【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0 300～ 600 1000～ 3000 NOX/106 50～ 100 1000～ 3000 1000～ 4000 5～ 50 由此，發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染控制技術(shù)可分為三類，以改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程為核心的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)；在排氣系統(tǒng)中采用化學(xué)或物理的方法對(duì)已生成的有害排放物進(jìn)行凈 化的排放后處理技術(shù)；控制曲軸箱和供油系統(tǒng)有害排放物的非排氣污染控制技術(shù)。后兩者也統(tǒng)稱為機(jī)外凈化技術(shù)。 5 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù) 提 高燃油質(zhì)量，保障燃油供應(yīng) 業(yè)內(nèi)人士指出，油品質(zhì)量對(duì)于汽車尾氣排放效果的影響相當(dāng)明顯。車輛在使用過(guò)程中，如果車油不相配，會(huì)造成因油損車的情況。如果使用相應(yīng)的低品質(zhì)燃油，排放同樣達(dá)不到新標(biāo)準(zhǔn)要求。要使汽車達(dá)到更嚴(yán)格的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，不僅要求汽車生產(chǎn)廠家提高整車生產(chǎn)技術(shù)，還需油品供應(yīng)商提高相應(yīng)的燃油質(zhì)量。根據(jù)07年頒布的《車用汽油北京市地方標(biāo)準(zhǔn)》，從 08年 7月 1日起，符合歐 Ⅲ 標(biāo)準(zhǔn)的 汽油將在北京全面上市，而低于該標(biāo)準(zhǔn)的汽油將不準(zhǔn)加用。國(guó)家環(huán)保總局機(jī)動(dòng)車排污監(jiān)控中心湯大鋼主任表示，在全國(guó)市場(chǎng)提供質(zhì)量穩(wěn)定的燃油產(chǎn)品是實(shí)施更高排放標(biāo)準(zhǔn)的先決條件。如果汽油中的硫、錳、鐵等雜質(zhì)含量過(guò)高，可能損害三元催化器和氧傳感器，降低對(duì)污染物的催化效果；若汽油飽和蒸氣壓較高，也會(huì)帶來(lái)?yè)]發(fā)性污染 。 清潔燃油對(duì)于各種車輛的排放控制效果有著極為重要的影響 。提 高燃料質(zhì)量，降低燃料中有害物質(zhì)的含量，如鉛、硫、苯、芳烴、烯烴。使用 燃油添加劑 也是減少汽車尾氣排放的重要措施，添加 燃油添加劑 已成為世界趨勢(shì)。 全球最大的化工公司巴斯 夫公司的試驗(yàn)表明，使用燃油添加劑后的汽車可以減少汽車排放 20％的碳?xì)浠衔铩?24％的一氧化碳和 13％的氮氧化物，可以使一輛汽車在其使用壽命中減少 。 從國(guó) Ⅱ 標(biāo)準(zhǔn)到國(guó) Ⅲ 標(biāo)準(zhǔn)要求燃油成份的限值發(fā)生較大變化，其中最主要的是燃油中的含硫量大幅度降低，分別將柴油中的含硫量從 3000ppm（ 1ppm=1mg/L）降低到 350ppm，汽油中的含硫量從 500ppm降低到 150ppm。 如果達(dá)標(biāo)車輛使用了不符合要求的燃油，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)油耗上升，影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能，污染物排放量增加，還會(huì)損壞車輛的 OBD 排 放控制系統(tǒng)（如傳感器 、 催化器），縮短使用壽命，最終給用戶帶來(lái)較大的維護(hù)費(fèi)用 。 例如，柴油中所含有的硫燃燒后生成 SO2，經(jīng)催化器氧化后變?yōu)?SO3，然后與排氣中的水分化合生成硫酸鹽。催化氧化效果越好，硫酸鹽生成越多，這不但抵消了 SOF的減少，甚至反而使微粒排放上升。同時(shí)，硫也是使催化劑劣化的重要原因，減少硫含量就成了氧化催化器實(shí)用的前提條件 ； 前不久 中石化安陽(yáng)分公司“紅色汽油門”事件，檢驗(yàn)結(jié)果是送檢的樣本汽油中錳含量大幅超標(biāo)。送檢的樣品汽油中，錳含量超過(guò) 9． 8％，是正常含量的98倍。嚴(yán)重超標(biāo)的錳造成發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)活塞連桿 、活塞環(huán)等部件的嚴(yán)重腐蝕。發(fā)動(dòng)機(jī)聲音刺耳，部分部件被腐蝕，車輛抖動(dòng)，排氣管噴出紅色渾濁液體，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)死火現(xiàn)象。 因此，燃油質(zhì)量是國(guó) Ⅲ 、 國(guó) Ⅳ 排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的重要保障 。 當(dāng)前由于國(guó) Ⅲ 標(biāo)準(zhǔn)油品供應(yīng)不到位，出現(xiàn)油車不配現(xiàn)象，使實(shí)施中的國(guó) Ⅲ 排放標(biāo)準(zhǔn)采取的是 “ 先中心城市，逐步擴(kuò)大區(qū)域，油到車到 ” 的方針 。 為在明年全國(guó)范圍實(shí)施國(guó) Ⅳ 排放標(biāo)準(zhǔn)，不出現(xiàn)同樣的尷尬， 為減少污染物排放量，延長(zhǎng)車輛上催化器的使用壽命，我國(guó)的燃油加工行業(yè)有必要在參照世界燃油指標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)有燃油生產(chǎn)情況，提高中國(guó)的車用燃油品質(zhì)，避免與世界上的燃油標(biāo)準(zhǔn) 和汽車排污控制脫節(jié)。 當(dāng)前首要需要中石化 、 中石油在脫硫技術(shù) 、 設(shè)備 、 工藝 、銷售渠道等方面進(jìn)行大力改進(jìn)，提升燃油質(zhì)量，加強(qiáng)油品質(zhì)量管理，加快國(guó) Ⅲ 、國(guó) Ⅳ 標(biāo)準(zhǔn)油的供應(yīng)進(jìn)度 。 降低燃油消耗 降低燃油消耗也必然帶來(lái)排放減少 , 并且在將來(lái)的排放法規(guī)中也會(huì)對(duì)二氧化碳的排放量進(jìn)行規(guī)定 , 而減少二氧化碳排放量的惟一方法就是減少燃油消耗 , 所以燃油消耗與汽車排放密切相關(guān) 。 汽車外形設(shè)計(jì)對(duì)于降低燃油消耗起著至關(guān)重要的作用 , 在理論計(jì)算中風(fēng)的阻力 和汽車速度成 3次方關(guān)系 , 在車速為 100 km/h時(shí) , 約 70%的輸入功率被用來(lái)克服空氣阻力。在過(guò)去的 20年中 , 世界主要汽車公司把風(fēng)阻系數(shù)由 , 一些技術(shù)領(lǐng)先的公司已經(jīng)把風(fēng)阻系數(shù)降低到 。低風(fēng)阻系數(shù)意味著較低的燃油消耗。 汽車的質(zhì)量在汽車的各種工況下時(shí)刻影響著汽車的燃料消耗。出于安全考慮和舒適性提高 ， 當(dāng)代汽車的質(zhì)量有所增加 ， 但是很多汽車制造廠致力于優(yōu)化結(jié)構(gòu)和使用輕量型材料 ( 鎂、鋁 )， 在保證汽車安全性和舒適性的前提下 ， 降低質(zhì)量 , 減少燃油消耗，例如 使用節(jié)約燃料的汽車塑料替代用于汽車部件的金屬和玻璃 , 在世界 各地的汽車展會(huì)上給人以深刻印象。鋼占現(xiàn)在汽車質(zhì)量的 2/3， 100kg 的塑料平均可以替代 300kg 的鋼。估計(jì)汽車的質(zhì)量對(duì)其 CO2排放的影響大于 30%。 近年來(lái) ， 由于為提高舒適性和安全性 ， 集成了越來(lái)越多的設(shè)備 ， 汽車的質(zhì)量一直在增加。汽車質(zhì)量只要減輕 10%， 每千米就可以減少 CO2 排放量 16g以上。 汽油機(jī)排放控制技術(shù) 三元催化轉(zhuǎn)換技術(shù) 三元催化轉(zhuǎn)換器中裝有促使廢氣中有害物進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)的催化劑（鉑、銠和鈀）。當(dāng)廢氣流經(jīng)催化器時(shí)，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使有害氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體。催化轉(zhuǎn)換器的凈化效果受混合氣濃度和工作環(huán)境溫度的 影響。 圖 為三元凈化器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 為提高轉(zhuǎn)化效率，可采用以下措施： （ 1） 冷機(jī)時(shí)稀薄燃燒 發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)時(shí)，催化劑活性較差，不利于降低 HC 的排放。這時(shí)，降低 HC 的排放成為主要課題。在采用的方法中，稀薄燃燒技術(shù)最為有效。為保證空燃比的稀薄化，在進(jìn)氣口內(nèi)設(shè)置渦流控制閥，改善發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)，提高充氣效率；改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)，合理組織燃燒室內(nèi)的氣體流動(dòng)，促進(jìn)火焰?zhèn)鞑?，改善著火穩(wěn)定性，使發(fā)動(dòng)機(jī)在稀混合氣下維持穩(wěn)定燃燒，從而降低HC 的排放量。 （ 2） 減少未燃 HC 活塞的第一道環(huán)岸脊 (指第一道環(huán)槽至活塞頂之間的區(qū)域 )和氣缸壁之間，燃燒的火焰不能達(dá)到，此區(qū)域內(nèi)的未燃 HC 直接從氣缸內(nèi)排出。提高第一道活塞環(huán)的位置，即減小第一道活塞環(huán)岸的高度，可以減少活塞環(huán)與缸壁間的容積，從而減少未燃 HC 的排放。 為減少活塞環(huán)槽的磨損，一般情況下，對(duì)活塞表面實(shí)施氧化鋁鍍膜處理，但由于在活塞表面易形成許多細(xì)孔，被吸附的 HC 在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣行程時(shí)排出機(jī)外。為解決這一矛盾，在對(duì)活塞表面實(shí)施氧化鋁鍍膜處理時(shí)，只對(duì)活塞環(huán)槽進(jìn)行處理，活塞頂面不進(jìn)行處理，有利于進(jìn)一 步降低 HC 的排放。 （ 3） 提高催化劑的早期活性 為促使催化劑的早期活性，有效的方法是提高其升溫特性和降低其活性溫度。提高升溫特性的主要方法是采用雙重排氣管和使用 “薄壁式 ”催化劑載體。合理選擇低溫特性好的貴重金屬，如在催化劑中提高鉑的含量，同時(shí)提高空燃比的稀薄化，是降低催化劑活性溫度的有效手段。 （ 4） 催化劑強(qiáng)制加熱 使用電加熱催化劑 (EHC)和在排氣管內(nèi)利用排放氣體的燃燒產(chǎn)生的熱量，促使催化劑升溫，即排氣燃燒器 (EGC)能進(jìn)一步提高催化劑的早期活性。 EHC 采用電流預(yù)熱的方法，可使金屬載 體的催化器在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的 5～ 10s 內(nèi)達(dá)到催化劑的起燃溫度，從而減少起動(dòng)后最初幾分鐘內(nèi)的有害物的排放。 EHC 已達(dá)到實(shí)用化水平，但其電氣系統(tǒng)較復(fù)雜。 EGC 的原理是在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，在濃空燃比狀態(tài)下產(chǎn)生的 CO 等可燃成分與二次空氣供給的氧氣相混合，形成可燃混合氣，在排氣系統(tǒng)中設(shè)置排氣燃燒器，通過(guò)火花塞點(diǎn)火裝置，點(diǎn)燃未燃混合氣，利用燃燒產(chǎn)生的熱量提高催化劑的早期活性，同時(shí)還能燃燒凈化發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的未燃 HC 成分。 EGC 技術(shù)雖然處于研制階段，但其催化轉(zhuǎn)化效率高，大有超過(guò) EHC 之勢(shì)。 廢氣再循環(huán)技術(shù) 圖 廢氣再循環(huán)系統(tǒng)工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中 , 將一部分未充分燃燒的廢氣引入到進(jìn)氣系統(tǒng) , 使它重新與剛吸入的新鮮空氣 (或混合氣 )混合進(jìn)入氣缸再進(jìn)行循環(huán)燃燒的方法稱為廢氣再循環(huán)控制 (EGR)。廢氣再循環(huán)可有效地控制氮氧化物的排放量 ,工作原理是一部分排氣經(jīng) EGR閥還流回進(jìn)氣系統(tǒng)，稀釋了新鮮混合氣中的氧濃度，導(dǎo)致燃燒速度降低，同時(shí)還使新鮮混合氣的比熱容提高，兩者都造成燃燒溫度的降低，因而可以抑制 NOx的生成。如圖所示，隨 EGR率的增加， NO排放量迅速下降， 但由于它減少了進(jìn)氣充量中的含氧量 ，會(huì)導(dǎo)致全負(fù)荷時(shí)最大 功率下降，中等負(fù)荷時(shí)的燃油消耗率增加， HC排放上升，小負(fù)荷特別是怠速時(shí)燃燒不穩(wěn)定甚至失火， 只宜在部分負(fù)荷時(shí)采用 , 以使發(fā)動(dòng)機(jī)排放物中的碳?xì)浠衔锊恢旅黠@增加。要最大限度地減少氮氧化物的含量 , 又不影響汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和碳?xì)浠锱欧?, 需要采用電控技術(shù)來(lái)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)各工況下的廢氣再循環(huán)控制。如今 , 電控 EGR技術(shù)已在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。另外，為降低 N0x而實(shí)行的 EGR都會(huì)使燃油消耗和 PM增加，其對(duì)策是通過(guò)增壓來(lái)增加空氣量，為保證增壓度和控制燃燒溫度，必須同時(shí)裝用中冷器和 EGR。 圖 EGR率對(duì) NOX排放濃度的影響 二次空氣供給技術(shù) 二次空氣供給裝置可將新