汽油机排放及控制技术探讨
本文介绍了汽油机排放物主要成分、形成机理及其对环境和人体的危害，从燃料、机内净化技术和机外净化技术等方面，阐述了当前汽油机排放控制所采用的主要技术措施和策略。
标签：汽油机排放控制技术
一、前言
从1886 年德国人奔茨（K. Benz）发明了世界上第一辆火花点火汽油机汽车至今，汽油机已走过120多年的发展历程，它为人类带来了巨大的技术进步，已成为人类社会经济发展和日常生活所无法缺少的动力来源。截至2012年，全球汽车保有量已突破10亿辆，其中汽油机汽车约占80%，而截至2013年底中国汽车保有量已达1.37亿辆。据预测，随着以中国为代表的新兴车市快速增长，2014年全球汽车销量将达到8500万辆，2018年则可能突破亿辆大关，全球汽车保有量也将在突破10亿辆不久后翻倍。
然而汽车业的快速发展也带来了严重的环境和健康问题。汽车尾气已成为主要的大气污染源之一，全球50%的石油消耗量，运输部门30%的二氧化碳排放量均来自于汽车，大气污染物的43%由汽车排放产生，在大中城市，这一数据则高达70%，居民每年的汽车尾气人均分担最高达到一吨以上。汽车尾气对雾霾天的贡献率高达30-40%，在我国已形成京津冀地区、长三角地区、珠三角地区和四川盆地等四个灰霾区。严重的大气污染极大地危害着人们的身体健康，诸如呼吸系统、神经系统、心血管系统和免疫系统等的各类疾病发病率显著增加，甚至会引发肺癌和心理疾病。
随着汽车保有量急剧增加、大气污染急速加剧和社会关注度日益提高，各国和地区相继制定了严格的限制汽车排放的标准和法规，促使汽车业在节能和排放控制技术的道路上不断革新和进步。
二、汽油机排放物形成机理
2.CO
一氧化碳（CO）为烃燃烧的中间产物，也是不完全燃烧的产物。在汽油机工作过程中，CO的产生是必然的。CO对人体和环境都有害，其与血红蛋白的结合能力为O2的300倍，可降低人体血液对于O2的输送能力，当CO体积分数超过0.3%时，可在30分钟内使人毙命。CO还能促使NO向NO2的转化，提高了光化学烟雾形成的几率。
3.HC
柴油机PM排放控制技术探讨 摘要 本文针对车用柴油机PM的组成及对人类生活的危害所面临的若干问题，通过对柴油机污染物的生成机理、影响因素等方面的知识，进一步地阐述对柴油机污染物的净化措施等较高问题的本质，优化排放质量，以便使车用柴油机符合环保要求，更进一步的保护我们懒以生存的家园。 本论文共分四章：第一章绪论部分简要概述了本课题的研究思路、现状分析及净化措施；第二章阐述了柴油机的有害排放物的生成机理及危害，提出了本论文主要研究工作和基本思路；第三章讲述了柴油机有害排放物的净化措施等问题并进行了讨论；第四章对本课题的研究结果进行了总结。 关键词：车用柴油机；有害排放物；净化措施 Abstract This paper and composition of the vehicle diesel engine to human PM the dangers of life facing some problems, through the creation of pollutants of diesel mechanism, influencing factors and other aspects, further describes the purification of diesel engine pollutants nature of problems measures to higher quality, optimizing the emissions vehicle diesel engine, so as to meet environmental requirements, further protect us lazy to survive homes. This paper is divided into four chapters: the first chapter the introduction section of this topic briefly summarizes the current research approach, analysis and purification measures; The second chapter expounds the harmful emissions from diesel generating mechanism and harm, proposed the this thesis mainly research work and basic ideas; The third chapter of a diesel engine harmful emissions purification measures and discussed issues; The fourth chapter of this topic research results are summarized. Keywords: automotive diesel engine; Harmful emissions; Purification measures
2 0 1 2 年汽车排放与环境保护复习提纲 1.柴油机冷启动阶段容易产生（白烟）。 2．汽油机怠速和小负荷工况时，转速低、汽油雾化差，燃烧速度慢，需要供给（浓混合气）。 3.在微机控制的点火系统中，基本点火提前角是由（）和（）两个参数数据所确定的。 4.汽油机主要排气污染物是（） 5.汽油机采用二次空气喷射的目的是为了减少（）排放。 6.汽油机采用热反应器的目的是为了减少（）排放。 7.从汽车排气净化出发，汽油机的怠速转速有（提高）的趋向。 8.电喷汽油机在起动、暖机工况时汽油机在工况时，一般需要供给（）混合气。 9.多点电控汽油喷射系统中，进气量间接测量方式有哪些？ 10.废气涡轮增压后进气温度上升对NO排放浓度的影响是使NO非放（增 加）。 11.推迟柴油机喷油定时，NO非放浓度（减少）。 12.柴油机喷油延迟将引起柴油机烟度（增加）。 13.柴油机燃用十六烷值低的柴油，NO排放（增加）。 14.柴油机燃料的十六烷值较高时，碳烟排放会（增加）。 15.柴油机提高喷油压力，碳烟排放会（降低） 16.随汽油机暖机过程进行，NOx排放量逐渐（增加） 17.汽油机采用EGR的目的是为了减少（）排放。
18.汽油机一氧化碳排放的主要影响因素是（空燃比） 19.从降低汽油机NO排放的角度出发，点火提前角应（减小）。 20.汽油机采用曲轴箱强制通风目的是降低（HC ）排放 21.汽油机小负荷、低速运转时（如怠速），PCV阀流通截面是（减小） 22.柴油机喷油延迟将引起柴油机NOX排放（）。 23.世界各国的排放法规规定，日。用（）测量。 24.世界各国的排放法规规定，排气中的氧常用（）测量。 25.当需要从总碳氢THC中分出无甲烷碳氢化合物NMH（时，一般采用 （）测量甲烷。 26.汽油机的冷启动性与汽油基本特性中的（10%馏出温度）有关。 27.OBDII主要监测功能中的点火系统失火诊断采用监测（）方法监测。 28.柴油机喷油延迟将引起柴油机碳烟排放（增加）。 29.汽车排放造成大气污染的物质大致可以分为_________ 和 _______ 两类。 二氧化碳的 _______ 也相应地持续增强，必然对全球性的气候造成不良影响。 30.柴油机电子控制系统的计算机根据________ 和__________ 信号决定基 本的喷油量及喷油时刻。 31.催化转换器的结构由__________ 、 _______ 、_________ 以及_______ 四部分组成。三效催化器载体包括_________ 与________ 两种。 32.微粒捕集氧化器是一般由______ 和 _________ 组成。
一、填空题 1、汽车排放的污染物主要有_ 一氧化碳_、氮氧化合物_、_ 碳氢化合物__和__微粒____。 2、柴油机氮氧化物的生成主要受三个要素的影响,分别是_ 喷油定时_、 放热规律___和 负荷与转速的影响_。 3、三元催化转化器的起燃特性有两种评价方法,对于催化剂常用__ 起燃温度 __来评价,而对于整个催化转化系统则用__ 起燃时间 _来评价。 4、微粒捕集器的过滤机理存在四种,即_ 扩散机理、 拦截机理_、 惯性碰撞机理_、 重力沉积机理_。 5、电控柴油喷射系统已发展了三代，第一代是 位置控制_ 系统，第二代是_ 时间控制__系统，第三代是 电控高压共轨 系统。 6、目前控制汽油机氮氧化物排放最主要的措施是_ 废气再循环技术_。 7、常用排放污染物取样系统有 直接取样系统___、_稀释取样系统_和_定容取样系统_。 8、汽油发动机中未燃HC 的生成主要来源于_ 燃烧室未燃燃料、 窜入曲轴箱的未燃燃料和 燃油系统蒸发的燃油蒸汽_ 三种途径。 9、缸内直接喷射汽油机与其它汽油机相比，最大区别是_ 汽油喷射的位置_。 10、EGR 率是指 ×100%+返回废气量进气量返回废气量 11、为使三元催化转化器的净化效率达到80%以上，其过量空气系数(Φa) “窗口”应达到的要求是“窗口”很窄，宽度只有_ 0.01~0.02__。 12、生成氮氧化物的三个要素是_ 混合气浓度_、 温度_和 氧浓度_。 13、目前微粒捕集器被动再生的方法主要有 化学催化的方法_。 14、排气成分分析中，CO 和CO2用_ 不分光红外线气体分析仪_测量，NO X 用_ 化学发光分析仪_测量，HC 用 _ 氢火焰离子型分析仪_测量，氧多用 顺磁分析仪_测量。 15、烟度的测量方法主要有两类： 滤纸法__和 消光度法__。 16、目前,各国正纷纷开发各种代用燃料以解决未来石油能源枯竭的问题,其中最主要的代用燃料是 天然气__、液化石油气_、醇类燃料__和 植物油__。 17.汽车排放污染主要来源于 发动机排出的废气 。 18.柴油机的主要排放污染物是 微粒_ 、 氮氧化物 和 碳氢化合物 _。 19.发动机排出的NO X 量主要与 负荷、转速_有关。 20开环控制EGR 系统主要由__EGR 阀__和___EGR 电磁阀__等组成。 21.在开环控制EGR 系统中，发动机工作时，ECU 给EGR 电磁阀通电停止废气再循环的工况有：高速大负荷_、高速小负荷 _、 部分负荷__。 22.随发动机转速和负荷减小，EGR 阀开度将_增大__。 23.三元催化转换器的功能是_ 将发动机排出的废气中的有害气体转变为无害气体，有效地降低废气中的一氧化碳、碳氢化合物及氮氧化物的含量___。 24.给发动机控制模块反馈信号的传感器主要有_ 进气压力传感器__ 、转速传感器___。 27.废气再循环的主要目的是_ 控制氮氧化合物的排放__。 28.减少氮氧化合物的最好方法就是_ 降低进气温度_。 29.废气在循环会使混合气的着火性能和发动机输出功率 _降低_。 30.目前所用的二次空气供给方法有__空气泵系统__ 、__脉冲空气系统__两种。 31.汽油机的主要排放污染物是 CO 、NO X 、HC 。 32.EGR 系统主要有 机械式 EGR 系统和 电控式 EGR 系统。 33.二次空气供给系统在一定情况下，将 额外的空气 送入排气管，以降低CO 和HC 的排放量。
柴油机的排放与控制 第一节柴油机的废气排放及生成机理的认知 柴油发电机组中，柴油机的废气排放是造成环境污染的重要来源，其中成份中除99.7%（75.5%的N2、10%的CO2、8%的水蒸汽和6%的O2）对人类无害外，其余的0.3%（0.2%的NO、0.01%的NO2、0.03%的HC和0.05%的CO、0.01%的SO2和小于0.01%的PM）都是有害物质，它是形成酸雨和破坏臭氧层的罪魁祸首。柴油机对环境的污染主要有下列三个方面：一是柴油机的废气排放物对大气的污染；二是噪声对环境的污染；三是废油、废水对土壤或地表水的污染。其中，尤以废气排放对人类健康的危害最大。柴油机排放的废气中包含有气态、液态及固态的污染物。气态污染物中含CO2、CO、H2、NO X、SO2、HC、氧化物、有机氮化物及含硫混合物等。 柴油是在533K～625K的温度范围内从石油中提炼出来的碳氢化合物。其中各成分质量分数分别是碳87%,氢12.6%,氧0.4%。碳氢化合物燃料完全燃烧时,将只产生CO2H2O,没有其它成分。和汽油机相比,柴油机的CO和HC排放均比较小,这是因为柴油机总体来说在稀混合气下运转,平均过量空气系数一般在1.5～3之间,CO生成后可以得到进一步的氧化;作为汽油机HC排放的主要来源——狭缝效应在柴油机中大为弱化,原因是柴油机中进入狭缝的是空气而不是可燃混合气,因此HC排放得到大幅度降低。NO x的排放与汽油机在同一个数量级,微粒排放则要大几十倍甚至更多,所以NO x和微粒是柴油机最主要的排放物。
近年来随着科技水平的发展和对柴油机研究的深入,通过机内机外净化措施已经大大改善了柴油机的排放水平。为防止高压喷射带来的氮氧化物排放增加,必须延迟喷油,这样又导致热效率下降。要想从根本上解决排放问题,需要对NO x和微粒这两种主要排放物的生成机理有深刻的认识。 一、NO x的生成机理 氮氧化物包括NO、NO2、N2O3 、N2O、N2O5、N2O4、NO3等,在化石燃料的燃烧过程中生成的氮氧化物主要是NO和N2O,其中以NO 为主。以煤的燃烧为例,NO占90%以上, N2O占5～10%。燃烧过程中NO x来源于燃料中的氮化合物和空气中的氮气的氧化过程,过去已经有大量的研究人员从事NO x的生成机理方面的研究。按其生成的基础理论,NO x可分为热力型NO x和燃料型NO x两大类,其中热力型NO x 又分为捷里德维奇(Zeldovich)NO x和快速型NO x。燃料中含氮量的不同以及氮元素在燃料中的存在形态的不同和燃烧方式的不同,使这两种氮氧化物的比例有很大区别。 1.热力型NO x。热力型NO x源于燃烧过程中空气中的氮气被氧化成NO,它主要产生于温度高于1800 K的高温区,其反应机理可以捷里德维奇(Zeldovich)模型描述,而且从扩大的模型的常用反应常数看,生成速度比较缓慢: N2 02 →NO NN 02 →NO 0N 0H →N0 H 热力型NO x的主要影响因素是温度和氧浓度。随温度和氧浓度的增加,热力型NO x的浓度增加。因此,降低热力型NO x的基本原理就是降
欢迎阅读 一、填空题 1、汽车排放的污染物主要有_ 一氧化碳_、氮氧化合物_、_ 碳氢化合物__和__微粒____。 2、柴油机氮氧化物的生成主要受三个要素的影响,分别是_ 喷油定时_、 放热规律___和 负荷与转速的影响_。 3、三元催化转化器的起燃特性有两种评价方法,对于催化剂常用__ 起燃温度 __来评价,而对于整个催化转化系统则用__ 起燃时间 _来评价。 4、微粒捕集器的过滤机理存在四种,即_ 扩散机理、 拦截机理_、 惯性碰撞机理_、 重力沉积机理_。 5、电控柴油喷射系统已发展了三代，第一代是 位置控制_ 系统，第二代是_ 时间控制__系统，第三代是 电控高压共轨 系统。 6、目前控制汽油机氮氧化物排放最主要的措施是_ 废气再循环技术_。 7、常用排放污染物取样系统有 直接取样系统___、_稀释取样系统_和_定容取样系统_。 8、汽油发动机中未燃HC 的生成主要来源于_ 燃烧室未燃燃料、 窜入曲轴箱的未燃燃料和 燃油系统蒸发的燃油蒸汽_ 三种途径。 9、缸内直接喷射汽油机与其它汽油机相比，最大区别是_ 汽油喷射的位置_。 10、EGR 率是指 ×100%+返回废气量进气量返回废气量 11、为使三元催化转化器的净化效率达到80%以上，其过量空气系数(Φa) “窗口”应达到的要求是“窗口”很窄，宽度只有_ 0.01~0.02__。 12、生成氮氧化物的三个要素是_ 混合气浓度_、 温度_和 氧浓度_。 13、目前微粒捕集器被动再生的方法主要有 化学催化的方法_。 14、排气成分分析中，CO 和CO2用_ 不分光红外线气体分析仪_测量，NO 用_ 化学发光分析仪_测量，HC 用 _ 氢火焰离子型分析仪_测量，氧多用 顺磁分析仪_测量。 15、烟度的测量方法主要有两类： 滤纸法__和 消光度法__。 16、目前,各国正纷纷开发各种代用燃料以解决未来石油能源枯竭的问题,其中最主要的代用燃料是 天然气__、液化石油气_、醇类燃料__和 植物油__。 17.汽车排放污染主要来源于 发动机排出的废气 。 18.柴油机的主要排放污染物是 微粒_ 、 氮氧化物 和 碳氢化合物 _。 19.发动机排出的NO X 量主要与 负荷、转速_有关。 20开环控制EGR 系统主要由__EGR 阀__和___EGR 电磁阀__等组成。 21.在开环控制EGR 系统中，发动机工作时，ECU 给EGR 电磁阀通电停止废气再循环的工况有：高速大负荷_、高速小负荷 _、 部分负荷__。 22.随发动机转速和负荷减小，EGR 阀开度将_增大__。 23.三元催化转换器的功能是_ 将发动机排出的废气中的有害气体转变为无害气体，有效地降低废气中的一氧化碳、碳氢化合物及氮氧化物的含量___。 24.给发动机控制模块反馈信号的传感器主要有_ 进气压力传感器__ 、转速传感器___。 27.废气再循环的主要目的是_ 控制氮氧化合物的排放__。 28.减少氮氧化合物的最好方法就是_ 降低进气温度_。 29.废气在循环会使混合气的着火性能和发动机输出功率 _降低_。 30.目前所用的二次空气供给方法有__空气泵系统__ 、__脉冲空气系统__两种。 31.汽油机的主要排放污染物是 CO 、NO X 、HC 。 32.EGR 系统主要有 机械式 EGR 系统和 电控式 EGR 系统。 33.二次空气供给系统在一定情况下，将 额外的空气 送入排气管，以降低CO 和HC 的排放量。
浅谈柴油机排放控制技术 摘要：本文针对车用柴油机PM的组成及对人类生活的危害所面临的若干问题，通过对柴油机污染物的生成机理、影响因素等方面的知识，进一步地阐述对柴油机污染物的净化措施等较高问题的本质，优化排放质量，以便使车用柴油机符合环保要求，更进一步的保护我们懒以生存的家园。 关键词：车用柴油机；有害排放物；净化措施 1 车用柴油机的排放物 1.1 柴油机的排放物及危害 柴油机排放的废气中，氮气（N）占75.2%，二氧化碳（CO2）占7.1%，氧气及其他成分占16.88%，有害排放占0.82%。其中有害排放的主要成分包括：氮氧化合物占35.4%，一氧化碳占35.4%，硫化物及微粒主要是炭烟，还包括油雾、金属颗粒等占20.66%。与汽油机相比，柴油机排放的CO和HC要少得多，NOx与汽油机在同一数量级，而微粒及炭烟的排放要比汽油机多十几倍甚至更多。因此柴油机的排放控制，重点是NOx和微粒及炭烟，其次是HC。柴油机的燃烧过程比较复杂，影响因素较多，由于诸多原因的影响使柴油与空气难以达到完全燃烧的程度，可能会造成局部或整个燃烧空间出现不完全燃烧，所以产生出不完全燃烧产物和燃烧中间产物，这些燃烧产物大部分是有毒的，或者具有强烈的刺激性和致癌作用，造成了对大气环境的污染和对人体的危害，必须加以控制。 （1）一氧化碳，一氧化碳是柴油在空气不足的情况下燃烧的中间产物，在柴油机排气中一般含量较低，当柴油机燃烧局部缺氧时容易产生。一氧化碳生成量的多少取决于空燃比，由于柴油机空燃比较大，因此一氧化碳排放量不大。一氧化碳浓度达到一定程度就能引起人体慢性中毒，导致人体组织缺氧，危害中枢神经，引起头痛、头晕、四肢无力等中毒症状，严重时会导致生命危险。 （2）氮氧化物，氮氧化物是在柴油机燃烧高温条件下产生的，其生成取决于燃烧过程中的温度和反应时间的长短。在直接喷射柴油机中，由于空燃比较大，氧气较为丰富，燃烧温度也高，使氮氧化物的生成量较大。在间接喷射柴油机中，燃烧首先在极缺氧的涡流室中进行，燃烧温度相对较低，当火焰喷入主燃烧室时，使燃烧在有充足空气中且燃烧温度较低的情况下进行，可避免氮氧化物的生成时机，所以氮氧化物排放量相对较低。氮氧化物中NO、NOx都具有毒性对人体和环境破坏较大。人吸入氮氧化物后出现眩晕、无力等，严重时出现窒息。另外，还会与碳氢化合物一起引起光化学反应，造成更严重的危害。 （3）碳氢化合物，在柴油机排气中碳氢化合物的生成的主要途径为燃料不完全燃烧、
2012年汽车排放与环境保护复习提纲 1.柴油机冷启动阶段容易产生（白烟）。 2．汽油机怠速和小负荷工况时，转速低、汽油雾化差，燃烧速度慢，需要供给(浓混合气 )。 3. 在微机控制的点火系统中，基本点火提前角是由（）和（）两个参数数据所确定的。 4.汽油机主要排气污染物是（） 5.汽油机采用二次空气喷射的目的是为了减少（）排放。 6.汽油机采用热反应器的目的是为了减少（）排放。 7. 从汽车排气净化出发，汽油机的怠速转速有（提高）的趋向。 8.电喷汽油机在起动、暖机工况时汽油机在工况时，一般需要供给( )混合气。 9. 多点电控汽油喷射系统中，进气量间接测量方式有哪些？ 10. 废气涡轮增压后进气温度上升对NO排放浓度的影响是使NO排放（增加）。 11.推迟柴油机喷油定时，NO排放浓度（减少）。 12. 柴油机喷油延迟将引起柴油机烟度（增加）。 13. 柴油机燃用十六烷值低的柴油，NO排放（增加）。 14. 柴油机燃料的十六烷值较高时，碳烟排放会（增加）。 15. 柴油机提高喷油压力，碳烟排放会（降低） 16. 随汽油机暖机过程进行， NOx排放量逐渐（增加） 17. 汽油机采用EGR的目的是为了减少（）排放。
18. 汽油机一氧化碳排放的主要影响因素是（空燃比） 19. 从降低汽油机NO排放的角度出发，点火提前角应( 减 小 )。 20. 汽油机采用曲轴箱强制通风目的是降低（ HC ）排放 21. 汽油机小负荷、低速运转时（如怠速），PCV阀流通截面是（减小） 22. 柴油机喷油延迟将引起柴油机NOx排放（）。 23. 世界各国的排放法规规定，HC用（）测量。 24. 世界各国的排放法规规定，排气中的氧常用（）测量。 25. 当需要从总碳氢THC中分出无甲烷碳氢化合物NMHC时，一般采用（）测量甲烷。 26. 汽油机的冷启动性与汽油基本特性中的（ 10%馏出温度）有关。 27. OBDII主要监测功能中的点火系统失火诊断采用监测（）方法监测。 28. 柴油机喷油延迟将引起柴油机碳烟排放（增加）。 29. 汽车排放造成大气污染的物质大致可以分为和两类。二氧化碳的 也相应地持续增强，必然对全球性的气候造成不良影响。 30.柴油机电子控制系统的计算机根据和信号决定基本的喷油量及喷油时刻。
谈汽车排放控制技术的现状及发展 近年来，随着我国经济持续高速增长和城市化进程的逐步加快，汽车已进入人们的生活中，成为人类不可缺少的交通工具，为人们出行带来了方便，随着汽车保有量急剧增加，城市汽车尾气排放量也快速上升，汽车尾气污染问题日益突显，导致大气污染加剧。我国相关部门也采取了措施，并收到了一定的成效，但是要从根本上根治这个问题的可能性微乎其微，我们只能采取更为有效的措施来控制污染的恶化程度。 一、汽车尾气带来的危害： 汽车尾气的恶臭污染主要来自氮氧化物、醛、酮类化合物和碳氢化合物的混合效应，形成一种具有窒息性的刺激气味，这种气味污染可直接破坏城市环境的幽雅气氛，对环境起到破坏作用。 同时，汽车排放污染对人体健康具有潜在的、长久的危害。汽车尾气排放的有害气体可刺激人们的鼻、眼、呼吸道等器官，引发头疼、晕眩等症状，严重时导致眼、鼻、肺疼甚至癌症。汽车尾气污染主要在交通干线等人口密集区，其排气高度接近人体的呼吸带。汽车尾气对人体健康直接造成危害的物质有数十种。这些物质通过不同的生理作用危害人
体的健康，其危害程度取决于有害物的毒性、浓度和浸入量。 二、汽车尾气危害的主要原因： 1、汽车保有量增加较快，而且集中在城市 2008年，中国民用汽车保有量突破6000万辆，达到6467万辆，比2001 年增长了300%，近十年12%的年均速度增长，到2020年中国汽车保有量将超过1.5亿辆。这些量的变化，我们也可以从行驶在大路的汽车牌上发现，据调查，哈尔滨市车牌从“黑A”，到两个英文字母，再到现在的三个英文字母车牌不过十年左右的时间，现在哈尔滨市每天新车落户都在200辆左右，高峰的时候达300多辆，每月上车牌的汽车有5 000多辆而增加的大多数为化油器型机动车，排气量小，油耗大，未达到环保汽车的要求。 2、机动车燃料质量差 机动车尾气排放的大量有害物质与燃料质量有关，目前我国高标号、高质量的90号油的供应还不太多，不少都是质量不太高的低标号油. 另外，重庆市技术监督部门曾经连续7年对成品油进行抽检，1996 年成品油批次合格率只75%.1992 年和1996 年底，重庆成品油短缺，油品质量更得不到保证 3、汽车尾气控制水平低排放合格率低 我国汽车尾气控制水平不高，目前汽车污染控制水平仅相当于国外70 年代中期水平。单车污染物排放比国际水平
船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案MEPC 58/23/Add.1 船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案 (2008年氮氧化物技术规则) 引言 前言 1997年9月26日，《经1978年议定书修正的〈1973年国际防止船舶造成污染公约〉》(MARPOL 73/78)当事国大会以大会决议2通过了《船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则》(《氮氧化物技术规则》)。《防污公约》附则VI,《防止船舶造成空气污染规则》于2005年5月19日生效后，该附则第13条适用的所有船用柴油机都必须符合本规则的规定。2005年7月，环保会第53届会议同意修订《防污公约》附则VI和《氮氧化物技术规则》。2008年10月，环保会第58届会议完成了审议，本《氮氧化物技术规则》(以下简称本规则)就是该过程取得的结果。 作为一般性的背景信息，在燃烧过程中形成氮氧化物的先决条件是氮和氧。这些成分一起构成柴油机吸入空气的99,。在燃烧过程中氧气将被消耗，多余氧气的数量是空气/燃料比的函数，柴油机在此情况下运转。氮在燃烧过程中大多未起反应;但有很小一部分将被氧化形成多种形式的氮氧化物。能够形成的氮氧化物(NO)包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO)，其总量主要是火焰或燃烧温X2 度的函数，以及存在于燃料中有机氮(如果存在)数量的函数，氮氧化物的形成还是氮和多余氧气在柴油机燃烧过程中暴露在高温下时间的函数。换句话说，燃烧温度愈高(如高峰值压力、高压缩比、高供油比率等)，所形成的氮氧化物总量就越大。通常低速柴油机所形成的氮氧化物量比高速机要大。氮氧化物能引起酸化，形成对流层臭氧，营养富集等不良环境影响，对全球人类健康造成危害。
车用汽油机排放控制技术研究 【摘要】本文分析了车用汽油机常用排放控制技术，主要从机前净化技术、机内净化技术和机外处理技术对当前汽车采用的各种技术原理、应用现状进行了分析，同时对各项技术的优缺点及应用前景进行了比较，并阐述了当前排放处理中存在的问题，对今后技术的发展提出了建议。 【关键词】汽油机；排放控制；机前净化；机内净化；机外处理 Gasoline Engine Emission Control Techniques on Ｖehicle SUN Xiao1 BING Gui-bin2 (1.Huaian College of Information Technology, Huaian Jiangsu, 223003, China； ２.Hua Tie Engineering Consulting Co.Ltd., Beijing, 100055, China) 【Abstract】This paper analyzes gasoline emission control techniques used in automotive, mainly from the cleaning techniques before engine, cleaning techniques inside engine and the processing techniques outside engine. Variety of technical principles and applications in current are studies. The technical strengths and weaknesses and the application prospects are both compared and analyzed. It also analyzes the problems about emissions processing in current, and gives recommendations of technology development in the future. 【Key words】Ｇasoline；Ｅmission control；Ｃleaning before engine；Ｃleaning inside engine；Ｔhe processing outside engine 为满足日益严格的排放法规的需求，降低汽车污染物的排放，各类车用汽油机废气排放控制技术和控制方法迅速发展。本文从机前净化技术、机内净化技术和机外处理技术三条途径着手，对汽油机排放控制技术的发展进行了分析。 1 机前净化技术 机前净化技术是在混合气进入气缸之前，对燃料和空气采取的措施。主要从以下几个方面进行介绍。 1.1 燃油处理技术
柴油机NOx排放控制技术 ( 本站提供 应用行业： 阅读次数：4 )【字体：大中小】 柴油机自1892年问世以来，凭借其良好的动力性、经济性和耐久性等优点在各种动力装置、船舶和车辆上得到日益广泛的应用。欧洲和日本在70年代就基本实现了载货汽车和大型客车的柴油机化。从80年代后期开始，轿车上也越来越多的应用柴油机，例如目前德国生产的1.4L-2.0L排量的小轿车中，柴油机轿车占61%，而法国轿车柴油机的比例高达88%。从世界范围来看，汽车柴油化已经成为一种不可逆转的趋势。柴油机与同等功率的汽油机相比，微粒和NOX是排放中两种最主要的污染物。目前，世界各国都在致力于减少柴油机颗粒排放的技术研究，并且已经取得了实质性的进展。由于柴油机排气微粒与NOX的生成机理不同，因此减少微粒的同时又增加了NOX的排放，同时微粒的减少又使得催化剂中毒得以有效的扼制，从而使采用机外催化技术净化NOX成为可能。今后研究的重点应转向使柴油机排放的微粒与NOX同时减少。 2 柴油机NOX排放的危害和生成机理 2.1 柴油机NOX排放的危害 柴油机排出的NOX中，NO约占90%，NO2只是其中很少的一部分。NO无色无味、毒性不大，但高浓度时能导致神经中枢的瘫痪和痉挛，而且NO排入大气后会逐渐被氧化为NO 2。NO2是一种有刺激性气味、毒性很强(毒性大约是NO的5倍)的红棕色气体，可对人的呼吸道及肺造成损害，严重时能引起肺气肿。当浓度高达100×10-6体积浓度以上时，会随时导致生命危险。 NOX和HC在太阳光作用下会生成光化学烟雾，NOX还会增加周围臭氧的浓度，而臭氧则会破坏植物的生长。此外，NOX还对各种纤维、橡胶、塑料、电子材料等具有不良影响。 基于上述原因，柴油机排放物中的NOX对环境的严重污染引起了世界范围的普遍关注，因此各国限制其排放的法规亦越来越严格，表1是美国、日本、欧洲对重型柴油载货车NOX排放的有关规定。 表1 柴油机NOX排放的限值 单位：g/kW.h 试验循环工况 过渡工况 日本十三工况 欧洲十三工况 采用年份 美国 日本 欧洲 1997 6.67 7.75(直喷)6.76(非直喷) 7.96 1998 5.33 - - 1999 - 4.48(建议) 4.97(建议) 2004 2.67 - -
汽油机排放污染物会有哪些危害? 一、汽油机排放污染物的成因及危害 汽油机尾气排放污染物成分非常多，主要是：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化碳、烟尘微粒（某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾）、臭气（甲醛等）。据统计， 每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg，碳氢化合物约 200~400kg，氮氧化合物约 50~150kg，汽车尾气可谓大气污染的“元凶”。 这些有害气体的主要释放途径有三种：一是排气管，约 99%的一氧化碳、99%的氮氧化合物 和 60%的碳氢化合物；二是曲轴箱，约有 1%的一氧化碳、1%的氮氧化合物和 20%的碳氢化 合物；三是燃料蒸发，约有20%的碳氢化合物。 1．一氧化碳的成因及危害 一氧化碳是燃料不完全燃烧后产生的一种无色、无味、无刺激性的有害气体。一氧化碳是汽 油机排放浓度最高的有害气体，人吸入一氧化碳后，非常容易和血液中的血红蛋白结合，他 的结和力是氧的300倍，因此肺里的血红蛋白不与氧结合而与一氧化碳结合，人就会出现中 毒现象，如反应能力、视敏度下降等，一氧化碳中毒的中期症状是咳嗽、头晕、恶心、呕吐、胸痛、呼吸困难，严重时会发生虚脱昏迷甚至死亡。 2. 碳氢化合物的成因及危害 碳氢化合物排放物的生成除了曲轴箱通风口漏出和油箱蒸发外，主要是不完全燃烧、壁面淬 熄等原因。实践证明，汽油机在过量空气系数小于1 时，氧气不足，燃料燃烧不完全，未燃 烧的碳氢化合物便随废气排出，使排气中的碳氢化合物含量增加；当过量空气系数大于1 时，混合气在气缸内处于低温区域时，附在燃烧室表面的激冷层也会燃烧不完全，使排气中的碳 氢化合物增加。碳氢化合物是具有刺激性的气体，其浓度量小于一氧化碳，碳氢化合物中大 部分对人体健康的直接影响并不明显。汽车尾气中的碳氢化合物有 200 多种，其中 C2H4在 大气中的浓度达 0.5ppm（十万分之一）时，能使一些植物发育异常。碳氢化合物具有一定的 毒性和易燃易爆的特性，其中的苯类物质又具有致癌作用，对人的呼吸系统、神经系统、造 血系统都有严重的损坏作用。碳氢化合物形成酸雨，污染湖泊、土壤，影响林业渔业、牧业 生产，侵蚀石质和某些金属建筑物等。 3．氮氧化合物的成因及危害 氮氧化合物是在燃料混合均匀，燃料得到极大的充分燃烧时，在高温富氧的情况下生成的。 气缸充量中的氮在高温条件下与充量中的一定量的氧发生化学反应，生成氮氧化合物（一氧 化氮和二氧化氮），一般温度高于1300℃时开始生成氮氧化合物，随温度升高，生成量增加。氮氧化合物含量较少，但毒性很大，其毒性是含硫氧化物的3 倍，氮氧化合物进入肺部后， 能形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈刺激，增加肺毛细血管的通透性，最后造成肺气肿，亚硝酸则与血红蛋白结合，形成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。氮氧化合物的最大危害是形
第一章绪论 一名词解释和填空题 1)大气污染：随着人类社会发展，人类活动或自然过程使得某些物质进入大气，当他们呈现足够的浓度， 达到足够的时间，就可能危害到人体的舒适和健康，危害到生态环境的平衡 2)大气污染的一般分类：局部污染、区域性污染、全球污染 3)大气污染源分为天然污染源和人为污染源。 4)汽车排放的主要污染物有CO、NO X、HC、光化学烟雾、微粒 二、论述汽车排放污染物的种类、特点和危害 1)一氧化碳：无色无臭，有毒气体；使血液输氧能力降低 2)碳氢化合物：包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物；饱和烃危害不大，不 饱和烃危害很大 3)氮氧化物：是NO和NO2的总称，百分之九十五为NO；NO无色无味，毒性不大，NO2是红棕色气体，对 呼吸道强烈刺激，产生酸雨、烟雾。 4)光化学烟雾：是排入大气氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用产生的一种具有刺激性的浅蓝的烟 雾，包含：臭氧、醛类、硝酸酯类；刺激眼睛和上呼吸到粘膜 5)微粒：微粒越小，越不容易沉积，越容易深入肺部；其次物化活性越高，加剧了生理效应的发生和发展。 第二章汽车排放污染物的生成机理和影响因素 一名词解释和填空题 1)可燃混合气均匀，CO排量几乎取决于可燃混合气的空燃比或过量空气系数 2)柴油机φa大，CO排放比汽油机低，由于柴油与空气混合不均匀，燃烧空间总存在局部缺氧和低温的 地方，低负荷尽管φa很大，CO排放量反而上升。 3)影响CO生成的因素中：进气温度、进气管真空度升高，CO排放量升高；大气压力、怠速转速升高，CO 排放量降低。 4)淬熄层：火焰接近气缸壁，缸壁附近混合气温度低，使气缸壁薄薄的边界层内的温度降低到混合气自燃 温度以下，导致火焰熄灭，边界层的混合气未燃烧或未完全燃烧直接进入排气形成未燃HC，此边界层成为淬熄层 5)体积淬熄：发动机在在某些工况下，火焰前峰面到达燃烧室壁面之前，由于燃烧室压力和温度下降太快， 可能使火焰熄灭 6)排气管HC氧化的条件：管内有足够的氧气、排气温度高于600度、停留时间大于50ms 7)汽油机HC生成区主要在缸壁四周，排放峰值主要是排气门刚打开和排气过程结束 8)绝热温度：混合气燃烧释放的全部热量减去因自身加热和组成变化所消耗的热量而达到的最高燃烧温度 9)柴油机微粒包括白烟、蓝烟、黑烟。白烟和蓝烟为未燃的燃料颗粒，黑烟为C粒子。 二简答题 论述车用汽油机和车用柴油机未燃HC的生成机理和影响因素 生成途径生成机理影响因素 汽油机 A.气缸内未燃或者未然 充分的碳氢燃料； B.漏入曲轴箱的大量未 燃燃料； C.蒸发燃油蒸汽。主要由壁面淬冷、狭隙效应（汽 油机独有，占50%-70%）、润滑 油的吸附和解析、燃烧室内沉积 物的影响、体积淬熄及碳氢化合 物的后期氧化（包括气缸内和排 气管中）所致。 混合气越均匀，越接近理论空燃 比，HC排放越低，适当减小点火提 前角，减小燃烧室面容比，升高壁 温，升高转速，HC排放量降低，此 外空燃比转速不变，负荷变化对 HC排放浓度几乎无影响；
第一节柴油机排放的特点 一、柴油机排气污染物的种类及特点 柴油机排气的有害成分主要有CO'HCNO-、硫化物以及颗粒物、臭味气体等。由于沾油机使用的混合气的平均空燃比较理论空燃比大，故其C0及HC排放明显低于汽油机;但柴油机NO,的排放、颗粒物及臭味气体却十分突出11]9 柴油机颗粒物的排量远髙于汽油机，这已被大量的试验证明。图6-1为柴油车与汽油车的微粒排放数量比较[2:,图中D和G分别表示柴油车和汽油车，D和G后面的字母a、b、c 等表示车辆编号，试验车辆均满足日本2000年的排放标准。柴油车和汽油车的微粒排放平均浓度分别为2.13 xlO8个/cm3和5.48 xlO5个八.m3,柴油车和汽油车的平均微粒排放数量分别为5.23 x 1014个/km和6. 36 x 10"个/km。可见，柴油车排放的微粒数量远高于汽油车。另外，试验时环境大气中的微粒物平均浓度为2. 92 x如个/cm3,可见,汽油车的微粒排放浓度远大于环境大气。表6-1为装备柴油机的2t载重车与其他发动机的汽车排气中的污染物NO,和PM比较。柴油车排放的也远高于汽油车：如第二章听述,颗粒物的危害性很大,有致癌和致突变的嫌疑，因此柴油车排气的危害远高于其他汽车。 225
225 由于柴油中挥发性差的大分子碳氢化合物含量高于汽油，因此，柴油机排放的HC 与 汽油机有所不同：在柴油机燃烧过程中，喷雾中氧气不足使大量的燃油分子髙温分解，并 引起烃分子之间的化学反应，导致HC 成分复杂、含有高沸点（多为高相对分子质量)的碳 氢化合物成分多。图6 - 2为柴油机NM0G 排放中不同C 原子数的HC 排放量比较,与使 用普通柴油的发动机HC 排放相比，安装了DPF 并使用低硫柴油的发动机和使用低芳烃 及低硫柴油的普通柴油机可降低绝大多数成分的碳氢化合物排放量。 二、柴油机排气污染物控制的困难 柴油车的排放特点是，危害很大的PM 和N0，的排放远高于其他车辆，HC 和C0的 排放不多,问题不突出。因此柴油车的NO,和PM 的降低一直是柴油机排放控制的重点， 各个国家或地区的法规对这两类污染物的限制越来越严格（图6-3和图6-4)。从1994 年以来，欧盟各成员国及美国和日本的柴油轿车N0X 和PM 的限值分别沿着Eurol — Euro2—>Euro3—?Euro4—+Euro5、TieiO —Tierl ~*Tier2( Bin9) —>Tier2 ( Bin5 )和短期一》■长期 新短期—新长期—新长期后的路线不断加严EUR 06标准也已制定,这使柴油车的污 染物控制面临空前的挑战。欧盟各成员国和日本的柴油载重车NO,和PM 限值的路线与 柴油轿车基本相同，美国的则与柴油轿车有较大差别。
汽油机排放污染物的生成和处理技术 摘要：目前环境污染严重，而汽车作为化石燃料的重要消耗途径，有着不可推卸的责任。因此本文分析汽油机排放的CO,HC,NO X和微粒等污染的生成，还讨论了目前汽车常用的机内净化和排放后处理技术。在这里技术的指导下，希望进一步改善汽车的排放特性。 关键词：汽油机；排放；机内净化；排放后处理 0 引言 近年来环境污染日益严重，很大程度上是由化石燃料的不清洁燃烧方式引起的。酸雨，雾霾，沙尘暴，温室效应甚至厄尔尼诺现象的出现频率越来越高，环境问题与经济发展的冲突越来越严峻。据英国石油公司（BP）的统计，中国是目前世界上能源消耗量最大的国家，占世界一次能源消耗的22.4%[1]。其中，不可再生的化石能源占了我国能源结构的绝大部分。化石能源的大量消耗不仅威胁国家的能源安全问题，同时也制约了社会的稳定高速发展。从图1中可以看到，随着我国汽车保有量的不断增长[2]，汽车行业作为交通运输的主要构成部分消耗的大量石油资源占据了很大比例。其次，粗放式地燃烧化石燃料已造成了严重的空气污染。随着空气污染的不断加重，PM 2.5数值不断攀升，雾霾天气已经严重影响了人们的正常工作生活。控制空气污染并减少雾霾天气以保障我国民众的身体健康和日常生活已经刻不容缓。 图1世界汽车增长趋势 尽管内燃机具有效率高、体积小、续航里程高等优点，但是其每年消耗大量宝贵的化石燃料并排放危害环境和人体健康的物质。研究表明，汽车尾气的排放
物是大气污染物的一个主要来源[3-5]，其中包含未燃碳氢（HC）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、固体颗粒物、二氧化硫、含铅化合物等多种有害物质[6]。然而内燃机作为成熟的动力源在短时间内无法被彻底取代，研究内燃机排放物是如何生成，并探寻合适的排放控制手段，使亟待解决的。目前城市绝大多数乘用车都是汽油机，所以本文主要讨论汽油机排放物的生成和控制。 1 汽车排放污染物的生成和影响因素 1.1一氧化碳的生成机理和影响因素 汽车排放物中的CO的生成主要是由于燃油在汽缸内燃烧不充分所致，是由氧气不足所引起的。一般烃燃烧燃烧都是先与氧气反应生成CO和H2，再由二者与O2进一步反应生成H2O和CO2，同时CO还和生成的水蒸气反应生成H2和CO2。由此可见，当汽缸内氧气充足燃料完全燃烧的情况下，是没有CO生成的，而当O2不足的情况下，就会有部分燃料不能完全燃烧而生成CO。 理论上当空燃比α在14.7以上时候，燃料完全燃烧，没有CO生成。但由于燃料空气混合不均匀，在排气中还含有不少CO。因此CO主要受空燃比的影响，因此，影响空燃比的因素都会影响CO生成。例如，进气温度、大气压力、进气管真空度、怠速转速、发动机工况等。如图2可以看到不同转速和负荷对CO排放的影响[7]。 图2 1800 r/min(左边)和2500 r/min(右)下的CO排放特性 1.2碳氢化合物的生成机理和影响因素 汽油发动机中的未燃HC的生成主要可分为三种方式：燃烧过程中未完全燃烧的碳氢燃料随废气排入大气，其可能通过火焰在壁面淬熄、狭隙效应、燃烧室内沉积物和油膜等对燃油蒸汽的吸附和解吸、体积淬熄和后期氧化等原因引起；未燃燃料从活塞组和汽缸之间的缝隙漏入曲轴箱，形成蹿气；燃油从汽油机的燃
汽油机排放及控制技术探讨 本文介绍了汽油机排放物主要成分、形成机理及其对环境和人体的危害，从燃料、机内净化技术和机外净化技术等方面，阐述了当前汽油机排放控制所采用的主要技术措施和策略。 标签：汽油机排放控制技术 一、前言 从1886 年德国人奔茨（K. Benz）发明了世界上第一辆火花点火汽油机汽车至今，汽油机已走过120多年的发展历程，它为人类带来了巨大的技术进步，已成为人类社会经济发展和日常生活所无法缺少的动力来源。截至2012年，全球汽车保有量已突破10亿辆，其中汽油机汽车约占80%，而截至2013年底中国汽车保有量已达1.37亿辆。据预测，随着以中国为代表的新兴车市快速增长，2014年全球汽车销量将达到8500万辆，2018年则可能突破亿辆大关，全球汽车保有量也将在突破10亿辆不久后翻倍。 然而汽车业的快速发展也带来了严重的环境和健康问题。汽车尾气已成为主要的大气污染源之一，全球50%的石油消耗量，运输部门30%的二氧化碳排放量均来自于汽车，大气污染物的43%由汽车排放产生，在大中城市，这一数据则高达70%，居民每年的汽车尾气人均分担最高达到一吨以上。汽车尾气对雾霾天的贡献率高达30-40%，在我国已形成京津冀地区、长三角地区、珠三角地区和四川盆地等四个灰霾区。严重的大气污染极大地危害着人们的身体健康，诸如呼吸系统、神经系统、心血管系统和免疫系统等的各类疾病发病率显著增加，甚至会引发肺癌和心理疾病。 随着汽车保有量急剧增加、大气污染急速加剧和社会关注度日益提高，各国和地区相继制定了严格的限制汽车排放的标准和法规，促使汽车业在节能和排放控制技术的道路上不断革新和进步。 二、汽油机排放物形成机理 2.CO 一氧化碳（CO）为烃燃烧的中间产物，也是不完全燃烧的产物。在汽油机工作过程中，CO的产生是必然的。CO对人体和环境都有害，其与血红蛋白的结合能力为O2的300倍，可降低人体血液对于O2的输送能力，当CO体积分数超过0.3%时，可在30分钟内使人毙命。CO还能促使NO向NO2的转化，提高了光化学烟雾形成的几率。 3.HC