第九讲汽车公害及其控制课件

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1、第九讲 汽车公害和控制,9.1 汽车排放污染和控制,9.1.1 汽车排放污染物及其危害 一、汽车排放污染物 汽车排放物是汽车的排气排放物、蒸发排放物和曲轴箱排放物的总称，习惯上指其中的污染物。 汽车排放污染物是汽车排放物中污染环境的各种物质、主要有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）和微粒物（PM）等。,一氧化碳： 是燃料中的碳在不完全燃烧下所生成的一种气体。 碳氢化合物： 是由碳和氢形成的化合物的总称。指气缸内的燃料或润滑油未经燃烧，或经分解而生成的碳和氢的化合物以及燃料蒸气。 氮氧化物：是气缸内的氮在高温下被氧化生成的气体 光化学烟雾： 是碳氢化合物和氮氧化物在太阳光紫

2、外线照射下，发生光化学反应所生成的烟雾状物，它是一种强刺激性有害气体的二次污染。 微粒物：是排气中各种直径大于0.001m的固体或液体微粒的总称。通常包括铅氧化物等重金属化合物、硫酸盐、有机物、烟灰和碳颗粒等。 柴油机排气可见污染物：是指柴油机的排烟，即悬浮在柴油机排气流中的微粒和雾状物，它们阻碍光线通过使其变暗，并反射、折射光线。,表9-1所示为汽油机与柴油机排放污染物的比较。汽油机污染物主要是CO、HC和NOx而柴油机污染物工要是PM和NOx,表9-1 汽油机与柴油机排放污染物的比较,汽车排放污染主要有3个排放源（图10-1）： 一是发动机排气管排出的发动机燃烧废气（俗称尾气）； 二是曲轴

3、箱排放物； 三是燃料蒸发排放物 图10-1 汽油车污染物排放源及其所占比重,二、汽车排放污染物的危害,1一氧化碳(CO)的危害 当人们吸入CO后，与人体血红蛋白亲合后形成碳氧血红蛋白，使血液的输氧能力大大降低，使心脏、头脑等器官严重缺氧，引起头晕、恶心、头痛等征状，轻者使中枢神经系统受损，慢性中毒，严重时会危害血液循环系统，导致生命危险。 2碳氢化合物(HC)的危害 HC对人的鼻、眼和呼吸迟黏膜有刺激作用，可引起结膜炎、鼻炎、支气管炎等疾病。 3氮氧化物的危害 NOx能刺激人眼黏膜，引起结膜炎等疾病，还对呼吸系统有害。 4光化学烟雾的危害 光化学烟雾刺击人们的眼睛、鼻腔和咽喉，损害农作物。 5

4、微粒物的危害 微粒物除对人体呼吸系统有害外，由于微粒物存在孔隙而能粘附有毒物质和致癌物等。,9.1.2 汽车排放污染物的成因及其影响因素,(一)汽油机排放污染物的成因及其影响因素 1一氧化碳 (1)燃料不完全燃烧；。 (2) CO2和H20在高温时离解 2碳氢化合物 (1)由于气缸壁对火焰的冷却作用、缝隙效应，油膜和沉积物对燃油蒸气的吸附作用，使燃料未燃烧或未完全燃烧。 (2)出于燃料供给系统的蒸发以及燃烧室等泄漏而产生。,3氮氧化物 (1)混合气在高温燃烧过程中，空气中的分子氮被氧化为氮氧化物 (2)燃料中的含氮化合物在燃烧过程中，分解成低分子氮化物被氧化生成氮氧化物 (3)在燃烧过程中产生

5、的激发或瞬发N0。,9.1.2 汽车排气污染物的形成及影响因素 一、发动机排气污染物的形成 1、一氧化碳CO CO是烃燃料燃烧的中间产物。 2、碳氢化合物 其来源有三部分 ： 排气管5565%；曲轴箱通风2025%；化油器、油箱蒸发1520%。,二、使用因素对排气 中有害气体浓度的影响 1、负荷的影响 负荷空燃比影响有害气体 1）怠速全闭，=0.600.88 HC CO 2）小负荷025%开度， = 0.80.9 HC CO 3）中负荷2580%开度， = 0.91.1 HC CO NOx 4）接近满负荷80100%， = 0.80.9 CO HCNOx,2、发动机转速的影响 转速进气，混合气

6、形成、燃烧排放 转速 CO HC NOx 3、不稳定工况 强制怠速CO HC 但柴油机已停止供油，无排放。 4、发动机热工况 冷却水温度提高缸壁温度HC 3080NO 供油泵温度提高气阻HC 罩下温度提高充气系数HC CO 气温低起动困难HC 随温度NOx CO,5、汽车技术状况的影响 车龄 HC CO 供油系故障 化油器怠速产生变化，HC CO 加速泵 空滤器堵塞，CO HC 供油提前角，HC NOx 点火系故障 点火提前角 ， NOx 点火提前角 ， NOx 点火提前角，HC 配气相位 积炭,9.1.3汽车排放污染物控制技术,一、汽油车排放控制技术 1、采用曲轴箱强制通风装置 2、采用燃油

7、蒸发控制系统 3、采用电控多点燃油喷射系统 4、采用氧化型催化转化器 5、采用废气再循环系统,6、采用高能电子点火和控制系统 7、采用稀薄燃烧发动机技术 8、采用多气门、可变配气相位和进气旋流等技术，优化燃烧室 9、采用三效催化转化器和闭环电控系统 10、采用车载诊断系统，对汽油车排放控制系统进行自动监控,二、柴油车排放控制技术,1、采用废气再循环系统 2、采用电控可变进气涡流技术 3、采用废气涡轮增压与中冷技术 4、采用氧化催化转化器 5、采用四气门结构 6、发展电控燃油喷射系统，采用电控共轨喷射技术。 7、采用可变配气相位技术 8、采用微粒捕集器,9-2 汽车的噪声 一、发动机噪声来源 1

8、. 燃烧噪声和机械噪声 燃烧噪声燃料燃烧而引起的声音。 机械噪声发动机运转而引起的敲击声。 2. 进排气噪声 空气动力性噪声,仅次于本体噪声与风扇噪声。 原因：A 空气声（脉动声）、涡流声 基频噪声，气栓共振声、废气喷柱、冲击。 涡流声，气体通过气门产生的涡流。 B 幅射声（扩散声）、进排气零件表面辐射 振动引起压力波、机械振动。 影响：消声器 、密封、接头紧固。,3. 风扇噪声最大噪声源之一 空气动力性噪声。 二、传动系噪声 声源：变速器噪声、传动轴、驱动桥噪声。 变速器噪声 原因：1、齿轮振动 2、发动机振动传到变速箱 3、轴承声 4、搅油声 影响因素：n n dB 共振时达到最大值 p

9、p dB 结构 变速器形式、档位、制造精度、调整,三、轮胎噪声 声源：花纹噪声、道路噪声、弹性振动、风噪声。 1、花纹噪声 2、道路噪声，路面凹凸不平产生的。 3、弹性振动 4、风噪声，Va小时可以忽略。 影响因素：轮胎花纹 、Va 、P、 Pa。,四、车身噪音 车身和空气的摩擦、冲击产生的风噪音以及路面不平造成的车身震动噪音。,简介欧、美、日三大汽车排放标准体系,国外执行的汽车排放标准主要有欧、美、日三大体系，其中以欧洲标准应用较广。欧洲标准也是我国借鉴的汽车排放标准，目前国产新车都会标明发动机废气排放达到的欧洲标准。 欧洲从1992年起即开始实施欧I（欧I型式认证排放限值）、1996年起开

10、始实施欧II标准、2000年起开始实施欧III排放限制、2005年起开始实施欧。 汽车排放的欧洲法规（指令）标准的计量一般是以汽车发动机单位行驶距离的排污量（gkm）计算，以柴油机排放为例，欧洲二号标准要求柴油的含硫量为500ppm，欧洲四号标准压缩到50ppm，欧洲五号标准进一步提高到10ppm，要求是越来越严格。,一公斤(kg)的物质中有一毫克(mg)某物质,某物质含量即为1ppm百万分率 - Wikipedia,我国排放标准的制定,2005年4月27日，国家环保总局公布了五项机动车污染物排放新标准，其中轻型汽车污染物排放限值及测量方法备受关注。该方法以欧和欧标准为参照，制定了中国轻型汽车

11、、号尾气排放标准(国、国标准)。 据悉，这两个标准将分别于2007年7月1日和2010年7月1日开始在全国实施。,国标准的新要求,国家环保总局科技标准司罗毅副司长介绍，轻型汽车、号标准参照欧和欧汽车排放标准，与现行的号标准相比，在技术内容上做了重大调整，进一步降低了污染物排放限值： 中国号标准的尾气污染物排放限值比我国目前执行的中国号标准尾气污染物排放限值降低了30%，而中国号标准将进一步降低60%；为保证车辆使用过程中稳定达到排放限值要求，保证车辆排放控制性能的耐久性，增加了对车载诊断系统(简称OBD)和在用车符合性的要求；根据中国车用燃料的特点，规定了适合国情的燃油规格。,名词解释,OBD

12、：是英文On-Board Diagnostics的缩写，中文翻译为“车载自动诊断系统”。这个系统将从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标，一旦超标，会马上发出警示。当系统出现故障时，故障（MIL）灯或检查发动机（Check Engine）警告灯亮，同时动力总成控制模块（PCM）将故障信息存入存储器，通过一定的程序可以将故障码从PCM中读出。根据故障码的提示，维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位。,明确要求搭载OBD,由于OBD能从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标，一旦超标，会马上发出警示。在我国目前燃油品质无法得到有效保证的情况下，汽车企业对搭载OBD存在较大担心。 目前，国外

13、已进入OBD-系统时代，对汽车尾气进行检测、维护和管理一体化操作，以满足更高的环境要求。而国内的很多引进车型国产化后都减去或关闭OBD，新标准施行后企业生产的新车必须增配OBD。但是，考虑到油品等问题，OBD的全面实施有可能推迟一年。,受到排放的限制究竟该买哪种车型？,在新标准未出台前，究竟购欧还是欧，依然是摆在消费者面前的两难选择：选购欧标准汽车，今后的使用成本会相对较低，不需要支付维修OBD的费用，对油品要求也会相对较低。特别是在全国标准施行时间不统一的情况下，欧车型在相当长的一段时间内都会保有成本优势。 如果选购欧车型，则会消除购买者因排放标准“限车”的担忧。,燃油能否满足欧标准 ？,新标准对燃油的性能提出了较高的要求，必须使用欧标准油。如果油品中的磷、硫含量超标，OBD传感器就会失效，不仅无法对尾气排放进行监测，还可能导致车辆的损坏。 2005年7月1日起，符合欧标准的汽油在北京全面上市。高质量油品将能满足号排放标准的车型，同时还能兼顾相对低排放标准的汽车使用。“如果北京提前实施轻型汽车号排放标准，优质燃油的供应应该不成问题。,有些消费者考虑到轻型汽车号尾气排放标准，希望一步到位购买号标准汽车，但是目前我国的油品，并不能满足发动机和控制设备对油品的要求，易导致故障，而且号标准汽车多为进口车，高标准尾气检控设备的维修和售后服务都不完善。,