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汽车尾气的排放与防治

发布时间:2021-07-23 08:59:33 浏览数:

【摘 要】 环境保护是当今世界关注的社会问题之一,汽车所造成的环境污染已引起人们的普遍关注。在现代汽车上采取了多种排放净化措施来有效降低汽车尾气所产生的污染,本文对现在普遍使用的污染排放措施进行了阐述。

【关键词】 排放 污染 措施

汽车作为现代不可缺少的交通运输工具,给人们的工作与生活带来十分方便的同时,却产生了大量的有毒有害气体,给大气环境造成了严重污染。

汽车排放的尾气,主要有CO、HC、NOx、PM以及铅化合物、硫化合物等有害气体。

CO产生的条件是低温缺氧,是一种无色无味的窒息性有毒气体,能停留2~3年,吸入过量的一氧化碳会使人发生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。

HC化合物产生的主要来源是发动机曲轴箱、油箱汽油蒸发以及自然废气排出。它对人体、动物以及生态环境都造成破坏,同时还具有致癌作用。

NOx是NO及NO2的总称,主要产生的条件是高温富氧,它是产生酸雨和引起气候变化、产生烟雾的主要原因。

PM(汽车尾气排放颗粒物),一般是由直径为0.1-40μm的多孔性炭粒构成。它能粘附SO2等别的有毒物质,有臭味,对人们呼吸道极为有害(颗粒度较大的炭粒能迅速沉淀,不易从肺部排出)。

此外,铅化合物、硫化合物等等也为有害成分。

为了控制汽车排放污染物,各国相继制定各类法律来约束控制机动车尾气排放。同时,通过控制汽车数量、提高燃油质量、创新尾气治理技术以及加强宣传等多方面来共同降低污染物的排放。

下面举例说明汽车生产厂家如何在发动机上改进技术,安装防污染处理设备来有效控制有害气体的排放:

1 电控燃油供给系统(EFI)

电控燃油供给系统(EFI):电控汽油喷射系统(缩写为EFI),是利用各种传感器检测并输出发动机工况信号到电控单元ECU,由ECU进行精确计算和综合处理,确定该工况下所需的最佳喷油量,输出喷油信号,控制喷油器的喷油量大小和喷油时机。使发动机获得最大的功率、最低的油耗和最小的污染。

特点:在任何情况下都能获得精确的空燃比;混合气的各缸分配均匀性好;汽车的加速性能好;充气效率高;良好的起动性能和减速减油或断油。

2 燃油供给闭环控制

燃油供给闭环控制:它是在排气管上加装1-2个氧传感器,随时检测废气中的氧含量,并将检测结果转变为电信号及时反馈给ECU,ECU可随时修正喷入气缸的燃油量,使混合气的空燃比保持在理论空燃比的附近,得到最好的三元催化效果。

特点:使每辆汽车在满足汽车性能要求的条件下,减少有害排放物。可减少各新车之间由于制造装配等因素造成有害排放物的差异。减少由于车辆老化使发动机有害排放物恶化。

3 三元催化反应器

三元催化转换器一般安装在消声器前方,三元催化转换器用的催化剂是贵重的金属铂(或钯)和铑的混合物,催化剂填充在氧化铝等颗粒状或蜂窝状的载体中,其催化作用是利用废气本身的热量激发的,理想使用温度400-800度。采用三元催化转化器时只有当空燃比在化学计量比附近很窄范围内HC、CO和NOx排出浓度均较小。装有电控汽油喷射发动机采用闭环控制方式,才能使混合气空燃比严格控制在化学计量比附近很窄的范围内,使三元催化转化器净化效率最高。

因此三元催化反应器必须与氧传感器配对使用,否则容易使三元催化反应器中毒,堵塞,过早报废。

特点:三元催化转化器:三元催化转换控制是采用三元催化转换器(TWC),把发动机排出废气中的三种有害气体(CO、HC、NOx)转化成无害气体(CO2、H2O、N2)。

4 燃油蒸汽收集装置

燃油蒸汽收集装置:为了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽,电控发动机采用了碳罐,油箱中的燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活性碳所吸附,当发动机运转时,依靠进气管中的真空度将燃油蒸汽吸入发动机中。电子控制单元根据发动机的工况通过电磁阀控制真空度的通或断达到燃油蒸汽的控制。

特点:用来吸附燃油箱等部位逸散出来的汽油蒸气,减少HC的排放。

5 EGR废气在循环

废气再循环系统的作用--是将部分排出的废气引入进气管系统,与吸入的新鲜空气(或混合气)混合后返回气缸再循环燃烧,降低了混合气燃烧的最高温度,减少NOx的生成及排放。

ECU根据各种传感器的信号,确定发动机当前的运行工况,并输出控制信号,控制EGR电磁阀的打开或关闭,控制EGR的工作,使废气再循环进行或停止。

特点:部分的排气通过EGR阀与新鲜空气混合进入发动机,这样缸内混合气的含氧量就降低,从而降低氮氧化合物排放。

6 二次空气供给系统

是在冷起动时,由ECU根据发动机的温度,控制新鲜空气喷入排气歧管或三元催化转换器中,以控制尾气中的HC和CO的成分,同时加快三元催化转化装置的升温过程。

特点:二次空气系统只是部分时间内起作用。

7 微粒捕捉器

微粒捕捉器:主要用来净化柴油机排气中的颗粒物,是现代柴油机满足欧Ⅲ以上排放法规的有效手段。柴油机微粒捕捉器的核心是过滤体和过滤体再生装置。过滤体由多孔陶瓷过滤材料或多孔金属材料制成,目前的过滤体的过滤效率可达90%以上而不会引起过高的排气阻力。当过滤体过滤的颗粒物引起柴油机排气不畅时,需要及时消除这些颗粒物,以免造成对发动机性能的影响。再生装置一般是通过直接加热微粒,同时利用催化剂降低微粒着火点,使微粒氧化达到过滤体再生的目的。

8 OBD车载诊断系统

OBD车载诊断系统:在车辆的电控系统中增加了专门监测排放控制系统工作状态的功能(OBD),(我国要求在实施欧洲III号标准就必须加装OBD)它能够随时监测汽车尾气排放状况,一旦出现超标或任何一个元件出现故障,都会通过报警等显示出来。

特点:

系统监测:监测所有与排放相关的部件和系统;

部件保护:防止关键部件的损坏(如三元催化器);

超标显示:当废气排放超过限定标准时给出显示;

信息存储:存储故障发生时的有关信息;

信息读取:在维修时利用检测设备读取故障;

应急反应:设置故障时传感器的代用值或“跛行回家”方式,车辆只能进入特约维修站进行检查维护。

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