浅谈汽车 尾气主要污染物及 治理技术
摘要：本文阐述了随着经济和社会的发展机动车保有量在不断增加，排放的有害气体对环境和人体健康造成了极大的危害。针对机动车排放的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等污染物的产生和危害进行了分析论述，并说明污染物的控制和治理的主要途径。
关键词：尾气治理；新能源；一氧化碳；碳氢化合物；氮氧化物
引言
热机的问世使人类社会的生产生活发生了空前的变化，是现代文明发展和进步的重要标志之一。内燃机以其轻便、性能优越和对燃料的高效利用，逐步淘汰了笨重的蒸汽机。随着工业脚步的加快、人们生活水平的提高，汽车已进入普通百姓的家庭，给人们的日常出行带来了方便。随着汽车保有量不断上升，汽车尾气的排放量也成为了一个天文数字，不仅严重污染了大气环境，也影响了人体的健康和危害了生态环境。研究解决和治理汽车尾气问题，已成为全世界共同面对的课题。
1主要污染物及生成
1.1一氧化碳
汽车尾气中一氧化碳主要是由于燃料在气缸内燃烧不充分时产生的。对于汽车发动机而言，氧气不足导致的燃烧不充分，主要是由于空燃比低于标准值14.7，油气混合物浓度过高造成的；当空燃比高于14.7时，理论上油气混合物能够完全燃烧，但由于混合物不均匀或不同地区空气的含氧量的差异，仍会有少量的一氧化碳产生；再有发动机的工作状态也时刻在发生变化，也会产生少量的一氧化碳。一氧化碳是一种有毒气体，对人体的健康危害极大。一氧化碳与血红蛋白的结合能力是氧气的250倍，因而当空气中一氧化碳的浓度过高时，血液中的血红蛋白不能充分与氧气结合，人体就会由于缺氧而出现头晕、头痛、胸闷等症状，严重者可能昏迷，甚至死亡。
1.2碳氢化合物
尾气中的碳氢化合物也是燃料不完全燃烧的产物。热机工作过程中有两种情况会产生这种有害气体。第一，发动机刚刚启动时，特别是冬天气温低，气缸内壁会附着一层难以燃烧的燃料混合物，其中的碳氢化合物含量较高，在活塞的往复运动过程中，随尾气排放到大气中。冬季司机感觉到汽车刚启动时会抖动而且燃油率也有明显的提高主要也是由于这个
原因。第二，是由于氧的含量不足，这会使油气混合物的实际浓度超出发动机正常工作时所要求的理论值，发动机气缸内的燃料不能完全燃烧，也会产生碳氢化合物。汽车保有量的不断增加，碳氢化合物的大量排放对大气环境和人体健康危害极大。
1.3氮氧化物
汽车排放主要的氮氧化物是一氧化氮和二氧化氮。发动机在工作过程中，燃料在气缸内燃烧生成高温高压的燃气，氧气和氮气加上燃气中含氮的化合物在高温高压条件下，生成一氧化氮、二氧化氮。氮氧化物随尾气排放到大气中，一氧化氮与空气中的臭氧在常温条件下又生成二氧化氮。二氧化氮的大量排放加剧了酸雨的形成，对建筑物产生腐蚀作用、使农作物减产，严重破坏环境和危害人体健康。
2发动机对排放物的影响
2.1发动机的性能
发动机的性能是影响污染物排放的一个主要因素。发动机的负荷是由发动机的运行状态和载重质量决定的，机动车减速行驶时负荷减小，发动机节气门瞬间闭合，进入气缸内的空
气减少，但由于供油系统联动性的滞后，致使油气混合物的浓度过高，负荷与燃油供给量的不匹配使得各种污染物特别是碳氢化合物的排放量增大。燃料由于缺少氧气而燃烧不充分，一氧化碳、氮氧化物等污染物的产生量也会增加。当发动机高速平稳运转时，气缸内的油气混合物扰动加剧，气态燃料的燃烧速度加快，这时的燃烧会比较充分，碳氢等污染物的排量明显降低。机动车在加速或者高负荷行驶时，污染物排放量也会有所变化。我们经常看到重型载重汽车在加速行驶时会冒黑烟，小型车在加速时也会发生这种情况，只是没有载重汽车表现得那样明显。加速行驶时燃油供给量的突然增大，导致燃料燃烧很不充分，进而污染物排放量增加。发动机转数的变化也会影响污染物的排放量，发动机处于怠速状态或者减速行驶时，转数会降低，这个时候污染物排放量也会升高。在加速行驶时，发动机的输出功率增大，供给燃料混合物浓度也增大，气缸内的温度急剧升高，这个过程燃料不会被充分燃烧，氮氧化物、一氧化碳等污染物的产生量会增加。
2.2发动机运行工况的影响
发动机在不同的工况下燃油量有明显的不同，使得燃料的燃烧情况和污染物的排放情况发生显著的变化。城市的机动车保有量大、道路狭窄、红绿灯多等因素使得交通特别拥挤，
机动车在行驶过程中频繁在刹车、起步、怠速、加速等工况之间切换，使得污染物的排放量明显上升。
3治理汽车尾气的途径
3.1油气混合物的净化。在油气混合物进入发动机气缸前，需对其进行净化处理，包括进气系统的净化和供油系统的净化。节气门前的进气口设置进气净化装置，去除空气中的固体微粒等杂质和可燃物质，保证进入气缸空气的清洁。在供油系统中安装燃油净化系统，过滤掉燃油中的杂质等，使进入气缸内的燃油满足发动机正常工作的要求。燃油的质量是治理排放污染物的关键，油品在生产过程中，要采用先进的工艺，去除各种杂质和不必要含有的物质，如铅等重金属、苯、烯烃、硫等有害物质，提高油品的品质。同时加入乙醇等添加剂使燃油燃烧更充分。监管部门也应采取相应的管理制度、提高成品油检验标准等措施，规范管理油品生产企业，从源头治理尾气污染。
3.2发动机的改进
汽车冒黑烟
机动车污染物主要是燃料在气缸内燃烧的过程中产生的，发动机的结构和性能对污染物的
影响仅次于油品的质量。在提高燃料利用率的同时也要考虑对污染物排放的控制，对发动机的运转过程进行优化处理，改进制造工艺，提高加工精度，实现降低污染物排放的目的。
3.3尾气治理技术
汽车尾气治理技术现已成为一个全世界关注的课题，我国也在积极研究探索并取得了重要的成就，机动车的排放标准正在日益提高。现有汽车尾气处理装置普遍采用三元催化技术，主要利用氧化锰-氧化铜、氧化铬-氧化镍-氧化铜等金属氧化物，对发动机排放的主要污染物进行处理，使其转化成对环境、人体无害的气体，主要是将一氧化碳氧化成二氧化碳、碳氢化合物氧化成二氧化碳和水、将氮氧化物还原为氮气等，三元催化器的应用有效降低了机动车污染物的排放。但汽车尾气的成分非常复杂，包含的有害污染物达数百种之多，现有技术只对主要几种污染物进行了处理，这是远远不够的，要进行技术的革新，实现污染物的超低排放。
3.4新能源汽车的研发
世界各国为解决汽车尾气造成的环境污染问题，在积极改进发动机技术的同时，新能源汽车已成为汽车发展的新方向。现阶段的新能源研发方向主要有两个，一个是开发和利用清洁燃料代替柴油和汽油，目前所使用的替代燃料主要是天然气，天然气作为动力燃料有效降低了汽车污染物的排放。另一方面就是新动力汽车的研发，现已投入生产和使用的主要是电动汽车，电动汽车的动力来源于电动机不产生尾气，彻底实现了零排放。
4 结束语
经济和社会的进步，离不开科技的发展，世界汽车的保有量在迅速增加， 有害气体的大量排放给生态环境带来压力的同时也对人体的健康造成了极大的危害。世界各国都在积极解决汽车的污染问题，我国在这方面起步较晚，希望相关部门充分重视起来，针对我国现阶段的实际情况，采用新工艺、新技术降低有害物质的排放；开发和利用新能源实现汽车污染物的低排放、零排放，推动我国汽车产业的健康发展。
参考文献：  　
[1] 韩玉敏.排放控制系统.北京：化学工业出版杜，2005.
[2]《机动车尾气的污染现状与控制》环境研究与监测，2010(9).
[3] 葛蕴珊 汽车排放与环境保护.北京：中国劳动社会保障出版社.2011(2).