【正文】 （22）當空燃比A/F,氧氣過剩，排氣中不產生CO，而有剩余的氧氣。（1）室壁激冷效應 汽油機室壁激冷效應是指當火焰?zhèn)鞑r，由于接近燃燒室壁面的一層混合氣被冷卻，火焰到達燃燒室壁面之前就消失的一種現象，汽油機氣缸內燃料和空氣的質混合氣是靠火焰?zhèn)鞑ザ紵?。也有燃料不完全燃燒的產物和部分被分解的產物。捷爾杜維奇（Zeldovich）鏈反應機理認為NO的生成反應與分解反應主要由下列兩個反應支配：O+N2→NO+N (可逆) (26)N+O2→NO+O (可逆） (27)NO的生成量很大程度決定于的溫度，并與溫度呈指數關系。但由于燃料中含有其他雜質和添加劑，且燃料常常不能完全燃燒，常排出一些有害物質。歐洲經濟委員會的報告書稱，因酸雨危害造成的經濟損失額相當于全世界每人損失2到10美元。 碳氫化合物(HC)HC的產生仍是燃燒過程不完全造成的。 固體懸浮顆粒固體懸浮顆粒的成分很復雜，并具有較強的吸附能力，可以吸附各種金屬粉塵、強致癌物和病源微生物等。而對反應物的濃度和溫度影響的因素，主要有過量空氣系數φa、點火(噴油)提前角、運轉工況和發(fā)動機的類型等等。只有φa=，才能兼有高溫和富氧兩個必要條件，最有利于NO的生成。由以上分析可知，φa對發(fā)動機有害排放物的生成影響很大。，通過調整點火提前角得到的尾氣排放值。減速時，對于化油器式的汽油機，HC急劇上升同時CO排放也較高。 。由于城市用地和城市生活的集聚性，在我國目前汽車排放控制水平下，城市交通的高度密集性必然會帶來嚴重的城市交通污染問題。再加上目前我國的城市交通規(guī)劃主要以汽車的出行為考慮對象，只重視滿足機動化出行的需求，規(guī)劃建設大量的快速路、主干路、立交橋，而忽視對自行車和步行系統(tǒng)的建設，許多城市機動車道越修越寬，而自行車道則是越修越窄，有的路段上甚至將自行車道和人行道合并，使自行車和步行這種零污染的交通方式大大萎縮，城市汽車污染也就越來越嚴重。平峰期時(15: 3615:56 )NOx、HC, CO排放率與時間變化曲線比夜間低峰期要頻繁，且變化趨勢要急速一些，排放量也要大一些。與汽油機相比，柴油機由于其排氣后處理技術尚未達到完全實用階段，目前主要還是依靠機內凈化技術來降低其排放污染。由圖可知，噴油提前角的推遲，NOx顯著降低，同時燃油消耗和微粒惡化。2) 熱效應再循環(huán)廢氣中的CO2和H2O是三原子分子，具有較高的比熱容，能比空氣吸收更多的熱量；工質總熱容增加后吸收等量的燃燒放熱時工質的溫度變化較小，這有助于解決在EGR量較大時控制燃燒速度、防止壓升率過高等問題。一般汽油機EGR不超過20%，而直噴式和非直噴式柴油機的EGR率可分別超過40%和25%。在現代柴油機上為了控制柴油機兩種固有的產物:炭煙和微粒，國外廣泛開展了對柴油機預混合燃燒的研究。而電控汽油噴射系統(tǒng)由于能夠更精確、更柔性地滿足各種工況的參數優(yōu)化要求，從而可以實現汽油機排放特性、燃油經濟性和動力性的綜合優(yōu)化。 改善噴油特性要改善噴油特性，就要為柴油機提供合理的噴油規(guī)律、提高噴油嘴的噴油壓力，甚至為了更精密地控制其燃燒過程，柴油機電子噴射系統(tǒng)的研究近年來已取得了突破性的進展，而且還出現了新型的共軌式噴油系統(tǒng)。噴射壓力由傳統(tǒng)直噴式柴油機的30~50MPa，提高到了60~80MPa，近年來已達到150~180MPa。含稀土的汽車尾氣凈化催化劑價格低、熱穩(wěn)定性好、活性較高、具有較好的抗中毒能力，使用壽命長，引起人們廣泛關注。（2）分子篩型貴金屬催化劑分子篩型催化劑在稀燃NOx小凈化中具有較為廣泛的研究。三效催化轉化器的化學反應在催化接觸時間小于1s的催化轉化器里，要同時完成氧化和還原反應的確是一件很難的事其主要的化學反應如下:(1)CO和碳氫化合物的氧化反應：2CO+O2=2CO2；CO+O=CO2；2CxHx+(2x+12y)O2=yH2O+2xCO2(2)NOx的還原反應：2NO+2CO=2CO2+N2；2NO+2H2=2H2O+N2；CHy+(2+12y)NO=y2O+CO+(2+y)N(3)其它反應：2H2+O2=2H2O；52H2+NO=NH3+H2O其中，氨的形成是不希望的，應通過催化材料的合理選擇，加以避免。燃料燃燒必須在氧氣的存在下才能進行。稀土氧化物可以作為促進劑、活化劑、分散劑、穩(wěn)定劑，以及作為復合氧化物使用時的催化劑組分。(2)納米賤金屬催化劑近年來，納米賤金屬制成的催化劑對汽車尾氣的凈化達到良好的效果。盡管利用等離子體方法凈化汽車尾氣還存在這些困難，但由于它在顆粒的捕集以及可在冷啟動階段對尾氣進行有效凈化、可根據機車運行狀況及時自動調整放電狀態(tài)等優(yōu)點，故仍得到了進一步研究。捕集器再生時，關閉捕集器入口，使排氣全部從旁通道流出，此時燃燒器點火，并將燃燒器中的高溫燃氣送入捕集器，使捕集器中的微粒物再燃燒，燃燒時間為15min。當捕集器的壓力降達到極限壓力降時，計算機就發(fā)出指令，使旁通閥打開，并使燃燒器開始工作。其中最常用的強制曲軸箱通風系統(tǒng)是設法將曲軸箱竄氣經封閉管道吸進發(fā)動機的氣缸，參加燃燒。 城市交通控制管理城市交通控制管理分為城市交通控制和城市交通管理。抓好排放控制的各個環(huán)節(jié)，每個單位、每個部門、每個公民都應積極參與支持汽車污染的控制，使減少汽車排氣污染成為每個人的自覺行動，為保護和改善大氣環(huán)境質量做出努力，共同營造一個美好家園。 城市交通環(huán)境工程利用城市交通環(huán)境工程來控制汽車排放污染是在交通設施附近使用綠化植被吸收車輛排放的污染物，通過有利于城市通風的道路走向設計和交通設施兩側的建筑物布局設計來加快污染物的擴散。也可以利用城市交通規(guī)劃來減少人們的出行需求，如應用信息技術，使大眾之間的聯絡可以通過信息網絡來得以實現，例如可以召開網絡會議甚至在家里上班，從而減少交通出行量。各地區(qū)、各城市應結合自身的實際情況，選擇合適的控制對策，走綜合治理的道路。要抓住每一個影響汽車污染排放的環(huán)節(jié)，才能使汽車污染排放得到有效地控制。我國這方面起步比較晚，許多控制技術處于探索和試用階段，但正在努力與世界接軌。為此，應對建筑物的高度、體型和后退路線的距離加以控制，以盡量減少上述不利影響。盡管我國道路建設有了很大的發(fā)展，道路系統(tǒng)逐漸完善，但是仍不能滿足車輛快速發(fā)展的需求。為了減少城市汽車的排污量，在我國城市交通控制管理方面可以通過以下措施來減少汽車排放對環(huán)境的影響:(1)通過財政措施，如稅收和區(qū)域駕照(指進入指定區(qū)域收費)的方式限制敏感區(qū)域的流量，使其余的流通轉向非敏感區(qū)域；在部分時段或部分區(qū)域，限制部分車輛通行；在某些路段采取限速措施，因為高速行駛會導致CO:排放的大幅度增加，若沒有催化轉化器，還會導致NOx的大量排放；規(guī)定最長怠速時間，這一措施已在一些國家中由一些地方政府采用，允許的時間范圍為15min；減少貨車和載客車輛的空載率。由于外環(huán)境的控制管理涉及城市交通體系中方方面面的工作，因此它和以上機內控制技術和機外控制技術相比，其控制技術的研究重點和解決問題的方法又是不同的。再生過程完成后，壓力降恢復到原來的指定值，計算機又重新指令旁通閥關閉，燃燒器停止工作，發(fā)動機排氣重新流經捕集器，繼續(xù)進行排氣微粒的捕集和凈化過程。再生燃燒釋放大量的熱量并急劇升溫，使濾芯的溫度遠大于捕集器入口處的溫度。官為民、朱愛民等人對脈沖電暈放電去除N0x的反應途徑研究進行了較充分細致的研究，認為NOx在電場中除了發(fā)生氧化反應還發(fā)生分解反應和脫除反應。(3)納米貴金屬催化劑研究發(fā)現：隨著貴金屬微粒的增大其催化活性會隨之降低，只要將貴金屬保持在納米級，汽車行駛16萬km后仍然具有較高的性能。為了探尋一些價格低廉而性能好的催化劑以代替貴金屬，稀土是最受人們注意的研究對象。因此，可使用計算機控制的測定氧氣濃度的氧傳感器。因為，NOx的還原需要HCO和HC等作為還原劑?；钚越M分以Cu研究得最多。貴金屬之間的協(xié)同作用在很大成都上會改善催化劑的綜合性能。柴油機的電子噴射系統(tǒng)是在近一二十年發(fā)展起來的，主要分為位置式電控燃油噴射系統(tǒng)和時間控制式燃油噴射系統(tǒng)。具體地說，初期噴油速率不要過高，以抑制著火落后期內混合氣生成量，降低初期燃燒速率，以達到降低燃燒溫度，抑制NOx生成及降低噪聲的目的。 增壓及增壓中冷增壓可以大幅度提高柴油機進氣的的密度，在足夠大的φa條件下保證燃燒完全，因而容易抑制住汽油機炭煙和微粒的產生，CO和HC也會進一步降低。在柴油機上實現預混合燃燒的主要方法有:采用噴霧范圍大、油粒細而勻的燃油噴霧，以快速形成均勻的混合氣濃度場；想方設法大幅度延長滯燃期，以便在著火前使燃油有充分的蒸發(fā)混合時間；控制前期燃燒速度，以抑制NO生成和高溫裂解產生的炭煙。 EGR對柴油機性能的影響 燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化設計對于汽油機而言，由于電控燃油噴射加三效催化劑技術使汽油機的排放大大降低，因而從排放控制的角度對汽油機燃燒室設計的要求明顯低于柴油機，但并不能忽視合理的燃燒室設計對控制汽油機排放的效果。，EGR降低NOx的效果，隨著EGR率的增加，NO的排放量迅速下降。 廢氣再循環(huán)所謂廢氣再循環(huán)是在保證內燃機動力性不降低的前提下，根據內燃機的溫度及負荷大小將發(fā)動機排出的廢氣的一部份再送回進氣管，和新鮮空氣或新鮮混合氣混合后再次進入氣缸參加燃燒,使燃燒反應的速度減慢，從而降低NOx的排放量,反應的速度減慢，從而降低NOx的排放量。 推遲點火(噴油)時間在第3章中，通過對汽車排放污染物的影響因素分析，我們已經知道通過減小點火提前角，能夠使NOx和HC同時降低。高峰期時NOx的排放量是低峰的兩倍多，比平峰期高大約25%；高峰期時HC排放量也是低峰的兩倍多，是平峰期的兩倍左右；高峰期時的CO分別比低峰和平峰期時高40%和30%左右。此外街道空氣的流動性差，污染物質在街道的累積，不利于交通尾氣沿道路向郊區(qū)的輸送，再加上城市道路兩側多是高大建筑物，使空氣流速減緩，污染物難以及時擴散、凈化，也加重了空氣污染。我國汽車分布的不平衡、道路及相關基礎設施的落后、不斷增加的汽車車輛量、不甚合理的城市交通結構和運行機制，使得汽車污染日益嚴重。而NOx的排放量，柴油機中小負荷時遠低于汽油機，大負荷時與汽油機接近。汽油噴射式發(fā)動機在減速時不再供油，而且進氣管中油膜少，因此HC和CO排放較少()。點火提前角的變化對尾氣中CO的含量影響不大，而對HC的含量影響很大，這是因為點火時刻推遲，點火提前角減小會導致后燃加重和排氣溫度上升，使得在排氣中行程以及排氣管中HC氧化反應加速，使最終排出的HC減少。而對柴油機而言，除了控制平均φa外，還應合理加強混合過程，改善局部φa過濃的問題。盡管柴油機總是在φa〉1的稀混合氣條件下運轉，但由于柴油機是擴散燃燒，混合氣的濃稀成份分布極不均勻，完全燃燒所需的空氣要比預混合燃燒時多，因而與汽油機相比，HC, CO和NOx的曲線有向稀混合氣區(qū)平移的感覺。CO、 HC隨著空燃比的增大，急劇下降，超過φa=1后，逐漸達到最低值。當懸浮顆粒積累到臨界濃度的時候，便會激發(fā)形成惡性腫瘤。當HC濃度較高時，會使人出現頭暈、惡心等中毒癥狀。當汽車負重過大、慢速行駛時或者空擋運轉時，燃料不能充分燃燒，廢氣中的一氧化碳含量會明顯增加。汽車排出的有害氣體大部分是由排氣管排出的, 小部分從其它部位( 如曲軸箱、燃料供給系統(tǒng)) 竄出。(PM)及炭煙的生成機理所謂微粒是指由內燃機排出的全部廢氣，在接近于大氣條件下，除去非化合形態(tài)的凝聚水以后收集到的全部呈固體狀和液體狀的微顆粒，它包括原始及二次顆粒。例如，為了提高發(fā)動機的最大功率，常使發(fā)動機在過量空氣系數小于1的情況工作；在低負荷時，由于氣缸內的殘余氣體較多，為了不使燃燒速度，也要供給濃混合氣，從而都會因空氣不足一直不能完全燃燒。預熱層中的燃料和部分氧化產物不能進一步氧化轉化為燃燒產物，而以未燃烴和含氧碳氫氧化物的形式排除。 即使在稀混合氣燃燒時，有足夠的氧氣，且混合氣混合得很均勻，但由于發(fā)動機缸內燃燒后的溫度很高，當溫度超2000℃時，已經生成的CO2也會有一小部分會產生高溫離解反應：2CO→2CO+O2 (23)溫度越高，離解反應越劇烈，生成的CO越多。這些富余的空氣在高溫作用下容易產生氮氧化物（NOx），而一氧化碳（CO）和碳氫化合物（HC）則不容易形成。進入發(fā)動機燃燒室的空氣與汽油的比例基本控制在理論空燃比附近（所謂理論空燃比是指在理論計算上燃燒1千克的燃料所需要的空氣量，），采用火花塞放電點火燃燒，燃燒速度很快；汽油機壓縮比低、燃燒最高壓力低、最高溫度高，燃燒后產物發(fā)生高溫離解的傾向比較嚴重，某些死區(qū)點不著火或在某些工況下斷火，使汽油機排放物中有較多的一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）。2008年1月1日，“國Ⅳ”燃油在北京上市2008年1月1日，在全國范圍內對重型汽車上牌執(zhí)行“國Ⅲ”排放標準2008年7月1日，在全國范圍內對輕型汽車上牌執(zhí)行“國Ⅲ”排放標準年份歐盟韓國印度中國 新加坡1995歐1———歐11996歐2———歐11997歐2———歐11998歐2———歐11999歐2———歐12000歐3歐2—國1歐12001歐3歐2歐1國1歐22002歐3歐3歐1國1歐22003歐3歐3歐1國1歐22004歐3歐3歐1國2歐22005歐4歐3歐2國3