2013《汽车排放与污染控制》复习题-答案——苗勃

汽车的排放与污染控制复习题答案整理1、大气污染的来源有那些？汽车的排放污染源有那些？ 污染源 固定污染源：如工厂、热电厂、供暖设备等； 流动污染源主要是汽车、火车、摩托车、飞机、轮船等。汽车排放污染源：（1）排气污染：CO、CO2、HC、NOX、铅化物和硫化物；(2 )曲轴箱窜气：由汽缸间隙窜入曲轴箱的未燃烧的燃料化合物，主要是HC；(3)汽油的蒸发：由汽油箱、浮子室、油管接头挥发的油汽，主要是HC。2、汽车的主要有害排放物有那些，其危害使什么？汽车的主要有害排放物是：CO、HC、NOX、CO2、SO2 SO3、 Pb（C2H5）4、O3、悬浮微粒。危害：（1）CO: 无色无味，与血红蛋白亲合力是氧的300倍，吸入人体导致血液缺氧，使人头痛、头晕、恶心、无力中毒症状，严重时甚至窒息而死亡。（2）HC:燃油由碳氢化合物组成，各种碳氢化合物总称为烃。 碳氢化合物中的甲醛、丙烯醛对鼻、眼和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起结膜炎、鼻炎等，并有难闻的臭味。 碳氢化合物中的笨并笓是强烈的致癌物质。每天通过6000辆车的市镇，癌症发病率比无污染区高9倍。 HC在强光照射产生一种蔚蓝色的气体，叫光化学烟雾。 （3）NOX： 是NO、NO2、N2O3、N2O、N2O5、N2O4、NO3 的 总 称。NO引起中 枢 神 经 瘫 痪，NO2 引 起 肺 气 肿。(4)铅化物（Pb）：四乙铅Pb（C2H5）4，铅通过肺部、消化器官、皮肤进入人体，阻碍红血球的生长和发育，影响人的造血功能，使心肺发生病变。引发心脏病、高血压、心肌梗塞和慢性肾功能衰竭病。铅侵入正在发育中的儿童体内，侵害儿童的神经系统，导致智力低下。 (5)硫化物（S）：是SO2和SO3，有强烈的气味，刺激呼吸道，加重呼吸道疫病、心肺疫病和哮喘病。与空气中的水形成酸雨，腐蚀建筑物，使水土酸化，破坏农作物和森林，影响自然界的生态平衡。 (6)碳烟微粒：是柴油机的不完全燃烧所致，0.12um直径的微粒悬浮在空气中，经呼吸系统吸入并存人肺部，引起和加重气管炎、肺炎、肺气肿等呼吸系统疾病。微粒常粘附SO2和苯并芘等致癌物质，导致癌症。4、产生NOx的三要素是什么？什么是比排放量？产生NO的三要素是温度、氧浓度和反应时间t。比排放量是每千瓦小时所排放出的污染物的质量。排放程度用比排放量表示。5、汽油机的排放污染源有哪些？CO、HC、NOx的形成机理是什么？CO的形成机理：（1）不完全燃烧：1时，混合不均匀，过浓缺氧不能完全燃烧，产生CO；（2）不完全氧化：CO是中间产物，CO进一步氧化生成CO2，反应速度较慢，因燃烧速度较快，CO来不及完全氧化生成CO2被排出。因此标准混合气和稀混合气燃烧也会产生CO。（3）高温分解：在燃烧高温下，生成的CO2会分解成CO和O2。HC的形成机理：炭氢是芳香烃、稀烃、烷烃和醛类，来自未然的燃油和润滑油，是不完全燃烧产物。（1）不完全燃烧：怠速、低速大负荷、加速、减速时1.2的范围内，可降低C0的排放。2)稀薄燃烧对HC排放量的影响：因混合气稀薄，燃烧效率提高。氧气充裕，可在排气行程和排气道中进一步对HC进行氧化，因此HC的排放量随的增大而减少。但当超过1.4时，因过稀部分燃烧或熄火HC的排放量增加，所以将控制在1.4左右排放物降到较低。3)稀薄燃烧对NOx排放量的影响=1.11.2区域NOx的排放量最大，而高于或低于该区域时，NOx的排放量均降低。因在浓混合气区氧含量少，而在稀薄区最高燃烧温度下降，NOx排放量降低。稀燃在提高指示热效率的同时，大大降低N0x的排放量。稀燃发动机可采用高压缩比，泵气损失小，有利于改进部分负荷特性。但稀燃排温下降， 使三元催化剂不能有效地工作，必须配合其他措施使NOx排放达到满意的水平。12、什么是废气再循环，写出EGR率的表达式。将部分废气引入燃烧室，增加残余废气量，降低火焰传播速度和燃烧温度，可降低NOX的排放量。 废气再循环的废气引入量用EGR率表示13、EGR率对发动机的动力性和经济性有何影响？ 影响：废气再循环能降低NOx排放。 随着EGR率的增大，对降低NOx排放有利。 但EGR率过大使燃烧恶化，ge增大，HC排放上升。小负荷燃烧不稳定，缸内压力变动率增大，工作粗暴，HC排放急剧增加。大负荷时Ne下降。 15、曲轴箱窜气中的主要成分是什么?曲轴箱通风的方式有那几种？ 成分： HC、H2O、 CO、CO2、NOX、 SO2 通风方式：自然通风和强制通风。自然通风：窜气由曲轴箱上的通风口排出曲轴箱进入大气，造成大气污染。强制通风：简称PCV装置，将窜气再循环进行燃烧，减少排放污染，提高经济性16、燃油蒸发的来源有那些？其控制措施有那些？活性炭罐的作用是什么？燃油蒸发的来源：高温停车时，机体温度和机罩内空气温度达90100，浮子室温度达80，浮子室内燃油蒸发量高达25%，燃油蒸气从平衡孔和蒸气阀排入大气。 油箱受热时，油箱中的油蒸气从油箱盖上的蒸汽阀放出。燃油蒸气的未燃HC排入大气，形成光化学烟雾。其控制措施：1）、燃油蒸发污染控制装置（简称EVAP装置）2）、由计算机控制的燃油蒸发污染控制装置活性炭罐作用：将燃油蒸汽吸附在炭的表面。17、什么是二次空气供给？二次空气供给的方式有那些？为什么二次空气供给能降低排放污染？二次空气供给：将空气引入排气门后部，使排气中的CO和HC与空气中的氧化合，变为H2O和CO2。方式：二次空气喷射及二次空气吸入装置。18、催化器的作用是什么？按催化剂的形态分催化器分那几种？写出催化器的催化反应方程式。废气催化器中的催化剂有哪些？催化器作用：废气经过催化器时，HC、CO和NOX在催化剂(氧化锰、氧化铜、钯、铂）作用下，进一步氧化还原成CO2、N2和H20，降低排放量。 按催化剂的形态分：颗粒状Pt-Pd单床两元催化器、颗粒状双床三元催化器、Pt-Rh整体式三元催化器。工作反应方程式：氧化反应：CO + O2 CO2 ； H2 + O2 H2O ； HC + O2 CO2 + H2O 。还原反应：CO + NO CO2 + N2； HC + NO CO2 + N2； H2 + NO H2O + N2。水蒸气重整反应： HC + H2O CO + H2水煤气转换反应： CO + H2O CO2 + H2 催化剂：铑（Rh）铂（ Pt ）钯（ Pd ）助催化剂铈Ce19、三元催化转化器有哪些性能指标？催化器的使用中应注意什么？性能指标：1） 转化效率2）空燃比特性3）起燃特性4）空速特性5）流动特性催化器的使用：（1）R=14.7时（1)，CO、HC、NOX的转化率达90%以上，应严格控制空燃比。（2）最佳工作温度350700，大于1000时涂层烧结破坏。点火过迟、错乱、缺火和急减速，都会使排温过高，影响催化器的性能和寿命。（3）禁用含铅汽油，铅化物堵塞蜂窝孔，侵蚀贵金属涂层，影响催化器的性能和寿命。（4）一次性使用，不必维护。20、热反应器的作用是什么？热反应器的作用是为CO和HC在排气管中氧化提供必要的反应温度。使之充分氧化而降低排放量。21、柴油机主要有害排放物有那些？炭烟的主要危害和生成条件是什么？柴油机主要有害排放物：柴油机混合气均匀，部分燃料不能完全燃烧，分解为以炭为主体的微粒。同时在燃烧过程中局部高温和富氧，导致NOx大量生成。因较大，CO、HC排放量较低。控制柴油机排放物的重点是降低NOx和微粒d的排放。24、喷油提前角的过大过小对柴油机的排放有何影响？怎样合理的组织各种措施才能使柴油机的动力性、经济性和排放性最好？喷油提前角过大，燃油喷入低温气缸，且滞燃期长，早燃，增加压缩负功，ge上升，Ne下降，/、Tmax、Pmax高，工作粗暴、N0x 排放量增加。推迟喷油，初始放热率降低，Tmax降低，N0x排放下降。延迟喷油是减少N0x排放的有效措施。 喷油提前角过小，燃烧推迟，后燃增加，Tmax、Pmax降低，ge和排温增高，烟度增加，发动机过热。因此，喷油延迟必须适度。 25、废气再循环的EGR率在各工况下汽油机与柴油机有何不同？废气再循环后可使NOX大幅度降低，但会使CO、HC和烟度大幅增加，应如何解决？比较：(1)、各工况要求的EGR率不同。汽油机在大负荷、起动、暖机、怠速、小负荷时不用EGR或较小的EGR率，在中等负荷采用较大的EGR率。 柴油机则在高速大负荷、高速小负荷时，由于氧气浓度减少，炭烟排放最多，应适当限制EGR率；部分负荷时采用较小的EGR率，可降低NOx，改善燃油经济性；低速小负荷时较大，废气中含氧量较高，用较大的EGR率降低氧的含量，减少NOx排放。(2)EGR率不同。柴油机以稀燃方式运行，为降低缸内温度，需较高的EGR率。汽油机的EGR率最大不超过20，而直喷式柴油机的EGR率可超过40，非直喷柴油机可超过25。 解决措施：在最大限度地提高EGR率的同时，采用增压中冷，电控高压共轨燃油喷射技术等，可减少由于EGR对发动机性能的负面影响。26、柴油机微粒捕集器的再生技术有哪些方法？NOx机外净化技术有哪些方法？再生技术方法：1主动再生系统2、被动再生系统 （利用排气热量使微粒燃烧，达到微粒捕集器再生的效果。）27、点火系统的排放污染控制装置有哪些？（1）点火延迟装置 （2）点火正时控制装置（3）计算机控制的点火系统30、多气门进气滚流现象分为哪几个时期？高压共轨喷射系统的特点是什么？高压共轨燃油喷射系统的特点： (1)、共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。 (2)、可独立地柔性控制喷油正时，配合高压喷射(120200MPa)，可将NOx和微粒排放同时控制在较小范围内。 (3)、柔性控制喷油速率，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机N0x，又能保证优良的动力性和经济性。 (4)、由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现像，循环喷油量变动小，各缸供油均匀性好，减轻工作粗暴性，降低排放。31、柴油机增压后NOx排放会增加，应如何解决？乙醇、生物柴油为什么会降低排放？措施：增压后增大，Tmax升高，N0x增加。在增压的同时，减小、推迟喷油时间和废气再循环等，可减小热负荷，降低最高燃烧温度。采用进气中冷可降低增压进气温度，降低燃烧温度，减少N0x的生成。32、你对我国大气污染排放控制和机动车污染排放控制有什么设想和建议？1为贯彻中华人民共和国大气污染防治法，保护大气环境，防治机动车排放污染，指导机动车排放污染防治工作，特发布机动车排放污染防治技术政策，请各地遵照执行。2汽车、摩托车和车用发动机产品均应向低污染、低能耗的方向发展。3汽车、摩托车生产企业出厂的新定型产品,其排放水平必须稳定达到国家排放标准的要求。4 鼓励发展油耗低、排放性能好的小排量汽车和微型汽车。5积极发展优质无铅汽油和低硫柴油，其品质必须达到国家标准规定的要求。6 大力加强在用车I/M（检查/维护）制度7 鼓励加速淘汰 根据国家1997年出台的汽车淘汰标准中有关污染物排放的条款规定，经修理和调整或采用排气污染控制技术后排放污染物仍超过国家规定的排放标准的车辆应予以淘汰。对于各项指标尚能达到国家标准要求的老旧在用车辆,非强制性地鼓励用户进行更新,或通过税费调节机制，加速旧机动车淘汰。2.1 大力加强在用车I/M（检查/维护）制度在用车检查/维护指的是通过对在用车的排放进行定期检测和随机抽查，促进车辆进行严格的维修、保养，使车辆保持正常的技术状态，努力达到出厂是时的排放水平。实施车辆的检查/维护制度（I/M制度）是最经济、合理、科学、有效的控制在用车排放的措施。2.2 慎重考虑在用车改造对在用车辆进行技术改造，经过针对性的整车匹配和实施示范取得成功经验后, 可以达到减少在用车的污染排放的目的。但至今为止, 尚没有适合国内在用车改造的成熟的成套技术, 正在进行试验开发的技术有:加装尾气催化净化装置、高能电子点火装置、化油器电控补气加闭环三元催化净化装置，以及改造成可燃用液化石油气（LPG）或压缩天然气（CNG）的双燃料或单燃料车等。地方有关部门必须综合考虑本地车辆类型的保有状况和城市环境质量(确定有无改造的必要)，以及改造技术的经济性等多种因素，因地制宜地选择合适的技术路线进行实施试验2.3 鼓励加速淘汰根据国家1997年出台的汽车淘汰标准中有关污染物排放的条款规定，经修理和调整或采用排气污染控制技术后排放污染物仍超过国家规定的排放标准的车辆应予以淘汰。对于各项指标尚能达到国家标准要求的老旧在用车辆,非强制性地鼓励用户进行更新,或通过税费调节机制，加速旧机动车淘汰。关于老旧摩托车的淘汰和报废制度，可参照汽车的相应政策制订和实施。2.4. 因地制宜地推行代用燃料车改造使用压缩天然气（CNG）或液化石油气（LPG）为燃料