措施和方法,为未来汽车在排放性能上提供发展方向。本论文通过采用文献研究法和通过上网查阅资料和数据的方法,阐述了当代汽车需改进的方向,论证了汽车排放存在的缺点,得出解决汽车排放的问题已成为当今汽车发展的重要课题。
关键词:汽车;排放性能;排放污染
1 汽车排放性能的概述
1.1 汽车排放物的来源
汽车的有害气体主要通过汽车尾气排放、曲轴箱窜气和汽油蒸发等三个途径进入大气中,造成对大气的污染。
1.1.1 汽车尾气排放
尾气排放是汽车最主要的大气污染源,排放物包含许多的成分,并且随着发动机的类型及运行条件的改变而变化。若燃料和空气完全燃烧时,其排气主要成分是二氧化碳(CO2)、水蒸气,过剩的氧气及残余的氦气,它们均是无毒的。当燃料和空气不完全燃烧时,其排气的主要成分是一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、颗粒物等。这些污染物基本上都是有毒的,而且它们随着汽车运行工况的不同变化较大。其排放总量,在柴油机排气中占不到总量的1%,而汽油机中所占比例最高可达5%以上。
1.1.2 曲轴箱窜气
在发动机工作的压缩行程和作功行程,燃烧室的气体由活塞与气缸之间的间隙窜入曲轴箱内,由于曲轴箱内必须有新鲜空气不断循环,早期的曲轴箱与空气
滤清器连通,外界新鲜空气从加机油管口盖的空气滤清器进入,和窜气混合后,由进气歧管真空度吸入空气滤清器,过滤后进入气缸烧掉。但是,在发动机高负荷运转时,窜气量增加,进气歧管的真空度减少,不能全部吸走窜气,就导致窜气从加油管口盖处逸出,造成污染。其主要污染物是HC,也有部分的CO、NOX等。自从有了密闭式带PCV阀的曲轴箱强制通风装置后,这部分污染得到了有效的控制。
1.1.3 汽油蒸气
油箱、化油器浮子室等盛油容器,由于温度的升降产生呼吸作用,使油蒸汽HC向大气中排放;油管接头处得渗漏也向大气中排放HC。目前采用活性炭罐吸附使油箱和化油器浮子室呼吸作用产生的HC排放得到了一定控制,但未从根本上解决这一污染源的污染问题。
1.2 汽车排放物形成的原因
汽车排放物产生的原因是不同的,其中CO是因燃烧时供氧不足生成的,在汽油机中主要是因混合气较浓,HC是由于燃烧不完全,低温缸壁使火焰受冷熄灭、电火花微弱、混合气形成条件不良而生的;NOX
是燃烧过程中,在高温、高压条件下,原子氧和氮化合的结果;炭烟是燃油在高温缺氧条件下裂解生成的,汽油机正常工作时很少出现炭烟。
1.3 汽车排放物的危害
一氧化碳是汽油发动机工作时排放的一种有毒气体,无无味(也称煤气),比空气轻,不易被人察觉。空气中的一氧化碳达5%时,人经呼吸器官吸入后,血中结合氧的血红蛋白将失去带氧能力,人就会产生中毒,这时反应能力、视敏度下降。一氧化碳中毒的早期症状是流泪、咳嗽、头晕、恶心、呕吐、胸痛,呼吸困难,严重时发生虚脱昏迷,甚至死亡。
氮的氧化合物中最重要的是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),一氧化氮吸入后进入血液中也与血红素结合,直接危害人体生命。二氧化氮(NO2)一种褐有
毒气体,并且有特殊臭味,它损害人体肺部和眼睛。HC和NOx化合物在太阳光的紫外线作用下,能生成一种有害的烟雾状,即光化学烟雾,滞留在大气中,使人的呼吸感到困难,头晕目眩,眼红咽痛,甚至引起中枢神经瘫痪痉挛;同时对农作物生长有影响,还会使轮胎等橡胶制品老化变质。此外汽油发动机中所燃用的汽油,一般都含有四乙铅,随排出的铅化合物微粒,其毒性也非常大。燃油中还有少数的硫,燃烧后使废气中产生二氧化硫(SO2),它溶于水后生成酸性物质,有损人体健康。
2 汽车排放性能的影响因素
汽油机的设计和运行参数、燃料设备、分配及成分等因素都与排放污染物的排出量有很大关系。为了降低汽油机排气中污染物的有害排出物,必须了解这些因素对有害排放物生成的影响。
2.1 空燃比
从上图可以看出,当低于理论空燃比14.7时,排出的CO浓度便急剧上升,反之,空燃比从16附近起,则趋于稳定,并且数值很低,这说明混合气越浓时,由于燃烧所需要的氧气不足,所以引起不完全燃烧,而引起CO的急剧增长。同时还说明,要减小CO的排放,就必须采用稀混合气。试验证明,发动机CO的排放量基本决定于空燃比,其他的影响因素都小。
空燃比比大于理论值的混合气叫做稀混合气,气多油少,燃烧完全,油耗低,污染小,但功率较小。空燃比小于理论的混合气叫做浓混合气就,气少油多,功率较大,在16时油耗最低,在18左右污染源浓度最低。因此,为了降低油耗减少污染,应当尽量使用空燃比大的稀混合气,只在需要时才提供浓混合气。
随着空燃比的增加,CO的排放浓度逐渐下降,原因是空气量来的不断增加,混合气变稀,致使燃料在气缸内充分的燃烧;HC若在混合气过低的情况下,火焰传播会出现不充分和断火的情况,若在过高的情况下,空气量不足,燃料不能完全燃烧,致使HC的排放浓度增加;NOX在燃气中的氧的含量较高,此时燃烧温度处于峰值,自然NOX的排放浓度也处于峰值。
2.2 喷油速率及喷油提前角的影响
喷油速率和喷油提前角是供油系统的两个主要参数,它们也是影响污染物排放的主导因素之一。这两个参数的变动,可能只降低某种污染物的排放量,却使另一种增加,即在这一过程中,改变这两个参数虽然降低了有害排放物的量,但是会是燃油的经济性及动力性下降。
(1)喷油速率,是指喷油器在单位时间内喷入燃烧室内的燃油量。喷油速率的变化对氮氧化合物、碳氢化合物及一氧化碳都有一定的影响。若提高喷油速率,减少喷油的持续时间,并可在喷油终点时推迟喷油,这样不仅降低氮氧化合物的排放量,而且又保证了发动机的动力性和燃油经济性。但是,如果喷
油率过高,会导致HC的排放量增加。这里所说的喷油率增加并不是指整个过程的喷油速率的提高。通俗的说,初期的喷油速率不能过高,用以抑制着火后期内混合气的生成量,降低初期的燃烧速率,从而降低内燃机内的温度和噪声以及抑制氮氧化合物的生成;中期急速喷油,即通过高喷油压力和高喷油速率来加速扩散燃烧速度,这样可避免低的喷油压力和雾化质量变差带来的不完全燃烧和微粒排放的增加。
(2)喷油提前角
它与点火提前角相似,对NOX、CO和HC排放的影响较大,不同的是喷油点
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