【正文】 車輛13萬輛，并以年增率15%的速度增加。市區(qū)主要交通道路中心點(diǎn)一氧化碳超標(biāo)2倍以上的達(dá)65%，在車流量高峰的時候，有的監(jiān)測點(diǎn)一氧化碳濃度高達(dá)每立方米70mg，超標(biāo)6倍。因此,汽車尾氣污染日趨嚴(yán)重,現(xiàn)代城市大氣污染主要來源于汽車的尾氣。 機(jī)動車保有量狀況我國近年來機(jī)動車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2002年汽車產(chǎn)量325萬輛（1995年為145萬輛，摩托車1200萬輛，農(nóng)用車產(chǎn)量290萬輛）2003年汽車產(chǎn)量達(dá)到400萬輛。90年代以來，%廣州市情況與之相近。（6）目前我國汽車工業(yè)正處于一種良好的環(huán)境中，作為國家重要生產(chǎn)行業(yè)之一的汽車工業(yè)必將還會有很大的發(fā)展，我國機(jī)動車保有量在一定時期內(nèi)仍將保持高速增長的勢頭。目前，中國許多城市的首要空氣污染物是可吸人顆粒物，其濃度超標(biāo)嚴(yán)重，由于可吸人顆粒物能夠直接深人人體肺部故對健康危害最大，影響更為嚴(yán)重；（5）城市光化學(xué)污染問題也日益突出；（6）與國外城市相比我國單車排放量高于國外?，F(xiàn)代化城市高樓林立、道路狹窄、交通擁擠，致使汽車經(jīng)常處于低速運(yùn)行或怠速狀態(tài)。在人口和車輛密集的地段，污染尤為嚴(yán)重。隨著城市汽車保有量的增加，路網(wǎng)容量的日去飽和，城市交通的發(fā)展也日益艱難。因此如何盡量減少汽車污染物的排放量成為發(fā)展城市交通要解決的首要問題，汽車排放污染智力技術(shù)將成為控制城市環(huán)境污染和解決城市交通發(fā)展的關(guān)鍵。是對我國汽車排放控制技術(shù)的有意探索，為我國城市交通排放污染治理提供了一種研究方法，這將對促進(jìn)我國城市大氣環(huán)境的綜合治理，確保城市交通的協(xié)調(diào)發(fā)展具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)0意義。美國的汽車排放法規(guī)分為聯(lián)邦排放法規(guī)即環(huán)境保護(hù)局(EPA)排放法規(guī)和加利福尼亞州空氣資源局(CARB)排放法規(guī)兩個標(biāo)準(zhǔn)。1990年美國國會對《大氣凈化法》做了重大修訂，對汽車排放提出了更高的要求。同時計劃在2004年進(jìn)一步強(qiáng)化汽車排放法規(guī)(SULEV),限值為ULEV的1/4。汽車排放歐洲Ⅰ號標(biāo)準(zhǔn)（簡稱歐Ⅰ）是通過對ECER83進(jìn)行了2此修改后形成的更加嚴(yán)格的排放法規(guī)，它于1993年正式生效。2000年起開始實(shí)施歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)。2008年起開始實(shí)施歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)。2004年7月1日，全國范圍內(nèi)開始實(shí)施“國Ⅱ”排放標(biāo)準(zhǔn)。2006年1月1日，北京在全國范圍內(nèi)率先實(shí)施“國Ⅲ”排放標(biāo)準(zhǔn)。2006年9月1日，中央國務(wù)院正式批準(zhǔn)廣州實(shí)行“國Ⅲ”標(biāo)準(zhǔn)。2007年7月1日，全國范圍內(nèi)開始實(shí)施“國Ⅲ”排放標(biāo)準(zhǔn)。具體分析研究各因素對排放污染物的影響，找出這些因素的改變而導(dǎo)致排放污染物變化的規(guī)律，從而有效地控制對汽車排放不利的影響因素；根據(jù)國外及我國對汽車排放污染物的控制法規(guī)，主要是對排放污染物中CO， HC，NOx及PM排放量進(jìn)行控制。第2章汽車尾氣排放物的生成機(jī)理及危害汽車污染物排放量主要和發(fā)動機(jī)混合氣的形成、燃燒及排氣過程中的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)，此外還與燃油的蒸發(fā)等因素有關(guān)。表現(xiàn)在下列幾方面：（1） 汽油具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，而柴油很難揮發(fā)，因此汽油車污染物中有燃料蒸發(fā)排放物，其組分是碳?xì)浠衔铮℉C）。汽油車燃料混合氣的形成是在發(fā)動機(jī)燃燒室外進(jìn)行的（在化油器和（或）進(jìn)氣管），在點(diǎn)燃之前又經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮過程，有相對較長的混合時間，因此汽油與空氣可以混合得很均勻，基本不存在局部過濃或過稀和液態(tài)油滴的情況，汽油的分子又小，決定了汽油車排放物中顆粒物較少。同時發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)存在很高溫，又導(dǎo)致了氮氧化合物（NOx）的產(chǎn)生的排放。（3） 柴油車燃料混合氣的形成是在發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)進(jìn)行的，柴油高壓噴入燃燒室，壓縮著火后進(jìn)行邊噴邊燃燒的擴(kuò)散燃燒方式。油料在高溫缺氧時，易炭化形成碳煙。柴油車混合氣始終處于比較稀的狀態(tài)下，也就是說柴油機(jī)的燃燒室內(nèi)始終存在富余的空氣。因此，柴油車排放特點(diǎn)是顆粒物和氮氧化物（NOx）排放量多而一氧化碳（CO）和碳?xì)浠衔铮℉C）排放量少（）。污染物種類柴油機(jī)汽油機(jī)備注CO (%)汽油機(jī)為柴油機(jī)的20倍以上HC (ppm)5003000汽油機(jī)為柴油機(jī)的5倍以上NOx (ppm)1000400020004000二者相當(dāng)顆粒物 (g/km)柴油機(jī)為汽油機(jī)的50倍因此下面對這幾種有害排放物的生成機(jī)理進(jìn)行分析。燃料燃燒時不可能全部生成CO2，會由于一下原因產(chǎn)生部分的CO。（A/F）時，排氣中CO不存在，總會有過渡區(qū)，加上進(jìn)氣管壁面上有汽油油膜存在，油膜隨著進(jìn)氣過程邊流邊蒸發(fā)，也會造成混合氣不均勻，而且由于各氣缸均勻性不等現(xiàn)象，這些都會產(chǎn)生CO。H2O在高溫時也會分解成H2和O2，H2參加燃燒反應(yīng)，也會使CO2還原成 CO。 HC的生成機(jī)理 排氣中的HC是由未燃燒的燃料烴、不完全氧化產(chǎn)物以及燃燒過程中部分被分解的產(chǎn)物所組成。HC的生成原因比較復(fù)雜，其生成機(jī)理可以從以下幾個方面進(jìn)行討論?；鹧婷媲暗?mm~2mm為預(yù)熱層。汽油機(jī)正在正常工作情況下，排氣中的HC主要來自室壁激冷效應(yīng)的未然烴。一般在小于1mm的縫隙內(nèi)，如活塞頂部與第一道氣環(huán)之間的空隙混合氣因火焰無法傳入其中而不能完全燃燒，是HC排放的來源之一。HC既有未燃的燃料。所以一切妨礙燃料燃燒的條件都是HC形成的原因。此外，混合氣過濃、過稀、燃料霧化不良或混入廢氣過多時，也會因滅火或半滅火狀態(tài)而使未燃燒部分的燃料以HC的形式排出。在發(fā)動機(jī)排出的廢氣中，NO占絕大部分（約占99%），而NO2含量極少（約占1%），其他碳氧化合物的含量的含量甚微。NO是在燃燒過程中的高溫條件下在燃燒室內(nèi)形成的，它是燃燒過程中氮和氧原子的許多基本反應(yīng)的結(jié)果。NOx是由燃燒鎖產(chǎn)生的高溫是空氣使空氣中的氧氣和氮?dú)夥纸獠⒒仙傻?，燃燒溫度越高，尾氣中的NOx的含量越大。原始顆粒直接來自發(fā)動機(jī)燃燒產(chǎn)物的顆粒；二次顆粒是在大氣條件下，因氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的各化學(xué)成分之間發(fā)生化學(xué)或物理變化所產(chǎn)生的顆粒。碳煙是微粒的主要組成部分。汽油主要由碳和氫組成，汽油正常燃燒時生成二氧化碳、水蒸氣和過量的氧等物質(zhì)。研究表明，汽車尾氣成分非常復(fù)雜，有100種以上，其主要污染物包括一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸衔锖透∮挝⒘５?，其中CO含量最多, 是污染大氣的主要成分。此外, 燃料箱蒸發(fā)的燃油蒸氣也會對空氣造成污染。一方面，汽車排放污染破壞生態(tài)循環(huán)系統(tǒng):汽車排放造成的大氣污染會破環(huán)臭氧層，臭氧層的破壞造成太陽輻射過強(qiáng)，引起溫室效應(yīng)，導(dǎo)致高溫天氣，使全球水蒸發(fā)加快，進(jìn)而改變氣流的循環(huán)，從而氣候變化加劇，引發(fā)熱浪、咫風(fēng)、洪澇及干旱。酸雨不僅增加土壤酸度、破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡，而且還腐蝕建筑材料、金屬構(gòu)件和油漆等等，使建筑物、公路以及名勝古跡遭受損害。 一氧化碳(CO)一氧化碳(CO)主要是燃料燃燒不完全的產(chǎn)物，主要是在局部缺氧或者低溫條件下，由于烴不能完全燃燒而產(chǎn)生，混在內(nèi)燃機(jī)廢氣中排出。一氧化碳(CO)是一種無色、無味但有劇烈毒性的氣體。當(dāng)人們吸入過多的CO后,CO可與血液中的血紅蛋白有較強(qiáng)的親和力，會妨礙血紅蛋白的輸送氧氣的能力。一氧化碳(CO)是汽車發(fā)動機(jī)排出有害成分中濃度最大的氣體；它引起的公害稱為汽車尾氣排放的第一大公害。HC是一種混合物，成分非常復(fù)雜。特別是HC化合物中的烯在大氣上空,和二氧化氮(NO2)混合在一起，經(jīng)強(qiáng)烈的日光照射后，起光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的高濃度臭氧、醛等煙霧狀物質(zhì),對人的眼睛、呼吸器官(喉、眼、鼻等黏膜)及皮膚有強(qiáng)烈的刺激性，甚至可能致癌。 氮氧化合物（NOx）NOx是NO和N02的總稱，它是發(fā)動機(jī)在大負(fù)荷工作時，高溫高壓燃?xì)庵猩倭康谎趸蒒O、NO2等氮氧化物。NO2是一種褐色有強(qiáng)烈毒性的氣體，刺激人的眼睛和呼吸道引起喘息、支氣管炎及肺氣腫等，同時NOx也是光化學(xué)煙霧的組成成分,成為汽車尾氣排放的第三公害。固體懸浮顆粒隨呼吸進(jìn)入人體肺部，以碰撞、擴(kuò)散、沉積等形式滯留在呼吸道的不同部位，引起呼吸系統(tǒng)疾病。此外，懸浮顆粒物還能直接接觸皮膚和眼睛，堵塞皮膚的毛囊和汗腺，引起皮膚炎和眼結(jié)膜炎，嚴(yán)重的可造成角膜損傷，因此成為汽車尾氣排放的第四公害。 第3章汽車尾氣排放的影響因素分析影響汽車有害排放物生成的因素很多也很復(fù)雜。各種參數(shù)和降低排放的技術(shù)大都是最終通過這兩種基本因數(shù)來影響燃燒和有害物生成過程的。但空燃比過稀時，因燃燒不穩(wěn)定甚至失火次數(shù)增多，導(dǎo)致HC又有所回升。NOx的變化規(guī)律與HC和CO不同。φa1時，燃燒是在還原性氣氛中進(jìn)行的，NO難經(jīng)生成；φa過稀時，會由于燃燒溫度下降，使NO的生成速度減慢。由圖可知，CO的排放一般很低，不到汽油機(jī)的1/10，只有在高負(fù)荷(φa )時才開始急劇增加。NOx的生成規(guī)律與汽油機(jī)相同，但生成量低于汽油機(jī)，并且峰值比汽油機(jī)略向稀區(qū)偏移，這主要與柴油機(jī)的混合氣濃度分布不均勻有關(guān)。加強(qiáng)混合可改善局部缺氧，使冒煙極限向φa =1靠近。通過控制汽油機(jī)的φa可明顯改變各排放污染物的生成。點(diǎn)火提前角不同，燃燒過程中燃?xì)獾淖罡呷紵郎囟群腿紵龝r間就不同，因而尾氣排放濃度也不同。同時由于燃燒時間從a39。使HC反應(yīng)的有效溫度時間加長，也使HC排放量降低。從表中可看出，隨著點(diǎn)火提前角的減小，即推遲點(diǎn)火，CO和HC都有所減少。在柴油機(jī)上也同樣，隨著噴油提前角的減少，NOx出現(xiàn)兩者相悖的關(guān)系。序列發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）點(diǎn)火提前角（度）尾氣排放檢測值CO（%）HC（ppm）185002802850533038501050048501560058502072068502580078503010008850351400發(fā)動機(jī)在不同的工況下運(yùn)行時，其過量空氣系數(shù)φa和燃燒溫度不同，因而造成的有害排放物的生成量也下同。HC和CO在怠速和加速時排放濃度較高，這是因?yàn)榇藭r的空燃比偏濃，同時怠速時的溫度較低以及殘余廢氣系數(shù)也較高。這是因?yàn)闇p速時汽油機(jī)節(jié)氣門關(guān)閉，而發(fā)動機(jī)在汽車反拖下繼續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)氣管中突然形成高真空度狀態(tài)，使管壁上的液態(tài)燃油(油膜)急劇蒸發(fā)，形成過濃混合氣，同時化油器中由于油比氣的慣性大，進(jìn)氣量比燃油要減得而快，導(dǎo)致混合氣濃度瞬時增大。而帶有減速斷油裝置的改進(jìn)型化油器情況會有所改善。排氣成分怠速加速定速減速HC800*106540*106485*1065000*106NOx23*1061543*1061270*1066*106CO%%%%CO2%%%% 至于穩(wěn)定工況下一般規(guī)律為，汽油機(jī)低怠速時，HC, CO激增，NOx很少，高負(fù)荷時反之，但之后HC，CO又有所增加。轉(zhuǎn)速對汽油機(jī)和柴油機(jī)的排放雖有一定的影響但一般不大，也無確定規(guī)律，但柴油機(jī)轉(zhuǎn)速上升則炭煙和微粒增加。由此可知，柴油機(jī)的HC和CO排放僅有汽油機(jī)的1/5~1/10，甚至低于安裝了催化轉(zhuǎn)化器的汽油機(jī)。但柴油機(jī)的微粒排放卻是汽油機(jī)基本沒有的。不同的燃燒室將會導(dǎo)致不同的排放特性。值得關(guān)注的是，為降低NOx，許多研究者一直在努力將IDI的濃稀兩段式燃燒方式部分地引入DI的燃燒方式中去。而汽車排放污染對城市的影響程度，在同等的車輛排放控制技術(shù)下，又與城市的道路條件、交通工程布局、交通時段等因素有著密切的關(guān)系。我國的路網(wǎng)密度和人均擁有的公路里程僅為日本的1/27和1/10。尤其是在上下班時間，各種車輛混行，亂停車現(xiàn)象嚴(yán)重，加之交通管理落后，堵塞現(xiàn)象時有發(fā)生，汽車不得不頻繁啟動和長時間低速行駛，測量結(jié)果表明，在上海中心城區(qū)，由于道路狹窄、人口密集、道路擁擠、路口阻塞嚴(yán)重、車輛行駛不暢等原因，致使機(jī)動車在典型道路上行駛時，%，%，%，%。因此，汽車發(fā)動機(jī)燃料燃燒不充分及廢氣排放量大，導(dǎo)致道路兩側(cè)為污染物的高濃度區(qū)。由于受歷史原因和各城市自然地質(zhì)地貌條件的影響，我國大多城市的公路路面較窄，道路曲折多彎，高樓大廈多，建筑密度大，造成地面的粗糙度增大，不利于氣流的流動，同時又因?yàn)槠囄矚舛际琴N著地面排放的，擴(kuò)散的能力相對就很弱，這些因素都阻礙了城市汽車排放污染物的擴(kuò)散。如何把城市交通設(shè)施兩側(cè)的工程布局與城市汽車排污控制有機(jī)的結(jié)合起來是交通規(guī)劃部門要做的長期工作。由其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，早晚高峰期(16: 4817: 31)時加減速頻繁，怠速時間長，充分體現(xiàn)了交通高峰期的車流運(yùn)行特征。夜間低峰期時(19: 3019: 53),NOx，HC，CO排放率與時間變化變化平緩，且排放量顯著降低?？傮w來看，交通高峰期時的排放最高，低峰最低。Bag距離（km）NOx（g）HC（g）CO（g）NO(g/km)HC（g/km）CO（g/km）Bag1Bag2Bag3Bag4合計Bag距離（km）NOx（g）HC（g）CO（g）NO(g/km)HC（g/km）CO（g/km）Bag1Bag2Bag3合計Bag距離（km）NOx（g）HC（g）CO（g）NO（g/km）HC（g/km）CO（g/km）Bag1Bag2Bag3Bag4Bag5Bag6Bag7Bag8Bag9