汽车排放控制系统及排放检测技术精品.docx

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汽车排放控制系统及排放检测技术精品

高等教育自学考试

毕业设计（论文）任务书

一、题目：

二、

三、进行地点：

四、内容要求：

在汽车工业发展和环境保护之间，需要寻求新的平衡。

随着汽车保有量迅速增加，我国城市大气污染日益严重

指导老师：

职称：

批准日期：

年月日

摘要

汽车作为现代化交通工具，给予了人们的生产与生活带来十分方便的同时，可是它的尾气排放物，给大气环境造成严重污染。

随着汽车工业的发展和城市汽车保有量的增加，环境问题日益突出。

在我们获益于汽车发展提高生活质量的同时，应尽量避免由此带来的排放污染恶化我们的环境。

在汽车工业发展和环境保护之间，需要寻求新的平衡。

随着汽车保有量迅速增加，我国城市大气污染日益严重，其中部分城市干道空气中的二氧化氮、一氧化氮和一氧化碳浓度超过了国家规定的环境空气质量标准；在广州等一些城市，汽车排放污染已成为城市空气污染的主要因素。

关键词：

汽车尾气的危害，排放控制现状，对策

ABSTRACT

Theautomobileasthemodernizationtransportationvehicle,hasgivenpeople'sproductionandthelifebringsveryconvenientatthesametime,butitsexhaustemission,causestheseriouspollutionfortheatmosphericenvironment.Alongwithautomobileindustry'sdevelopmentandurbanautomobileinventory'sincrease,theenvironmentquestionisdaybydayprominent.Whileweobtainbenefitsinautomobiledevelopmentenhancementqualityoflife,shouldavoidtheemissionspollutionwhichfromthisbringsworseningourenvironmentasfaraspossible.Betweentheautomobileindustrydevelopmentandtheenvironmentalprotection,needstoseeknewbalanced.Increasesrapidlyalongwiththeautomobileinventory,ourcountrycityairpollutionisdaybydayserious,inthepartialurbanyangormaleprincipleair'snitrogendioxide,thenitrogenmonoxideandthecarbonmonoxidedensityhavesurpassedthenationalstipulationambientairqualitystandard;InGuangzhouandsoonsomecities,theautomobileemissionspollutionhasbecomethecityairpollutiontheprimaryfactor.

KEYWORDS：

Automobileexhaustharm,emissioncontrolpresentsituation,countermeasureandsoon.

目　录

前　言0

第1章汽车尾气的有害成份与危害1

第2章关于汽车的结构原理及尾气排放情况3

第3章我国在汽车尾气排放控制方面的状况2

§3.1燃油质量2

§3.2汽油车4

§3.3柴油车4

第4章我国在汽车排放控制方面的对策6

§4.1汽车燃油的改用6

§4.1.1采用无铅汽油，以代替有铅汽油，可减少汽油尾气毒性物质的排放量6

§4.1.2掺入添加剂，改变燃料成分7

§4.1.3选用恰当的润滑添加剂－机械摩擦改进剂7

§4.1.4采用绿色燃料同样可减少汽车尾气有毒气体排放量7

§4.1.5采用多种燃料作为汽车燃料来源7

§4.1.6节约能源，有利环境，大力推广车用乙醇汽油8

§4.2汽车发动机内部的调试，可减少尾气污染物的排放量8

§4.2.1减少喷油提前角8

§4.2.2改善喷油器的质量8

§4.2.3调整喷油泵的供油量8

§4.3.1采用催化剂9

§4.3.2水洗9

§4.4.1正曲轴箱通气系统的设计9

§4.4.2排气再循环设计9

§4.4.3蒸发排放控制系统的设计9

第5章国家对汽车尾气排放的政策和法规10

§5.1政府干预，重视投入10

§5.2综合治理控制10

§5.3分地区、分阶段实施排放法规10

§5.4严格企业标准11

§5.4.1淘汰旧车，采取报废迎新11

§5.4.2严格执行国家质量技术标准，控制燃油标准11

结　论12

参考文献13

致谢15

前　言

目前，空气污染是我国可持续发展中面临的主要问题之一。

而空气污染的重要根源是汽车及摩托车排气中的有害排放物。

由于空气受到严重污染，我国大城市空气质量位于世界清洁城市排序中的尾部。

因此，提高汽车排放的控制水平已是我国政府部门、有关研究单位亟待完成的重要任务。

第1章汽车尾气的有害成份与危害

汽车排放的尾气，除空气中的氮和氧以及燃烧产物二氧化碳、水蒸汽为无害成份外，其余均为有害成份。

汽车发动机排放的尾气一部分毒性物质，是由于燃料不完全燃烧或燃气温度较低时发生较多。

尤其是在次序起动、喷油器喷雾不良、超负荷工作运行。

燃油不能很好地与氧化合燃烧，必定生成大量的一氧化碳、煤烟等。

另一部分有毒物质，是由于燃烧室内的高温、高压而形成的氮氧化合物。

然而上述的一氧化碳是一种无色无味有毒的气体，它不易与其它物质发生反应而成为大气成份中比较稳定的组成部分，能停留2-3年。

当人们吸入过多的一氧化碳，一氧化碳与血液中的血红素结合，阻碍血液吸收氧气和输送氧气而中毒死亡。

它引起的公害称为汽车尾气第一排气公害。

碳氢化合物中，特别是烯在大气上空，在太阳光紫外线作用下，会与氧化氮起光化反应生成臭氧、醛等烟雾状物质，刺激人们的喉、眼、鼻等粘膜。

它不仅危害人们与动物，而且使生态环境遭到破坏，严重影响农作物的生长，近使农业减产，同时还具有致癌作用。

它成为汽车尾气排放的第二公害。

一氧化氮与血液中的血红素的结合能力比一氧化碳还强。

容易使人们中毒而死亡。

二氧化碳是一种褐色有毒气体，有特殊刺激臭味，损害人的眼睛和肺部。

它是产生酸雨和引起气候变化、产生烟雾的主要原因。

成为汽车尾气的排放公害。

汽车尾气排放的颗粒物，一般是由直径为0.1-40μm组成。

它能粘附二氧化硫等有毒物质，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。

综上所述：

汽车尾气排出的污染物，给予人类赖以生存的大气环境带来了严重的污染。

在交通干线等人口密集区，其排气高度接近人体呼吸带，给人体健康造成了严重的危害。

因此，必须采取有效措施，减少或者消除汽车尾气的排污量。

第2章关于汽车的结构原理及尾气排放情况

国家第三阶段的排放标准相当于欧洲Ⅲ号的排放标准①，也就是说，尾气污染物含量相当于欧III的含量，不同的只是新车必须安装一个OBD车载自诊断系统（什么是OBD？

即车载自诊断系统。

该系统特点在于检测点增多、检测系统增多，在三元催化转化器的进出口上都有氧传感器。

完全通过实时监控车辆排放来控制达标，可以更加保证欧Ⅲ排放标准的执行。

当车辆因为油品质量等因素，造成排放没有达到欧Ⅲ标准的时候，OBD系统将自行报警，转而进入系统默认模式，发动机将不能正常工作，车辆只能进入特约维修站进行检查和维护。

并且OBD系统不能在车辆出厂之后经过改造加上，所以实施国三标准会使单车成本上涨1000到2000左右。

）。

机动车污染物排放要稳定达到国Ⅲ机动车排放标准，车辆必须装备使污染物排放达到国Ⅲ标准的技术措施，同时使用达到欧Ⅲ标准的油品。

第3章我国在汽车尾气排放控制方面的状况

3.1燃油质量

燃油是汽车发动机的动力源，燃油质量不仅直接关系到汽车的动力性、经济性、耐久性，而且对汽车的排放性能及安全性能起到至关重要的作用。

汽车产业的不断发展及汽车排放标准的日趋严格对我国车用燃油的质量提出了更高的要求。

目前我国的燃油质量与发达国家同标号的燃油质量相比有较大的差距。

以汽油为例，我国从2000年1月1日起实施GBl7930-1999《车用无铅汽油》标准[8]，能满足欧I排放标准要求。

而欧盟各国早在1997年就开始执行欧Ⅱ排放标准，当时的EN228-1998无铅汽油标准规定，从1995年开始，硫含量已降到0.05%以下，目前中国的燃油品质尚不能满足《世界燃油规范》中第2类无铅汽油的要求。

由于原油成分及炼油技術的差异，使我国的成品油含硫量与烯烃含量均较高。

试验检测表明，同样的发动机使用国外和国产的油品或国产不同生产厂家不同批次的成品油，其性能差异较大，特别是排放差异明显。

烯烃含量高会导致发动机爆震及喷嘴结炭堵塞，工作不平稳，可靠性、耐久性差，硫、铅含量高，将导致电喷发动机三元催化器中毒、失效，使发动机排放恶化。

通过执行不断严格的排放法规、标准[2]，不仅推动了汽车行业的技术进步，同时带动了石油化工行业的技术改造和产业结构调整，提高了我国燃油生产的整体水平，为汽车行业使用新技术如电喷技术及三元催化器奠定了基础。

但是，我国的燃油质量还不能完全满足我国汽车产业的要求，如我国的汽油含硫量高达800-1000ppm，而美国的汽油含硫量已控制在10ppm以下。

随着我国排放法规的加严，不但对汽车的技术和质量提出了日益严格的要求，同时对油品的各项技术指标和质量也提出了更高的要求。

通过现代技术，高品质的燃油对降低车辆排放能起到立竿见影的效果，是一种成本效益比很好的方法。

发动机技术的发展和燃油品质的提高是互相影响的，如高品质的燃油是汽油直喷技术发展的基础。

当汽车排放标准加严时，车用燃油的标准也应相应提高，为新的排放控制技术的应用和保证车辆排放性能的持久性提供必需的支持条件。

根据国内外汽车制造厂的要求及使用情况，燃油中加入清洁剂，有利于改善排放污染。

随着我国燃油清洁剂的质量要求、评价方法及含量检测等标准的制定，我国燃油清洁剂科学、有效地使用将进一步得到保障。

3.2汽油车

我国于1994年10月开始批量生产汽油机电子控制系统控制汽车尾气排放，缩短了与国外排放控制技术的差距。

上海大众有限公司率先引进德国博世（BOSCH）公司的MotronicM1.5.4系统用于Alee型发动机[3]，1996年又引进MotronicM3.8.2系统用于AJR（现改为AY刀型发动机。

一汽—大众汽车有限公司也使用MotronicM3.8.2系统用于捷达轿车。

由中联汽车电子有限公司与德国博世公司在1995年底合资组建的联合汽车电子有限公司（UAES），在国内首家引进生产汽油发动机控制系统（EMS）零部件，具有100万套的生产能力。

投资1.5亿元人民币建成的技术中心，配备了国际一流的试验和匹配设备，进行发动机与整车的匹配标定，为EMS系统的技术开发奠定了坚实的基础。

2002年，上海大众公司、上海通用公司、一汽—大众公司、神龙公司、东风公司等一大批车型已申请并通过了对提前达到欧Ⅱ排放标准车辆减征30%的消费税的认定，这说明这些车辆已通过了8万km耐久性的考验。

联合电子公司几十个项目的试验也证明：

现行中国石化提供的符合GBl7930-1999《车用无铅汽油》标准的汽油，虽然没有达到《世界燃油规范》的第2类汽油的技术指标，但用这种汽油在国内匹配的电子系统的装车试验，完全能满足8万km耐久性的排放达到欧Ⅱ排放标准的要求。

3.3柴油车

国外控制柴油机微粒（PM）[3]排放措施主要是中冷涡轮增压、催化转化器、微粒捕捉器、电控可变技术、使用低硫柴油等。

我国对柴油机微粒排放控制起步较晚，标准也较宽松，目前与世界发达国家柴油汽车微粒排放控制水平存在较大的差距，满足EuroI标准的柴油机刚刚被广泛使用。

相应的净化技术措施基本限于对燃油系统和进气系统的改进。

柴油机电喷、催化转化器、捕捉器等较为先进的控制排放技术还处于研究开发和试使用阶段。

虽然我国新开发的柴油机产品对排放、烟度等指标都提出了更为严格的要求，且环保指标有所改善，但废气中HC和NOx的含量比国外约高一倍，外特性工况最大烟度比国外高2FSU左右，由柴油车造成可吸入颗粒物的分担率占50%。

这些问题需要采取有效的技术和法规措施来加以限制和改善，对于经济性和排放性能的矛盾应加以全面的权衡，综合考虑。

为提高我国柴油机技术的水平，增强我国柴油机汽车的竞争能力，我国各柴油机生产厂家为满足越来越严格的排放标准做了大量的工作，并取得了显著的成绩，如上柴、玉柴、锡柴等。

举例来说，上海柴油机股份有限公司对D114系列柴油机排放进行了大量的试验研究。

该公司采用增压中冷技术使NOx排放比原机型减少了36.8%，D114系列柴油机通过采用增压或增压中冷，提高燃油喷射压力，优化燃烧室形状，采用多孔数小孔径喷油嘴及具备负校正能力的全程式调速器等措施后，排放指标较早达到了EuroI标准[4]，并通过了排放型式认证。

近年来，一汽、东风、北汽、中国重汽等集团通过引进技术或合资，其商用车柴油机产品大都达到了欧Ⅱ排放标准，如东风汽车有限公司引进的雷诺dCi11发动机能满足欧Ⅲ排放标准，已与欧洲同步。

目前，汽车排放对人类的危害已经得到科学及事实的证明。

清洁空气、降低汽车发动机排放是关系到国民体质、子孙后代、保护环境、拯救地球的大事。

我国是世界上人口最多的国家，不仅大、中城市人口的密度很高，而且若干较发达的地区人口密度也很高。

汽车保有量日益增多，一旦汽车排放物危害到人们健康，则影响巨大。

国际上及我国的排放法规日益严格，汽车产业又是国家的支柱产业，我国加入WTO，若汽车排放法规及达标情况跟不上世界发展的步伐，不仅影响人们的健康，带来经济损失，也使汽车产品不能进入国际市场，给整个国民经济带来重大损失。

第4章我国在汽车排放控制方面的对策

由于汽车运行严重的分散性和流动性[5]，因而也给净化处理技术带来一定的限制。

除了开发在机内净化技术外，还要大力开发机外净化处理技术。

这应从两个方面入手：

一是控制技术，主要是提高燃油的燃烧率，安装防污染处理设备和采取开发新型发动机；二是行政管理手段，采取报废更新，淘汰旧车，开发新型的汽车（即无污染物排放的机动车），从控制燃料使用标准入手。

4.1汽车燃油的改用

4.1.1采用无铅汽油，以代替有铅汽油，可减少汽油尾气毒性物质的排放量

首先应抓汽车油的改用。

以无铅汽油代替四乙基铅汽油。

这种汽油是用甲荃树丁醚作渗合剂，它不仅不含铅，而且汽车尾气排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物均会减少。

目前，我国为了减少汽车尾气排放量，改善城区大气环境质量[6]，国家规定从1999年7月1日起在全国范围内根本上使用含铅汽油。

2000年7月1日起，市场根本上出售有铅汽油。

因有铅汽油中，它加入了一种抗爆剂――四乙基铅，它具有很高的挥发性，甚至在0摄氏度时就开始挥发，而挥发出的铅粉末，以蒸气及烟的动工存在空气中。

但铅的污染程度与交通密度（每小时通过的车辆数）以及汽油中铅的含量有密切关系。

虽然我国城市的交通密度比发达国家的密度低，但有铅汽油燃烧带来的铅的污染程度不可忽视。

因铅是一种蓄积毒物，它通过人的呼吸、饮水、食物等途径进入人体。

对人体的毒性作用是侵蚀造血系统、神经系统以及贤脏等。

诸如对血管系统、生殖系统以及癌致畸等毒性作用也可能发生。

4.1.2掺入添加剂，改变燃料成分

汽油中掺入15%以下的甲醇燃料，或者采用含水份10%的汽油燃料，都能在一定程度上减少或者消除CO、NO、HC和铅尘的污染效果。

若采用“甲醇燃料”，即采用甲醇和其它醇类同汽油混合所制成的燃料。

当甲醇占比例30%-40%,汽车尾气排出的污染物可基本上消除。

4.1.3选用恰当的润滑添加剂－机械摩擦改进剂

在机油中添加一定量（比例为3%-5%）石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉末等固体添加剂，加入到引擎的机油箱中，可节约发动机燃油5%左右。

此外，采用上述固体润滑剂可使汽车发动机汽缸密封性能大大改善，汽缸压力增加，燃烧完全。

尾气排放中，CO和碳氢含量随之下降，可减轻对大气环境的污染。

4.1.4采用绿色燃料同样可减少汽车尾气有毒气体排放量

据美国的俄亥俄州某研究所用豆油与甲醇、烧碱混合，然后去除其中的甘油，从而可获得“大豆柴油”。

用“大豆柴油”，以3:

7的比例掺入到普通柴油中，可供柴油汽车之用。

它可大大减少发动机工作时排放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟尘。

故誉作绿色燃料[7]。

4.1.5采用多种燃料作为汽车燃料来源

随着科学技术的发展和计算机的广泛应用，确保环境保护法规的实施和节能措施：

汽车中可广泛使用新的配方汽油、电力、压缩的天然气体、太阳能以及生态燃料的蓄电池等等。

然而在这种汽车上装上电脑，不断在行驶中早先调拨组合，以使汽车发挥最佳性能。

采用计算机控制点火系统，以便对发动机的不同工况作出快速反应，可取得最佳　燃料经济性和发动机动力性能，可减少尾气对大气的污染。

4.1.6节约能源，有利环境，大力推广车用乙醇汽油

根据有关专家指出，开发乙醇代替汽油，即节约能源，又可消化陈粮，使汽车排出的有害汽体减少，是一项有利于保护环境和资源的新课题。

如果按照1:

9的乙醇汽油配比，用20万吨乙醇，可配出约200万吨的乙醇汽油，200万吨的乙醇只消耗粮食70万吨。

因此，发展、开发使用专用乙醇汽油可解决储存粮食的转化问题，又可以在一定的程度上代替汽油，缓解我国原油供应的紧张状况。

因乙醇是一种小麦、玉米等原料生产的变性燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而成的汽车燃料，已经列入“十五”发展计划，它与纯汽油比较，汽车尾气中一氧化碳量可降低1/3左右，碳氢化合物降低13.4%。

此计划推广使用，将对改善城市大气污染，保障人民健康起到重要作用。

4.2汽车发动机内部的调试，可减少尾气污染物的排放量

4.2.1减少喷油提前角

减少喷油提前角[9]，可降低发动机工作的最高温度（1500氏度），使NOx的生成量减少。

4.2.2改善喷油器的质量

控制燃烧条件（燃比、燃烧温度、燃烧时间），可使燃料燃烧完全，从而可减少CO、HC和煤烟。

4.2.3调整喷油泵的供油量

可降低发动机的功率，使雾化的燃料有足够的氧气进行完全燃烧，从而也可以减少CO、HC烟的生成。

4.3发动机外部尾气净化措施

即汽车尾气由原有毒气体，变成为无毒气体，再排放到大气中。

从而可减少对大气环境的污染。

4.3.1采用催化剂

将CO氧化成CO２，HC氧化成CO２和H２O，NOx被还原成为Ｎ２等。

采用的催化剂有氧化锰－氧化铜；氧化铬－氧化镍－氧化铜等金属氧化物和白金属（铂）等贵金属。

它们都可以净化CO、HC。

催化反应器设置在排气系统中排气歧管与消音器之间。

4.3.2水洗

通过水箱，使汽车尾气中的碳烟粒子经过水洗和过滤及蒸气的淋浴，可支队粘在碳粒上的有毒物质，使碳粒子胀大而给予去除。

4.4发动机内部净化处理措施

4.4.1正曲轴箱通气系统的设计

把从汽缸窜入曲轴箱的气体（主要是未燃气体）再循环进入进气歧管，使其再次燃烧，改变了过去将其直接排入大气所造成的污染。

4.4.2排气再循环设计

发动机排气口用控制阀与进气歧管相连接，使排出的气体经过再次循环，以降低氮氧化物的排放量。

4.4.3蒸发排放控制系统的设计

将化油器浮子室中的汽油蒸发汽引入进气系统，而将油箱中的蒸发汽引入储存系统，可大大减少污染物的排放。

第5章国家对汽车尾气排放的政策和法规

5.1政府干预，重视投入

国家及各部门领导重视、关心，从立法、严格标准及执行制度着手，加强政府干预及投资力度，普及清洁空气、保护环境的国民教育。

同汽车相关的研究与工业部门，特别是燃料、润滑油、交通运输管理和维修部门以及研究及生产发动机、汽车的部门一起参与降低汽车排放、清洁空气的工作。

5.2综合治理控制

除了汽车排放污染大气外，还有其他移动工具、工业部门、能源开采生产部门以及民用燃料等排出的有害物都会污染大气，应进行综合治理。

随着行驶里程的增加，汽车排放物也会增加，在用车的定期检查、维修、报废制度以及维修质量都会影响汽车排放对大气污染的程度。

汽车怠速工况时排放率更高，发展城市立体交通干线，尽量减少汽车拥堵现象，同样属于综合治理控制的范畴。

5.3分地区、分阶段实施排放法规

我国由于发展的不平衡，特别是汽油无铅化进程的地区不平衡性和在不同地区使用的汽油中实际含铅水平的差异，同时由于大城市机动车排放的NOx约占总污染源排放的50%以上，而部分落后地区，机动车排放污染相对于其他污染还不是主要污染源。

因此，建议汽车排放法规应分地区、分阶段逐步实施，如在北京、上海就应提前实施有关法规，这类似于美国的“Carryin”方式[10]，即先在加州执行加严的排放法规，经过1—2年的执行时间，再在其他49个州统一执行。

5.4严格企业标准

企业在设计或研究改进产品时，制定的排放性能目标应比国家规定的要严格，这是因为要考虑大批量生产的产品之间的品质及性能的差异，在汽车使用过程中性能的变差以及国家的任意抽样检查时需要的可信度及产品一致性等。

例如为了使柴油机汽车在使用行驶46万km以后的微粒排放，仍在法规限值以下，在进行台架试验考核时，要求微粒排放指标有0.02g／hp·h的裕度，加kd：

述其他因素的考虑，如果国家对微粒排放的法规为0.25g／hp·h，那么要求企业实验室研究的样品的微粒排放应达到0.20g／hp·h的要求。

对于其它排放指标同样如此，都应比国家规定的低20%或以上，只有通过这样的任意抽样检查、认证及行驶—定里程后方能达标。

5.4.1淘汰旧车，采取报废迎新

开发并采用多种燃料的新型汽车，这是今后汽车的发展方向。

以氢为燃料的电池电动车、太阳能汽车、电动汽车、复式汽车、液化气汽车、甲醇汽车等。

它们是低公害、前途最佳的新型汽车。

同时，目前也还可改装汽车发动机的汽车为柴油发动机汽车。

虽然柴油发动机燃料费用高，但CO生成量少。

如果对NOｘ、粉尘排放量作相对的限制的话，那么柴油发动机汽车也是未来最佳汽车。

5.4.2严格执行国家质量技术标准，控制燃油标准

按国家规定，不合质量的燃油不能使用，市场上不准出售低劣的燃油。

然而汽车不准作用含铅汽油这一禁令已下，但难以奏效。

其主要原因是广大市民对这一政策了解不足，含铅的70号和不含铅的90号及90号以上汽油，每吨差价比较大，加之无有效措施和得力宣传。

另外，个别城市周边的地区又没有实行含铅汽油的禁令。

市场调查结果显示含铅汽油库存数量还比较大，加之，车辆运输的流动性，故使得禁令难以实施。

因此，对“禁令‘的宣传力度和推行力度应大大加强，才能保证大气环境的洁净。

结　论

参考文献