對新時期汽車排放污染及控制措施的研究

張玉偉

摘 要：近年來，我國經濟發展迅猛，汽車已成為普通家庭消費的大眾化的商品，汽車給人們的生產生活帶來了便利，同時，其尾氣污染也對人們的生活環境造成了影響，伴隨汽車保有量的逐年增加，這一影響在不斷加劇。隨著國民環保意識的日益提高，采取合理妥善的措施，、有效地控制汽車尾氣排放的污染程度，已受到社會各界的廣泛關注。基于這種狀況，文章結合工作中的實踐，對汽車排放污染物成分的危害進行了分析，并對相關控制措施展開論述，為環保工作者在汽車尾氣污染控制方面提供參考。

關鍵詞：汽車；尾氣排放；尾氣污染；控制措施

引言

最近幾年，每當進入秋冬季節，被霧霾天氣籠罩的天氣狀況經常會在我國中東部地區出現；隨著汽車銷量的不斷增加，普通家庭購買汽車的數量增速迅猛，我國被霧霾天氣籠罩的地區，呈現出持續時間長，范圍廣的特點。這種霧霾天氣的形成，一方面由于既有氣象狀況，排放污染也是一個重要的因素。在眾多排放污染源中，汽車尾氣排放是重要的污染源之一，尤其在汽車保有量逐年上升的情況下，汽車尾氣排放已成為主要的空氣污染物。探究有效的措施，對汽車有害氣體排放進行控制，降低汽車尾氣對環境造成的污染，已成為能源與環境研究中的重要課題，也是汽車工業可持續發展所必須解決的問題。

為降低汽車尾氣對環境的危害，各國都采用制定汽車排放標準進行限制。目前國際上的汽車排放法規主要分為美國、歐洲和日本排放法規三大體系，其中歐洲標準相對測試要求沒那么高，所以被大多數發展中國家采用。而僅依靠制定嚴格的排放標準是無法從根本上解決問題，還需要更進一步探究更多有效的措施。

1 改善汽車用油的品質

燃油品質對環境影響較大，如果燃油中的鐵、錳、硫等含量過高，可使三元催化轉換器“中毒”，導致氧傳感器失效，對汽車排放污染物的催化轉換效果受到影響。目前，我國石油煉化企業經過幾十年的發展，其煉油水平在國內處于領先地位，但與發達國家相比，還比較落后，雖然我國已出臺了汽車排放的環保標準措施，但由于成品油質量不達標，導致環保措施不能及時施行。生產企業在按照國四標準制造汽車時，只是按照國四標準加裝了一些技術裝備，這樣無法使汽車尾氣排放達標，而且使用低質燃油會使油耗增加。因此，石油企業要加大資金投入，引進新技術，自主探究新工藝，加快石油產品冶煉質量提升的步伐，從根本上解決尾氣排放問題。

2 增加汽車排氣凈化器

汽車排放的尾氣中含有大量氮氧化合物、一氧化碳、碳氫化合物、二氧化硫等，都對大氣有危害。其中一氧化碳是由于氧氣不足造成的燃油燃燒不完全所產生的有害氣體，極易與人體的血紅蛋白結合，造成人體缺氧，即一氧化碳中毒；氮氧化合物是發動機在高溫富氧條件下形成的有刺鼻氣味的氣體，一氧化氮是其主要成分，它與人體血紅蛋白的結合能力要強與一氧化碳；二氧化硫是燃油中的硫燃燒后的產物，是形成酸雨的主要成分。現代汽車上增加的排放控制器主要有廢氣再循環裝置、三元催化裝置、燃油蒸發控制裝置和曲軸箱強制通風裝置等。

2.1 廢氣再循環控制系統

廢氣再循環控制系統用來減少氮氧化合物的排放。將8%到13%的廢氣重新引入氣缸參與燃燒，這部分氣體可吸收新鮮混合氣燃燒所釋放的熱量，降低氣缸內部燃燒的溫度，從而達到抑制氮氧化合物生成的目的。

由于進氣系統引入了廢氣，會影響發動機的正常工作和性能，必須對進入發動機的廢氣量進行控制。為確保發動機工作的穩定性，部分工況下不能進行廢氣再循環，主要包括啟動工況、怠速工況、暖機工況等。

2.2 三元催化轉換器

三元催化轉換器是現代汽車排氣管上普遍使用的排氣凈化裝置。廢氣中的碳氫化合物、CO和NOx經過該轉換器時，在催化劑的作用下，這些氣體參與氧化還原反應，CO最終還原為二氧化碳，NOx還原成氮氣和氧氣。只有在理論空燃比（14.7）附近時三元催化轉換器中的催化劑活性最強，轉化效率最高，經測試在理論空燃比時，可將90%以上的一氧化碳和碳氫化合物，70%以上的氮氧化合物轉換掉。所以要精確控制空燃比，發動機多采用氧傳感器反饋控制方式將空燃比控制在理論空燃比附近。

2.3 燃油蒸發控制

為防止燃油蒸汽排放到大氣中，發動機多采用由燃油蒸發控制的活性炭罐蒸發排放控制系統，用來收集蒸發的燃油蒸汽，在發動機工作時引入氣缸燒掉。

2.4 曲軸箱強制通風器

發動機工作時，部分可燃混合氣和廢氣經活塞環進入曲軸箱，俗稱竄氣。這部分氣體會稀釋曲軸箱內的機油，使機油變質，影響使用性能；水蒸氣混入機油中形成泡沫，阻礙油路，影響機油泵工作；酸性物質混入機油，會導致機件腐蝕加劇。現代發動機多采用強制通風器，通過一個控制閥，控制閥一端接進氣管道，另一端接曲軸箱，當發動機運轉后，進氣管內會產生一定的真空，可將曲軸箱內的油氣吸入氣缸中和新鮮氣體一起燒掉。

3 研制新型發動機

發動機是汽車動力與汽車污染物排放的源泉，研發新型的節能發動機是控制汽車尾氣排放的一個方向。可變配氣正時發動機是目前市場上廣泛采用的一種節能發動機。

可變配氣正時控制系統通過配備的控制系統，控制發動機的氣門升程和凸輪相位，以滿足發動機不同工況下的動力需求。四行程發動機完成一次工作循環需要經歷進氣、壓縮、做功和排氣四個過程，當發動機轉速提高時，配備有可變配氣正時控制系統的發動機，增大氣門打開的角度，使進氣時間延長，使更多空氣進入氣缸參與燃燒，不需要多噴油就可提升發動機的動力。與沒有配備可變配氣正時控制系統的發動機相比，配有可變配氣正時控制系統的發動機動力提升5%，節油20%以上。

采用新能源汽車。采用非常規車用燃料作為動力來源，綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。主要包括混合動力車、純電動汽車、太陽能汽車等。

3.1 混合動力汽車

混合動力汽車（Hybrid Electric Vehicle， HEV）是指車輛的驅動系統由兩個及兩個以上能同時運轉的單個驅動系統聯合組成的車型，車輛的行駛動力依據實際的車輛行駛狀態由單個驅動系統單獨或者共同來提供，目前普遍采用的燃油加電池驅動系統。根據所用的燃料不同，又可以分為汽油混合動力和柴油混合動力汽車，目前鄭州市部分公交車采用的是混合動力汽車，當車速低于20公里每小時時，車上配備的電池放電，驅動車輪運轉，當車速高于20公里每小時時，發動機開始工作，為車輛提供動力，同時為電池充電。

3.2 純電動汽車

純電動汽車（Blade Electric Vehicles ，簡稱BEV）是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛的新型汽車，主要是由可充電電池來為發動機提供動力源。可充電電池主要有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池。純電動汽車是完全無污染的綠色環保汽車，雖然它有100多年的發展歷史，但是由于電池價格昂貴、壽命短、外形尺寸及質量較大、充電時間長等因素抑制了它的發展。國產典型的純電動汽車當屬比亞迪E6。

4 制定和完善相關的政策，減少汽車尾氣污染排放

國家相關部門應加快制定政策措施，制定汽車燃油經濟性能指標，推出類似家用電器的汽車能效標識，鼓勵和引導消費者使用能耗低，污染低，節油環保的汽車，對環保不達標的汽車，相關部門應采取措施，加快其淘汰。國家應加快發展公共交通，對汽車實行限牌和限號，減少城市交通壓力。

引導和督促汽車生產企業生產節能環保的綠色汽車，督促石油企業加快研發，提高燃油的品質，引進國外先進的技術，鼓勵大家使用綠色汽車，對于那些故意造成環境污染的企業和個人國家應從重從嚴處理。

參考文獻

[1]姚煥新，劉紅.汽車發動機電控系統檢測與維修[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2013.

[2]張西振.汽車發動機電控技術（第2版）[M].北京：機械工業出版社，2011.