汽车排放与噪声控制(李岳林第二版)第六章

第一章1，煤烟型污染与机动车污染的污染物各是什么煤烟：SO2和TSP（总悬浮颗粒物）机动车：NO X和HC、CO、PM2，大气的分层及每层的特点对流程：a大气圈最低一层平均厚度12km，一般低纬度厚度较高纬度厚，且温度随高度增加降低0.65o C/100mb对流层相对较薄总质量大占75%，又有强烈对流，所以主要天气现象和污染现象出现在此层。

平流层：对流层顶到距地面50~~55km垂直流动弱，主要水平流动；可分为两层对流层顶到30~~35km 为同温层温度保持在-50~~ -55o C，暖层是35~~55km，温度随高度增而增到-3o C。

这层空气干燥，对流层云气不易穿入，没有云，雨等天气现象及尘埃，能见度高。

中间层：平流层顶到85km，温度随高度增而降到-100o C，有垂直对流。

电离层：中间层顶到800km，温度随高度增而增，该层大部分空气分子被电离，有较高密度带电粒子，能将电磁波反射回地球。

逸散层：>800km气体质点出现逸散，空气分子几乎全部电离，高度增温度增3，一次污染物与二次污染物各包括什么一次：CH、CO、NO x、硫氧化物、TSP（总悬浮颗粒物）二次：O3过氧化乙酰硝酸酯(PAN)、硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶、过氧化氢基、过氧化氮基和氧原子等。

4，大气污染对人体健康，植物，器物的影响对人：表面接触、食物和水、呼吸空气引起呼吸道疾病及一些未查明可能与大气污染有关的病症。

对植物：高浓度急性危害(表面伤斑、叶脱落)，低浓度慢性危害(叶褪绿)，极低浓度不可见危害(生理机能受影响，生长慢、抵抗力弱、产量降、品质变坏)。

间接影响：抵抗力弱导致病虫害严重。

对器物：使之受玷污、化学腐蚀进而失去价值。

5，温室效应的产生及危害太阳射出短波辐射透过大气层射到地面，是地面温度提高并放出长波辐射(红外线),它大部被温室气体吸收少数逸散，吸收的热能大部反射到地面维持地面均温15o C,当温室气体量不变，温度维持不变，量增加时就打破平衡，地球将变暖。

《汽车噪声与排放》课程教学大纲Automobile Noise and Emission学分：1.5 总学时：24 理论学时：24 实验/实践学时：0一、课程性质与任务《汽车噪声与排放》课程是车辆工程专业的一门专业选修课，本课程共24学时，1.5学分，考查课。

《汽车噪声与排放》根据目前我国交通运输环境污染治理的需要，针对机动车排放污染物与噪声控制的特点和要求，系统地阐述了汽车排放污染物与噪声的生成机理、影响因素、检测方法及标准、净化措施、控制技术，同时还介绍了大气污染与控制方面的基本知识。

二、课程的基本要求学习本课程后，应达到下列基本要求：1.机动车排放污染物与噪声控制的特点和要求、车排放污染物与噪声的生成机理、影响因素、检测方法及标准、净化措施、控制技术；2.掌握汽车排放的净化技术、汽车噪声的基本知识和控制技术。

三、先修课程先修课程：汽车构造、汽车理论。

四、主要参考教材[1] 李岳林.《汽车排放与噪声控制》.北京:人民交通出版社,2007.五、课程内容（一）大气污染与控制概述主要内容：大气污染的起源与发展；大气的成分与结构；大气污染及污染物；大气污染的影响；大气质量控制标准；大气污染物的扩散与输送。

重点：大气质量控制标准；大气污染物的扩散与输送。

难点：大气的成分与结构；大气污染及污染物。

教学要求：了解大气污染的起源与发展、大气的成分与结构、大气污染及污染物、大气污染的影响，掌握大气质量控制标准、大气污染物的扩散与输送。

（二）汽车污染物危害及汽车排放标准与试验方法主要内容：汽车污染源及主要污染物；汽车主要污染物的产生与危害；汽车排放标准；汽车排放检测与试验技术。

重点：汽车排放标准、汽车排放检测与试验技术。

难点：汽车污染源及主要污染物、汽车主要污染物的产生与危害。

教学要求：了解汽车污染源及主要污染物、汽车主要污染物的产生与危害，掌握汽车排放标准、汽车排放检测与试验技术。

（三）车用汽油机排放污染物的生成机理及影响因素主要内容：汽油机燃烧过程概况；汽油机污染物的生成机理；影响汽油机排气污染物生成的因素。

1、反应热：反应后生成物所含能量总和与反应物所含能量总和间的差异，此能量差值以热的形式向环境散发或从环境吸收2、燃烧热燃烧反应是燃料与氧发生反应生成水和CO2等稳定产物的化学反应，此反应的反应热为燃烧热3、瞬时过量空气系数：每循环吸入气缸的空气质量与气缸内瞬时燃料质量和理论空气量的乘积的比值4、声强：在垂直于声波传播方向的单位面积上单位时间内通过的声能称为声强。

5、声压：当声波传播时媒质中的压力超过静雅的值。

6、声功率：声源在单位时间内辐射的声能量称为该声源的声功率7、狭缝效应：虽然缝隙的容积较小，但其中气体压力高、温度低，因而密度大，HC的浓度很高，这种现象称为狭缝效应。

8、淬熄效应：温度较低的燃烧室壁面对火焰的迅速冷却，使活化分子的能量被吸收，链式反应中断，在壁面形成约0.1到0.2毫米的不燃烧或不完全燃烧的火焰淬熄层，产生大量未然的HC9、燃烧噪声：气缸内燃烧所形成的压力振动通过缸盖和活塞-连杆-曲轴-缸体的途径向外辐色的噪声。

10、机械噪声：活塞对缸套的敲击，正时齿轮、配气机构、喷油系统等运动之间机械撞击所产生的振动激发的噪声。

11、燃烧噪声是发动机发生爆燃和表面点火等不正常燃烧时产生较大的噪声。

其主要表现两个方面：气缸压力急剧变化引起的动力负荷产生振动和噪声；气缸内气体的冲击波引起的高频振动和噪声。

12、机械噪声是发动机运转过程中各零部件受流体压力和运动惯性力周期性变化作用而引起振动和相互冲击所激发的噪声。

其主要包括活塞敲缸声、配气机构噪声、齿轮啮合噪声、供油系噪声、不平衡力引起的噪声。

13、空气动力噪声：空气动力噪声主要包括进气噪声、排气噪声、风扇噪声。

由于气流扰动及气流与其他物体相互作用而产生。

进气噪声大小与进气方式、进气门结构、缸径及凸轮轴设计有关。

1、影响汽油机排气污染物生成的主要因素：1、空燃比2、点火提前角3、汽油机运转状态4、汽油及结构参数5、燃料性质2、影响柴油机排气污染物生成的主要因素：1、混合气质量2、供油系统的参数及结构因素3、柴油机运转参数4、柴油十六烷值5、燃烧系统3、影响微粒生成的主要因素：1、转速与负荷2、喷油提前角与喷油速率3、喷油压力4、喷油器结构与性质5、柴油品质4、EGR系统的工作原理：由于排气中含氧量很低，主要有惰性气体N2和CO2构成，一部分排气经EGR阀还流回进气系统，与新鲜混合气婚后和后，稀释了新鲜混合气中的氧浓度，导致燃烧速度降低，同时还是新鲜混合气的比热容提高。

车辆噪声与控制车辆噪声与控制0 引言随着汽车工业的迅速发展，人们对于汽车的舒适性和振动噪声控制的要求越来越严格。

据国外有关资料表明，城市噪声的70%来源于交通噪声，而交通噪声主要是汽车噪声。

它严重地污染着城市环境，影响着人们的生活、工作和健康。

所以噪声的控制，不仅关系到乘坐舒适性，而且还关系到环境保护。

然而一切噪声又源于振动，振动能够引起某些部件的早期疲劳损坏，从而降低汽车的使用寿命；过高的噪声既能损害驾驶员的听力，还会使驾驶员迅速疲劳，从而对汽车行驶安全性构成了极大的威胁。

所以噪声控制，也关系到汽车的耐久性和安全性。

因此振动、噪声和舒适性这三者是密切相关的，既要减小振动，降低噪声，又要提高乘坐舒适性，保证产品的经济性，使汽车噪声控制在标准范围之内。

1 噪声的种类产生汽车噪声的主要因素是空气动力、机械传动、电磁三部分。

从结构上可分为发动机(即燃烧噪声)，底盘噪声(即传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声)，电器设备噪声(冷却风扇噪声、汽车发电机噪声)，车身噪声(如车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声)。

其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上，包括进气噪声和本体噪声(如发动机振动，配气轴的转动，进、排气门开关等引起的噪声)。

因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。

此外，汽车轮胎在高速行驶时，也会引起较大的噪声。

这是由于轮胎在地面流动时，位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声，以及轮胎花纹与路面的撞击声。

2 噪声要求欧洲的法规规定，从1996年10月起，客车的外部噪声必须从77dBA降到74dBA，减少了一半噪声能量，到本世纪末进一步降低到71dBA。

日本的法规规定，小型汽车在今后十年内噪声标准控制在76dBA以下。

国内的一些大城市也计划在2021年交通干线的噪声平均值控制在70dBA以内。

而据国内目前有关资料表明，国内的大客车的噪声许可值则不得超过82dBA，轻型载货车为83.5dBA。

噪声部分基本概念一、声学基础声波的分类：按介质质点的振动方向：纵波、横波或者二者合成。

按介质质点振动的连续性：连续波和脉冲波按波的传播面：平面波、球面波和柱面波声波的绕射（衍射）：当声波在传播过程中，碰到障碍物，声波能绕过障碍物的边缘继续前进，这种现彖称为绕射或衍射现彖（高频声波易于屏蔽）。

声波的干涉：在同一区域中，两列频率和同，相位差恒定，同向传播的持续声波相遇而叠加的现象，相互间能发生干涉的声波称为相干波。

声强I:通过单位面积的声能；声压p:介质中压力超过静压的值；声功率W：声源在单位时间辐射的声能量；听阈声强为10-12 W/m2,痛阈声强为1 W/U12听阈声强级为OdB,痛阈声强级为120dB 通常在谈话时的声强级为60〜70dB 听阈芦功率为10J2W痛阈声功率为1 W 听阈声功率级为OdB痛阈声功率级为120dB 有效声压：一个变化周期内瞬时声压的均方根值。

频带（频程）：为了测量方便，把噪声的声频范围划分为若干个频段，每个频段即为一个频带（频程）。

响度级：如果所测声咅与基准声——频率为1000Hz的纯咅对比，听起来同样的响，则此基准声的声压级分贝数，就称为该所测声音的响度级。

声场：声音传播的空间。

分为自由声场、混响声场、半混响声场30dB-40dB：较为理想的安静环境；70dB：干扰谈话和工作；90dB：长期忍受会严重影响听力；150dB：鼓膜破裂，失去听力。

二、汽车噪声汽车噪声源：1.按影响区域分：车内、车外2.按性质分：发动机噪声：进排气、冷却风扇、燃烧、机体部振动发动机附件：发电机、空压机、机油泵、水泵汽车行驶噪声：传动系、轮胎、车体部件振动制动器、车身对流汽车噪声影响因索：发动机转速：转速增加■机械噪声、空气动力噪声增加变速器档位和速度：低档转速高——噪音大低速和起动——噪音随加速度变化明显载重量：重载一一噪音大汽车噪声包括：发动机噪声、底盘噪声、车身噪声、汽车附件及电器系统的噪声发动机表面噪声：燃烧噪声和机械噪声直接辐射噪声：进气噪声、排气噪声、风扇噪声汽油机燃烧噪声中两种特殊情况：爆震、表而点火燃烧噪声控制（柴油机）：1）改进燃烧室2）适当延迟喷油定时3）提高废气再循环率和进气节流4）采用增压技术5）提高压缩比6）改善燃油品质机械噪芦：活塞敲缸噪芦、配气机构噪声、齿轮传动噪声、机体振动噪声、喷油泵噪声排放部分一、内燃机排放污染物汽油机排放污染物：co：高温缺氧HC：生成机理1.不完全燃烧（氧化）2.壁而淬熄效应3.狭缝效应4.壁而油膜和积碳吸附影响HC生成的因素：（1）空燃比、（2）燃烧室面容比（3）壁面温度NOx：生成机理：燃料型NO：燃料中的固定氮生成的NO激发型NO：低温火焰下由于含碳门由基的存在生成的NO 高温m NO：高温下N2与02反应生成的NONO的生成因素：温度、氧的浓度、滞留时间NO的影响因索：过量空气系数、已燃气分量微粒：柴油机排放污染物：NOx的排放：柴油机和汽油机区别：相同点：气缸内最高燃烧温度都能够控制NO生成。

汽车试验学的相关实验要求实验一汽油发动机HC、CO、CO2、O2和NO排放浓度测试、柴油发动机烟度测试让学生了解汽车排放污染物的测试方法与相关的国家标准，掌握废气分析仪及柴油机烟度计的使用方法。

二、实验条件汽油车和柴油车各一辆、废气分析仪和柴油机烟度计各一台。

三、实验原理1、汽油机排放测量采用GASBOARD-5020汽油机排气分析仪（见图一）。

等有害不分光红外线废气分析仪的工作原理（见图二）是：利用HC、CO和CO2气体对不同频率的红外光有不同的吸收率的特点来测出汽油机怠速工况所排出废气中上述三种有害气体的浓度。

在用车CO、HC限值见附表。

和NO的分析采用电化学电池式传感器（见图三）。

氧传感器基本形式是包括一对O2个电解质阳极和一个空气阴极组成的金属-空气有限度渗透型电化学电池，其所产生的电流正比于氧的消耗率。

此电流可通过输出端子上跨接的一个电阻上产生一个电压信号。

NO传感器的工作原理与氧传感器类似。

2、柴油机排放测量1）采用FBY-1型滤纸式烟度计（间接测量法）----适用于2005年7月1日前生产的柴油汽车滤纸式烟度计的工作原理（见图四）是：定容采集柴油机自由加速工况所排出的废气用滤纸对其进行过滤，当柴油机排出的烟尘浓时，滤纸被染黑的颜色深，其反光性能差；反之，滤纸被染黑的颜色浅，反光性能强。

测试滤纸的反光量便可得知柴油机烟度的大小。

自1995年7月1日起至2001年9月30期间生产的在用车，烟度值不大于4.5Rb。

自1995年6月30日以前生产的在用车，烟度值不大于5.0Rb。

2）采用不透光度计（直接测量法）----适用于2005年7月1日前生产的柴油汽车不透光度计的工作原理（见图五）是：使光通过被测烟的特定的长度，用到达光接收器的入射光的强弱作为被测烟对光的吸收能力的评价。

当柴油机排出的烟尘越浓时，通过测量室的光能衰减就越大，经光电转换器转换的光电信号就越弱；反之，当柴油机排出的烟尘不浓时，通过测量室的光能衰减就小，经光电转换器转换的光电信号就越强。