柴油机排放的废气中包含有的气态
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柴油机排放的环境保护简介柴油机作为一种高效、可靠的发动机,广泛应用于交通运输、工业生产等领域。
然而,柴油机排放的废气对环境和人类健康造成了不可忽视的影响。
因此,为了保护环境,减少柴油机排放对空气质量和人类健康的危害,采取一系列环境保护措施变得尤为重要。
主要污染物柴油机废气主要包括氮氧化物(NOx)、颗粒物(PM)、碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)等。
这些污染物对大气环境和人类健康产生重要影响。
•氮氧化物(NOx): 柴油机燃烧过程中,氮和氧在高温和高压条件下发生反应产生。
NOx的排放会导致酸雨、臭氧层破坏等环境问题,同时也对人体的呼吸系统和免疫系统产生危害。
•颗粒物(PM): 柴油机的燃烧产生微小颗粒物,可分为可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)。
这些颗粒物对空气质量造成威胁,并且在吸入后对人体健康产生不良影响,如呼吸道炎症、心血管疾病等。
•碳氢化合物(HC): 柴油机燃烧过程中,未完全燃烧的碳氢化合物通过废气排放到大气中,对空气质量产生负面影响。
一些碳氢化合物还具有毒性,对人体健康产生危害。
•一氧化碳(CO): 柴油机的不完全燃烧会产生一氧化碳,它是一种无色、无味、有毒的气体。
高浓度的一氧化碳会对人体健康产生严重的影响,甚至危及生命。
环境保护措施为了减少柴油机排放对环境和人类健康的危害,需要采取一系列环境保护措施。
1. 燃烧优化通过优化柴油机的燃烧过程可以减少污染物的排放。
主要措施包括: - 燃烧室设计优化,提高燃烧效率,减少碳氢化合物和颗粒物的产生。
- 燃烧控制技术改进,提高燃烧稳定性,减少一氧化碳和氮氧化物的排放。
2. 排放控制设备安装排放控制设备是减少柴油机排放的有效手段。
常见的设备包括: - 颗粒物捕集器:通过滤网将颗粒物捕集并减少其排放。
- 选择性催化还原器(SCR):利用催化剂将氮氧化物转化为无害物质,如氮和水,从而减少氮氧化物的排放。
- 一氧化碳催化转化器:利用催化剂将一氧化碳转化为二氧化碳,减少一氧化碳的排放。
柴油发动机废气成份分析作者:厉洋来源:《中国新技术新产品》2011年第18期摘要:本文通过对柴油发动机冒黑烟的分析引出,柴油发动机废气分类,并对产生废气的原因及危害进行阐述,并提出相应的对策。
关键词:柴油发动机;废气;黑烟中图分类号:B289文献标识码:A前言柴油发动机车辆排放黑烟的四大原因:一是进气系统问题,包括阻塞、空气导管变形、排气管阻塞、增压机不正常。
二是喷油系统问题,包括喷射油量过量、喷油正时不正确、汽门间隙不正确、喷油嘴不良、喷射雾状不良。
三是驾驶操作问题,如变速配合不当、发动机温度不良、超载急加、使用不良油品。
最后一项是压缩力的问题,如汽门泄气、汽缸床冲损、喷油嘴垫不良、汽缸磨损或活塞环磨损等。
车主除了做好定期保养之外,平时也可自行检查,排放黑烟情形也可改善。
如添加机油时,严禁添加超过机油尺满油位;柴油箱须保持清洁,盖紧油箱盖;严禁拆除喷射帮浦铅封;第一次发动发动机,需热车五分钟使发动机达到正常工作温度;起步时使用一档轻踩油门;注意发动机声响,不可使用三、四档慢速行车硬拖发动机;发觉机油不正常消耗或发动机有故障应立即报修;在平路行驶时勿使用排气剎车;上坡行驶应使用低速档,若用高速档及猛加油最易排放黑烟。
柴油车保养的基本条件除了定时换机油、空气滤清器以外,正时器是占很大的功用。
正时器的功用是使喷油时间能配合发动机转和负荷的变化,适当地提前或减晚,使柴油在最恰当的时刻完全燃烧,发挥最大效能。
而经常检验及调整喷油正时,使其达到最佳雾化完全燃烧,可以减少排冒黑烟。
一、以下是针对柴油发动机排放黑烟原因的分析:1.喷嘴问题A.全负荷定位螺丝任意变动;B.喷油量过多;C.正时器或调器不良2.喷油嘴问题A.喷油嘴针活门进退不顺;B.针活门磨损;C.针活门积碳;D.喷油嘴阻塞;E.喷油嘴破裂;F.喷油压力不足;G.喷油雾化不良;H.喷油方向不正确;I.喷油角度不正确;J.喷油终了滴油3.进气排气问题A.空气滤清器阻塞(干式);B.进气管路阻塞;C.滤清器机油过多(湿式);D.鼓风机损坏;E.排气煞车本体卡死;F.排气管路阻塞4.正时问题A.喷油正时不正确;B.气门正时不正确;C.气门间隙不正确;D.喷射邦浦传动接头磨损5.汽缸压缩压力问题A.活塞.活塞环.汽缸套磨损;B.汽门密合不良;C.汽缸垫片漏气或烧毁;D.喷油嘴垫片漏气或烧毁6.驾驶操作问题A.使用不当档位;B.急加不当;C.超载;D.使用不良的燃料;E.未正确的定期保养或调修二、以下是柴油发动机排放黑烟的解对策:1.车辆驾驶前﹑行车前﹑收班后,驾驶员应切实施行车辆基本保养。
国四大马力柴油机后处理技术路线国四标准是指中国针对柴油车排放的一项污染控制标准,于2008年开始实施。
在国四标准下,柴油车的排放要求更为严格,需要配备一系列的后处理技术来净化排放物。
本文将介绍国内四大马力柴油机后处理技术路线。
国四标准要求柴油车的颗粒物(PM)排放控制在每公里0.025克以下,氮氧化物(NOx)排放控制在每公里3.5克以下。
为实现这一目标,国内发展了四大马力柴油机后处理技术路线,分别是颗粒物捕集器(DPF)、氧化催化器(DOC)、选择性催化还原(SCR)和低温尿素溶液喷射系统。
首先,颗粒物捕集器(DPF)是国内柴油车颗粒物排放控制的关键技术之一。
DPF是一种静电过滤装置,可以有效捕集柴油车尾气中的颗粒物。
它通过细小的孔道和滤芯来过滤颗粒物,从而减少对环境的污染。
在柴油车尾气中通过颗粒物捕集器后,排出的尾气中的颗粒物浓度将大大降低。
其次,氧化催化器(DOC)也是国内柴油车排放控制的重要技术之一。
DOC主要用于氧化柴油车尾气中的气态污染物,包括一氧化碳(CO)和氢气(HC)。
氧化催化器中的贵金属催化剂可以在高温下催化气态污染物的氧化反应,将其转化为对环境无害的物质。
通过氧化催化器的作用,柴油车排放的一氧化碳和氢气浓度将显著减少。
第三,选择性催化还原(SCR)是一种用于减少柴油车尾气中氮氧化物排放的技术。
SCR系统主要由催化剂和尿素溶液喷射系统组成。
柴油车尾气中的氮氧化物在催化剂的作用下与尿素溶液中的氨气(NH3)发生化学反应,最终转化为对环境无害的氮气和水蒸汽。
选择性催化还原技术可以有效降低柴油车的氮氧化物排放。
最后,低温尿素溶液喷射系统也是国内柴油车后处理技术的关键部分。
这一系统能够通过向排气管中喷射低温尿素溶液,将尿素溶液分解成氨气。
在SCR催化剂的作用下,氨气与尾气中的氮氧化物发生化学反应,将其转化为无害的氮气和水蒸汽。
综上所述,国内四大马力柴油机后处理技术路线是颗粒物捕集器(DPF)、氧化催化器(DOC)、选择性催化还原(SCR)和低温尿素溶液喷射系统。
简述柴油机混合气的形成和燃烧过程的主要特点
柴油机混合气的形成主要通过喷油器将柴油喷入气缸内,并与空气混合形成可燃的混合气。
在柴油机中,柴油的喷射是通过高压喷油系统实现的,喷油器会将柴油以高速喷入气缸内,形成小的液滴。
随着喷雾进一步扩散和混合,柴油蒸发成为气态,与周围的空气发生反应,形成高温、高压的混合气。
柴油机燃烧过程的主要特点有以下几点:
1. 自燃性:柴油机的燃烧过程是自燃的,即燃料不需要预先混合空气,在高温和高压的条件下,柴油会自发地点燃。
2. 气缸压力高:由于柴油机采用的是压燃式燃烧方式,混合气在气缸内的压力相对较高,通常达到较高的压缩比,从而增加了柴油机的热效率和功率。
3. 燃烧过程较长:相对于汽油机的燃烧过程来说,柴油机的燃烧速率较慢。
这是因为柴油燃料的自燃性会引起燃烧的延迟,混合气的蒸发和扩散时间相对较长。
4. 高温高压条件下生成大量烟雾:由于柴油燃烧过程中温度和压力较高,同时还有一部分未完全燃烧的碳氢化合物存在,因此柴油机的排放中常常会产生大量的烟雾和颗粒物。
综上所述,柴油机混合气的形成和燃烧过程具有高压、自燃、延迟燃烧和较高的烟雾排放等特点。
这些特点决定了柴油机在高负荷工况下有较高的热效率和牵引力,适用于重载和长途运输等场景。
工程动力设备尾气成分与危害1.动力机尾气成份与危害分析柴油机尾气污染物主要包括:一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、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)。
柴油机尾气具有复杂的化学组成,并且随着发动机的工况变化,尾气的组成也显著不同,其排放的污染物中含有碳烟颗粒物(PM)、烃类(HC)、CO和NOx 等。
因为尾气中O2含量较高,故 HC和CO排放量较少,一般只有汽油机的1/10:NOx排放量与汽油机大致处于同一数量级;而PM的排放量约为汽油机的几十倍。
因此,降低NOx和PM排放是柴油机车尾气催化净化的主要课题。
此外,柴油机排气中还含有 H2O,O2,N2,少量SO2和大量的CO2等气体,其危害如下。
1.1二氧化碳的危害柴油机所用柴油是一种复杂的碳氢化合物,当它与空气混合燃烧时排出物主要是二氧化碳和水蒸气。
以前我们并不把完全燃烧时排出的二氧化碳当成一种污染物,但是近年来随着石油、煤炭等的大量使用造成二氧化碳在大气中所占的比例明显上升而且每年都在继续增加使全球温度逐步提高,造成明显的温室效应,所以柴油机排放的二氧化碳也成为我们要控制的对象。
要想控制柴油机排放二氧化碳就要提高其燃烧效率、热效率和机械效率,减少做单位功所排出的二氧化碳。
二氧化碳对人体的危害最主要的是刺激人的呼吸中枢,导致呼吸急促,烟气吸入量增加,并且会引起头痛、神志不清等症状。
如果没有二氧化碳,地球的年平均气温会比目前降低很多。
但是,二氧化碳含量过高,就会使地球仿佛捂在一口锅里,温度逐渐升高,于是形成温室效应。
虽然二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中,具有调节地球气温的功能。
但是二氧化碳含量比现在增加一倍,全球气温将升髙3〜5℃,两极地区可能升高10℃,气候将明显变暖。
气温升高,各地的气候将会出现极大的异常。
比如,某些地区的降雨量大幅增加并导致洪水暴发,某些地区则出现百年不遇的干旱,同时海上作业或者海边城市的危险性增大,因为气候变化会引起飓风,而且其力量增加,出现频率也将提髙,也极其没有规律。
柴油车排气污染物的生成机理和影响因素分析摘要:随着机动车保有量的激增,我国的机动车污染物排放总量持续攀升。
2012年全国机动车碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物排放量是2002年相应污染物排放总量的2.51、2.52和3.01倍。
事实上,汽车所产生的空气污染量比任何其他单一的人类活动产生的空气污染量都多。
人类必须认识到环境保护的重要性,尽全力保护我们赖以生存的环境。
我们以柴油车为例分析一下排气污染物的生成机理和影响因素。
关键词:柴油车排气污染物氮氧化物碳氢化合物1 柴油车主要排放污染物柴油车主要的排放污染物以及与交通源相关的主要污染物有:一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和微粒等。
一氧化碳纯品为无色、无臭、无刺激性的气体,是燃料不完全燃烧的产物。
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燃料的氧化物。
氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮的总称。
汽车尾气中氮氧化物的排放量取决于气缸内燃烧温度、燃烧时间和空燃比等因素。
固体悬浮颗粒的成分很复杂,并具有较强的吸附能力,而且悬浮颗粒越小,吸附能力越强危害也越大。
2 柴油车排气污染物的生成机理和影响因素2.1 一氧化碳2.1.1 一氧化碳的生成机理一氧化碳是燃料不完全燃烧的产物,完全燃烧的产物是 co2。
由于柴油机的大部分运转工况过量空气系数都比较大,故其一氧化碳排放量要比汽油机低得多,只有在大负荷接近冒烟界限时,一氧化碳的排放量才急剧增加。
当柴油机燃料与空气混合不均匀,燃烧空间内存在局部缺氧或者温度较低的地方时,由于反应物在燃烧区停留时间较短,不足以彻底完成燃烧过程而生成co,也会使co排放量增加。
这就可以解释柴油车在小负荷时尽管机内供给的空气质量很大,co排放量反而上升。
类似的情况也发生在柴油机起动后的暖机阶段和怠速工况中。
2.1.2 一氧化碳生成的影响因素(1)进气温度的影响一般情况下,冬天气温可达零下20℃以下,夏天在30℃以上,爬坡时发动机罩内进气温度超过80℃。
柴油发动机的排气冒烟分析随着社会的进步和人民生活程度的不断进步,对环境的质量要求也越来越高。
自然吸气式柴油机很难满足新排放标准的要求,增压中冷柴油机将成为车用柴油机的标准装备。
柴油机排气管正常排出的应是无色的气体,假如排气管排出的是黑烟、白烟或蓝烟,说明发动机有故障,必须及时排除。
1.气管冒黑烟黑烟的形成:黑烟一般是在柴油机大负荷时产生,如加速,爬坡或超负荷运转时,黑烟是不完全燃烧的产物,在柴油机大负荷下,燃烧室温度较高,而喷入的燃料过多,混合气形成不均匀,部分区域出现燃烧时空气缺乏,燃料在高温缺氧的条件下易于裂解,聚会成黑烟。
故障原因:(1)空气滤清器严重堵塞。
(2)喷油时间过迟。
(3)喷油嘴有故障或新装上的喷油嘴型号不对。
(4)喷油泵故障或冒烟限制器〔或称增压补偿器〕调整不当。
(5)增压器故障。
(6)中冷器故障。
(7)排气制动阀处在关闭位置。
(8)气缸压力缺乏。
判断及排除方法:根据上述几方面原因分别阐述如下:(1)在检查排气管冒黑烟前,应先拆下空气滤清器,假设柴油机冒黑烟情况消失,说明因空气滤清器严重堵塞致使进气量缺乏而造成黑烟。
同时,还应检查进气管路是否有堵塞现象,如进气胶管吸扁等。
(2)喷油时间过迟,柴油在气缸中不能完全燃烧,在冷车状态下一般排气管排灰白色的烟,待发动机温度正常时冒黑烟。
喷油时间的正确与否,不仅造成排气管冒烟,而且对发动机的动力性及经济性有着很大的影响。
因此,在处理柴油机冒烟、无力等故障时,首先应检查喷油时间是否正确,广阔汽车维修人员必须充分重视。
(3)喷油嘴有故障时可采用单缸断油法检查各缸工作情况。
如某缸断油后发动机的转速变化不太明显,且排出的黑烟消失,说明该缸是由于喷雾不佳、喷油嘴滴油而排出黑烟的。
值得注意的是:在更换新喷油嘴偶件时,应注意用同一型号,不同型号的喷油嘴,其喷孔数量、喷射角度及喷雾质量不一样,假如混用,将影响喷油量、喷射延续时间以及混合气的形成和正常燃烧。
柴油安全技术说明书在现代经济发展越来越迅速的今天,柴油机成为了一种非常重要的动力装置,被广泛应用于农业、工业、航空等领域。
由于柴油机燃烧柴油生成的能量比汽油发动机更大,所以柴油机更适合于需要大功率输出的应用场合,如运输、农业和工业机械。
然而,使用柴油机也存在着一些安全隐患。
例如,柴油的易燃易爆性质对用户的人身安全构成威胁;柴油车辆在行驶过程中排放的废气对环境污染也是一大问题。
因此,我们需要了解柴油的安全性知识,并遵循柴油安全技术说明书中的指导,才能使柴油机的使用更加安全、可靠。
一、柴油的危险性1.柴油的易燃易爆性柴油是一种易燃易爆的液体燃料,具有较小的爆炸限制范围和高爆炸指数,易引发火灾和爆炸事故。
在柴油的储存、运输、加注等过程中,要特别注意防止静电火花的产生,避免使用不合格的容器或加注器具,不允许在加油场所内吸烟或使用明火,以及注意消防设施的设置和备用消防器材的准备等。
2.柴油的毒性柴油中含有大量的苯、多环芳烃等有害物质,对人体健康和环境造成严重危害。
使用柴油机时,需保持车内通风良好,避免长时间驾驶;在加注柴油时,需要佩戴合适的防护用品,如手套、护目镜等,并注意避免中毒。
3.柴油的沸点和燃点柴油的沸点为 175-370 摄氏度,燃点为 50-80 摄氏度。
如果在高温环境下储存柴油,会导致柴油变质、发生聚合反应、甚至起火。
此外,柴油喷雾火炬的温度也很高,会对周围物体造成火灾风险。
二、1.柴油的存储和运输为了避免柴油的易燃易爆和变质,柴油的存储和运输应该符合下列要求:1)存放柴油的地点离明火和静电源至少 10 米以上;2)存储柴油的容器要求密闭、耐酸碱腐蚀、无泄露、无异味;3)柴油在运输前应检查密封性,避免流失和泄漏;4)在运输过程中要尽可能减少震动和撞击,防止柴油泄漏或泛起;5)在柴油加注泵的吸入管中设置过滤网,避免混入杂质和过多的水分。
2.柴油机的操作与维护为了保护柴油机的正常运转和延长使用寿命,操作和维护柴油机时,应遵守以下几条安全要求:1)在操作柴油机之前,应检查柴油机的各项零部件是否正常,特别是燃料管路是否漏油、冷却液是否充足、曲轴箱油位是否正常等;2)保持柴油机运行环境干燥、通风,清洗机器表面和冷却排水器,避免积水和堆积杂物;3)柴油机进入维修状态时,必须将电源切断,清除火源,开启排气系统;4)按照使用说明书进行加注柴油和检查油量,避免加注过多或过少;5)柴油机长期停止使用时,要将柴油箱内的柴油排干,避免柴油变质产生污物。
柴油机排放的废气中包含有气态、液态及固态的污染物。
气态污染物中含有CO2、CO、H2、NOx、SO2、HC、氧化物,有机氮化物及含硫混合物等;液态污染物中含有H2SO4、HC、氧化物等;固态污染物有碳、金属、无机氧化物、硫酸盐,以及多环芳烃(PAH)和醛等碳氢化合物。
上述污染物中,最主要的是CO、HC、NOx以及固体微粒(PM)。
CO是柴油不完全燃烧产生的无色无味气体;HC也是柴油不完全燃烧和气缸壁淬冷的产物;NOx是NO2与NO的总称,它们都是在燃烧时空气过量、温度过高而生成的氮气燃烧产物,NO在空气中即被氧化成NO2,NO2呈红褐色并有强烈气味;PM是所排气体中可见污染物,它是由柴油燃烧中裂解的碳(干烟灰)、未燃碳氢化合物、机油与柴油在燃烧时生成的硫酸盐等组成的微粒,也就是我们常见的由排气管冒出的黑烟。
相对汽油机而言,柴油机的CO和HC排放量较少,主要排放的污染物是NOx和PM。
CO通过呼吸道进入人体后,会同血红蛋白结合,破坏血液中的氧交换机制,使人缺氧而损害中枢神经,引起头痛、呕吐、昏迷和痴呆等后果,严重时会造成CO中毒。
HC中含有许多致癌物质,长期接触会诱发肺癌、胃癌和皮肤癌。
NO2刺激人眼黏膜,引起结膜炎、角膜炎,吸入肺脏还会引起肺炎和肺水肿。
HC和NOx在阳光强烈时的紫外线照射下,会产生光化学烟雾,使人呼吸困难、植物枯黄落叶、加速橡胶制品与建筑物的老化。
PM被吸入人体后会引起气喘、支气管炎及肺气肿等慢性病;在碳烟微粒上吸附的PAH等有机物,更是极有害的致癌物。
2、柴油机的排放标准
为了控制废弃污染,许多国家都制订了相应的环保法规和排放污染物防治的技术政策,以及控制排放污染物限制的技术监督标准。
欧盟柴油机稳态试验(试验程序ESC)时的排放标准如附表所示。
我国已于2000年实施了“压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测试方法(GB17691-1999)”、“压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆可见污染物限制及测试方法(GB3847-1999)”等排放标准。
这些强制性的国家标准等效采用了联合国欧洲经济委员会(ECE)有关汽车排放控制的全部技术内容,这意味着我国对新车的排放要求已达到欧洲90年代初期水平,比旧有的国家标准更加严格了。
g/(kw·h)
标准开始实施年份污染物排放标准
CO HC NOx PM
欧⒈
欧Ⅱ
欧Ⅲ
欧Ⅳ 1992
1998
2000
2005 4.5
4.0
2.1
1.5 1.10
1.10
0.66
0.46 8.0
7.0
5.0
3.5 0.36
0.15
0.10
0.02
在执行新标准中,主要问题是可见污染物排放的测试根据GB3897-1999要求采用取样式不透光度仪,测定连续通过气样管的一部分排气的不透光度,测量单位为m-1(光吸收系数)。
这种全负荷烟度排放值的测量仪器,是一种部分流不透光的烟度计(如AVL415型、AVL438型及AVL439型),目前还是依赖于进口;因此,国内仍在沿用旧标准“汽车油机全负荷烟度(GB14761.1993)”、“汽车柴油机全负荷烟度测量法(HB3847-1993)”、“柴油车自如加速排放标准(GB14761.6-1993)”及“柴油车自如加速烟度的测量滤纸烟度法(GB/T3846-1993)”,利用滤纸测定烟度Rb,单位为FSN(滤纸烟度指数)。