【正文】 器遠遠不能滿足這一要求；另一個方法是采用線性 控制以適應(yīng) 遠離 1時的排放控制。 即實際空氣 /燃料比與化學(xué)計量的比值，是減少汽車及其他燃燒系統(tǒng)有毒氣體排放、提高燃燒效率極為重要的參數(shù)，由三元催化和 傳感器構(gòu)成的 閉環(huán)控制系統(tǒng)是減少火花點火發(fā)動機尾氣排放最為有效的方法，但是，在發(fā)動機預(yù)熱階段以及當(dāng) 遠離 1 時，該系統(tǒng)對尾氣排放的控制效果 較差。 ：完成關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和新產(chǎn)品開發(fā)及推廣應(yīng)用，加速新產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化工程建設(shè)。 催化器降低碳氫化合物 (HC)和一氧化碳 (CO)這兩種有害物質(zhì)是通過在催化器內(nèi)部進行燃燒使其轉(zhuǎn)化為水 (H2O)及二氧化碳 (CO2)而實現(xiàn)的，而這種反映會產(chǎn)生熱量，發(fā)動機工作正常情況下，這兩種成分的含量適當(dāng)，燃燒所產(chǎn)生的熱量會使催化器保持在最佳工作溫度附近，而發(fā)動機工作出現(xiàn)異常時排氣中這兩種成分的含量遠遠超過正常情況。 三元催化反應(yīng)器的使用： 凡是性能較好的三元催化器及其催化劑大多為鉑 (Pt)、鈀 (Pd)、銠、 (Rn)等稀有金屬制成，價格昂貴。其中 CO在高溫下氧化成無色、無毒的二氧化碳（ CO2）氣體。凈化劑實際上是起催化作用的，也稱為催化劑。在雙層薄板夾層中裝有絕熱材料 石棉纖維氈。日本為了適應(yīng)國內(nèi)環(huán)境保護和出口國外需要，排放控制技術(shù)發(fā)展很快。高溫抗老化性能也是重要的技術(shù)指標(biāo)，一般在 80000公里時，劣化系數(shù)應(yīng)小于 1． 2。載體材料一般是高純度的堇青石，具有適當(dāng)?shù)奈裕员愦呋瘎┑耐扛?，并有極低的熱膨脹系數(shù)，以使在反復(fù)承受熱沖擊的情況下，不 產(chǎn)生大的應(yīng)力變化和疲勞破損。 三元催化技術(shù) 三元催化轉(zhuǎn)化器是將機車、汽車引擎燃燒后所排放的 CO(一氧化碳 )、 HC(碳氫化合物 )、及 NOx（氮氧化物）等有害成份，在排氣管中催化轉(zhuǎn)換成無毒害的CO(二氧化碳 )、 HO(水 )和 N（氮氣）在排放到大氣中，達到凈化的功效。 發(fā)動機控制電腦即 ECU根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、負荷 (節(jié)氣門開度 )、溫度、進氣流量、排氣溫度控制電磁閥適時地打開，進氣管真空度經(jīng)電磁閥進入 EGR閥真空膜室，膜片拉桿將 EGR閥門打開，排氣中的少部分廢氣經(jīng) EGR閥進入進氣系統(tǒng)，與混合氣混合后進入氣缸參與燃燒。 EGR系統(tǒng)的主要元件是數(shù)控式 EGR閥，數(shù)控式 EGR閥安裝在右排氣歧管上，其作用是獨立地對再循環(huán)到發(fā)動機的廢氣量進行準(zhǔn)確的控制，而不管歧管真空度的大小。怠速時 EGR閥關(guān)閉，幾乎沒有廢氣再循環(huán)至發(fā)動機。 ECM根據(jù)發(fā)動機冷卻水溫傳感器、節(jié)氣門位置傳感器和空氣流量傳感器來控制 EGR系統(tǒng)。每個計量孔都由 1個電磁閥和針閥組成，當(dāng)電磁閥通電時，電樞便被磁鐵吸向上方，使計量孔開啟。 它通過吸收燃燒產(chǎn)生的部分熱量來降低燃燒溫度和壓力，以減少氧化氮的生成量。氮和氧只有在高溫高壓條件下才會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，發(fā)動機燃燒室內(nèi)的溫度和壓力滿足了上述條件，在強制加速期間更是如此。 在中短期內(nèi)，全球汽車制造商將繼續(xù)重視汽油機和柴油機仍然具備的巨大潛力，并與石油行業(yè)共同開發(fā)環(huán)保型 “ 特殊 ”’ 燃料，例如源于天然氣或生物質(zhì)的燃料。 此外，尋找替代燃料也是減少汽車排放有還物質(zhì)的有效途徑。 汽車燃料的改進 車用油品的質(zhì)量對車輛的排放性能有很大影響，尤其是對采用閉環(huán)三元催化凈化技術(shù)的先進車型。 但過分推遲噴油提前角，如圖中又上止點繼續(xù)推遲時，氮氧化合 物排放反而上升。因而燃燒溫度下降。例如，為保證在用車符合 NO化合物排放量的標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)生產(chǎn)廠家將建立一個 化合物排放的控制指標(biāo)，結(jié)果在用車的排放性能便大大改善了。如果車主一直按照廠家要求的詳細說明書進行使用、維護、保養(yǎng)，若在規(guī)定期限內(nèi)發(fā)現(xiàn)某一與排放有關(guān)的零部件出現(xiàn)故障，從而影響到汽車的排放性能，則制造商必須根據(jù)擔(dān)保制度的規(guī)定，對機動車進行免費維修。 （ 4） 檢測數(shù)據(jù)收集和定期的質(zhì)量考核。 但由于 I/M制度的配套政策和實施機構(gòu)達不到理想狀態(tài)，極少有實際的 I/M制度能實現(xiàn)完全的削減潛力。對安裝了催化轉(zhuǎn)化器等排放控制系統(tǒng)的更先進的車型，部分高排放車輛的污染物排放甚至高出 5倍以上。 I/M制度有兩個目的：一是發(fā)現(xiàn)因調(diào)整不當(dāng)或機械故障導(dǎo)致的高排放車輛；第二是發(fā)現(xiàn)控制設(shè)備的非正常工作和人為破壞，確定機動車的故障根源，便于對車輛進行維修，并督促車主加強維護，使得在整個汽車使用生命周期中排放控制系統(tǒng)始終有效。如斷定不符，則要求制造廠限期休整，并對已售的車輛實施回調(diào)。并給予官方公布。 第 3 章 汽車尾氣排放污染的控制措施 控制汽車排放污染的管理措施 汽車排放控制管理體系和相應(yīng)法規(guī)的建立和健全，是正確有效地實施管理對策的根本保障。 SO2對汽車發(fā)動機使用催化凈化裝 置有破壞作用，即使少量的 SO2堆積在催化劑的表面，也會降低催化劑的使用壽命。也有人認為碳煙是石墨結(jié)晶，由直徑 左右微粒附聚成 的多孔性碳粒構(gòu)成。因此對黑煙的形成，各國早已作了大量的工作，但對其生成機理說法不一。這種煙的藍色是此種大小微粒由藍色光折射而成的。此時，氣缸中溫度 較低，著火不好，未經(jīng)燃燒的燃料和潤滑油呈液滴狀態(tài)，直徑在 左右，隨廢氣排出而形成白煙。下面討論其影響因素。相反當(dāng) AF 大于理論混合比時，因燃燒室溫度降低，所以 NO生成量很快下降。 生成 NO的因素有以下三點： 溫度： 隨著高溫的形成， NO 平衡濃度也高，而且生成速度也加快了，特別有氧存在時溫度是重要的。式（ 2） K2的與溫度關(guān)系很小，但是反 應(yīng)式（ 2）的N主要由反應(yīng)式（ 1）生成，所以 NO的生成量在很大程度上取決于溫度，并與溫度成指數(shù)關(guān)系。mol 這些反應(yīng)是連鎖反應(yīng)，分子狀態(tài)的氮和原子狀態(tài)的氧碰撞，或者氧份子和氮原子碰撞而生成 NO。含有飽和烴、不飽和烴、芳烴及部分含氧化合物（如醛、酮、酸等），成分復(fù)雜，組成變化也很大。所以汽油分子的反應(yīng)過程必須是經(jīng)過一連串的反應(yīng)而達到最終生成物 CO2 和 H2O，在反應(yīng)的不同階段，存在著不同的中間生成物。 在汽油機中用電火花點火，由火焰?zhèn)鞑グ鸦旌蠚鉄?，但緊靠燃燒室壁面附近的混合氣層，由于缸壁得冷卻形成激冷層，使火焰?zhèn)鞑ソK止而熄滅，因此激冷層的混和氣不能完全氧化燃燒，從而有許多未燃的 HC也要排出來。但是汽油的燃燒很復(fù)雜，任何發(fā)動機都可能發(fā)生不完全燃燒，在排氣中都會有少量 HC 存在。 理論上當(dāng) α =1 以上時，排氣中不存在 CO，而代之產(chǎn)生 O2。 一氧化碳的產(chǎn)生機理 對于汽油機，根據(jù)燃燒化學(xué)反應(yīng)，在不同空燃比 AF 下，燃燒產(chǎn)物各成分的計算值如圖 1所示。故對于汽油機而言，空燃比為 為理論混合氣。 汽車有害氣體主要從下述途徑排入大氣： 以 HC為主要成分（約占 HC總排量的 25%），并含有 CO等其他成分的竄氣，從曲軸箱排出； 在不同運行工況，從發(fā)動機廢氣排出不同成分的 CO、 HC（約占 HC總排量的55%）及 NOx等有害氣體； 汽油從油箱、化油器浮子室及油泵接頭處蒸發(fā)，散發(fā)出 HC（約占 HC 總排量的 20%）。 2022年上海市對 10個交通路口的監(jiān) 測發(fā)現(xiàn)，多數(shù)監(jiān)測點出現(xiàn)鉛含量超標(biāo)的現(xiàn)象，最大超標(biāo)倍數(shù)為 倍 第 2 章 汽車尾氣污染物的主要成分及其生成機理 廢氣污染物的主要成分 汽車排放的主要污染物是：一氧化碳（ CO）、碳氫化合物（ HC）、氮氧化合物（ NOx）硫化物和微粒物（ 由 碳煙、鉛氧化物等重金屬氧化物和煙灰等組成）。 為了擺脫溫室效應(yīng)的嚴(yán)重后果，世界各國正在開發(fā)各種高性能的汽車發(fā)動機，以降低燃料消耗和 CO2排放 . 由汽車尾氣排放引起的鉛污染問題凸現(xiàn)。 CO2 是一種無色氣體，略帶刺激性氣味，本身并沒有毒性，它的危害在于作為溫室氣體造成地球表面溫度升高，也就是所謂的溫室效應(yīng)。 光化學(xué)煙霧是由于汽車尾氣和工業(yè)廢氣排放造成的，一般發(fā)生在濕度低、氣溫在 24－ 32℃ 度的夏季晴天的中午或午后。 汽車排放污染對環(huán)境的破壞 NO2作用 1h可對自然界中的某些敏感植物產(chǎn)生毒害作用。少數(shù)工人有牙齒酸蝕癥。大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息。當(dāng)積累量達到一定程度時，鉛將阻礙血液中紅血球的生長，使心、肺等處發(fā)生病變；侵入大腦時則引起頭痛，出現(xiàn)一種精神病的癥狀。當(dāng)光化學(xué)煙霧種的光化學(xué)氧化劑超過一定濃度時，具有明顯的刺激性。 NOx進入肺泡后能形成亞硝酸和硝酸，對肺組織產(chǎn)生劇烈的刺激作用。單獨的 HC只有在濃度相當(dāng)高的情況下才會對人體產(chǎn)生影響，一般情況下作用不大，但它卻是產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的重要成分。 CO 的 容許限度規(guī)定為 8h內(nèi) 100ppm。 這些物質(zhì)對人體健康存在著很大的威脅。 第 1章 汽車尾氣排放污染的危害 汽車發(fā)動機排氣中包含許多成分，其基本成分是二氧化碳（ CO2）、水蒸氣（ H2O）、過剩的氧氣（ O2）以及存留下的氮氣（ N2）等，它們是燃料和空氣完全燃燒后的產(chǎn)物，從毒物學(xué)的觀點看排氣中的這些成分是無害的。機動車中占最大比例的是汽車，汽車尾氣催化凈化正日益成為一項極其重要的環(huán)保產(chǎn)業(yè)?？刂茩C動車排放污染，治理大氣污染已經(jīng)成為刻不容緩的重要任務(wù)。汽車污染已成為世界性公害，其對于溫室氣體濃度增加的“貢獻”不容忽視。預(yù)計中國汽車保有量將在2022年達到３３５６萬輛，2022年達到５６６９萬輛，２０２０年 達到１３１０３萬輛。緒 論 就在我們享受汽車帶來的舒適方便的時候，汽車尾氣造成的大氣污染、汽車鳴笛造成的噪聲污染等影響了人們的生活，人們每天都在呼吸汽車尾氣和被迫接受噪音中生存?，F(xiàn)在我國二氧化碳排放已位居世界第二，而交通造成的二氧化碳污染和噪聲污染分別占各自污染總強度７０％－９０％以上。這些污濁的氣體使人類的生存環(huán)境受到極大威脅。從社會和經(jīng)濟的角度對不同治理技術(shù)，包括電子控制燃油噴射系統(tǒng)、三效催化轉(zhuǎn)化器及其評價和匹配技術(shù)、催化劑的研制和試驗室評價等排放治理中的重大問題和關(guān)鍵技術(shù)進行了說細論述； 可見 ,汽車尾氣已經(jīng)成為大氣污染的首要污染源?？刂七@種高排放增長率的最有效途徑就是降低單車排放量。因此必須采取有效措施進行治理。 汽車排放對人體的危害 汽車排放的主要污染物 中含有大量的 一氧化碳（ CO）、碳氫化合物（ HC）、氮氧化合物（ NOx）硫化物和微粒物（ 由 碳煙、鉛氧化物等重金屬氧化物和煙灰等組成）。因此，肺里的血紅蛋白不與氧結(jié)合而與 CO 結(jié)合，致使人體缺氧，引起頭痛、頭暈、嘔吐等中毒癥狀，嚴(yán)重是造成死亡。 HC是指發(fā)動機廢氣中的未燃部分，還包括供油系中燃料的蒸發(fā)和滴漏。這些氮氧化合物，我們統(tǒng)稱為 NOx。 NOx與 HC 受陽光中紫外線照射后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成光化學(xué)煙霧。當(dāng)人們吸入含有鉛微粒的空氣時，鉛逐漸在人體內(nèi)積累。對眼及呼吸道粘膜有強烈的刺激作用。 慢性影響：長期低濃度接觸，可有頭痛、頭昏、乏力等全身癥狀以及慢性鼻炎、咽喉炎、支氣管炎、嗅覺及味覺減退等。當(dāng)汽 車停留在街道路口時，產(chǎn)生這些物質(zhì)較多，它能刺激眼睛的粘膜。 HC 也 是產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的重要成分 。這種化學(xué)反應(yīng)被稱為光化學(xué)反應(yīng)，其產(chǎn)物為含劇毒的光化學(xué)煙霧。 有資料表明，在全球 CO2的排放 中，有 14％來自于以內(nèi)燃發(fā)動機為動力的交通工具。北京郊區(qū)安蘭公路兩側(cè) 30米內(nèi)的蔬菜含鉛量達 － ／ kg，明顯超出正常的含鉛背景值范圍。而且，柴油發(fā)動機的 HC排出量也較少，但 NOx排出量則和汽油機差不多，且會排出令人討厭的黑煙。理論上， 1kg 汽油完全燃燒需要空氣 。 過量空氣系數(shù)（ α ）： α= 燃燒 1kg 燃料所實際供給的空氣質(zhì)量／完全燃燒1kg 燃料所需的理論空氣質(zhì)量 由此定義表達式可知：無論使用何種燃料，凡過量空氣系數(shù) α=1 的可燃混合氣即為理論混合氣； α ＜ 1 的為濃混合氣； α ＞ 1的則為稀混合氣 。 所以， CO的排出濃度基本上受空燃比所支配，圖 2為汽油機空燃比與排氣濃度變化關(guān)系，與圖 1是一致的。 碳氫化合物（ HC）的產(chǎn)生機理 汽油是由多種成分 HC所組成，如果完全燃燒將生成 CO2和 H20。由于＜ 1是空氣量不足，所以要發(fā)生不完全燃燒。一般氣態(tài)反應(yīng)，兩個分子互相碰撞的機會較多，三個分子同時碰撞在一起的機會已很少。 總之，排氣中的 HC是燃料不完全燃燒或部分被分解的產(chǎn)物。 在較低的溫度下， N2和 O2生成 NO的機理可以認為是簡單的雙分子反應(yīng)，即 N2+O22 NO 但是在高溫時， NO 的生成機理按澤爾多維奇 (Zeldovich)反應(yīng)所至配，有以下兩個反應(yīng)： N2+O2 NO+N（ K K1） N+ O2 NO+O（ K K2） 式中 K K K K2分別為正逆反應(yīng)的速度常數(shù)，其數(shù)值示于表 1。mol ） K1 710 18exp(75500/RT) K1 10 18 K2 10 9Texp( 7080/RT) K2 10 9 Texp( 39100/RT) 注：表內(nèi)溫度 T以 K為單位， R=由表 1 可知，反應(yīng)式（ 1）的正反應(yīng)速度 K1，顯然在很