1.发动机的排放控制技术的研究与分析
随着汽车工业的迅速发展,我国的汽车保有量急剧增加,汽车废气对空气的污染已成为严重的社会公害。
在汽车密集的城市,汽车排放污染对人们的生活环境造成了极大的影响,严重地威胁到人们的身体健康,同时也危害着一些动、植物的生存和生长,破坏了自然界的生态平衡。因此,解决汽车的排气污染成为亟待认真研究的重要课题。
发动机排放技术应用分析随着汽车工业的迅速发展,汽车保有量急剧增加,汽车排放对大气的污染已成为世界公害,直接危害着人类的健康,并破坏着自然界的生态平衡,已引起了各个国家的高度重视。汽车排放污染,不仅是一个环境保护问题,而且本身也造成能源浪费。
汽车排气中的CO、HC对大气产生很大的污染。北京、广州、上海、重庆等大城市,单车污染物排放量较大,导致市区的大气污染以机动车为首要污染源。
据环保部门的研究结果,北京市机动车排放对大气污染物中CO、HC、NO的分担率分别为63.4%、73.5%和46%;上海市中心地区机动车排放对大气中CO、HC、NO的分担率分别为86%、96%和56%。许多国家的大中城市的空气污染有五成以上来源于汽车所排出的废气。
人类的生存环境已经遭到严重污染,生态平衡日趋恶化,且直接危害到人们的健康,而汽车已成为主要的污染源。因此,必须严格控制汽车的排放污染,研究汽车排放污染的防治技术也成了当前的重要课题。
下面笔者对控制汽车排放污染的技术措施作一些介绍。 1 汽油机排放控制技术 面对日趋严格的排放法规,汽车排放处理技术的发展也日新月异,汽油机排放控制技术主要有以下几种。
1.1 冷机时稀薄燃烧 发动机冷机时,催化剂活性较差,不利于降低HC的排放。这时,降低HC的排放成为主要课题。
在采用的方法中,稀薄燃烧技术最为有效。为保证空燃比(A/F)的稀薄化,在进气口内设置涡流控制阀,改善发动机进气系统,提高充气效率;改进发动机燃烧系统,合理组织燃烧室内的气体流动,促进火焰传播,改善着火稳定性,使发动机在稀混合气下维持稳定燃烧,从而降低HC的排放量。
1.2 减少未燃HC 活塞的第一道环岸脊(指第一道环槽至活塞顶之间的区域)和气缸壁之间,燃烧的火焰不能达到,此区域内的未燃HC直接从气缸内排出。提高第一道活塞环的位置,即减小第一道活塞环岸的高度,可以减少活塞环与缸壁间的容积,从而减少未燃HC的排放。
为减少活塞环槽的磨损,一般情况下,对活塞表面实施氧化铝镀膜处理,但由于在活塞表面易形成许多细孔,被吸附的HC在发动机排气行程时排出机外。为解决这一矛盾,在对活塞表面实施氧化铝镀膜处理时,只对活塞环槽进行处理,活塞顶面不进行处理,有利于进一步降低HC的排放。
1.3 未燃HC的吸附净化 以沸泡石等为主要成分,作为HC吸附剂,在催化剂活化前吸附HC,是减少未燃HC的有效办法。吸附剂最重要的性能是对HC的吸附率,吸附剂含碳原子越多,吸附率越好。
对HC吸附层,可以对三元催化层涂覆HC吸附催化剂,吸附的HC随着排气温度的升高而自动脱离,通过表面催化层进行净化。目前,HC从吸附层脱离起始温度要比催化层的活性温度低,脱离初期对HC净化有一定困难,有待于今后通过材质改良、结构及温升特性的改进来进一步提高其净化性能。
1.4 提高催化剂的早期活性 为促使催化剂的早期活性,有效的方法是提高其升温特性和降低其活性温度。提高升温特性的主要方法是采用双重排气管和使用“薄壁式”催化剂载体。
合理选择低温特性好的贵重金属,如在催化剂中提高铂的含量,同时提高空燃比的稀薄化,是降低催化剂活性温度的有效手段。 1.5 催化剂强制加热 使用电加热催化剂(EHC)和在排气管内利用排放气体的燃烧产生的热量,促使催化剂升温,即排气燃烧器(EGC)能进一步提高催化剂的早期活性。
EHC采用电流预热的方法,可使金属载体的催化器在发动机起动后的5~10s内达到催化剂的起燃温度,从而减少起动后最初几分钟内的有害物的排放。EHC已达到实用化水平,但其电气系统较复杂。
EGC的原理是在发动机起动后,在浓空燃比状态下产生的CO等可燃成分与二次空气供给的氧气相混合,形成可燃混合气,在排气系统中设置排气燃烧器,通过火花塞点火装置,点燃未燃混合气,利用燃烧产生的热量提高催化剂的早期活性,同时还能燃烧净化发动机起动后的未燃HC成分。EGC技术虽然处于研制阶段,但其催化转化效率高,大有超过EHC之势。
1.6 废气再循环 废气再循环(EGR)是目前常用于控制内燃机NOx排放的有效措施之一。它把一定数量的废气引入发动机的进气系统,使发动机混合气中惰性气体(H2O、N2和CO2)的比例增加。
由于这些惰性气体有较高比热,使经再循环废气稀释的混合气的比热增高,致使发动机最高燃烧温度下降,由于再循环废气对新混合气的稀释,降低了混合气中氧气的浓度,因而废气再循环破坏了NOx的生成条件,从而有效抑制了NOx的生成。这种排气净化技术同样适用于柴油机。
因此现代汽车采用排放控制技术对汽车尾气排放的控制起着重要作用。 汽油车排出的污染物主要来源于三个方面:排气、曲轴箱窜气。
2.求 “车用柴油机排放控制技术研究”是做毕业论文用来参考的,所以请
引言近年来,随着人们对环境保护的日趋重视,世界各国对内燃机废气排放的法规变得越来越严格对发动机排放控制技术的研究也在不断深入,各种类型的排气净化装置为机动车的污染控制提供了新的方法和途径。
车用柴油机排放物中碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)的量较少,而NOx及微粒的排放量相对较多,其控制的难度较大,国外在相关领域已经有成功的技术,国内也正在加紧研究和开发有效的控制技术和装置。1 柴油机排放物的组成和降低方法柴油机排放物是一个复杂的气态、液态和固态物质的混合物。
主要的有害排放物包括碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、碳烟及微粒排放物。为满足日益严格的排放法规的要求,出现了各种柴油机污染物控制技术,针对不同的成分及其控制目标而采用不同的技术手段。
碳氢化合物(HC)是在燃烧过程中处于相对温度较低的区域的未燃燃料。主要来自润滑油、喷油器的压力室和喷孔中的燃料、活塞环上被冷却的混合气、着火期内形成的过稀混合气以及燃烧结束时混合不好的燃料[1]。
降低HC的措施[2,6]主要包括:①消除喷油系统的各种问题(二次喷射、较大的喷嘴压力室容积等);②改造燃烧室,减小死区容积;③提高压缩比;④合理的供油规律;⑤控制初期喷油速率。氮氧化物(NOx)主要取决于燃烧室局部的最高温度。
可采取下列措施减少NOx:①多气门技术;②增压中冷技术;③控制喷油速率;④废气再循环。碳烟(烟度)主要是由于燃烧室局部空气不足,燃油与空气混合不好而产生的,可通过燃油与空气的精确控制及充分混合以减少碳烟。
具体措施:①采用废气涡轮增压;②采用进气压力/燃料流量控制装置;③提高喷油压力;④增大低速时的燃油喷射速率;⑤减小传动机构磨损的敏感性。微粒排放物(PM)主要取决于燃料燃烧是否完全,由燃烧后的一些固体和液体残余物组成,包括润滑油、未燃燃料、HC、碳烟等。
为减少微粒要求燃料迅速而完全地燃烧,可采取下列一些措施:①提高喷射压力;②改进燃烧室结构;③减少机油消耗;④使用低硫燃油;⑤改善低速时的喷油率;⑥喷油提前;⑦增加着火延迟期内的燃油量。以上措施有时是相互矛盾的,或者与发动机的其它特性(如经济性)相矛盾。
比如,喷油定时对降低氮氧化物与减少微粒的作用相矛盾。燃烧室结构、进排气系统特性及燃油喷射装置的喷射特性等对排放的影响较大,必须寻求相关结构和参数的最佳匹配。
2 柴油机电子控制技术与排放控制柴油机的电子控制推动了柴油机的技术进步柴油机电控包含整机的控制与各子系统的控制。由于电子控制的柴油机具有控制的灵活性,这样有可能通过对各系统的优化控制,使柴油机在各种工况以及环境条件下实现各系统(如喷射系统、增压系统等)的最佳匹配,因此,柴油机采用电控技术为控制排放、节约能源、降低噪声、改善性能提供了灵活而有效的手段。
电控柴油机的核心部分是电控燃油喷射系统自70年代末期开始,国外在电控燃油喷射系统研究方面取得了巨大的进步。国外研制的电控燃油喷射系统有多种多样的结构形式,不同的系统应用于不同的领域。
从技术发展的角度来看,柱塞泵式的燃油喷射系统已经由位置控制方式向时间控制方式发展,同时,共轨式电控喷射系统也正处于试用化研究和开发阶段。在我国,电子控制技术应用于柴油机的研究起步较晚,近几年来,对电控燃油喷射系统的研究在不断加强。
燃油喷油系统正朝着高压喷射、喷油量、喷油时刻及喷射压力的灵活控制以及喷油速率柔性控制的方向发展。柴油机电控技术的应用能极大地改善柴油机的综合性能,但并不是说柴油机采用电控就能使排放大幅度的降低。
影响柴油机排放的结构因素多种多样,必须从改善柴油机工作过程的角度,实现进排气系统、燃烧系统、喷油系统结构与特性的优化从根本上减少有害排放物的生成,才能达到减少排气污染的目的。柴油机的电子控制能根据发动机的工况变化实现发动机各系统的结构与特性的优化匹配,从而达到降低柴油机排放的目的。
3 柴油机排气后处理的方法柴油机颗粒排放物是固态和液态的有机和无机组分的混合物,它是在某一定温度下在具有一定稀释比的通道中利用滤纸所收集到的除水以外的所有物质。柴油机微粒由三部分组成,即固态的未燃碳微粒的聚合物、可溶性有机微粒物和无机盐类。
其中可溶性有机物微粒是未燃的HC,一部分吸附在碳微粒表面,另一部分呈现蒸气态单独存在。通过排气后处理来降低柴油机微粒排放量的方式一般有微粒捕集器和催化氧化器。
3·1 微粒捕集器微粒捕集器装置主要由过滤材料制成,所采用的过滤材料主要有金属丝网、陶瓷纤维、泡沫塑料和单石体陶瓷等。微粒通过扩散、沉积和撞击作用被过滤材料所捕集。
微粒捕集装置所捕集到的微粒物必须通过一定的方式及时从捕集器中清除(捕集器的再生),否则会引起柴油机排气背压升高,甚至使发动机产生破坏。微粒捕集器的再生一般采用燃烧法,可以采用外部再生或内部再生,外部再生是使柴油机工作一段时间以后将微粒捕集装置卸下来将捕集到的微粒清除掉,而内部再生则是在微粒捕集。
3.毕业论文—《尾气分析在汽车发动机故障诊断中的应用》
汽车发动机电控系统故障检测与维修
诊断是指对某个或某几个故障症状通过一定手段的检测从而做出正确判断的过程。而综合诊断技术则是指对复杂的故障症状,利用一切可能的和必要的检测手段进行检测,并通过对其检测的结果(包括各种数据参数)进行由此及彼,由表及里,由浅人深,去伪存真的认真分析,从而得出尽可能符合实际的判断并在进一步的拆解和修理中不断验证和修正原判断直至真正排除故障的全过程。通常包括下述几个部分:
(1) 故障码分析;
(2) 数据分析(含波形分析);
(3) 点火分析(含波形分析);
(4) 尾气分析(含波形分析);
(5) 压力和真空分析(含波形分析)。
故障代码分析是在读取故障代码的基础上,结合其他检测结果对所读取的故障代码进行比较分析从而做出故障判断的一种方法。它是汽车电子控制系统故障诊断中最基本也是最简单的方法之一。故障代码分析的过程是对汽车控制电脑故障自诊断系统所纪录的故障代码进行读取、清除和鉴别分类的分析过程。通常故障代码分析是诊断汽车电子控制系统故障的第一步。
故障代码(简称故障码)是汽车控制电脑的自诊断系统对检测出的故障点所记录下的相应编码(数字或字母)。
根据各数据在检测仪上显示方式不同,数据参数可分为两大类型:数值参数和状态参数。数据参数是有一定单位、一定变化范围的参数,它通常反映出电控装置工作中各部件的工作电压、压力、温度、时间、速度等。状态参数是那些只有2种工作状态的参数,如开或关,闭合或断开、高或低、是或否等,它通常表示电控装置中的开关和电磁阀等元件的工作状态。
根据ECU的控制原理,数据参数又分为输入参数和输出参数。输入参数是指各传感器或开关信号输入给ECU的各个参数。输入参数可以是数值参数,也可以是状态参数。输出参数是ECU送出给各执行器的输出指令。输出参数大多是状态参数,也有少部分是数值参数。
数据流中的参数可以按汽车和发动机的各个系统进行分类,不同类型或不同系统的参数的分析方法各不相同。在进行电控装置故障诊断时,还应当将几种不同类型或不同系统的参数进行综合对照分析。不同厂牌及不同车型的汽车,其电控装置的数据流参数的名称和内容都不完全相同。
数据参数分析是诊断电子控制系统故障的重要方法之一。数据参数是控制电脑对所控制的系统正运行的控制状态的数量表现形式。数据参数分析是运用各种测试手段对控制系统的各类相关数据参数进行综合分析的过程。数据参数分析在测量结果显示方式上可分为数值显示和波形显示两种方式,在测量手段上又可以分为电脑通讯式测量和电路在线式测量以及元件模拟式测量三种。
电脑在分析某些数据参数时,不仅要考虑传感器的数值,而且要判断其响应的速率,以获得最佳的控制效果。如氧传感器的信号,不仅要求有信号电压和电压的变化,而且信号电压的变化频率在一定时间内要超过一定的次数(如某些车要求大于6~10次/10s),当小于此值时,就会产生故障码,表示氧传感器响应过慢。有了故障码的故障是比较好解决的。但当次数并未超过限定值,而又已经反应迟缓时,并不会产生故障码。此时如仔细体会,可能会感到一些故障症状。我们应接上仪器观察氧传感器的数据(包括信号电压和在0.45V上下的变化状态以判断传感器的好坏)。比如奥迪车,当氧传感器的响应迟缓时,往往在1600~1800r/min之间出现转速自动波动(加速踏板不动)约100~200r/min,甚至影响加速性。这往往是由于氧传感器响应迟缓,导致空燃比变化过大,造成转速的波动。还有对采用OBD—Ⅱ系统的车,催化转化器前后氧传感器的信号变化频率是不一样的。通常后氧传感器的信号变化频率至少应低于前氧传感器的一半,否则可能催化转化器的转化效率已减低了。
又如奥迪车的机油压力警报系统采用高低压报警。其规定在怠速时,当低压传感器(通常安装在缸盖后侧)处的压力小于30kPa时要报警,而在(2000±50)r/min时,主油道压力(传感器安装在机滤处)低于180kPa时高压要报警。有一个车却在怠速时,高压报警。经检查是转速信号错误。更换点火模块后,系统正常。因为报警控制系统是从点火模块处获得转速信号的,当在怠速时,实际转速为(800±50)r/min,而报警系统得到的转速信号却已接近2000r/min,可这时的机油压力不会达到180kPa以上,自然会报警了。
有故障码时
在进行故障码分析并确认有故障码存在时,可以直接找出与该故障码相关的各组数据进行分析,并根据故障码设定的条件分析故障码产生的原因,进而对数据的数值及波形进行分析,找出故障点。
4.求一篇汽车排放的论文
前不久《科技文摘报》第一版刊出《汽车尾气颗粒可让人折寿二年》。
这则信息来自于2004年11月29日参加签订联台国《远距离越境空气污染公约》缔约方代表们的会议。会上,国际应用系统分析研究所的科学家马库斯·阿曼指出,由化石燃料燃烧所产生的漂浮颗粒对人体健康十分不利。
阿曼说,这些微粒极其微小,直径小于400纳米,但它却能“缩短欧洲人约8个月的预期寿命”。在一些欧洲工业化程度较高的国家如比利时、荷兰、卢森堡及意大利的北部等地,人们所受到的污染更加严重。
预期这些地方人的寿命可能会减少二年。 大气污染与汽车尾气排放紧密相连。
这是由于目前汽车的主流动力源仍是化石燃料——石油。把从加工石油获取的汽油,柴油在汽车发动机中燃烧,将汽、柴油的化学能转化为机械能,推动汽车奔跑,实现了人类期盼的快速行走。
然而,在汽车中,燃烧的汽油、柴油排放出的废气却造成了当今全球大气污染中产生的“臭氧空洞”、“酸雨”和“温室效应”。 汽车排放出的氮氧化合物(NOx)与碳氢化合物(HC)在强烈阳光下发生光化学反应,产生低空臭氧和光化学烟雾,严重危害人类健康。
汽车排放出的一氧化碳(CO)与人体血液中血红素的亲和力比氧气要大21倍。当人体内一氧化碳血红素占到人体总血红素的20%时,人就会感到头疼、头晕,出现中毒。
当占到人体总血红素的60—65%时,人即会死亡。 汽车排放的碳氢化合物(HC)中苯和多环芳烃物质目前被证明是致癌物质。
汽车排放出的氮氧化合物(NOx),特别是NO2是一种毒性很强的具有刺激性气味的红褐色气体。在浓度为百万分之五(5ppm)时就对人的呼吸系统和免疫系统有很大的危害,若其浓度超过100ppm。
人在其中只要生活0.5—1.0小时就会得肺水肿而死亡。此外,汽车排放的NOx与SOx是造成酸雨的重要祸首。
汽车排放,特别是柴油车的排放重点是 NOx和颗粒。其中颗粒是可溶性有机物、碳素粒子,氧化物(SO4-2、H2O、NO3-、PO4-3)及金属杂质等组成。
通常,颗粒物易使人造成慢性气管炎;肺水肿,可溶性有机物还有致癌作用。所以,在汽车尾气排放法规中,对颗粒物的排放有着严格的限制。
汽车排放产生的二氧化碳(CO2)是造成大气温室效应的主要原因之一。目前欧洲汽车制造商生产的汽车CO2排放已达到165克/公里的先进水平。
然而,按此算一算,全球拥有8亿辆汽车每天行驶,那每天排放出的CO2就是一个惊人的数字。 2003年我国汽车产量为444.39万辆,保有量达2382.93万辆,摩托车产量为1450万辆,保有量达5929万辆,农用车产量为290万辆:保有量达2400万辆。
就这一年,全国机动车碳氢化合物(HC)排放达836.1万吨,一氧化碳(CO)排放达3639.8万吨,氮氧化合物(NOx)排放达549.2万吨。按165克/公里的CO2先进排放水平算,2003年我国机动车CO2排放高达一亿多吨。
首都北京汽车排放对大气污染的贡献率占氮氧化合物(NOx)的73,6%、占一氧化碳(CO)的73.5%、占有机物的47.6%。在通常的静风、高温、低气压条件下,汽车排放出的二氧化硫(SO2),氮氧化合物(NOx)气态的相当一部分,迅速发生化学反应,生成硫酸盐、硝酸盐,就成了颗粒物,北京的汽车排放对可吸入颗粒物的浓度贡献率高达23.3%。
我国从1983年起对汽车尾气排放开始立法,到2004年7月1日全国才开始实施相当于欧11的汽车尾气排放标准,预计在2005年北京将率先实施欧川排放标准。要达到欧川的汽车排放水平全国的实施也只能在2008年。
与将要执行汽车尾气排放欧IV标准的欧盟国家相比,居住在大中城市里的囤人因汽车尾气排放而折寿的平均年限可能远不至二年。因此,我们在全面奔小康,迅速发展和崛起时,必须十分重视汽车的尾气排放。
为了保护我们的生存环境,关爱生命健康,必须严格限制汽车尾气排放。 严格汽车排放 关爱生命健康 冯明星。
5.求一篇奥迪空调系统的毕业论文
提供一些关于汽车的毕业论文的题目,供参考。
1 发动机排放技术的应用分析2 微型车怠速不良原因与控制措施3 柴油机电子控制系统的发展4 我国汽车尾气排放控制现状与对策5 发动机自动熄火的诊断分析6 汽车发动机的维护与保养7 柴油机微粒排放的净化技术发展趋势8 汽车污染途径及控制措施9 现代发动机自诊断系统探讨10 关于奔驰300SEL型不能着车的故障分析11 奔驰Sprinter动力不足的检测与维修12 上海通用别克发动机电控系统故障的诊断与检修13 现代伊兰特发动机电控系统故障的诊断与检修14 广本雅阁发动机电控系统故障的诊断与检修15 电子燃油喷射系统的诊断与维修16 帕萨特1.8T排放控制系统的结构控制原理与检修17 广本雅阁排放控制系统的结构控制原理与检修18 汽车发动机怠速成抖动现象的原因及排查方法探讨19 汽车排放控制系统的检修20 上海帕萨特B5电子燃油喷射系统的诊断与维修21 论汽车检测技术的发展22 奥迪A6排放控制系统的结构控制原理与检修23 丰田凌志400发动机电控系统故障的诊断与检修24 奥迪A6B5电子燃油喷射系统的诊断与维修25 标致307电子燃油喷射系统的诊断与维修26 捷达轿车发动机常见故障分析与检修27 汽车转向盘摆振故障分析28 防抱死系统在常用轿车上的使用特点分析29 汽车底盘的故障诊断分30 汽车的常用转向系统的性能分析31 汽车变速箱故障故障诊断32 安全气囊的发展与应用33 汽车制动系统故障诊断34 分析国产几种汽车行走系统特点35 分析国产几种汽车制动系统特点36 分析国产几种汽车转向系统特点37 机电液一体化技术在汽车中的应用38 丰田系列ABS故障诊断方法的探讨39 通用系列ABS故障诊断探讨40 奔驰560SEL车型ABS系统故障案例分析41 AL4自动变速器的结构控制原理与检修42 汽车制动系43 汽车四轮定位的探讨44 4T65E自动变速器的结构控制原理与检修45 上海通用别克转向系统故障的诊断与检修46 上海通用别克制动系统故障的诊断与检修47 现代伊兰特转向系统故障的诊断与检修48 现代伊兰特制动系统故障的诊断与检修49 SONATA制动系统的结构控制原理与检修50 电控悬架系统的结构控制原理与检修51 上海帕萨特B5自动变速器的结构控制原理与检修52 丰田佳美制动系统的结构控制原理与检修53 丰田凌志400悬架系统的结构控制原理与检修54 标致307制动系统故障的诊断与检修55 标致307手动变速器的结构控制原理与检修56 上海通用别克悬架与车桥故障分析与检修57 电控液动式自动变速器的结构控制原理与维修58 分析轮胎性能对汽车行走行使的影响59 捷达轿车底盘常见故障分析与检修60 汽车转向系课件设计61 汽车ABS综述62 车用防抱死制动系统设计63 汽车蓄电池的维护与故障控制64 信息技术在汽车中的应用65 现代汽车渗漏故障与控制技术66 汽车点火系统故障诊断67 丰田凌志400空调控制系统分析68 桑塔纳故障诊断方法的研究69 汽车空调技术浅析70 蒙迪欧的空调系统分析71 氧传感器故障检测72 传统诊断在轿车维修中的应用73 广本雅阁的空调系统故障的诊断与检修74 电子点火系统的诊断与维修75 上海帕萨特B5的空调系统故障的诊断与检修76 论车身计算机系统的结构控制原理与检修77 上海通用别克空调控制系统故障分析与检修78 广本雅阁电气设备及附件系统常见故障分析与检修79 汽车常用防盗系统综述80 汽车防撞技术综术81 现代汽车音响防干扰设计82 汽车电控技术分析83 奥迪A6电气设备及附件系统常见故障分析与检修84 上海通用别克电气设备及附件系统常见故障分析与检修85 标致307电气设备及附件系统常见故障分析与检修。
6.求一个汽车排放污染的控制技术的论文~~~~
汽车排放控制技术的研究
作者:中国发动…
内容提要:本文分析了汽车排放污染与人类生存环境的关系,介绍了应从发动机燃烧、结构设计、燃料提供等技术及加强车辆维修保养、开发新型环保汽车等措施着手,控制汽车排放,减少大气污染。 关键词:汽车 排放控制 污染 汽油机 随着汽车工业的不断发展,汽车的保有量不断增加,汽车在给人类带来方便的同时,也对人们的健康和社会环境造成了危害。 随着我国国民经济的持续快速发展,大城市大气环境污染变得日益突出。北京、广州、上海、重庆等大城市,单车污染物排放量较大,导致市区的大气污染以机动车为首要污染源。据环保部门的研究结果,北京市机动车排放对大气污染物中CO、HC、NO的分担率分别为63.4%、73.5%和46%;上海市中心地区机动车排放对大气中CO、HC、NO的分担率分别为86%、96%和56%。许多国家的大中城市的空气污染有五成以上来源于汽车所排出的废气。人类的生存环境已经遭到严重污染,生态平衡日趋恶化,且直接危害到人们的健康,而汽车已成为主要的污染源。因此,必须严格控制汽车的排放污染,研究汽车排放污染的防治技术也成了当前的重要课题。下面笔者对控制汽车排放污染的技术措施作一些介绍。 1 汽油机排放控制技术 面对日趋严格的排放法规,汽车排放处理技术的发展也日新月异,汽油机排放控制技术主要有以下几种。 1.1 冷机时稀薄燃烧 发动机冷机时,催化剂活性较差,不利于降低HC的排放。这时,降低HC的排放成为主要课题。在采用的方法中,稀薄燃烧技术最为有效。为保证空燃比(A/F)的稀薄化,在进气口内设置涡流控制阀,改善发动机进气系统,提高充气效率;改进发动机燃烧系统,合理组织燃烧室内的气体流动,促进火焰传播,改善着火稳定性,使发动机在稀混合气下维持稳定燃烧,从而降低HC的排放量。 1.2 减少未燃HC 活塞的第一道环岸脊(指第一道环槽至活塞顶之间的区域)和气缸壁之间,燃烧的火焰不能达到,此区域内的未燃HC直接从气缸内排出。提高第一道活塞环的位置,即减小第一道活塞环岸的高度,可以减少活塞环与缸壁间的容积,从而减少未燃HC的排放。 为减少活塞环槽的磨损,一般情况下,对活塞表面实施氧化铝镀膜处理,但由于在活塞表面易形成许多细孔,被吸附的HC在发动机排气行程时排出机外。为解决这一矛盾,在对活塞表面实施氧化铝镀膜处理时,只对活塞环槽进行处理,活塞顶面不进行处理,有利于进一步降低HC的排放。 1.3 未燃HC的吸附净化 以沸泡石等为主要成分,作为HC吸附剂,在催化剂活化前吸附HC,是减少未燃HC的有效办法。吸附剂最重要的性能是对HC的吸附率,吸附剂含碳原子越多,吸附率越好。对HC吸附层,可以对三元催化层涂覆HC吸附催化剂,吸附的HC随着排气温度的升高而自动脱离,通过表面催化层进行净化。目前,HC从吸附层脱离起始温度要比催化层的活性温度低,脱离初期对HC净化有一定困难,有待于今后通过材质改良、结构及温升特性的改进来进一步提高其净化性能。 1.4 提高催化剂的早期活性 为促使催化剂的早期活性,有效的方法是提高其升温特性和降低其活性温度。提高升温特性的主要方法是采用双重排气管和使用“薄壁式”催化剂载体。合理选择低温特性好的贵重金属,如在催化剂中提高铂的含量,同时提高空燃比的稀薄化,是降低催化剂活性温度的有效手段。 1.5 催化剂强制加热 使用电加热催化剂(EHC)和在排气管内利用排放气体的燃烧产生的热量,促使催化剂升温,即排气燃烧器(EGC)能进一步提高催化剂的早期活性。EHC采用电流预热的方法,可使金属载体的催化器在发动机起动后的5~10s内达到催化剂的起燃温度,从而减少起动后最初几分钟内的有害物的排放。EHC已达到实用化水平,但其电气系统较复杂。EGC的原理是在发动机起动后,在浓空燃比状态下产生的CO等可燃成分与二次空气供给的氧气相混合,形成可燃混合气,在排气系统中设置排气燃烧器,通过火花塞点火装置,点燃未燃混合气,利用燃烧产生的热量提高催化剂的早期活性,同时还能燃烧净化发动机起动后的未燃HC成分。EGC技术虽然处于研制阶段,但其催化转化效率高,大有超过EHC之势。 1.6 废气再循环 废气再循环(EGR)是目前常用于控制内燃机NOx排放的有效措施之一。它把一定数量的废气引入发动机的进气系统,使发动机混合气中惰性气体(H2O、N2和CO2)的比例增加。由于这些惰性气体有较高比热,使经再循环废气稀释的混合气的比热增高,致使发动机最高燃烧温度下降,由于再循环废气对新混合气的稀释,降低了混合气中氧气的浓度,因而废气再循环破坏了NOx的生成条件,从而有效抑制了NOx的生成。这种排气净化技术同样适用于柴油机。
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