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1、汽车运用基础,姜玉波 主编,学习目标： 1.掌握汽车公害的形成原因。 2.掌握有关汽车公害的法规。 3.掌握减轻汽车公害的方法。 4.了解汽车公害的成分。,第三章 汽车公害的控制,第三章 汽车公害的控制,第一节 汽车排放的主要有害成分及危害 第二节 汽车排放污染的形成及影响因素 第三节 汽车噪声的危害及控制,31 汽车排放的主要有害成分及危害,汽车排放的主要有害成分有一氧化碳(CO)、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）和碳烟，另外还有铅尘、飘尘（制动蹄片和轮胎磨损所散发的石棉尘和橡胶尘等）。在这些有害成分中CO、HC和NOx是主要的污染物质。 汽车排放的有害物质激发到空气中，通过人的呼吸
2、系统进入人体，使人的神经系统、消化系统、呼吸系统受到损害。,31 汽车排放的主要有害成分及危害,1.一氧化碳（CO） 由于CO与血色素的亲合能力是氧的300倍，能很快形成碳氧血色素，使血色素丧失输氧能力。当进人血液中的CO达到一定浓度后，人体就会因缺氧而出现各种中毒症状，如头晕、恶心、四肢无力，严重时甚至昏迷不醒，直至死亡。 2.碳氢化合物（HC） 高浓度的HC对人体有一定的麻醉作用，HC对大气的严重污染在于与NOX产生光化学反应导致的光化学烟雾。,31 汽车排放的主要有害成分及危害,3.氮氧化合物（NOX） 汽车发动机排出的NOX主要是NO和NO2。NO毒性不大，但高浓度的NO能引起神经中枢
3、障碍，且它很容易被氧化成剧毒的NO2。NO2是棕色气体，有特殊的刺激性臭味，被吸入肺部后，与肺部的水分结合生成可溶性硝酸，严重时会引起肺气肿。 4.碳烟 碳烟是柴油机排放的主要有害成分之一。碳烟粒本身对人体健康的直接影响不大，对人体危害大的是碳烟颗粒上夹附着的二氧化硫（SO2）和多环芳香烃。苯并芘等有害物质。它们不仅对人的呼吸系统有害，而且还会使人致癌。,32 汽车排放污染的形成及影响因素,一、汽车排放污染的形成 汽车排出的污染物质是指排气管排出的废气和其它部位漏出的燃料蒸气和窜出的气体，其中大部分是由排气管排出的。 1.一氧化碳（CO）的形成 当燃料在供给的空气不充足的条件下燃烧时，便产生不
4、完全燃烧而生成CO。此外，若燃烧后的温度很高，会使已经形成的CO2分解成CO和O2。所以排气中总会有CO存在。 2.碳氢化合物（HC）的形成 汽车向大气排出的HC主要是发动机不完全燃烧的产物，即从排气管排出的占5565%，其次是曲轴箱通风口漏出的占2025，由化油器和油箱蒸发的占1520。,32 汽车排放污染的形成及影响因素,3.氮氧化物（NOx）的形成 在发动机排出的氮氧化物中，NO占绝大部分（约占99），而NO2的含量较少（约占1）,当废气排放到大气中后，部分NO与空气中的氧相结合又生成NO2，因此被汽车污染的大气同时存在着NO和NO2。 4.碳烟的形成 碳烟的形成一般认为是燃油在高温缺氧
5、的情况下进行燃烧，致使燃烧中间产物C-C、C-H裂化聚合成碳粒，这些碳粒氧化速度较慢，抑制着燃烧过程进行，使燃烧时间拖长。未燃碳粒一般还能在随后的燃烧中找到空气进一步燃烧。但如果空气不足或混合不好，则碳粒不能燃烧而聚合成碳烟或附于气缸内壁或随废气排入大气，形成柴油机特有的碳烟现象。,32 汽车排放污染的形成及影响因素,二、影响汽车排放污染的使用因素 1.空燃比的影响,是有害气体排放浓度与空燃比的关系,（1）当混合气处于比理想空燃比(14.7）浓的范围内时，随着空燃比的下降，CO和HC浓度增加，NOX的浓度下降。,32 汽车排放污染的形成及影响因素,是有害气体排放浓度与空燃比的关系,二、影响汽车
6、排放污染的使用因素 1.空燃比的影响,（2）当混合气处于比理论空燃比稀的范围内时，随着空燃比的增加，HC增加，NOx减少,CO的浓度低且变化不大。,32 汽车排放污染的形成及影响因素,是有害气体排放浓度与空燃比的关系,二、影响汽车排放污染的使用因素 1.空燃比的影响,（3）比理论空燃比大10左右的稀混合气，对减少CO和HC的排放有利，然而此时NOX排放量最多。,2.发动机工况的影响 汽油机在怠速工况时，供给的是浓混合气，致使废气中的CO和HC高.对于柴油机来说，CO生成量增大，然而与汽油机相比，仍小得多。 在小负荷工况（节气门开度从025）下，必须供给较浓的混合气，废气中的CO和HC浓度较大。
7、在转速提高时，混合气的混合条件得到改善，废气中的CO和HC含量降低。 在中等负荷工况（节气门开度从25%80）下，进入气缸的可燃混合气主要是是稀混合气，所以废气中的CO含量最少，HC的排放浓度也较低。 在接近满负荷工况（节油门开度80100）时，化油器供给的是浓混合气，排气中的CO、HC浓度增大；而NO的排放浓度减少。 碳烟往往在高负荷时发生.,32 汽车排放污染的形成及影响因素,32 汽车排放污染的形成及影响因素,3.点火时刻的影响,点火时刻对HC排放浓度的影响,从图中可以看出，推迟点火时间，HC的排放将减少，这是因为点火时刻推迟后，在燃烧室内的燃烧时间将缩短，由于后燃，将使排气温度上升，促
8、进了HC和CO的后氧化。另外由于燃烧时降低了气缸的面容比，使燃烧室内的淬冷面积减小，使排出的HC减少。点火滞后时，由于混合气进人排气管后继续燃烧，提高了排气系统温度，使废气中的HC浓度减小。,32 汽车排放污染的形成及影响因素,3.点火时刻的影响,点火时刻对NO排放浓度的影响,点火时刻对NOx、HC浓度的影响很大，如图3-4所示。由图可以看出，无论在任何转速和负荷条件下，增加点火提前角，均使NO的排放浓度增加。这是因为点火提前角增大时，循环压力和燃烧温度提高，废气中NOx的浓度随之增大；反之，NOx浓度减少。,4.火花塞间隙及分电器触点的影响 使用经验表明，火花塞电极之间间隙大于最佳值，则HC
9、排放量将增加1214，对于四缸发动机，若一个火花塞不工作HC排放量将增加0.5倍l倍。分电器触点间隙过大或过小，对最佳点火提前角有明显影响，若间隙变化0.lmm将使点火提前角偏离6，则HC排放量可增加3。,32 汽车排放污染的形成及影响因素,32 汽车排放污染的形成及影响因素,三、排气净化的措施 这些净化方法大致可分为：发动机本身改进与增加排放净化装置。 1.发动机本身改进 从有害气体的生成机理出发，对发动机的燃烧方式本身进行改进，抑制其有害气体成份的产生，使排出的废气尽可能变得无害，采取这种措施，被认为是治理汽车发动机排气公害的根本方法。 2.排放净化装置 （1）二次空气供给装置 （2）热反
10、应器 （3）氧化催化反应器 （4）三元催化反应器 （5）排气再循环（EGR）系统 （6）曲轴箱强制通风装置（PCV）,3.燃料的处理 作 为前处理，对进人发动机气缸前的燃料和空气进行处理，也是种比较理想的净化措施，它可以在不改变或较小改变发动机的情况下，改善排气成分。 目前的处理方法有：完全使用无铅汽油，使用液体代用燃料、气体代用燃料等。,32 汽车排放污染的形成及影响因素,32 汽车排放污染的形成及影响因素,四、汽车排放限值及控制 1.轻型车排放标准 2.重型车排放标准 （1）车用汽油机 （2）车用柴油机 3.我国采用的欧洲标准情况 目前在我国新车常用的欧和欧标准等术语，是指当年EEC颁发的
11、排放指令。例如适用于重型柴油车(质量大于3.5t)的指令“EEC8877”分为两个阶段实施，阶段A(即欧)适用于1993年10月以后注册的车辆；阶段B(即欧)适用于1995年10月以后注册的车辆。,33 汽车噪声危害及控制,一、汽车噪声的形成及控制 汽车噪声主要来源于发动机、传动系、轮胎以及车身干扰空气及喇叭声等。 1.发动机噪声 发动机噪声包括燃烧、机械、进气。排气、冷却风扇等及其它部件发出的噪声。 （1）燃烧噪声和机械噪声 燃烧噪声是在可燃混合气燃烧时气缸压力急剧上升而产生的，它是柴油发动机噪声的主要来源。 机械噪声是指气门发出的冲击声、活塞与气缸之间的敲击声以及各运转机械发出的声音，燃烧
12、噪声、机械噪声在很大程度上取决于发动机转速。,33 汽车噪声危害及控制,（2）进、排气噪声 进、排气门噪声是由于发动机在进、排气过程中的气体流动和气体压力波动导致振动而产生的噪声，它随发动机转速和负荷状态而改变。 （3）风扇噪声 风扇噪声是汽车最大噪声之一。特别是近年来，由于车内普遍安装了空调系统和排气净化装置等使发动机罩内的温度上升，冷却风扇负荷加大，噪声变得更为严重，风扇噪声与发动机转速有直接关系。,33 汽车噪声危害及控制,2.传动机构噪声 在汽车行驶中，由于传动机构吸收来自路面的振动所引起的噪声，频率为400Hz2000Hz，其中齿轮传动的机械噪声是主要部分。 3.轮胎噪声 产生轮胎噪声最主要的因素是轮胎的花纹。汽车在行驶时，因轮胎胎面花纹槽内的空气在接地时被挤压，并有规则地排出，引起周围压力变化而产生噪声。轮胎花纹不同，压缩、排气的难易程度不同，所以噪声亦不同，如烟斗花纹轮胎就比普通花纹轮胎的噪声大。 此外，车速、负荷、路面状况等使用因素对轮胎噪声的影响也很大。,33 汽车噪声危害及控制,二、汽车噪声的限值 各类机动车辆（包括汽车、摩托车、轮式拖拉机）行驶时，车外最大允许噪声级应符合表3-12的规定。,本章小结：本章叙述了汽车公害的成分及其形成的原因，给出了我国和国际上有关汽车公害的法规，并阐述了减少汽车公害的方法。,
