城市机动车污染控制课件

城市機動車污染控制

Slide1EmissioncontrolofInternalCombustionEnginesSlide2Section1城市交通趨勢及影響SparkIgnitionEnginesSlide3世界機動車增長趨勢Slide4城市機動車污染現狀隨著經濟的快速發展，我國汽車保有量連年高速增長汽車單車排放因數高機動車污染物排放總量大，城市機動車污染分擔率高嚴重影響城市大氣環境品質Slide5中國機動車保有量增長情況近10年來，全國機動車保有量迅速增加，平均增長速度約14%重點大城市保有量增長更快，北京市92年以來平均增長速度超過20%機動車收入彈性係數研究表明：收入增長1%，機動車保有量增長1.02—1.94%我國經濟發展水準決定城市機動車保有量將會在一定時期內保持迅速增加Slide6中國機動車保有量增長情況Slide7中美機動車排放因數比較Slide8北京市機動車排放污染分擔率Slide9汽車動力系統TheoreticalCombustionFuel+OxygenCarbonDioxideEnergy動力Ignition點火WaterVaporηet 汽油車:0.25~0.3柴油車:0.3~0.45Slide10Engine

Cylinderε=6~10，而柴油機ε=16~24ε=(Vc+Vd)/VcSlide11ActualCombustionLeadHydrocarbonsCarbonMonoxideOxidesofNitrogenCarbonDioxideParticulatesOtherpollutantsWaterVaporAmbientAirRealFuelEngine/EmissionTechnology尾氣管排放物Slide12Stoichiometry等當點汽油(C8H18)理論空燃比:約14.7CO:局部不均勻殘餘HCSlide13HC:不完全燃燒壁面猝滅油膜吸附Slide14NOx:ThermalPromptNOFuelNOSlide15汽油車OtherEmissionsEvaporativeEmissions

diurnal,runninglosses,hotsoakCrankcaseLossesdueto"blow-by"RefuelingLossesdisplacedvaporsOtherEmissionsbrakelinings,tirewear,fluidleaksSlide16討論1:汽車污染產生汽油發動機空燃比對污染物排放有何影響?汽車排放的污染物有哪些?汽油車污染排放包括哪些環節?這些環節排放哪幾種污染物?-----------------目標是提高燃燒效率,降低排放NewCarsAreCleaner

andMoreEfficient-85%-70%+100%HC-85%MPGNOxCOPercentchangecomparedtonewcarsofthe1970ModelYear注:MPG:英里/加侖Slide18排放性能的劣化Conventionalcarburetorcar

Slide19汽車污染物產生來源

曲軸箱HC的20%排氣管所有的CO、NOX、Pb和HC的60%油箱和化油器蒸發HC的15%Slide20行駛工況的影響(IM240)Slide21汽油車行駛工況與排放1.怠速,減速時CO,HC排放高,濃度約為:

CO:1.0-6%;HC:400-3000ppm

NOx:10-100ppm2.加速,定速時NOx高,濃度約為:

NOx:1000-4000ppmCO:0.5-3.0%;HC:200-600ppm

加速時,碳煙約為:0.005g/m3

討論2:影響排放的因素汽車使用中哪些因素對排放影響大?如何考慮汽車行駛工況對排放的影響?(如制定標準時,計算排放量時)主要控制技術前處理:無鉛汽油(0.013g/L),低硫汽油和柴油(1200ppm--50ppm?)

廢氣再迴圈(EGR):20%迴圈,降低NOx約60%,但油耗增加3%機內控制:發動機設計表面積/容積越小越好;電子控制技術;多氣門技術機外控制技術:熱反應器,催化反應器(氧化,還原--三效)改進點火系統電控燃油噴射系統廢氣再迴圈(EGR)三效催化淨化技術(TWC)同時淨化3種污染物:CO,HC,NOx只能在很窄的空燃比窗口工作:閉環電控燃油噴射技術

三效催化淨化技術(TWC)主要使用貴金屬+陶瓷載體,Pt,Rd,Pd壽命要求80000-160000km,防中毒很關鍵!

曲軸箱(crankcase)排放控制Evaporativeemissioncontrol中國的機動車污染控制CleanAirStrategyDevelopedCompleteLeadPhaseOutby2000IntroduceEuro1(1992Vintage,CatalystBased)StandardsforCars&Lt.Trucksin2000(Beijing,Shanghai1999)HeavyTruckStandard,Euro1,alsoin2001(2000inBeijing)I/MPilotBeingDevelopedinShanghaiSlide32討論3:控制技術目前最主流的汽油車排放控制技術組合是什麼?三效催化技術有哪幾個關鍵?車用汽油哪些指標對排放最重要?----------------更新的標準導致更新的技術Section3柴油發動機污染物的形成與控制CompressedIgnitionEnginesSlide34汽油,柴油發動機的區別汽油發動機燃燒為預混火焰,柴油為擴散火焰柴油發動機壓縮比高,熱效率高30-50%柴油發動機以噴油霧化方式燃燒,產生碳煙較多柴油車經濟性好,馬力大,最先實現3升車汽油車加速性好,正在開發缸內直噴發動機技術FormationpathofSoot

PollutantsandAir-fuelratio

柴油車行駛工況與排放1.CO總是很低,約0.1%2.減速,怠速時HC相對較高,濃度約為400ppm

此時NOx較低,約為30-70ppm

3.加速,定速時NOx高,濃度約為:

NOx:800-2500ppm

此時HC:90-200ppm4.加速時碳煙最高,約為0.30g/m3

Turbo-chargeandEmission

(採用增壓和中冷技術)

Inter-coolerOxidationcatalyst

(氧化催化劑)

ParticulateTrap

(顆粒補集器)

Section4新型動力車AdvancedTechnologySlide42最新控制技術冷啟動排放控制催化劑需要一定的起燃溫度前級催化劑電加熱催化劑車載診斷技術(OBD)自動檢測診斷車輛排放系統狀況自動提示故障存儲資訊有利於維修Slide43未來汽車技術稀燃缸內直噴汽油發動機柴油車PM及NOx機外淨化技術混合動力技術燃料電池汽車技術Slide44一、城市交通的綜合規劃1.城市交通發展戰略規劃2.城市交通綜合網規劃3.城市交通的近期建設規劃二、城市交通規劃方法三、關鍵的戰略規劃