1、 编号 淮安信息职业技术学院毕 业 论 文题 目 汽车排放污染物的控制研究 与探讨摘 要I摘 要分析汽车排放污染物的形成过程,汽车排放污染物的主要成分及其对人体的危害性，分析影响汽车排放污染物的几大因素和汽车排放污染物控制技术的现状及发展，在此基础上，从应用新技术、开发新能源、强化监督和管理等方面提出了控制排放污染物的对策。关键词：汽车排放污染 危害性 控制对策 新能源开发目 录II目 录关键词：汽车排放污染 危害性 控制对策 新能源开发 .I第一章 绪论 .1 1.1 我国汽车的发展 .11.1.1 我国汽车的发展带来的问题 .1 1.2 汽车尾气含有哪些成分？ .2 1.3 汽车排放的污染
2、 .21.3.1 对环境的污染 .2第二章 汽车排放污染物 .4 2.1 汽车排放污染物的形成 .42.1.1 我国汽车大气污染物排放标准 .4 2.2 影响汽车排放污染物的因素 .5 2.2.1 一氧化碳 .5 2.2.2 碳氢化合物 .5 2.2.3 氮氧化物 .9 2.2.4 微粒 .10第三章 排放控制技术 .13 3.1 现代汽车排放控制技术 .133.1.1 废气再循环控制系统 .133.1.2 三元催化转换器 .133.1.3 活性炭罐 .133.2 汽车排放控制技术的发展与新技术的开发 .14第四章 汽车排放的监督 .15 4.1 汽车排放的监督 .15第五章 总结与展望 .1
3、6致 谢 .17第一章 绪论1第一章 绪论 1.1 我国汽车的发展2010 年，我国汽车产销双双超过 1800 万辆，分别达到 1826.47 万辆和 1806.19 万辆，同比分别增长 32.44%和 32.37%，稳居全球产销第一。12 月份，汽车产销分别为 186.48 万辆和 166.67 万辆，环比分别增长 6.27%和下降 1.79%；同比分别增长 22.30%和 17.90%。 2010 年，销量排名前十位的汽车生产企业分别是上汽、东风、一汽、长安、北汽、广汽、奇瑞、比亚迪、华晨和江淮，上述十家企业共销售汽车 1559.61 万辆，占汽车销售总量的 86%。其中上汽销量突破 30
4、0 万辆大关，达到 355.84 万辆，东风、一汽和长安销量均超过 200 万辆，分别达到 272.48 万辆、255.82 万辆和 237.88 万辆，上述四家企业共销售1122.02 万辆，占汽车销售总量的 62.12%。 （中国汽车工业协会） 2010 年中国汽车产销双超 1800 万辆蝉联全球第一 1.1.1 我国汽车的发展带来的问题近几年来，我国汽车工业实现了突飞猛进的发展，据中国汽车工业协会的最新统计，2009 年，生产汽车 1379 万辆，销售汽车 1364 万辆，比上年分别增长 48.2%和 46.1%；其中生产乘用车 1038 万辆，增长 54.1%。我国汽车产销量稳居世界第
5、一位。目前，我国汽车保有量已达 2400 万辆，年消耗油品 7000 多万吨。汽车在促进经济繁荣、给人民生活带来方便的同时，也带来了能源和环保问题。其中对环境影响最大的，莫过于随着机动车总量的飞速增长而日益严重的汽车尾气污染。在北京、上海、广州等大城市，机动车已成为排放一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等污染物的第一大污染源。业内人士估计，10 年15 年之后我国的汽车保有量可能超过 1 亿辆。因此，治理汽车污染将是一项长期的、艰巨的、复杂的系统工程。淮安信息职业技术学院毕业设计论文2图 1-1 图名 1.2 汽车尾气含有哪些成分？车尾气主要是指从排气管排出的废气。废气中含有 150 200 种不
6、同的化合物，其中对人危害最大的有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅的化合物及颗粒物。有害气体扩散到空气中会造成空气污染。汽车尾气的颗粒物中含有强致癌物苯并(a)芘，在一般情况下，1 克颗粒物含有约 70 微克苯并(a) 芘，每燃烧 1 千克汽油可产生 30 毫克苯并(a)芘。当空气中的苯并(a)芘浓度达到 0.012 微克/立方米时，居民中得肺癌的人数就会明显增加。由于汽车废气的排放主要在 0.3 米至 2 米之间，正好是人体的呼吸范围，对人体的健康损害非常严重刺激呼吸道，使呼吸系统的免疫力下降，导致暴露人群慢性气管炎、支气管炎及呼吸困难的发病率升高、肺功能下降等一系列症状。尾气中所含的强致
7、癌物质苯类物质，会引发肺癌、甲状腺癌等。 1.3 汽车排放的污染据世界资源研究所和中国环境检测总站测算，全球 10 个大气污染最严重的城市中，我国就占了 7 个。因此，中国政府对治理汽车尾气排放造成的城市环境污染非常重视，积极支持清洁燃料汽车的发展。国家环保部门和汽车企业目前正在加速推进欧 、欧的达标工作，为保护环境、减少污染，控制汽车尾气污染的排放已是环保部门、汽车生产厂家及社会各界的一项迫在眉睫、刻不容缓的责任。1.3.1 对环境的污染 一、汽车噪声，主要指汽车在行驶过程中发生的噪声，它主要由发动机工作噪声和汽车行驶时振动和传动产生的噪声。目前评价和检测的方式主要有车外噪声和车内噪声两种，
8、对于轻型汽车而言，一般要求小于 85db（A）以避免噪声污染。第一章 绪论3二、汽车的排气污染，主要指从汽车发动机排气管排出的废气，根据汽车种类不同，其污染物的成分不同。汽车排气污染是汽车的主要污染源，也是汽车环保的一个最重要的项目。三、燃油蒸发污染，主要是针对汽油车的汽油蒸发，汽油是一种挥发性极强的物质，在挥发物中含有大量对人体有害的成分，所以在对汽车环保控制中，增加了对燃油蒸发物的控制项目。四、曲轴箱污染，指发动机曲轴箱内，从发动机活动塞环切口泄漏出来的未完全燃烧的可燃性气体，它含有 CO 等对人体有害的成分，因此要求不允许发动机曲箱内有废气排向大气环境。除此之外，据调查，按照室内环境的检
9、测标准，相当一部分新车车内空气不合格，部分新车污染物严重超标。其中甲醛超标 2 至 3 倍，挥发性有机化合物超标 5 至 6 倍。污染源除了来自车内的原装材料，比如扶手油漆、皮套等；更多的是车内的装潢用品，比如地垫、化纤织物靠垫等。在这些污染严重的车厢里呆久了，人很容易产生呼吸不畅、口干舌燥、胸闷头晕等症状，严重的还能导致再生障碍性贫血。尽管如此，车内环保问题并没有引起消费者、厂家和商家的足够重视。室内环境监测研究中心专家提醒大家：对新车一定要像新装修的房子一样，注意通风，通风是目前减少车内污染危害最有效的做法，一般新车要通风半年到一年。另外，切不可用香水掩盖车内的异味，那样会产生更多的有毒化
10、合物。在环境问题中，由温室气体排放引起的全球气候变暖问题越来越受全球的高度重视。气候变暖已使全球自然发生的频率和烈度不断增加，其中有 6 种气体大都与汽车有关，如二氧化碳、氮氧化物来自内燃机的燃烧，氯氟烃用车空调等。汽车尾气排放是城市大气污染的主要源头。由于汽车是低空排放，对低空大气环境污染和人体危害更大。淮安信息职业技术学院毕业设计论文4第二章 汽车排放污染物 2.1 汽车排放污染物的形成汽车在带给人们出行便利的同时,它的排放污染物也给环境带来了严重的污染。汽车排放污染物的来源主要有三种途径: 从排气管排出的废气, 主要成分有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC) 、氮氧化合物 (NOx),其
11、它还有二氧化硫(s02)、铅化合物、碳烟等 ;窜气,指从活塞与气缸之间的间隙2.1.1 我国汽车大气污染物排放标准我国汽车大气污染物排放标准国家标准汽油车怠速污染物排放标准HC（碳氢化合物）(PPM)柴油车自由加速排放标准CO（一氧化碳） 四冲程 二冲程汽车类型轻型车重型车轻型车重型车轻型车重型车烟度值(FSN)95.7.1 前定型汽车 3.5 4 900 1200 6500 7000 495.7.1.前的新生产汽车 4 4.5 1000 1500 7000 7800 4.595.7.1.前生产的在用汽车 4.5 5 1200 2000 8000 9000 595.7.1 起的定型汽车 3 3
12、.5 600 900 6000 6500 3.595.7.1 起的新生产汽车 3.5 4 700 1000 6500 7000 495.7.1 起生产的在用汽车 4.5 4.5 900 1200 7500 8000 4.5注：表中轻型车指 1.75 吨（含 1.75 吨）以下的汽车，重型车指 1.75 吨以上的汽车图 2-1 图名第二章 xxx5 2.2 影响汽车排放污染物的因素 汽车内燃机排气所造成的公害，对汽油机而言，CO、HC 和 NOX 是主要的有害成分，而光化学烟雾是由 HC 和 NOX 转化而成的；对柴油机而言，CO 和 HC 比汽油机少得多，NOX约为汽油机的，而炭烟却比汽油机大
13、得多，是主要的有害成分。 空燃比(AF)：是指可燃混合气中空气与燃料的质量比。理论上，1kg 汽油完全燃烧需要空气 14.7kg。故对于汽油机而言，空燃比为 14.7 的可燃混合气可成为理论混合气。若可燃混合气的空燃比小于 14.7，则意味着其中汽油含量有余（亦即空气量不足），可称之为浓混合气。同理，空燃比大于 14.7 的可燃混合气则可称为稀混合气，应当指出，对于不同的燃料，其理论空燃比数值是不同的。 过量空气系数（）： 燃烧 1kg 燃料所实际供给的空气质量完全燃烧 1kg 燃料所需的理论空气质量由此定义表达式可知：无论使用何种燃料，凡过量空气系数 1 的可燃混合气即为理论混合气；1 的为
14、浓混合气；1 的则为稀混合气。2.2.1一氧化碳（CO） 汽车尾气中 CO 的产生是由于燃油在气缸中燃烧不充分所致，是氧气不足而生成的中间产物。一般烃燃料的燃烧反应可经以下过程：22nmHnCOHC (2-1)燃气中的氧足够时有22 (2-2)C (2-3)同时 CO 还与生成的水蒸气作用，生成氢和二氧化碳。可见，如果燃气中的氧气量充足时，理论上燃料燃烧后不会存在 CO。但当氧气量不足时，就会有部分燃料不能完全燃烧，而生成 CO。在非分层燃烧的汽油机中，可燃混合气基本上是均匀的，其 CO 排放量几乎完全取决于可燃混合气的空燃比 或过量空气系数 a。图 2-1 所示为 11 种 H/C 比值不同
15、的燃料在汽油机中燃烧后，排气中 CO 的摩尔分数 xCO 与 或 a的关系。空燃比 过量空气系数 淮安信息职业技术学院毕业设计论文6图 2-1 汽油机 CO 排放量 xCO 与空燃比 及过量空气系数 a的关系由图 2-1 可以看出，在浓混合气中（ a1） ，CO 的排放量都很小，只有在a=1.01.1 时， CO 的排放量才随 有较复杂的变化。在膨胀和排气过程中，气缸内压力和温度下降，CO 氧化成 CO2 的过程不能用相应的平衡方程精确计算。受化学反应动力学影响，大约在 1100K 时，CO 浓度冻结。汽油机起动暖机和急加速、急减速时，CO 排放比较严重。在柴油机的大部分运转工况下，其过量空气
16、系数 a都在 1.53 之间，故其 CO 排放量要比汽油机低得多，只有在大负荷接近冒烟界限（ =1.21.3）时，CO 的排放量才大量增加。由于柴油机燃料与空气混合不均匀，其燃烧空间总有局部缺氧和低温的地方，以及反应物在燃烧区停留时间较短，不足以彻底完成燃烧过程而生成 CO 排放，这就可以解释图2-2 在小负荷时尽管 a很大， CO 排放量反而上升。类似的情况也发生在柴油机起动后的暖机阶段和怠速工况中。过量空气系数 a图 2-2 典型的车用直喷式柴油机排放污染物量与过量空气系数 a的关系影响一氧化碳生成的因素理论上当 在 14.7 以上时，排气中不存在 CO，而只生成 CO2。实际上由于燃油和
17、空气混合不均匀，在排气中还含有少量 CO。即使混合气混合的很均匀，由于燃烧后的温度很高，已经生成的 CO2 也会由于一小部分分解成 CO 和 O2，H 2O 也会部分分解成 O2 和 H2，生成的 H2 也会使 CO2 还原成 CO，所以，排气中总会有少量 CO 存在。可见，凡是影响空燃比的因素，即为影响 CO 生成的因素。1. 进气温度的影响一般情况下，冬天气温可达零下 20以下，夏天在 30以上，爬坡时发动机罩内进气温度超过 80。随着环境温度的上升，空气密度变小，而汽油的密度几乎不变，化油器供给的混合气的空燃比 随吸入空气温度的上升而变浓，排出的 CO 将增加。因此，冬天和夏天发动机排放情况有很大的不同。图 2-3 为一定运转条件下，进气温度与空燃比的关系，大致和绝对温度的方根成反比的理论相一致。
