汽車尾氣的排放與防治

嚴(yán)曉泉

【摘 要】 環(huán)境保護(hù)是當(dāng)今世界關(guān)注的社會(huì)問(wèn)題之一，汽車所造成的環(huán)境污染已引起人們的普遍關(guān)注。在現(xiàn)代汽車上采取了多種排放凈化措施來(lái)有效降低汽車尾氣所產(chǎn)生的污染，本文對(duì)現(xiàn)在普遍使用的污染排放措施進(jìn)行了闡述。

【關(guān)鍵詞】 排放 污染 措施

汽車作為現(xiàn)代不可缺少的交通運(yùn)輸工具，給人們的工作與生活帶來(lái)十分方便的同時(shí)，卻產(chǎn)生了大量的有毒有害氣體，給大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。

汽車排放的尾氣，主要有CO、HC、NOx、PM以及鉛化合物、硫化合物等有害氣體。

CO產(chǎn)生的條件是低溫缺氧，是一種無(wú)色無(wú)味的窒息性有毒氣體，能停留2～3年，吸入過(guò)量的一氧化碳會(huì)使人發(fā)生氣急、嘴唇發(fā)紫、呼吸困難甚至死亡。

HC化合物產(chǎn)生的主要來(lái)源是發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱、油箱汽油蒸發(fā)以及自然廢氣排出。它對(duì)人體、動(dòng)物以及生態(tài)環(huán)境都造成破壞，同時(shí)還具有致癌作用。

NOx是NO及NO2的總稱，主要產(chǎn)生的條件是高溫富氧，它是產(chǎn)生酸雨和引起氣候變化、產(chǎn)生煙霧的主要原因。

PM（汽車尾氣排放顆粒物），一般是由直徑為0.1-40μm的多孔性炭粒構(gòu)成。它能粘附SO2等別的有毒物質(zhì)，有臭味，對(duì)人們呼吸道極為有害（顆粒度較大的炭粒能迅速沉淀，不易從肺部排出）。

此外，鉛化合物、硫化合物等等也為有害成分。

為了控制汽車排放污染物，各國(guó)相繼制定各類法律來(lái)約束控制機(jī)動(dòng)車尾氣排放。同時(shí)，通過(guò)控制汽車數(shù)量、提高燃油質(zhì)量、創(chuàng)新尾氣治理技術(shù)以及加強(qiáng)宣傳等多方面來(lái)共同降低污染物的排放。

下面舉例說(shuō)明汽車生產(chǎn)廠家如何在發(fā)動(dòng)機(jī)上改進(jìn)技術(shù)，安裝防污染處理設(shè)備來(lái)有效控制有害氣體的排放：

1 電控燃油供給系統(tǒng)（EFI）

電控燃油供給系統(tǒng)（EFI）：電控汽油噴射系統(tǒng)（縮寫(xiě)為EFI），是利用各種傳感器檢測(cè)并輸出發(fā)動(dòng)機(jī)工況信號(hào)到電控單元ECU，由ECU進(jìn)行精確計(jì)算和綜合處理，確定該工況下所需的最佳噴油量，輸出噴油信號(hào)，控制噴油器的噴油量大小和噴油時(shí)機(jī)。使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得最大的功率、最低的油耗和最小的污染。

特點(diǎn)：在任何情況下都能獲得精確的空燃比；混合氣的各缸分配均勻性好；汽車的加速性能好；充氣效率高；良好的起動(dòng)性能和減速減油或斷油。

2 燃油供給閉環(huán)控制

燃油供給閉環(huán)控制：它是在排氣管上加裝1-2個(gè)氧傳感器，隨時(shí)檢測(cè)廢氣中的氧含量，并將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)及時(shí)反饋給ECU，ECU可隨時(shí)修正噴入氣缸的燃油量，使混合氣的空燃比保持在理論空燃比的附近，得到最好的三元催化效果。

特點(diǎn)：使每輛汽車在滿足汽車性能要求的條件下，減少有害排放物。可減少各新車之間由于制造裝配等因素造成有害排放物的差異。減少由于車輛老化使發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放物惡化。

3 三元催化反應(yīng)器

三元催化轉(zhuǎn)換器一般安裝在消聲器前方，三元催化轉(zhuǎn)換器用的催化劑是貴重的金屬鉑（或鈀）和銠的混合物，催化劑填充在氧化鋁等顆粒狀或蜂窩狀的載體中，其催化作用是利用廢氣本身的熱量激發(fā)的，理想使用溫度400-800度。采用三元催化轉(zhuǎn)化器時(shí)只有當(dāng)空燃比在化學(xué)計(jì)量比附近很窄范圍內(nèi)HC、CO和NOx排出濃度均較小。裝有電控汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)采用閉環(huán)控制方式，才能使混合氣空燃比嚴(yán)格控制在化學(xué)計(jì)量比附近很窄的范圍內(nèi)，使三元催化轉(zhuǎn)化器凈化效率最高。

因此三元催化反應(yīng)器必須與氧傳感器配對(duì)使用，否則容易使三元催化反應(yīng)器中毒，堵塞，過(guò)早報(bào)廢。

特點(diǎn)：三元催化轉(zhuǎn)化器：三元催化轉(zhuǎn)換控制是采用三元催化轉(zhuǎn)換器（TWC），把發(fā)動(dòng)機(jī)排出廢氣中的三種有害氣體（CO、HC、NOx）轉(zhuǎn)化成無(wú)害氣體（CO2、H2O、N2）。

4 燃油蒸汽收集裝置

燃油蒸汽收集裝置：為了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，電控發(fā)動(dòng)機(jī)采用了碳罐，油箱中的燃油蒸汽在發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)被碳罐中的活性碳所吸附，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，依靠進(jìn)氣管中的真空度將燃油蒸汽吸入發(fā)動(dòng)機(jī)中。電子控制單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況通過(guò)電磁閥控制真空度的通或斷達(dá)到燃油蒸汽的控制。

特點(diǎn)：用來(lái)吸附燃油箱等部位逸散出來(lái)的汽油蒸氣，減少HC的排放。

5 EGR廢氣在循環(huán)

廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的作用--是將部分排出的廢氣引入進(jìn)氣管系統(tǒng)，與吸入的新鮮空氣（或混合氣）混合后返回氣缸再循環(huán)燃燒，降低了混合氣燃燒的最高溫度，減少NOx的生成及排放。

ECU根據(jù)各種傳感器的信號(hào)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行工況，并輸出控制信號(hào)，控制EGR電磁閥的打開(kāi)或關(guān)閉，控制EGR的工作，使廢氣再循環(huán)進(jìn)行或停止。

特點(diǎn)：部分的排氣通過(guò)EGR閥與新鮮空氣混合進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣缸內(nèi)混合氣的含氧量就降低，從而降低氮氧化合物排放。

6 二次空氣供給系統(tǒng)

是在冷起動(dòng)時(shí)，由ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，控制新鮮空氣噴入排氣歧管或三元催化轉(zhuǎn)換器中，以控制尾氣中的HC和CO的成分，同時(shí)加快三元催化轉(zhuǎn)化裝置的升溫過(guò)程。

特點(diǎn)：二次空氣系統(tǒng)只是部分時(shí)間內(nèi)起作用。

7 微粒捕捉器

微粒捕捉器：主要用來(lái)凈化柴油機(jī)排氣中的顆粒物，是現(xiàn)代柴油機(jī)滿足歐Ⅲ以上排放法規(guī)的有效手段。柴油機(jī)微粒捕捉器的核心是過(guò)濾體和過(guò)濾體再生裝置。過(guò)濾體由多孔陶瓷過(guò)濾材料或多孔金屬材料制成，目前的過(guò)濾體的過(guò)濾效率可達(dá)90%以上而不會(huì)引起過(guò)高的排氣阻力。當(dāng)過(guò)濾體過(guò)濾的顆粒物引起柴油機(jī)排氣不暢時(shí)，需要及時(shí)消除這些顆粒物，以免造成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。再生裝置一般是通過(guò)直接加熱微粒，同時(shí)利用催化劑降低微粒著火點(diǎn)，使微粒氧化達(dá)到過(guò)濾體再生的目的。

8 OBD車載診斷系統(tǒng)

OBD車載診斷系統(tǒng)：在車輛的電控系統(tǒng)中增加了專門(mén)監(jiān)測(cè)排放控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的功能（OBD），（我國(guó)要求在實(shí)施歐洲III號(hào)標(biāo)準(zhǔn)就必須加裝OBD）它能夠隨時(shí)監(jiān)測(cè)汽車尾氣排放狀況，一旦出現(xiàn)超標(biāo)或任何一個(gè)元件出現(xiàn)故障，都會(huì)通過(guò)報(bào)警等顯示出來(lái)。

特點(diǎn)：

系統(tǒng)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)所有與排放相關(guān)的部件和系統(tǒng)；

部件保護(hù)：防止關(guān)鍵部件的損壞（如三元催化器）；

超標(biāo)顯示：當(dāng)廢氣排放超過(guò)限定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)給出顯示；

信息存儲(chǔ)：存儲(chǔ)故障發(fā)生時(shí)的有關(guān)信息；

信息讀取：在維修時(shí)利用檢測(cè)設(shè)備讀取故障；

應(yīng)急反應(yīng)：設(shè)置故障時(shí)傳感器的代用值或“跛行回家”方式，車輛只能進(jìn)入特約維修站進(jìn)行檢查維護(hù)。