汽车排放污染及净化对策研究

张全良,崔淑丽

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(1.山东交通学院,山东济南　250023;2.北京市交通学校,北京　100096)

摘要:阐述汽车排放污染物的成分及其危害,介绍新排放法规Ⅰ型、Ⅲ型、Ⅳ型试验限值,重点分析汽车的5项排放影响因素及其净化措施。关键词:车辆;排放污染;净化中图分类号:X734.2

文献标识码:A

Researchonthevehicleemissionpollutionandthepurgativecountermeasures

ZHANGQuan–liang1

,CUIShu-li

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(1.ShangdongJiaotongUniversity,ShandongJinan250023China;

2.BeijingCommunicationSchool,Beijing100096China)

Abstract:Thepaperdescribesthecompositionofpollutantsemittedfromvehiclesandhazards,and

introducesthenewemissionregulationsofⅠ-type,Ⅲ

-type,Ⅳ-typetestlimits.Itmainlyanalyzesthe

motorvehicleemissionsoffivefactorsandpurification

measures.

Keywords:vehicles;emissionpollution;purification

1　汽车排放污染及其危害

汽车排放的污染物质CO、HC、NOx、SO2等刺激性气体,影响人体呼吸道健康,破坏生态环境,污染空气。

据欧洲环境监测卫星统计,过去10年中国上空由车辆排放造成的污染物数量上升了约50%,而美国和东欧等地的污染程度却保持不变或有所下降。目前全国汽车保有量超过3315万辆,摩托车4500万辆,农用运输车2400万辆。机动车保有量的迅速增长,致使机动车排放污染物大幅度上升,必须制定和　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　收稿日期:2009—05—17

作者简介:张全良(1964—),男,山东济南人,工程师,研

究方向为汽车安全与车辆排放控制。

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实施更严格的排放标准。

2　汽车排放法规

2005年4月5日,国家环保总局批准了五项机动车污染物排放新标准,包括:《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)》、《装用点燃式发动机重型汽车曲轴箱污染物排放限值》、《装用点燃式发动机重型汽车燃油蒸发污染物排放限值》、《摩托车和轻便摩托车加速行驶噪声限值及测量方法》、《摩托车和轻便摩托车定置噪声限值及测量方法》。其中,轻型汽车Ⅲ号排放标准自2007年7月1日起实施,Ⅳ号排放标准自2010年7月1日起实施,其他标准自

2005年7月1日起实施。

3　车辆排放污染净化对策

3.1　汽油车净化措施

3.1.1　空燃比控制与三元催化转化

三元催化器催化转化方程式为2CO+O2=2CO2;4HC+5O2=4CO2+2H2O;2NO+2CO=N2+2CO2,因此要确保三元催化器和氧传感器可靠工作。CO、HC、NOx随空燃比的变化关系曲线如图1所示。

图1　CO、HC、NOx排放浓度与空燃比的关系

三元催化转化效率与空燃比密切相关,可燃混合气浓度维持在理论空燃比附近时,CO、HC、NOx转换效率最佳。因此电喷发动机普遍采用氧传感器反馈排气管含O2量,从而监控可燃混合气浓度,电脑根据

山东交通科技　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2009年第4期氧传感器输出的电压信号修正喷油量,将混合气浓度精确控制在理论空燃比附近。

3.1.2　发动机负荷与EGR阀废气再循环

发动机小负荷运转时,汽缸内混合气比较浓,CO和HC排放量都比较高;中等负荷附近,CO和HC排放量都比较低,NOx排放量比较高;越过中等负荷,CO和HC生成量逐渐增加,NOx排放量随着发动机负荷增大显著减少。

所谓废气再循环是将5%—15%的排气管废气引入进气歧管,吸收汽缸燃烧热量,以减少高温燃烧时NOx生成量。废气再循环系统的中心元件是EGR阀(见图2),它根据进气管真空度调整阀门开度,控制废气再循环量。当发动机水温低于50℃,或处于怠速、小负荷工况,或急减速、急加速,或高速运转时,电脑关闭电磁阀,切断EGR阀的真空通道,停止废气再循环,以保证发动机输出功率。

图2　废气再循环阀(EGR阀)

3.1.3　活性炭罐蒸发污染控制

汽油箱蒸气经单向阀进入活性炭罐,吸附在活性炭上,在炭罐出口真空作用下,空气从活性炭罐下方进入,携带活性炭表面的汽油分子进入进气歧管,回收燃烧,同时活性炭吸附能力得到恢复。当发动机怠速、小负荷工作时,电磁阀关闭,燃油蒸气存储在活性炭罐中;当发动机中、高速运转时,电磁发开启,蒸气进入进气歧管回收燃烧。3.1.4　运行工况

对于城市运行车辆,怠速和中等转速工况占车辆运行时间的30%;加速行驶占25%;匀速行驶占30%;减速占15%。怠速工况下,CO和HC生成量都比较高,这也是进行Ⅰ型试验测试的原因之一。车辆加速行驶时,CO和HC排放量显著降低,NOx明显增加;车辆匀速行驶时,CO、HC、NOx的排放量都比较低;车辆减速行驶时,NOx迅速降低,CO和HC先显著增加再稍降。

今后,私人购车仍将是汽车消费市场的主导力量,应树立良好消费心理,购车要以够用、适用为度,避免片面追求豪华、大排量、大功率车辆。2006年4月1日,国家对汽车消费税进行了重新调整:取消了110L以下微型轿车的消费税;对110—116L的经济轿车,消费税率由原来的5%降为3%;116—210L的普通轿车,消费税率保持不变;210L以上车辆,根据排量大小都有不同程度的提高,410L以上的豪华轿车,消费税由过去的8%提高到20%,目的就是引导小排量轿车的消费。

加强排放污染知识宣传,培养提高驾驶员行车技术,中高速、匀速行车是节省燃油、降低排放污染的有效途径。推行更严格的排放标准,控制车辆排放污染;严格实施年审、报废制度,也是积极有效的可行措施。

3.2　着重开发柴油轿车

随着小型高速直喷式柴油机技术的日趋完善,柴油轿车得到了世界各国汽车行业普遍关注。与汽油车相比,柴油轿车具有节能、环保、动力强劲、安全、耐用等优点。据统计,欧洲柴油轿车占市场份额的50%,日本约是10%,美国不足5%,中国不足1%。柴油轿车具有广阔的发展空间。

在2006年4月份举行的“国际柴油车发展论坛”上,中外专家普遍认为:建设节约型社会应该重视交通节能,中国应大力发展柴油车。因为柴油车的耗油量比汽油车低30%,CO2排放量低25%—30%。如果

到2020年中国柴油乘用车的比例从现在的016%提高到30%,那么我国CO2排放量可望减少近4200万t。柴油机在节能、环保方面的先进性是不争的事实,发展柴油机轿车,是制造商、用户和社会配套成本最低的办法。

313　积极开发混合动力汽车

上个世纪末,混合动力车HEV由日本、韩国等汽车工业国家研制并投放市场。2005年12月15日,国内首例混合动力车丰田普锐斯在长春下线,该车汽油机为4缸16气门,排量115L,最大功率57kW;同步交流电动机最大功率57kW,混合功率相当于210L排量的汽车;最高车速165km/h,平均油耗4—5L/100km,排放达到欧Ⅳ标准。

由于采用油电两套动力,油耗降低20%—30%,尾气排放明显降低,但车辆结构复杂,成本比较高,故障率相应增大,蓄电池质量是关键技术,生产投资也比较大。3.4　天然气汽车

中国是继美国之后的全球第2大石油消费国,原

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张全良,崔淑丽:汽车排放污染及净化对策研究

油对外依存度为40%,到2020年将会达到60%,其中汽车工业消耗约占1/3。能源的紧张、污染的限制都刺激着天然气车辆的研制开发。与汽油车相比,天然气车辆各种排放物均明显减低:CO约降低90%,HC约降低50%,NOX约降低30%,SO2约降低70%,CO2约降低23%,微粒物约降低40%,铅化物降低100%

[5]

障碍。

4　结语

总之,打破中国轿车市场汽油车一统天下的格局,积极发展柴油轿车势在必行;未来一段时间的轿车市场最有可能是汽油车、柴油车、混合动力车鼎立的三元格局。

参考文献:

[1]　高延龄.汽车运用工程[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]　GB18352.3-2005,轻型汽车排放污染物限值及其测量方法[S].

[3]　GB11340-2005,装用点燃式发动机重型汽车曲轴箱污染物排放限值[S].

[4]　GB14763-2005,装用点燃式发动机重型汽车燃油蒸发污染物排放限值[S].

[5]　韩红涛.天然气汽车发展现状及对策[J].汽车工业研究,2006,(1).

。

目前,全世界约有400万辆天然气汽车,其中CNG与有367万辆;中国天然气汽车有10万辆。由于天然气热值低,车辆动力性比汽油车约降低20%,以及建设气站投资巨大,储气瓶体积大,占用车辆空间,续驶里程短,改装成本高等缺陷,成为制约天然气车辆发展的瓶颈。3.5　太阳能环保车辆

太阳能汽车是零排放汽车,其制造研究已经引起各国的关注。尽管太阳能车辆是零排放车辆,但其外形庞大,风阻高,车辆制造成本高,运行性能受天气状况制约、不稳定等缺点,是太阳能汽车发展的最大(上接第50页)

7　结语

路面破损率只是小保测算中的主要指标之一,其它相关指标也需要统计整理,比较繁琐。但要本着认真仔细、实事求是的工作态度,逐一计算,套入定额,相信能得到一套符合实际、符合定额管理规定并经得住推敲的预算,用以掌握养护生产和拨付养护费用。

参考文献:

[1]　许永明,卓知学1公路养护与管理[M]1北京:人民交通出版社,20031

[2]　张起森,王首绪,盛洪飞1公路施工组织及概预算[M](第二版)1北京:人民交通出版社,20031

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