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1、环境工程论文论文篇一：环境工程论文 Nanjing University of Technology 环境工程概论论文 学 院 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 机械与动力工程学院 机械工程及自动化机械0801 绪言 环境这个词想必每个人都不会陌生，环境这词语，在字典的意思就是人们所在的周围地方与有关事物，一般分为自然环境与社会环境。而我在这里谈论的环境，是自然环境。 但是从古至今，环境和人类的矛盾从来没有现在这么突出过，而环境问题也正在越来越限制人类的发展甚至是生存。而改善环境，正是每个人类应尽的义务，作为一名大学生，我更加应该结合自己所学的知识和所接触的领域来谈谈环境保护。 汽车与
2、大气污染 汽车作为人类工业文明的结晶，自从1886年问世以来，如今全世界的汽车保有量已超过6亿辆，全世界每千人拥有汽车110辆。全世界的汽车保有量以每年3000万辆的速度增长，预测到年全球汽车数量将增到10亿辆。中国的汽车保有量已超过1000万辆，并以每年10的数量增加。汽车虽然人类带来了大量的快捷和方便，但是也为人类带来了无数的问题，而汽车对环境的污染，是最严重的问题。汽车对环境的污染主要是大气污染、水体污染、土壤污染三方面，而最突出的无疑是大气污染。 汽车对大气污染主要是体现在汽车尾气的方面，有关研究结果表明，各类机动车辆尾气污染已经是城市空气的主要污染源（广州市空气污染的主要污染来源是：
3、机动车尾气占22、工业污染源占20.4、建筑工地扬尘污染占19.2，汽车尾气被市民评为“最不可忍受的污染物”。 在深圳大气污染中机动车尾气污染已占70，每年排放的各种有害物质达20多万吨，并且还在以每年超过20的速度上升。在_汽车尾气在大气污染中CO、NO的污染分担率已分别达80和40。），汽车尾气排放的污染物正在使蓝天变少，使人们的呼吸不再那么自如。进入欧洲大气层中的氧化氮，有42%是汽车造成的。科研工作者发现，汽车尾气排放物产生的光化学反应造成了近地臭氧水平过高。夏季持续的高温和无风天气则加快了这种光化学反应，增大了有害气体的浓度，致使呼吸道疾病人数明显增多。法国自1991年开始收集低层空
4、气中臭氧含量的数据以来，年是测到臭氧含量达到最高水平的一年。我国的形式也不容乐观，年我国机动车尾气排放在城市大气污染中的分担率已达到了79%以上。世界银行估计，因空气污染导致的医疗成本增加以及工人生病丧失生产力使得中国GDP被抵消掉5%。中国的污染如此严重，以至于美国国务院不允许家庭成员患哮喘的外交官在中国某些城市任职。国家环保总局的一项报告说，在中国的大雾天气中，汽油造成的污染占79%。英国报刊在一篇题为毒雾笼罩_一文中说，_的空气质量本来已经得到了改善，可是由于车辆增加速度过快和低劣的汽油质量，_成为全球汽车尾气污染最严重的城市之一。年4月，_重污染天数甚至赶上了重污染城市呼和浩特。全世界
5、空气污染最严重的20个城市中，就有16个在中国。清新的空气、自由的呼吸在_正在变成一种奢侈。可见问题很严重，情况很紧急。 汽车尾气的构成非常复杂，有100种以上，主要成分是一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、硫化物、铅、苯及一些悬浮颗粒物(包括碳粒等)。以下表格为汽车尾气主要成分对人体的伤害: 尾气的来源发动机 有人不禁想问，那些可恶的汽车尾气，究竟是哪里来的，汽车尾气，就来源与汽车的心脏发动机。我觉得，与其说发动机是汽车的心脏，说它是汽车的肠胃更加适合。它消耗着燃料，然后把它们转化为动能，同时也在产生在不可避免的排泄物尾气。至于如何给这肠胃的疾病开药方，无疑要从饮食和本身的机理出发。 为发动机开
6、药方 以汽油发动机为例，早在1921年，人们发现了一种添加剂，四乙基铅Pb（C2H5）4 。我们所说的含铅汽油就是在车用汽油中加入一定量的四乙基铅。四乙基铅是无色油状液体，略具苹果香味，沸点低，极易挥发。在车用汽油中加入一定量的四乙基铅，对提高车用汽油的辛烷值，改善车用汽油的抗爆性，起到一定作用。 一般来说，只要在汽油中加0.2%0.5%（质量分数）的四乙基铅就可以显著地提高汽油的抗震性。但是，在汽油中使用四乙基铅存在着许多的问题。一方面是四乙基铅有毒，只需少量就可以使人体中毒。因此，人们常把加入四乙基铅的汽油染成红色或蓝色以起到警示作用。另一方面是四乙基铅在气缸中燃烧后，其中的铅会变成氧化铅
7、沉积下来，增加积炭量，引起气缸过热，增大发动机零件的磨损。为了克服这个缺点，通常在四乙基铅中加入一种导出剂，使铅成为挥发性物质从气缸中排出。可是，含铅化合物的排放，就造成了尾气的污染之一。 现如今的无铅汽油，就是为了解决这一问题发明的。被誉为汽车“绿色食品”的无铅汽油，一般是加入了甲基叔丁基醚作为高辛烷值组分。MTBE在汽油中浓度高达15，因此有学者认它是汽油的一种基本组分。这种组分沸点较低，可以改善汽油的蒸发性能，可提高汽油燃烧效率、增加辛烷值、减少尾气中一些有害物质的排放，对汽车的启动加速以及减少发动机活塞磨损和耗油量。无论是国内还是国外，MTBE的使用量都相当大。据报道，美国年产量近_万
8、吨，我国年产量也达30多万吨。MTBE的燃烧产物为二氧化碳和水，与其他 成分相比安全性较高。 MMT同样具有抗爆性，并能增加汽油辛烷值，减少尾气中氮氧化物的排放，而且使用剂量较低，锰的含量最高只有0.018gL 。 虽然“绿色汽油”也不是尽善尽美。但是铅的问题还是得到了较好的解决，在我国也正在制定完全淘汰含铅汽油的政策，以保护大气环境，为鼓励使用无铅汽油，国家还将制定降低无铅汽油的配套性措施。国家环保局大气环保控制司官员披露，原先制定的_年全国淘汰含铅汽油的规划将推迟到年或更迟实施，国家环保局正在与财政部和国家有关部委协商。 可惜无铅汽油无害汽油，想要解决其他的有害气体的问题，还是要从发动机设
9、计工艺的角度去解决。 同样以汽油发动机为例。汽油在汽缸里的不完全燃烧，无疑是很多有害气体的来源。从机械的角度出发，改善供油系统便能从很大程度上缓解这个问题。从化油器供油到喷射供油便是一大进步。喷射供油系统从早期的机械式单点喷射一直演化至目前的电子式多点喷射，那么，何谓单点喷射及多点喷射呢？假设一个四缸的引擎，由单个喷油嘴置于进气歧管分支之前，油料由一处喷入后在随着进气分布到四个汽缸内，这是单点喷射；而将喷油嘴置于四个汽缸之各气缸的进气道者，其每一汽缸各有一个喷油嘴，四缸引擎则有四个喷油嘴，这称为多点喷射，本单元将谈论目前广泛使用之多点喷射的原理。 从燃油路径来看，首先燃油泵将油箱中将油料送至输
10、油管中，输油管再将油料送至油轨内，而油轨由调压阀来控制燃油压力，并且确保送至各缸的燃油压力皆能相同。另一方面，调压阀也会借着泄压将过多的油料送至回油管而流回油箱中。而喷油嘴一端连接于油轨上，喷嘴则位于各个气缸的进气道上。引擎ECU根据引擎运转状况会对喷油嘴下达喷油指令，喷油量是由燃油压力及喷油嘴喷油时间所决定，燃油压力在油轨处已由调压阀所控制，而燃油调压阀之压力是由歧管真空 (引擎负荷) 调整，所以ECU能控制的就是喷油时间，当引擎需要较多的燃油时，喷油时间就会较长，反之则喷油时间较短。 喷油嘴本身是一个常闭阀 (常闭阀的意思是当没有输入控制讯号时，阀门一直处于关闭状态；而常开阀则是当没有输入
11、控制讯号时，阀门一直处于开启状态)，由一个阀针上下运动来控制阀的开闭。当ECU下达喷油指令时，其电压讯号会使电流流经喷油嘴内的线圈，产生磁场来把阀针吸起，让阀门开启好使油料能自喷油孔喷出。 喷射供油的最大优点就是燃油供给的控制十分精确，让引擎在任何状态下都能有正确的空燃比，不仅让引擎保持运转顺畅，其废气也能合乎环保法规的规范。而且让人欣慰的是，近年来上市的车辆，几乎都是采用喷射供油系统。 然后是燃烧控制以改善悬浮碳颗粒，具体应用的实例就是所谓的二部燃烧的燃烧控制方法：在进汽冲程中喷射1/4的喷油量，形成极度稀薄的气体，而剩余的3/4燃油在压缩冲程后期再喷射。由于在这种燃烧作用在之前产生的碳颗粒
12、会在压缩冲程后期重新燃烧，这样不仅能充分利用燃油，还能限制碳烟的发生。 然后再从汽缸内的力学传动的角度出发，即自由控制扭矩的输出。在在直喷式汽油机中，当空气量保持一定时，只要改变燃油量，就能改变输出力矩，在每一个汽缸，对每一个循环都能控制力矩，这就是控制自由的含义，利用这一点，就能从控制发动机开始就能对整车进行控制从而达到节能减排的双重作用。 最后，在尾气管附近安装过滤器也是很不错的保护措施。现在最多采用的就是NOX催化器。由于我不是学化工的这里就稍微讲述一下，NOX催化器的原理就是碳酸盐和硝酸盐的可逆变化。 汽车未来发展的趋势 一、纯电动汽车(BEV) 纯电动汽车是指采用蓄电池作为能量存储单
13、元,用电机驱动的车辆。纯电动汽车没有HC、NOx和CO等有害气体排放,被喻为真正的“绿色环保汽车”。 就目前电池的技术水平而言,小型四轮纯电动汽车商业化生产条件已经具备。它可作为短距离代步交通工具或出租车使用,尤其是配合社会主义新农村建设;大型纯电动车辆主要应用于特殊场合,如机场摆渡车、市区定线公交车以及其它特殊用途;超级电容纯电动大客车具备很高的推广价值;假使纯电动轿车投入使用,每次充电续驶里程不应低于200km,最高时速可达到120km/h。BEV还依赖于电池技术的进步,目前尚不具备大批量商业化生产的条件。 纯电动汽车的核心技术是电机电控技术、电池组能量等管理技术。通过近年来的努力,我国目
14、前已经实现了纯电动汽车的小批量生产,开发的纯电动轿车和纯电动客车均已通过了国家汽车产品型式认证,纯电动轿车的动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标,已超过国外大型汽车生产企业研制的纯电动铲车和箱式货车,初步形成了关键技术的研发能力,纯电动汽车在特定区域的商业化运作正广泛开展。 二、混合动力汽车(HEV) 混合动力汽车是指由两种或两种以上的储能器,能源或转换器作驱动能源(其中至少有一种提供电能)的汽车。目前我们通常提到的混合动力汽车HEV是由辅助动力单元配合电动机驱动的电动汽车。辅助动力单元一般是小型发动机或动力发电机组。混合动力装置既能发挥发动机持久工作、动力性能好的优点,又可以发挥电动机无污染
15、、低噪声的优点,二者取长补短,汽车的热效率可提高10%以上;同时废气排放可降低30%以上。 与纯电动汽车对比,HEV电池容量小、整车重量轻,汽车的续驶里程和动力性可达到内燃机水平,保证驾车方便性和乘坐舒适性。与内燃机汽车相比,HEV可使发动机在最佳工况区寻急定运行,从而降低排污和油耗;在商业区、居民区等人口密集地,HEV可用纯电动方式驱动车辆,实现零排放;通过电机回收汽车减速和制动时的能量,可进一步降低能耗和排放。与目前的普通汽车相比,混合动力汽车节油效率可以达到25%一40%,尾气排放比先进柴油车更为清洁。但是,混合动力汽车价格目前较高,在当前技术条件下,其成、本比同类汽车高30%左右。混合
16、动力汽车目前处于商业化初始阶段,年混合动力汽车在美国销售20.5万辆,占美国汽车总销量的1.2%。 混合动力按照驱动系统能量流和功率流的配置结构关系,可分为串联式SHEV,并联PHEV和串并联式PSHEV和CHEV复杂的混合动力四种。 三、液压混合动力汽车(HHV) 众所周知,液压元件和系统具有很高的功率密度,比较液压蓄能器、飞轮和蓄电池这三种储能元件的功率密度,液压蓄能器为1000W/kg、飞轮为700W/kg、镍氢蓄电池170W/kg。液压蓄能器的功率密度在三者中最大,其充放能量速度要比蓄电池快得多。 液压混合动力汽车HHV,是利用液压蓄能器大功率密度和快速充放能量的特点,在大中型运输车辆或是城市公交车辆上,配置带液压能量再生装置,与发动机动力传动系相混合组成的多能源动力驱动车辆。
