【正文】 統(tǒng)有害外，由于微粒存在孔隙能黏附 SO未燃 HC、 NO2等有毒物質(zhì)或苯并芘等致癌物質(zhì)，因而對人體的健康造成更大的危害。 3 發(fā)動機(jī)主要排放物的 生成機(jī)理 發(fā)動機(jī)的主要燃料是汽油和柴油，在燃燒過程中由于燃燒條件及各種影響因素不同，其燃燒完善程度不同，因此排放廢氣中含有多種生成物。汽油機(jī)當(dāng)過量空氣系數(shù) Φ at1 ( a )時，燃燒時氧化不足，燃料中的碳不完全燃燒產(chǎn)生 CO。在柴油機(jī)上，應(yīng)都是在 Φat1 的稀混合氣情況下工作，僅是在全負(fù)荷及低負(fù)荷時，由于混合氣形成不均勻，造成局部氧化不足或因燃?xì)鉁囟鹊褪寡趸磻?yīng)慢，在燃燒時能產(chǎn)生一些 CO，但總體上因是稀混合氣，過剩的氧可使 CO 在排氣 過程中氧化為 CO2，所以柴油機(jī)排氣中含 CO 很少。 在上述第一個來源中，由于缸壁激冷作用，在缸壁及燃燒室壁附面層的混合氣，受低溫缸壁冷卻，火焰?zhèn)鞑ゲ坏?，得不到燃燒，同時，火焰也不能在激冷縫隙內(nèi)傳播，一般在小于 1mm 的縫隙內(nèi)混合氣不可能完全燃燒。 此外，由于使用中混合氣過濃、過稀、霧化不良，或混入廢氣過多，也會引起火焰?zhèn)鞑ゲ煌耆踔翑嗷穑斐扇紵涣蓟虿荒苋紵?，都會?HC 的排放增加。發(fā)動機(jī)在工作過程中，燃料不完全燃燒與著火前的混合氣條件、燃燒室內(nèi)的燃燒條件、膨脹行程的溫度條件及排氣系統(tǒng)的反應(yīng)條件均有密切關(guān)系，所以一切防礙燃料燃燒的 條件都是 HC 行程的原因。在發(fā)動機(jī)的排氣中主要是指 NO 和 NO2,其中 NO 占 99%。 其鏈反應(yīng)機(jī)理為： 在高溫條件下，首先是氧分子分解成氧原子，而后分子狀態(tài)的氮與原子狀態(tài)的氧或氧分子與氮原子碰撞生成 NO。 柴油機(jī)的壓縮比高，因而 NOX是柴油機(jī)排放中主要的有害成分。 微粒形成的發(fā)主要原因是燃油不能完全燃燒所制，柴油機(jī)在冷起動和怠速公況時，因燃燒事溫度很低，發(fā)火不良，在高負(fù)荷時，因燃料增多空氣不足，都使燃油不能完全燃燒，則燃油以液態(tài)微粒隨排氣排出。 白煙：通常在寒冷天氣，冷起動和怠速時 發(fā)生，此時，氣缸中溫度低，著火不好，燃料未完全燃燒而排出白煙，當(dāng)柴油機(jī)暖車至正常狀態(tài)時就不在排出白煙。 黑煙：柴油機(jī)在高負(fù)荷時，因高溫缺氧燃料裂解和脫氧而產(chǎn)生一些碳元素含量高的物質(zhì)，這些物質(zhì)聚合成黑煙。 4 發(fā)動機(jī) 排放物生成的影響因素 影響有害排放物生成的因素很多也很復(fù)雜，但這些有害排放物畢竟是燃燒化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，因而這些影 響因素歸結(jié)起來，同影響化學(xué)反應(yīng)的因素一樣，主要是過量空氣系數(shù)（空燃比）和溫度，各種參數(shù)和降低排放的技術(shù)大都是通過這兩種基本因素來影響燃燒和有害物生成的，其中包括過量空氣系數(shù)的影響，點(diǎn)火提前角的影響，運(yùn)轉(zhuǎn)工況的影響，發(fā)動機(jī)類型的影響等。反之，空燃比從 16附近起，則趨于穩(wěn)定，并且數(shù)值很低。同時還說 明，要減少 CO的排放就必須采用稀混合氣。 HC 與 CO 不同，空燃比在 17 以內(nèi)時，隨著空燃比的增加， HC 便下降。 空燃比對 NO 的影響，當(dāng)混合氣很濃時，由于燃燒高峰溫度和可利用的氧的濃度都很低，使 NO 的生成量也較低。對于空燃比稀于 16 的混合氣，雖然氧的濃度增加可以促進(jìn) NO 的生成，但這種增加卻被由于稀 混合氣中燃燒溫度和形成速度的降低所抵消，因此對于很濃或很稀的混合氣， NO 的排放濃度均不高。另外由于燃燒時降低了氣缸的面容比，使燃燒室內(nèi)的淬冷面積減少，使排出的HC 減少。 點(diǎn)火時刻對 CO 排放濃度影響不大，但過分推遲點(diǎn)火，亦會使 CO 在燃燒室內(nèi)沒有時間完 全氧化，而引起排放量的增加。這是因為點(diǎn)火時刻提前時，燃燒溫度升高所造成。怠速與減速工況，是 HC 生成的主要工況。 表 不同工況下 CO、 HC、 NOx 排放濃度 單位 : Km/h 怠速 定速 加速（ 0→ 40） 減速（ 40← 0） CO(%) ～ ～ ～ ～ HC/106 300～ 2020 200～ 400 300～ 600 1000～ 3000 NOX/106 50～ 100 1000～ 3000 1000～ 4000 5～ 50 由此，發(fā)動機(jī)排放污染控制技術(shù)可分為三類，以改善發(fā)動機(jī)燃燒過程為核心的機(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)。 5 發(fā)動機(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)量對于汽車尾氣排放效果的影響相當(dāng)明顯。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。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。如果汽油中的硫、錳、鐵等雜質(zhì)含量過高，可能損害三元催化器和氧傳感器，降低對污染物的催化效果；若汽油飽和蒸氣壓較高，也會帶來揮發(fā)性污染 。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。 全球最大的化工公司巴斯 夫公司的試驗表明，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 。 如果達(dá)標(biāo)車輛使用了不符合要求的燃油，會造成發(fā)動機(jī)油耗上升，影響發(fā)動機(jī)動力性能，污染物排放量增加，還會損壞車輛的 OBD 排 放控制系統(tǒng)（如傳感器 、 催化器），縮短使用壽命，最終給用戶帶來較大的維護(hù)費(fèi)用 。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。送檢的樣品汽油中，錳含量超過 9． 8％，是正常含量的98倍。發(fā)動機(jī)聲音刺耳，部分部件被腐蝕，車輛抖動，排氣管噴出紅色渾濁液體，嚴(yán)重的會出現(xiàn)死火現(xiàn)象。 當(dāng)前由于國 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 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 。 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 Ⅲ 、國 Ⅳ 標(biāo)準(zhǔn)油的供應(yīng)進(jìn)度 。 汽車外形設(shè)計對于降低燃油消耗起著至關(guān)重要的作用 , 在理論計算中風(fēng)的阻力 和汽車速度成 3次方關(guān)系 , 在車速為 100 km/h時 , 約 70%的輸入功率被用來克服空氣阻力。低風(fēng)阻系數(shù)意味著較低的燃油消耗。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 各地的汽車展會上給人以深刻印象。估計汽車的質(zhì)量對其 CO2排放的影響大于 30%。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。當(dāng)廢氣流經(jīng)催化器時，通過化學(xué)反應(yīng)使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害氣體。 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)時稀薄燃燒 發(fā)動機(jī)冷機(jī)時，催化劑活性較差，不利于降低 HC 的排放。在采用的方法中，稀薄燃燒技術(shù)最為有效。 （ 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。 為減少活塞環(huán)槽的磨損，一般情況下，對活塞表面實(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)動機(jī)排氣行程時排出機(jī)外。 （ 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。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，同時提高空燃比的稀薄化，是降低催化劑活性溫度的有效手段。 EHC 采用電流預(yù)熱的方法，可使金屬載 體的催化器在發(fā)動機(jī)起動后的 5～ 10s 內(nèi)達(dá)到催化劑的起燃溫度，從而減少起動后最初幾分鐘內(nèi)的有害物的排放。 EGC 的原理是在發(fā)動機(jī)起動后，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，同時還能燃燒凈化發(fā)動機(jī)起動后的未燃 HC 成分。 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)動機(jī)工作過程中 , 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)。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 ，會導(dǎo)致全負(fù)荷時最大 功率下降，中等負(fù)荷時的燃油消耗率增加， HC排放上升，小負(fù)荷特別是怠速時燃燒不穩(wěn)定甚至失火， 只宜在部分負(fù)荷時采用 , 以使發(fā)動機(jī)排放物中的碳?xì)浠衔锊恢旅黠@增加。如今 , 電控 EGR技術(shù)已在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。 圖 EGR率對 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鮮空氣送入排氣管內(nèi)，利用廢氣中的高溫，使排氣中的 HC 和