《现代汽车排放与控制技术》第七章 汽车排放后处理技术
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汽车排放控制技术汽车排放控制技术编写:王文斌一、汽车排放的主要污染物一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)硫化物微粒(又碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰等组成)。
就CO来说,如果把汽油发动机CO排放量当作1的话,则液化气发动机的CO 排放量为1/2,而柴油发动机的CO排放量为1/100。
可以看出,柴油发动机与其有发动机相比,其CO排出量要小得多。
而且,柴油发动机的HC排出量也较少,但NOx 排出量则和汽油机差不多。
以HC为主要成分(约占HC总排量的25%),并含有CO等其他成分的窜气,从曲轴箱排出;在不同运行工况,从发动机废气排出不同成分的CO、HC(约占HC总排量的55%)及NOx等有害气体;汽油从油箱、化油器浮子室及油泵接头处蒸发,散发出HC(约占HC总排量的20%)。
1、一氧化碳(CO)在内然发动机中,CO是空气不足或其他原因造成不完全燃烧时,所产生的一种无色、无味的气体。
CO吸入人体后,非常容易和血液中的血红蛋白结合,它的亲和力是氧的300倍。
因此,肺里的血红蛋白不与氧结合而与CO结合,致使人体缺氧,引起头痛、头晕、呕吐等中毒症状,严重是造成死亡。
2、碳氢化合物(HC)HC是指发动机废气中的未燃部分,还包括供油系中燃料的蒸发和滴漏。
单独的HC只有在浓度相当高的情况下才会对人体产生影响,一般情况下作用不大,但它却是产生光化学烟雾的重要成分。
3、氮氧化合物(NOx)NOx是发动机大负荷工作时大量产生的一种褐色的有臭味的废气。
发动机废气刚一排出时,气内存在的NO毒性较小,但NO很快氧化成毒性较大的NO2等其他氮氧化合物。
这些氮氧化合物,我们统称为NOx。
NOx进入肺泡后能形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生剧烈的刺激作用。
亚硝酸盐则能与人体内的血红蛋白结合,形成变性血红蛋白,可在一定程度上导致组织缺氧NOx与HC受阳光中紫外线照射后发生化学反应,形成光化学烟雾。
当光化学烟雾种的光化学氧化剂超过一定浓度时,具有明显的刺激性。
现代汽车污染及控制措施汽车的发明和普及为人类的交通方式带来了重大的变革,但也带来了严重的环境问题。
汽车尾气排放的污染物对空气质量、人类健康和环境造成了严重的影响。
本文将介绍现代汽车的污染物排放情况,以及控制措施。
污染物排放情况汽车排放的主要污染物包括碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO2)和颗粒物(PM)。
其中,NOx和颗粒物是较为严重的污染物。
NOx是由汽车发动机燃烧时产生的一种氧化物,对人体健康和环境都有危害。
同时,NOx也是臭氧和酸雨等污染物的前体物质之一。
颗粒物是机动车尾气中含量较高的污染物之一,由于其粒径小且容易悬浮在空气中,对空气质量和健康的影响非常大。
控制措施为了控制汽车尾气排放的污染物,各国纷纷制定了相应的法规和标准。
以下是几种常见的控制措施。
1.发动机技术改进改进发动机设计和调整燃烧过程可以降低其污染物排放。
如采用先进的喷油系统,优化进气和排气系统等技术,可以显著降低排放。
2.使用清洁燃料使用清洁燃料也是一种有效的控制措施。
电动汽车、混合动力汽车和氢燃料汽车等汽车类型都可以降低尾气排放的污染物。
3.行驶限制和收费措施一些城市采取了行驶限制和收费措施来控制汽车污染。
例如,限制某些车辆在重污染天气时行驶或者对某些车型开征拥堵费等措施。
4.提高废气处理效率废气处理技术可以有效地减少汽车尾气的排放。
常见的处理技术包括三元催化器和颗粒捕集器等。
结论面对汽车尾气排放的严峻局面,我们需要采取各种措施来控制汽车污染。
无论是改进发动机技术、使用清洁燃料、行驶限制和收费或提高废气处理效率,都是有效的控制措施。
由于地球环境日益恶化,环保议题也更加受到重视,欧美各国柴油车污染排放无不实施更严格之管制措施,以欧洲为例,其轻型柴油车PM排放管制EuroIV比EuroIII 的管制量降低50%,NOx也降低50%;而重型柴油引擎PM排放管制则降低80%;NOx降低30%,如图1、图2所示。
图1 重型柴油引擎EuroIII与EuroIV污染排放标准比较图2 轻型柴油车EuroIII与EuroIV污染排放标准比较美国也决定了2007重型柴油引擎排放标准,PM为0.01g/bhp-hr;NOx为0.20g/bhp-hr,与现在的1998年标准相比,新规则在NOx水平代表95%降低(目前在4.0g/bhp-hr),在PM排放有80-90%降低(当前卡车引擎在0.1g/bhp-hr和城市的公共汽车在0.05g/bhp-hr)。
这也意味着后处理器的强迫使用。
以目前情况来看,符合我国三期排放标准车辆中已约有50%配置使用氧化触媒等废气排放后处理器组件,其对HC和部分PM具有改善作用,而对NOx及PM中碳成分却无影响。
为因应未来更严格的排放标准,各大车厂无不积极投入De-NOx触媒及PM粒状污染物捕集器之开发工作,期以符合法规要求。
环顾国内情况,我国柴油引擎技术大部分是依赖国外原厂提供,对于国内几家大厂而言,技术来源或许较无问题,但对于生产及代理数量较少之车厂,其技术能力之获得则必然发生困难。
因此,于实施下一阶段排放标准前,政府相关单位应建立起柴油车污染控制后处理器之相关技术能力来协助车厂因应污染排放的控制工作。
●国内外后处理器技术发展现况在全球法规污染物排放标准更加严苛的发展趋势下,若单纯只透过改良引擎燃烧行为、降低机油消耗量及减少柴油中的硫含量等方式,仍然不足以保证能完全符合较严苛的法规标准值,故借助于后处理系统的二次减量仍在所难免。
(一)氧化触媒转化器选择后处理系统时,必须考虑下列因素:效率、背压、耐温、耐久、成本。
截至目前为止,氧化触媒转化器之经济效益最大,其优点如下:1.符合法规需求可氧化SOF达80﹪以上,但对碳粒无氧化能力,因此须配合燃烧行为预先减少碳粒生成,并控制柴油中的硫含量低于0.05﹪,以避免生成硫酸及金属类硫酸盐等粒状污染物。
汽车发动机排放控制技术解析随着全球环境保护意识的不断提高,汽车发动机的排放控制技术也日益重要。
本文将对汽车发动机排放控制技术进行解析,包括废气净化系统、燃烧优化技术以及后处理技术等方面。
一、废气净化系统废气净化系统主要是通过一系列装置来净化汽车尾气中的有害物质,包括废气再循环系统、三元催化转化器以及颗粒捕集过滤器等。
1. 废气再循环系统废气再循环系统是通过将部分废气重新引入燃烧室中进行再燃烧,以降低燃烧温度来减少氮氧化物的生成。
它能有效地降低尾气中的有害物质排放,特别是减少氮氧化物的生成,对于控制汽车尾气的污染具有重要意义。
2. 三元催化转化器三元催化转化器是一种利用催化剂将尾气中的一氧化碳、氮氧化物以及碳氢化合物等有害物质转化为无害物质的装置。
通过使用高效催化剂,三元催化转化器能够有效地提高尾气的清洁度,减少有害物质的排放。
3. 颗粒捕集过滤器颗粒捕集过滤器主要用于捕捉尾气中的颗粒物质,如细颗粒物和颗粒态有机物等。
通过过滤器的作用,颗粒物质被捕获并定期进行清除或再生,以保持过滤器的高效性能。
颗粒捕集过滤器在控制尾气排放中起到了重要的作用。
二、燃烧优化技术燃烧优化技术主要是通过改善发动机的燃烧过程,以减少有害物质的生成和排放。
以下介绍几种常见的燃烧优化技术。
1. 直喷技术直喷技术是将燃油直接喷入燃烧室中,与空气充分混合后进行燃烧。
与传统的多点喷射技术相比,直喷技术能够更好地控制燃油的喷射量和喷射时机,提高燃油的利用率以及燃烧效率,减少有害物质的生成。
2. 可变气门正时技术可变气门正时技术是通过控制发动机进气和排气门的开闭时机,优化气缸内的气流动态,以提高燃烧效率和降低排放。
通过调整气门的开闭时间和气门的升程,可变气门正时技术可以实现更精确的燃烧控制,从而减少有害物质的产生。
三、后处理技术后处理技术主要是通过对发动机排出的废气进行处理,以降低有害物质的浓度和排放量。
1. SCR技术SCR(Selective Catalytic Reduction)技术是一种通过添加尿素溶液来还原氮氧化物的后处理技术。
汽车排放及控制技术知识点汇总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50ms7)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。
浅析现代汽车排放控制技术摘要:本文介绍了现代汽车排放污染物的主要成分以及对环境产生的危害,以这个角度从汽油机、柴油机控制技术以及燃油控制和新能源动力汽车的开发四个方面阐述了现代汽车排放控制技术,以控制汽车污染物的排放,减少对环境的破坏。
关键词:汽车排放控制污染汽油机前言汽车工业在现代化社会的发展越来越迅速,在居民中的普及率越来越高,但是汽车在给人们带来方便的同时,也给环境带来了危害。
尤其是大气污染的问题已经非常尖锐,在北上广等大城市中表现得极为明显,给人们的生活带来极大困扰。
所以,研究汽车的排放污染控制技术对于造福人类和自然环境来说是当下极为重要的课题,下文将为大家介绍有关汽车排放控制技术的相关知识。
1.汽车排放物的成分及危害1.1.汽车排放物的种类汽油机汽车尾气的排放物中约含有2%的碳氢化合物,氮氧化合物、一氧化碳以及少量的二氧化硫。
其余成分中氮气占主导,此外还有碳约14%,水蒸气约13%。
对于柴油机汽车来说,和前者不同的好似,柴油机的尾气中还含有约10%的氧气,硫化物、氮氧化物以及一氧化碳等含量较少,约0.3%,其中颗粒物主要是由柴油机产生,其颗粒的可见性给人们造成视觉上的污染,甚至可能引起过敏反应,应该受到重点关注。
1.2.汽车排放物产生的危害对于碳氧化物,CO无色无味但是可能引起爆炸,而且此气体有毒,会与人体血液中的血红蛋白结合,引起一系列不良反应,同时对中枢神经系统产生危害,甚至造成机体死亡现象。
二氧化碳是产生温室效应的主要气体,其大量排放无疑会加剧全球温室效应。
氮氧化物进入人体的肺部之后会形成亚硝酸和硝酸,刺激机体,碳氢化合物主要是对光化学烟雾做出贡献,引起人的感觉器官的种种不良反应。
二氧化硫则会造成酸雨,黑色碳颗粒降低了空气的能见度,并引起人体不适。
总之,这些排放物对人类及其居住的环境带来极大的危害,应该受到广泛关注。
2.汽车排放控制的技术研究2.1.汽油机排放技术2.1.1.冷机时稀薄燃烧冷机时发动机的催化活性差,以及碳的不完全燃烧使得碳氢化合物的量越来越多,可以从提高充气效率的角度出发,在进气口处安装涡流控制阀,使得气体充分进入并稀薄化。
雾霾杀手?——汽车尾气后处理技术综述汽车尾气后处理技术综述也许以前我们对于汽车尾气排放的认识仅仅是汽车嘟嘟嘟屁股后头冒出来的呛人黑烟。
随着近年来城市人口增长和工业的发展,汽车尾气,煤炭使用,建筑工地所产生的扬尘等直接造成了大气污染。
而在今年柴静的调查片穹顶之下中,她提出汽车尾气就是雾霾的主要原因之一。
治理大气污染,其中减少机动车尾气排放是一个必不可少的环节。
从汽车尾气国五标准的颁发到今年3月广东地区将所有汽车升级为国五标准,国家正在加大对汽车尾气排放的监管力度。
汽车尾气的主要污染物有哪些?一氧化碳CO:一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。
一氧化碳经呼吸道进入血液循环,与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白,从而削弱血液向各组织输送氧的功能,危害中枢神经系统,造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍,重者危害血液循环系统,导致生命危险。
所以,即使是微量吸入一氧化碳,也可能给人造成可怕的缺氧性伤害。
氮氧化物 NOx:氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮,它们都是对人体有害的气体,特别是对呼吸系统有危害。
在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟,即可造成人的呼吸系统功能失调。
碳氢化合物HC:目前还不清楚它对人体健康的直接危害。
但当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下,会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾,其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。
这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜,引起眼睛红肿和喉炎。
固体悬浮颗粒PM:固体悬浮颗粒的成分很复杂,并具有较强的吸附能力,可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。
固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部,以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位,引起呼吸系统疾病。
汽车尾气的净化处理技术1汽油机车辆机内净化技术:以改进发动机燃烧过程为核心。
1.电子控制燃油喷射系统电子控制燃油喷射系统(Electric Fuel Injection: EFI)利用传感器检测发动机的各种状态,经微机判断,计算,使得发动机在不同的工况下均能获得适合的空燃比混合气。
汽车排放与噪声控制技术作业指导书第1章汽车排放与噪声控制概述 (3)1.1 汽车排放污染及危害 (3)1.2 汽车噪声污染及危害 (4)1.3 汽车排放与噪声控制的意义 (4)第2章汽油机排放污染物机理 (4)2.1 污染物过程 (4)2.1.1 燃烧室内化学反应 (4)2.1.2 排气系统内化学反应 (4)2.2 影响排放污染物的因素 (5)2.2.1 燃油品质 (5)2.2.2 燃烧过程 (5)2.2.3 发动机工况 (5)2.2.4 排气系统设计 (5)2.3 降低汽油机排放污染的措施 (5)2.3.1 优化燃油品质 (5)2.3.2 改进燃烧过程 (5)2.3.3 控制发动机工况 (5)2.3.4 采用排气后处理技术 (5)2.3.5 提高发动机热效率 (5)2.3.6 加强维护与管理 (6)第3章柴油机排放污染物机理 (6)3.1 柴油机排放污染特点 (6)3.2 污染物过程 (6)3.3 影响排放污染物的因素 (6)3.4 降低柴油机排放污染的措施 (7)第4章汽车噪声产生与传播机理 (7)4.1 汽车噪声来源与分类 (7)4.1.1 发动机噪声 (7)4.1.2 轮胎噪声 (7)4.1.3 车身结构噪声 (7)4.1.4 空气动力学噪声 (7)4.1.5 电子设备噪声 (8)4.2 噪声传播过程 (8)4.2.1 声波传播基本原理 (8)4.2.2 汽车噪声传播途径 (8)4.3 影响汽车噪声特性的因素 (8)4.3.1 发动机参数 (8)4.3.2 车身结构 (8)4.3.3 轮胎特性 (8)4.3.4 气象条件 (8)4.3.5 路面状况 (8)第5章汽车排放控制系统 (8)5.1 汽油机排放控制系统 (8)5.1.1 废气再循环(EGR)系统 (8)5.1.2 三元催化转化器(TWC) (9)5.1.3 燃油蒸发排放控制系统(EVAP) (9)5.1.4 空气喷射系统 (9)5.2 柴油机排放控制系统 (9)5.2.1 柴油机氧化催化器(DOC) (9)5.2.2 柴油机颗粒过滤器(DPF) (9)5.2.3 废气再循环(EGR)系统 (9)5.2.4 选择性催化还原(SCR)技术 (9)5.3 新能源汽车排放控制技术 (9)5.3.1 电动汽车排放控制 (9)5.3.2 氢燃料电池汽车排放控制 (9)5.3.3 插电式混合动力汽车排放控制 (10)5.3.4 燃料电池汽车排放控制 (10)第6章汽车噪声控制技术 (10)6.1 噪声源控制技术 (10)6.1.1 发动机噪声控制 (10)6.1.2 轮胎噪声控制 (10)6.1.3 车身结构噪声控制 (10)6.2 传播途径控制技术 (10)6.2.1 隔声技术 (10)6.2.2 吸声技术 (11)6.3 接收者保护技术 (11)6.3.1 车内噪声控制 (11)6.3.2 车外噪声控制 (11)第7章汽车排放与噪声检测技术 (11)7.1 排放检测技术 (11)7.1.1 尾气排放检测 (11)7.1.2 汽油车排放检测 (11)7.1.3 柴油车排放检测 (12)7.2 噪声检测技术 (12)7.2.1 噪声源识别 (12)7.2.2 噪声检测方法 (12)7.2.3 噪声检测标准 (12)7.3 检测设备与标准 (12)7.3.1 排放检测设备 (12)7.3.2 噪声检测设备 (12)7.3.3 检测标准 (12)第8章汽车排放与噪声控制法规及政策 (12)8.1 我国相关法规及政策 (12)8.1.1 汽车排放法规 (12)8.1.3 政策措施 (13)8.2 国际相关法规及政策 (13)8.2.1 欧洲法规 (13)8.2.2 美国法规 (13)8.2.3 其他国家和地区 (13)8.3 法规及政策发展趋势 (13)8.3.1 法规日益严格 (13)8.3.2 推动新能源汽车发展 (13)8.3.3 加强国际合作 (13)8.3.4 创新技术和管理手段 (14)第9章汽车排放与噪声控制技术应用 (14)9.1 传统汽车排放与噪声控制技术应用 (14)9.1.1 排放控制技术 (14)9.1.2 噪声控制技术 (14)9.2 新能源汽车排放与噪声控制技术应用 (14)9.2.1 排放控制技术 (14)9.2.2 噪声控制技术 (14)9.3 汽车排放与噪声控制技术的发展趋势 (15)第10章汽车排放与噪声控制实训操作 (15)10.1 实训操作规范与要求 (15)10.2 排放检测实训操作 (15)10.3 噪声检测实训操作 (16)10.4 汽车排放与噪声控制实训案例分析 (16)第1章汽车排放与噪声控制概述1.1 汽车排放污染及危害汽车作为现代交通工具,在为人们提供便捷出行的同时也带来了严重的排放污染问题。
排放后处理技术(一)为满足欧4和欧5排放标准的要求,欧洲重型载货车制造商目前采取的措施主要有SCR(选择性催化还原)、EGR和DPF等方法。
废气再循环(EGR)EGR是废气再循环技术的简称,该系统的作用就是将柴油机产生的废气的一部分送回气缸。
废气被送回气缸的数量由ECU进行控制。
ECU根据发动机的转速、负荷、温度、进气流量、排气温度控制电磁阀适时地打开,进气歧管真空度经电磁阀真空膜室膜片拉杆将EGR阀打开,排气中少部分废气经EGR阀进入进气系统,与混合气混合进入气缸参与燃烧。
少部分废气进入气缸参与混合气燃烧。
但是由于再循环的废气具有惰性,不参加化学反应,使进入缸内的混合气被稀释,氧气浓度降低,从而也使可燃混合气的发热量降低;另外由于废气中的CO2及水蒸气的热容量较大,增大了混合气的比热容,降低了缸内的高峰温度这两者都使柴油机燃烧过程的着火延迟期增加,燃烧速度变慢,缸内最高燃烧温度下降,而破坏了NOx生成所需要的高温富氧的条件,故抑制了NOx的生成,降低了柴油机NOx的排放量。
但是,过度的废气参与再循环,将会影响混合气的着火性能,从而影响发动机的动力性,特别是在发动机怠速、低速小负荷及冷机时,由ECU控制废气不参与再循环,以免发动机性能受影响;当发动机超过一定转速、负荷及达到一定的温度时,ECU控制少部分废气参与再循环,而且,参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同,以达到废气中NOx最低。
以斯堪尼亚重卡柴油机为例,配置了EGR和涡轮气体混合装置,将符合质量要求的废气返回到发动机中,使NOx降低了30%,碳油微粒降低了80%,从而达到了欧Ⅳ标准。
2007年斯堪尼亚又推出可满足欧5标准的全新EGR发动机平台,在这些新的发动机上,斯堪尼亚采用EGR技术,无需任何后处理装置即可达到欧5排放标准。
选择性催化还原系统(SCR)SCR是一种机外净化系统。
其基本原理是在热的尾气中添加32.5%的尿素溶剂(AdBlue)作为还原剂。
一、排气后处理的原因与意义随着我国工业快速崛起与经济迅猛发展,我国人民的生活水平不断提高,对于生活品质的要求也越来越高,汽车作为一种非常便捷的交通工具也越来越普及,汽车工业也得到了飞速的发展。
然而,汽车的普及与汽车工业的快速发展给人们生活带来便利的同时也产生了能源与环境问题。
近年来,节能、能源与环境相容问题成为备受关注的重大科学问题。
而汽车发动机作为汽车动力的问题的根本所在,因此改善汽车性能的关键在于开发汽车发动机节能减排技术。
因而,随着对内燃机低排放的要求不断严格,能兼顾动力性、经济性、排放性的内燃机越来越复杂,成本急剧上升。
因此,世界各国都先后开发排气后处理技术,在不影响或者少影响内燃机其他性能的同时,降低最终向大气环境的排放。
如何解决好发展过程中的能源与环境问题成为当前汽车工业面临的两项难题。
一直以来汽车发动机以石油作为主要的燃料来源,但是,石油资源具有不可再生性,连续开采已使得石油资源日益枯竭。
尾气排放带来的环境污染问题也是汽车工业急需解决的问题,制定并实施汽车尾气排放标准是一项较为有效的控制措施。
在能源与环保的双重压力下,我国汽车发动机行业引进了许多先进的技术。
就汽车发动机而言,汽车发动机排气后处理技术等先后应用到实际的生产生活中,其技术可以有效改善汽车发动机的尾气的排放与污染,降低废气污染的排放。
进入二十一世纪,世界汽车发动机技术的研究重点与目标趋向于节能和二氧化碳减排取代排放控制的方面上。
因此发动机排气后处理技术正处于上升趋势,而且国际上发动机排气后处理技术近年来已经有了很大的提高,其基础理论与机制有了巨大的进步,因此研制、设计、和试验汽车发动机系统的技术得到了很大的革新。
二、排气后处理技术的原理与分类在讨论汽车发动机排气后处理技术之前,我们应该首先讨论一下汽车发动机所排放的尾气与其对于人体与社会的危害。
首先汽车发动机的尾气的主要危害物有一氧化碳、碳氢化合物与氮氧化合物等众多有毒有害的气体。
排放后处理技术(一)为满足欧4和欧5排放标准的要求,欧洲重型载货车制造商目前采取的措施主要有SCR(选择性催化还原)、EGR和DPF等方法。
废气再循环(EGR)EGR是废气再循环技术的简称,该系统的作用就是将柴油机产生的废气的一部分送回气缸。
废气被送回气缸的数量由ECU进行控制。
ECU根据发动机的转速、负荷、温度、进气流量、排气温度控制电磁阀适时地打开,进气歧管真空度经电磁阀真空膜室膜片拉杆将EGR阀打开,排气中少部分废气经EGR阀进入进气系统,与混合气混合进入气缸参与燃烧。
少部分废气进入气缸参与混合气燃烧。
但是由于再循环的废气具有惰性,不参加化学反应,使进入缸内的混合气被稀释,氧气浓度降低,从而也使可燃混合气的发热量降低;另外由于废气中的CO2及水蒸气的热容量较大,增大了混合气的比热容,降低了缸内的高峰温度这两者都使柴油机燃烧过程的着火延迟期增加,燃烧速度变慢,缸内最高燃烧温度下降,而破坏了NOx生成所需要的高温富氧的条件,故抑制了NOx的生成,降低了柴油机NOx的排放量。
但是,过度的废气参与再循环,将会影响混合气的着火性能,从而影响发动机的动力性,特别是在发动机怠速、低速小负荷及冷机时,由ECU控制废气不参与再循环,以免发动机性能受影响;当发动机超过一定转速、负荷及达到一定的温度时,ECU控制少部分废气参与再循环,而且,参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同,以达到废气中NOx最低。
以斯堪尼亚重卡柴油机为例,配置了EGR和涡轮气体混合装置,将符合质量要求的废气返回到发动机中,使NOx降低了30%,碳油微粒降低了80%,从而达到了欧Ⅳ标准。
2007年斯堪尼亚又推出可满足欧5标准的全新EGR发动机平台,在这些新的发动机上,斯堪尼亚采用EGR技术,无需任何后处理装置即可达到欧5排放标准。
选择性催化还原系统(SCR)SCR是一种机外净化系统。
其基本原理是在热的尾气中添加32.5%的尿素溶剂(AdBlue)作为还原剂。
汽车排放特性及后处理技术控制研究途径摘要:随着社会经济的快速发展,居民生活水平日益提高,汽车行业也在飞速发展,在给人们带来许多便利的同时,汽车排放污染环境,也对人们的身体健康造成不同程度的影响。
本文主要介绍了汽油车和柴油车排放污染物的种类以及排放后处理技术的研究发展,分析了形成汽车排放污染物的原因和影响汽车污染物排放的因素,阐述现有的汽车排放的后处理技术控制研究与发展。
关键字:汽油车;柴油车;排放;后处理技术引言有研究表明,在一些大城市中,汽车已经成为大气环境污染的主要源头,车辆的污染物排放在大气污染中占据60%~70%的比例。
其中,CO所占据比例为67.64%;NOX的比例为2.36%;HC所占据的比例为81%。
车辆尾气排放深度影响了人们赖以生存的大气环境,危及人体的健康。
因此,要加大汽车排放的监管力度和排放后处理技术的研究。
1.汽车主要排放物及其危害内燃机是车辆排放污染物的主要来源,这些排放污染物主要包含:HC(碳氢化合物)、CO(一氧化碳)、NOX(氮氧化合物)、固体颗粒物等。
以下为主要排放污染物的危害:1.1一氧化碳的危害在标况下,一氧化碳纯品是一种无色无刺激性气味且难溶于水的有毒气体,也不易与空气中的其他物质产生化学反应,因此能够在空气中停留2年至3年之久。
CO通过呼吸与空气一同进入人体,然后经肺泡进入人的血液之中,很容易和血液里的血色素(又称血红蛋白)结合,使人体表现出晕眩、恶心、四肢无力、心跳快速、记忆力降低和血压下降等症状,更严重者会危及生命。
1.2碳氢化合物的危害HC又称烃,由碳元素和氢元素构成。
汽车的尾气排放中含有两百多种碳氢化合物,如苯、醛、烷烃、环烷烃、酮等。
醛类中包含有甲醛、丙烯醛等气体,接触过多会引起皮肤出现过敏、色斑等症状,还会引起呼吸系统疾病以及刺激眼黏膜;苯具有致癌作用,属于芳烃类一种,吸入较长时间会损伤神经系统及慢性中毒,孕妇吸入过量会导致婴儿骨骼发育缓慢、畸形等。