汽车与环保教材Word文件下载.docx
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1.汽车排放污染及其危害
1.1汽车污染的排放途径
汽车污染主要有三个排放源，一是发动机排气管排出的燃烧废气即通常说的尾气，汽油车的尾气排放污染物中主要有CO、HC和NOX，而柴油车除了这三种有害物外还排放大量的颗粒物；
二是曲轴箱排放物，它是由发动机在压缩及燃烧过程中，未燃的碳氢化物由燃烧室漏向曲轴箱再排向大气的产物，污染物的主要成分是碳氢化物；
三是燃料蒸发排放物，主要由发动机供油系统的化油器和燃油箱的燃料蒸发而产生。
汽车污染物各排放源相对排放量如表1所示：
表1：
汽车污染物各排放源相对排放量
排放源
污染物相对排放量（%）
CO
HC
NOX
曲轴箱
1-2
25
燃油系统
0
10-20
排气管
98-99
55-65
1.2汽车污染物对人体的影响
汽车污染物对人体的影响如表2所示：
表2：
汽车污染物对人体的影响
污染物
对人体的影响
一氧化碳
与血红蛋白的亲和力为氧的300倍，进入人体形成碳氧血红蛋白，削弱血红蛋白向人体各组织输送氧的能力，神经中枢受损最大。
碳氢化物
HC中包含多种烃类化合物,其中有多环芳烃等致癌物质。
进入人体后，会使人产生慢性中毒；
有些化合物会直接刺激人的眼、鼻黏膜，使其功能减弱；
更重要的是HC和NOX在阳光照射下，会产生光化学反映，生成O3、醛类等对人及生物产生严重危害的光化学烟雾。
氮氧化物
N0X中的NO与血液中血红蛋白的亲和力比CO还强。
通过呼吸道及肺进入血液，使其失去输氧能力，产生与CO相似的严重后果。
NO2侵入肺脏的毛细血管，引起肺水肿，同时还能刺激眼、鼻黏膜、麻痹嗅觉。
续表：
颗粒物
柴油车排出的颗粒物吸附有数十种有毒物质，有致癌作用。
5微米以下的颗粒物可以进入呼吸道，3微米以下的颗粒物可沉积在肺细胞内，引起肺组织病变。
光化学烟雾：
是由汽车尾气排出的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧（O3）、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象。
它包含对动物、植物和材料都有害的臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。
而且，人和动物吸收光化学烟雾后会受到眼睛和粘膜的刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等病症。
燃料含有的杂质也会引起污染主要是硫，燃烧后产生硫化物，形成酸雨。
改善提高发动机的工作性能，燃料中会添加一些化合物，如铅，提高汽油的抗暴性能，会引起神经系统疾病。
温室效应导致全球变暖，全球变暖主要引起生态系统的破坏和自然灾害。
主要由二氧化碳和其他一些气体如甲烷（沼气）引起的。
2.汽车排放控制技术
2.1汽油机排放控制技术
1）三元催化转换技术
三元催化转换器中装有促使废气中有害物进行氧化或还原反应的催化剂（铂、铑和钯）。
当废气流经催化器时，通过化学反应使有害气体转化为无害气体。
2）废气再循环技术
废气再循环（EGR）是目前常用于控制内燃机NOx排放的有效措施之一。
它把一定数量的废气引入发动机的进气系统，使发动机混合气中惰性气体的比例增加。
由于这些惰性气体有较高比热，使经再循环废气稀释的混合气的比热增高，致使发动机最高燃烧温度下降，由于再循环废气对新混合气的稀释，降低了混合气中氧气的浓度，因而废气再循环破坏了NOx的生成条件，从而有效抑制了NOx的生成。
3）二次空气供给技术
二次空气供给装置可将新鲜空气送入排气管内，利用废气中的高温，使排气中的HC和CO进一步氧化，达到排气净化的目的。
2.2柴油机排气净化技术
柴油机排放污染主要是NOx和微粒，其排出的CO和HC仅为汽油机的1/10或更少。
除废气再循环技术外，近年来，柴油机排放控制技术的发展主要围绕以下几个方面进行：
1）燃烧系统直喷技术
柴油机污染物的排放量很大程度上取决于气缸内的燃烧过程，改进燃烧过程的各个环节（如燃烧喷射系统、进气系统、进气口形状和燃烧室形状等）都会改善燃烧过程。
燃烧系统直喷技术的燃烧效率高，比非直喷式系统节油5%～10%，但要求发动机吸入较多的空气。
目前，这种技术基本上成熟，对控制柴油机排放污染起到了一定的作用。
预计不久的将来，相比分隔式燃烧系统，直喷技术将占主导地位。
2）废气涡轮增压与中冷技术
废气涡轮增压技术是使发动机轻量化、提高输出功率的有效措施，也是现代柴油机的代表性技术。
经废气涡轮增压后，进气温度提高，滞燃期缩短，混合气适当变稀，这些因素使噪声、CO和HC排放以及油耗都有所降低。
但是，进气温度上升使NOx增多，空气密度因温升而下降，也使进气量未达到期望的水平。
于是出现了将增压后空气再进行冷却的中冷技术，使进气温度降低，循环进气量更大，NOx排放下降而功率进一步增加。
采用废气涡轮增压与中冷技术是降低NOx和微粒、改善柴油机经济性和提高动力性的最佳措施。
3）燃油喷射高压化和多次喷射技术
燃油喷射系统是柴油机的心脏，也是发展最快的系统。
新型的柴油机共轨燃油喷射系统，喷油压力普遍提高，其喷油压力可达140MPa。
柴油机喷油压力越高，燃油和空气的混合就越好，排烟就越少。
与此同时，将电子技术应用于燃油喷射过程也是一个发展方向。
有些厂商已将电子技术应用到燃油喷射的控制上，非常精确地控制喷油量和喷油时间，以适应不同的道路工况，并且有的还具有自适应能力，可以补偿零件磨损和零件制造偏差引起的变化，以取得NOx、微粒排放量和燃油经济性之间的最佳配合。
采用燃油多次喷射技术可以实现柔和燃烧，亦可减少柴油机碳烟与颗粒的排放。
4）排气后处理技术
柴油机排气后处理技术方案中，目前被认为较实用的有：
氧化催化转化器、微粒捕集器和NOx还原催化转化器。
其中，微粒捕集器是目前国际上最接近商品化的柴油机微粒后处理技术。
3.环保绿色汽车
3.1汽车在环保汽车方面有三大派
一、是降低汽油发动机产生的公害，此类被视为“改进派”--汽车控制电子化与智能化。
二、是改进燃料混合驱动，此类车型被称为“改革派”--油、电混合驱动;
油、汽混合驱动。
即变传统的汽油驱动为电、油混合驱动，并在尾气排放最严重的起步阶段利用电动发动机启动，在发动机达到一定转速后藕使用汽油发动机驱动。
由于发动机在高速运转时燃料得以充分燃烧，尾气排放很少，从而在一定程度上减少了尾气的排放。
三、是以无公害燃料电池取代了汽油燃料，此类车型被称为“取代派”--电动汽车。
燃料电池车是电动汽车的一种，它利用燃料箱中氢、氧燃烧产生的能量发电驱动汽车，因而它的燃烧废物只有水，被认为是“新一代环境技术车的代表”。
1）混合动力汽车
任何拥有两种或以上动力源的汽车都是混合动力汽车，车上装有两个以上动力源，包括有电机驱动，符合汽车道路交通、安全法规的汽车。
车载动力源有蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组等多种。
当前混合动力电动汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的电动汽车。
因为有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。
在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。
有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。
可以利用现有的加油站加油，不必再投资。
可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。
显著提高汽车的燃油效率，同时减少传统燃油汽车的尾气排放，克服纯电动汽车的缺点。
2）燃料电动汽车
燃料电池是把燃料中的化学能直接转化为电能的能量转化装置，它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“贮电”而是一个“发电厂”。
将氢气送到负极，经过催化剂（铂）的作用，氢原子中两个电子被分离出来，这两个电子在正极的吸引下，经外部电路产生电流，失去电子的氢离子（质子）可穿过质子交换膜（即固体电解质），在正极与氧原子和电子重新结合为水。
由于氧可以从空气中获得，只要不断给负极供应氢，并及时把水（蒸汽）带走，燃料电池就可以不断地提供电能。
燃料电池的能量转换效率可高达60%-80%，为内燃机的2-3倍;
不污染环境。
燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水，它本身工作不产生CO和CO2，也没有硫和微粒排出，没有高温反应，也不产生NOx。
如果使用车载的甲醇重整催化器供给氢气，仅会产生微量的CO和较少的CO2。
燃料电池本身工作没有噪声，没有运动性，没有振动，其电极仅作为化学反应的场所和导电的通道，本身不参与化学反应，没有损耗，寿命长。
3）纯电动汽车
纯电动汽车指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。
它本身不排放污染大气的有害气体，既使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其他污染物也显著减少;
纯电动汽车还可以充分利用晚问用电低谷时富裕的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。
同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充人电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经
汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少CO2的排量。
正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个热点。
蓄电池单位重量储存的能量太少，价格较贵，且没形成经济规模。
至于使用成本，有些比汽车本身贵，有些仅为汽车的1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。
3.2环保绿色汽车的发展情况
1）环境污染已经达到了危害人类健康生存的程度;
车辆拥挤、交通事故频发,出行难的危险局面日益加剧;
资源浪费严重、能源枯竭的危机越来越近。
这些均对汽车产业的发展提出了新的要求,人们期望出现一种新型节能环保、能源利用率高的汽车来改变现状。
因此,绿色汽车的概念呼之欲出。
2）绿色汽车的概念绿色汽车相对传统汽车而言,不仅仅是指从能源角度使用了电力或代用燃料的汽车,而且在其设计、制造、销售、使用到报废后回收再利用等过程的整个生命周期内,将环境性能、资源性能作为设计的目标和出发点,力求使得汽车成为对生态环境影响最小、资源利用率最高、能源消耗最低,在特定的技术标准下生产出来的绿色产品。
绿色汽车集新能源技术、高新材料技术、应用电子技术、环保技术、计算机技术、先进制造技术等现代高科技于一身,是强调合乎环境保护要求的一种新型交通工具,体现了环保观念对汽车产业产生的影响和变革,是汽车技术不断发展的必然产物。
因此,绿色汽车具有节能、环保、可回收循环利用等优越性,顺应了社会可持续发展的必然趋势。
3）绿色汽车的发展概况世界各国特别是西方发达国家,对绿色汽车技术非常重视。
世界上实力雄厚的汽车集团公司争相研制各种新型的无污染的环保汽车,力图使自己生产的汽车达到或接近“零污染”标准。
大力开发电动汽车（EV）和代用燃料汽车（SFV）;
在汽车材料和车身结构方面进行全面优化,改善汽车发动机燃烧状况;
建立回收网络等等。
我国已将坚持节约资源和保护环境纳入基本国策。
为推动和发展汽车的绿色技术,1996年在北京举办了一次国际电动汽车及代用燃料汽车技术交流会。
在制定“九五”计划时,把电动汽车列入科技攻关项目,在“十五”期间,在国家863计划中,也把电动汽车列入重大专项。
以电动汽车产业化技术平台为重点,力争在电动汽车技术方面有重大突破。
4）绿色汽车研究体系国内外对汽车绿色技术开发研究的工作主要体现在能源和代用燃料方面,而在系统研究开发绿色汽车的基础理论和新技术方面,所开展的研究工作不多。
要使汽车成为真正意义上的绿色汽车,必须对绿色汽车技术体系全面研究,并进行绿色产业化。
绿色汽车的研究体系是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代模式。
其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中,对环境危害最小,资源效率最高;
其内容包括绿色设计体系、制造技术体系和管理技术体系。
绿色汽车发展前景绿色汽车集新能源技术、高新材料技术、现代管理技术等现代高科技于一身,绿色汽车的研究开发,必将极大地推动相关高端领域的发展。
同时,随着绿色汽车的普及,人们的思想意识也会带来革命性地变化,环保、高效的节约型和谐的社会理念越加深入人心。
对于竞争日益激烈的汽车制造企业,绿色汽车的开发是汽车产业新的经济增长点,使汽车产业真正得到可持续发展的保障。
绿色汽车会给人类带来更加灿烂的文明,未来将是绿色汽车的世界。
4.绿色出行
随着汽车的排气污染日益严重，绿色出行正得到广大人民的认同和支持。
绿色出行就是采用对环境影响最小的出行方式。
即节约能源、提高能效、减少污染、有益于健康、兼顾效率的出行方式。
多乘坐公共汽车、地铁等公共交通工具，合作乘车，环保驾车，或者步行、骑自行车等。
只要是能降低自己出行中的能耗和污染，就叫做绿色出行、低碳出行。
节约能源、提高能效、减少污染、有益健康、兼顾效率的出行方式，称之为绿色出行。
在佛山这样的城市里，条件允许的情况下，大家尽量乘坐地铁、城铁和公共汽车等公共交通工具；
尽量合乘车，减少空座率；
自驾车能够做到环保驾车、文明驾车；
空气质量良好和距离合适的情况下，采取步行、骑自行车等交通方式，这就是“绿色出行”。
汽车工业为人类的发展带来了快捷和方便，但是由于城市汽车保有量的剧增，引起了能源消耗和空气污染、道路堵塞等一系列问题。
在经济较为发达的北京、上海、广州等大城市机动车排放的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、细颗粒物所占平均比例为80％、75％、68％和50％，已成为这些城市空气污染的第一大污染源。
它也是增长最快的温室气体排放源。
污染损害了人体健康又转化为经济负担。
发动公众和企业积极参与优先发展和全面改善公共交通：
鼓励乘坐清洁公交车；
鼓励建设专用公共汽车道，发展轻轨、地铁；
改善公共交通出行环境，鼓励提高公共交通设施的舒适度、清洁度和服务水平。
鼓励公众和企业积极参与提高机动车辆及燃料环保技术性能，积极参与环保驾驶。
这些活动对于节约能源，降低污染，提高人们的生活健康水平，缓解北京市的交通拥堵状况，都将起到至关重要的作用。
空气是人类生存的基本要素。
一个成年人每天呼吸大约2万多次，吸入空气达15～20立方米。
符合环境空气质量标准的洁净空气，是保证人体生理机能与健康的必要条件。
然而，现代城市由于交通、工业、生活等引发的空气污染，使得享有清新洁净的空气——这一人类生存的基本要素成为城市居民的奢望。
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