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汽车排放污染控制技术.doc

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汽车排放污染控制技术.doc

汽车排放污染控制技术别恒奇(扬州工业职业技术学院,江苏扬州225127)摘要随着经济条件的迅猛发展,汽车在全国范围内已越来越普及,在人们交通越来越便利的同时,汽车尾气排放的污染也越来越成为威胁人们赖以生存的环境的主要途径之一。分析了汽车尾气的主要成分危害以及治理方法,对柴油机的一些故障诊断方法作了一些具体的分析,以及柴油机排气净化,机内、机外净化作了详细的研究,然后作出了对柴油机高压共轨多次喷射技术的改进,排气后处理技术的研究及发展进程等。最后提出了努力发展研制可替代能源的环保型汽车的一些方法和具体行动,为未来汽车污染的有效控制以及新一代更为环保型汽车指明了有效的途径。关键词排放污染控制SteamemissionscontaminationcontroltechniqueBIEHengQiYangzhouIndustryPolytechnicInstitute,Yangzhou225127,ChinaAbstractAswiftandviolentexhibition,thesteamismorepopularinentireFanYiyue,inpersontransportationVietnammoreconvenientsame,steamexhaustemissionsspollutionalsomoreChengWeirensurvivesoneofboundarymainways.Hasanalyzedthesteamexhaustprincipalconstituentharmaswellasthegovernmentmethod,dieselenginessomebreakdownmethodhasmadesomeconcreteanalyses,aswellasadieselenginerowofgasification,machine,theoutsidetheaircrafthasdonetheresearch,thenmadethedieselenginehighaltogethermanytimestoshootthetechniquechanging,Aftertheexhaust,principletechniqueresearchandexhibitionregulationandsoon.Finallyproposedunfoldsthedevelopmenttobepossiblediligentlytheenergyalternativetoguaranteesteamsomemethodsandeffectspersonally,notthesteampollutionsactivecontrolaswellasthenewgenerationguaranteedthesteamtoindicatetheeffectiveway.KeywordsEmissionsPollutionControl目录前言1一、汽车排放污染物1{一}污染物的主要成分1{二}污染物的主要危害1{三}污染物的治理2二、柴油机故障诊断方法5{一}柴油机排气烟色5{二}柴油机声音7{三}柴油机振动和温度8{四}仪表指示8{五}查曲轴箱通风9{六}闻气味9{七}拆喷油泵10{八}试供油功能10三、柴油机排放净化技术11{一}柴油机微粒排放11{二}主要净化措施111、机内净化措施121.a燃烧系统的优化121.b进气增压与空气冷却技术121.c降低机油消耗量121.d燃料的改进措施132、机外净化措施13四、柴油机高压共轨多次喷射技术的改进16五、柴油机排气后处理技术的研究及发展进程17{一}催化氧化法17{二}过滤法17{三}低温等离子体技术18{四}Nox净化系统181.选择性催化还原182.吸附催化还原19{五}同时净化系统191.同时催化法192.四效催化剂19六、努力发展研制可替代能源的环保型汽车19{一}使用可替代能源19{二}降低废气排放24{三}减少燃油消耗26结束语27参考文献27致谢28前言随着我国经济建设迅速发展,汽车运输业日益繁忙和各类机动车拥有量逐年大幅度增加,为控制随之而带来的环境污染,国家对汽车尾气排放的要求越来越严。因此,如何采取有效措施,最大限度地降低汽车发动机排放的污染物,以满足国内外越来越严的排放标准,已是广大汽车面临的日趋严峻的问题。1.汽车排放污染物的成分和危害性汽车排放污染物中含有大量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物NOx、二氧化硫、铝、碳微粒和其他杂质粉尘等,这些物质对人类和整个生态环境危害极大。一氧化碳CO与人体血液中的血红素有很强的亲和力,使血液丧失对氧的输送能力而产生缺氧中毒。当环境中CO的浓度超过100ppm100106时,人体就会产生头晕、乏力等不适感随着CO浓度的增加,会进一步产生头痛、呕吐、昏迷等症状当CO浓度超过600ppm时,短期内会引起窒息死亡。汽车废气中排出多种氮氧化物NOx,其中一氧化氮NO与人体血液中血红素的亲和力比CO还强,两者结合后会产生与CO相似的症状,一般情况下对人体的眼睛、鼻子、咽喉、支气管和肺部等会带来更大的损害,严重时至人于死地。碳氢化合物HC为燃油未经完全燃烧后排出的气体,具有一定的毒性和易燃易爆的特性,其中的苯类物质又具有致癌作用。HC与NOx在阳光下极易发生光化学反应,形成以臭氧O3和以醛类为主的光化学烟雾。当O3达到一定浓度时,会令生物在短期内发生高温氧化而脱水死亡醛类有机物带有毒性,对眼睛和呼吸系统有强烈的刺激作用,严生的会导致中毒死亡。二氧化硫SO2为燃油中的硫燃烧后的生成物,人体吸入SO2后,即产生咳嗽、咽喉肿痛、呼吸困难、胸闷、四肢乏力,进一步会引起支气管炎、肺炎和心脏病等,严重的会导至人畜死亡。SO2还极易与大气中的水蒸气结合生成亚硫酸烟雾,达到一定积聚量后便形成酸雨,使水土酸化,破坏林木、植物的生长。故此,应尽量减少燃油中的含硫量。铅Pb为一种有毒的金属,它由燃油中的铅化物添加剂如四乙铅经高温燃烧后还原而成的铅微粒。铅与血液中的血红素结合后,使血红素产生异变。当血液中的铅含量达到一定的程度时,会积聚于肝、肾、大脑和脊髓中,严重地破坏人体的神经系统和造血功能。碳微粒和其他杂质粉尘是柴油机的主要排放物,由于其粒径极小,约为0.01~0.2um,能长期悬浮于空气中,易于通过呼吸系统而沉积于肺泡内,极具致癌作用。铅、碳微粒和其他杂质粉尘等因粒径极小,SO2又具有胶粘性,特别是铅微粒,因无法燃烧,一旦被吸附在催化剂的表面上,便令三元催化净化器丧失催化功能,此即为三元催化净化器的铅中毒。2.对汽车尾气的治理2.1提高燃油质量燃油质量是影响汽车尾气污染的关键因素,应尽快建立清洁油品质量标准和有效监管体系。总体来看,我国燃油的质量与国际水平相比差距较大,主要是烯烃和硫含量比较高,特别是柴油带来的污染更为严重。研究低烯烃、低硫的清洁油品是国内炼油企业的当务之急,如果汽车使用了不符合标准的燃油,不但会损害车辆的供油系统,影响车辆的使用寿命,而且会给人体健康和社会环境都将造成不可估量的损害。所以要鼓励兼并或关闭小的炼油企业,防止不合格的燃油流向市场。在追求高质量燃油的基础上,还应当进行燃油调质处理,如美国环保局将汽油最大含铅量限制在0.0264kg/m3,以降低铅和添加剂二溴乙烷、二氯乙烷的排放,提高催化剂的转化率和使用寿命。因此,应当全面提高燃油质量,在研制清洁油品、加强监管体系和进行燃油调质的基础上,有效控制尾气污染。2.2尾气污染治理尾气污染治理是采用在汽车排气口增加尾气净化器的方式,对汽车产生的废气进行净化以减少污染,此方法虽然不能达到零污染,但可以采用物理、化学的方法减少汽车尾气中的污染物。对于汽车尾气的治理,现实生活中比较常用的方法有(1)安装汽车曲轴箱强制通风装置,可以减少曲轴废气泄漏,削减汽车HC总排放量的20~25,削减汽车CO总排放量的1~2(2)安装汽油车燃油蒸发污染控制装置,可以减少汽油蒸发污染物,削减汽车HC总排放量的15~20(3)安装汽车电子点火器,可以削减汽车尾气中HC和CO总量的10%(4)安装汽车磁化净化器,可以削减汽车尾气中HC和CO的20%(5)在尾气排放口安装三元催化转化器是目前应用最多的汽车尾气净化技术。当发动机工作时,尾气经排气管进入催化器,其中的氮氧化物与尾气中的一氧化碳、氢气等还原剂在催化作用下分解成氮气和氧气,而碳氢化合物和一氧化碳分别与废气中残存的氧气及前一反应生成的氧气在催化作用下充分氧化,生成二氧化碳和水蒸汽。由于三元催化器中的催化剂是蜂窝结构,蜂窝表面涂有催化材料,与废气的接触表面积非常大,所以其净化效率很高。经测试,当发动机的空燃比(空气和燃料的比例)接近理论值时,三元催化剂可将90%的碳氢化合物和一氧化碳及70%的氮氧化物同时净化掉。以上治理方法对控制汽车尾气污染都十分有效,但还不能达到理想的程度。在使用这些方法的同时,还应不断地研发新的方法,以完善尾气净化技术。2.3定期保养和维修汽车定期保养和维修汽车也是能有效控制汽车尾气污染的方式。虽然汽车在出厂时能够达到国家要求的排放标准,但这一水平的保持有赖于车主的良好驾驶习惯和正常的保养维护。只有定期保养发动机、定期更换机油及滤芯、定期清洗燃油系统、定期清洗曲轴箱及通风装置、定期保养水箱等以进行日常维修或季节性维修,使汽车正常运行,保持良好状态,消除不必要的污染,才能够健全汽车的质量保证体系,保证最佳的空燃比、适当的马力,达到国家现行的排放标准。2.4研制新型发动机发动机是汽车的动力源,被喻为汽车的心脏。它是汽车部件中最复杂、最难制造、更新换代最慢的产品,也是最主要的尾气排放污染源。要想有效控制汽车尾气污染,应当研制开发出新型的节能型的发动机,以达到对尾气排放量的控制。目前,主要可以通过以下技术的研发来研制新型的发动机(1)发动机结构优化技术。如采用多气阀进气机构,组织进气气流,改进燃烧室等。通过改善发动机燃烧状况,提高燃烧效率,降低发动机一氧化碳、碳氢化合物的生成量。(2)闭环电控发动机管理技术。包括电控燃油喷射和电控点火。(3)燃油蒸发污染物控制技术。对油箱和供油系统排出的汽油蒸发污染物进行控制。国外从20世纪80年代就普遍使用该技术,可控制汽油车20%左右的碳氢化合物排放。对应于这些新技术,目前国际上研制出的比较成功的发动机有本田Insight3缸汽油机、马自达新型转子发动机、法拉利F360ModenaV8发动机、雷诺F5R型直喷汽油机、丰田新型1.0L4缸发动机等。当然,这些新型的发动机投入运行后,某些排放问题仍会存在,与此有关的一些问题尚未得到完全解决,但它们能够控制汽车污染物的排放量,对汽车的发展和环境的保护都起到了重要作用。3完善相关政策,减少汽车尾气污染制定有关汽车尾气污染控制的详细条款,可确保汽车的正常使用及先进技术的研制开发,从而达到减少污染、保护环境的目的。3.1鼓励小排量汽车的使用国家有关部门应加快制定有关政策措施,研究制定汽车燃油经济性标准,建立汽车能效标识制度,引导、鼓励消费者购买和使用低能耗、低污染、小排量的汽车。各地区要结合实际,积极制定具体措施,对节能环保型小排量汽车的生产商和使用者给予适当优惠或补贴,为节能环保型小排量汽车的使用创造良好的环境.3.2淘汰落后、污染重的汽车对于已报废的汽车和污染重的汽车,政府应该强行管制。在每年对汽车进行年审的时候严格把关,不得再使用已报废的汽车对于当地淘汰而被转入异地使用的旧车,要使其销售者和使用者付出高昂的成本对于不能达标排放的汽车要征收污染排放税。3.3征收汽车交通堵塞税汽车空挡时的CO排放量最大,客车柴油机低速行驶时油耗高、烟度大,这就致使交叉路口的汽车尾气排放浓度特别高,危害严重。而且随着经济的发展,私家车的增多,城市交通堵塞现象越来越严重,虽然路越修越宽,但是交通堵塞现象却不见好转。因此,可实行对环境造成破坏性的活动进行征税,如对进入市区的车辆征收交通堵塞税,可有效缓解城市交通拥堵的状况,减少空气污染。3.4鼓励市民骑自行车或乘坐公共交通工具出行国家应优先发展公共交通,如修建地铁、开辟公交专用线和近郊旅游专线,使公共交通更加快捷、便宜和便利企事业单位可对员工给予一定的交通补贴,以鼓励员工乘坐公共交通工具或骑自行车出行,减少汽车的使用,这样既可以减少汽车尾气污染,又能减少城市交通压力。3.5发展燃气汽车和电动汽车燃气汽车是指用液化石油气(LPG)和压缩天然气(CNG)作为燃料的汽车。由于燃气汽车具有燃烧彻底,排污量较少等优点,是目前我国最具推广价值的低污染汽车,尤其适用于城市公共汽车和出租汽车。当前我国燃气汽车的发展速度较快,但质量令人担忧,主要因为现在使用的燃气汽车基本是以改装车为主,改装后的燃气汽车由于改装技术不稳定,排放尾气污染改善程度十分有限。因此今后应当鼓励汽车厂商直接生产在电喷技术基础上开发的双燃料汽车或单一燃料的燃气汽车,在城市应以公共汽车和出租车为重点推广燃气汽车,逐步扩大燃气汽车的应用规模。电动汽车是以自载电池为电源,依靠大功率电动机提供动力的新型交通工具,具有清洁无污染、噪声低、动力源多样化、能量转换效率高、结构简单、使用维修方便等优点,在环保和节能方面具有不可替代的优势。发展燃气汽车、电动汽车及其他清洁能源汽车不仅可减轻全球气候变化的压力,同时也可减少对石油进口的依赖,实现能源供应多样化,减少空气污染对人体健康的影响。二.柴油机故障诊断方法灵活运用十大故障诊断方法,对柴油机的常见故障和疑难故障进行诊断。柴油机的工作原理决定有些故障比较明显,也比较容易判断,例如可用看柴油机排烟烟色,听柴油机声音,手摸某处的温度和感知振动等方法来判断。1.柴油机排气烟色观察柴油机排气烟色,判断柴油机的工作是否出现故障,是一种简单易行和有效的方法。发动机在正常工作温度下,其排气烟色应该是无色或淡灰色,所谓无色不是完全无色,不能像汽油机那样无色,而是在无色中伴有淡淡的灰色,这是

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