汽車尾氣污染與治理技術(shù)

梁勤勤

（蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215104）

在社會(huì)車輛數(shù)量日趨增多的環(huán)境下，尾氣污染成為大氣污染的主要來源。為了降低汽車超標(biāo)的尾氣排放量，構(gòu)建和諧的社會(huì)自然環(huán)境，注重汽車尾氣處理是必不可少的工作。

1 汽車尾氣的成分與環(huán)境危害

社會(huì)調(diào)查顯示，我國(guó)每年擁有機(jī)動(dòng)車人數(shù)以15%的幅度上升，每年從國(guó)外引進(jìn)的機(jī)動(dòng)車數(shù)量超過40萬輛，這充分顯現(xiàn)了現(xiàn)代人們生活水平的提高，但另一方面，汽車造成的尾氣污染，也成為了一個(gè)嚴(yán)重的環(huán)境問題，對(duì)社會(huì)環(huán)境造成很大破壞。

（1）一氧化碳（CO）。從物理性質(zhì)看，CO屬于無色無味的有毒氣體，若人體吸入的CO超標(biāo)，則容易引起身體組織短時(shí)間中毒；從化學(xué)性質(zhì)看，CO屬于一類可燃燒氣體，在一定溫度下會(huì)燃燒生成CO2，CO2是溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w。當(dāng)汽車排放過量的CO之后，不僅僅會(huì)引起環(huán)境污染，對(duì)人們的身心健康也是一種威脅。

（2）氮氧化物（NOx）。NOx對(duì)人體的肺泡產(chǎn)生刺激，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)之后產(chǎn)生硝酸、亞硝酸，這種酸性物質(zhì)會(huì)給肺泡帶來強(qiáng)烈的刺激而引起肺氣腫。此外，NOx排放量會(huì)隨著汽車的溫度、速度等不斷變化，若其生成量過大，則會(huì)造成意外事故，如：NO2的強(qiáng)氧化作用會(huì)引起燃燒。

（3）鉛（Pb）。目前，國(guó)內(nèi)汽車多數(shù)采用的是汽油燃料，考慮到汽車行駛的安全要求，在配制汽油時(shí)會(huì)添加“四乙基鉛”作為抗爆劑，Pb對(duì)人體細(xì)胞造成的危害也是很大的，如：Pb進(jìn)入大腦之后，會(huì)破壞腦組織結(jié)構(gòu)，引起腦功能障礙等問題。

2 汽油配制技術(shù)的運(yùn)用

汽油燃燒的產(chǎn)物，是尾氣污染的主要來源。因而，要想控制汽車尾氣污染問題，必須采用先進(jìn)的配制技術(shù)，改善汽車的使用性能，降低汽車行駛的油耗量，讓供油系統(tǒng)發(fā)揮正常的作用。

（1）烯烴含量。烯烴具有性質(zhì)不穩(wěn)定的特點(diǎn)，會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)和供油系統(tǒng)里產(chǎn)生積炭，對(duì)汽車燃油的輸入、排放等造成阻礙，增大汽車的耗油量。因此，在配制汽油時(shí)，可通過減少烯烴含量的方式，優(yōu)化汽車燃油的使用效率，降低汽車尾氣的污染程度。

（2）氧含量。增加燃油的氧氣含量，能充分發(fā)揮氧化作用，實(shí)現(xiàn)燃油的充分燃燒，減少CO、HC等有害物質(zhì)的生成。如：100 L的汽油中，氧氣含量每增加5%，汽油燃燒產(chǎn)生的CO、HC會(huì)減小15%左右，有效控制了尾氣污染的程度，但氧氣含量增加也要在有效范圍內(nèi)。

（3）硫含量。硫元素會(huì)破壞汽車中的尾氣轉(zhuǎn)化功能，使大部分有害氣體未經(jīng)處理就排放，如：HC、CO、NOx等。因此，需嚴(yán)格控制硫元素的含量，以防止對(duì)汽車尾氣處理裝置造成破壞作用。

（4）清潔劑。清潔劑的組成成分比較復(fù)雜，這也決定了清潔劑的清潔功能獨(dú)特，能對(duì)尾氣產(chǎn)生化合作用。如：乙醇汽油清潔劑的使用，可顯著清理進(jìn)氣門、噴嘴、燃燒室沉積物，促進(jìn)汽油的充分燃燒，讓發(fā)動(dòng)機(jī)保持良好的使用性能，在降低油耗量的同時(shí)，控制了尾氣污染的程度。

3 尾氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

由于汽車尾氣排放量大小不一，早期固定的凈化系統(tǒng)無法適應(yīng)尾氣凈化的要求，設(shè)計(jì)更加全面的凈化處理系統(tǒng)，可顯著改善尾氣處理效果，也是尾氣污染治理的常用方式。尾氣凈化系統(tǒng)方案包括：正曲軸箱通氣系統(tǒng)、排氣再循環(huán)、蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)。

（1）廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)技術(shù)的運(yùn)用，能夠降低燃油使用量，讓汽車的運(yùn)行效率得到顯著提升。廢氣再循環(huán)（EGR）主要把排出氣體進(jìn)行相應(yīng)的劃分，再導(dǎo)入吸氣側(cè)后再度吸氣，通過這樣的循環(huán)處理，可以提升尾氣凈化處理的效果，對(duì)氮氧化物的控制有很好的效果。

（2）正曲軸箱通氣系統(tǒng)。據(jù)檢測(cè)顯示，汽車在燃燒過程中會(huì)有一部分燃油未充分燃燒，尤其是竄入曲軸箱的氣體。通過引進(jìn)正曲軸箱通氣系統(tǒng)，能將從汽缸竄入曲軸箱的氣體二次循環(huán)進(jìn)入進(jìn)氣歧管，提高了汽車燃油燃燒的效率，降低了尾氣排放引起的污染，如圖1。

圖1 曲軸箱排放控制系統(tǒng)示意圖

（3）蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)。凈化處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，把油箱中的蒸汽引入儲(chǔ)存系統(tǒng)，再利用計(jì)算機(jī)控制，把碳罐中存貯的的汽油蒸汽引入進(jìn)氣系統(tǒng)，通過這樣的系統(tǒng)調(diào)節(jié)方法，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制處理，加快了系統(tǒng)運(yùn)行控制的效率，能有效降低污染物的排放量。

4 發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)試技術(shù)的運(yùn)用

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)行調(diào)試，然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，也能有效降低尾氣污染物的排放量，有助于控制汽車尾氣污染的加重。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部調(diào)試技術(shù)的運(yùn)用情況為：

（1）調(diào)節(jié)燃燒。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部調(diào)試期間，對(duì)噴油器的品質(zhì)適當(dāng)改善，有助于創(chuàng)造更好的燃燒環(huán)境，如：對(duì)燃比、燃燒溫度、燃燒時(shí)間等指標(biāo)的調(diào)整控制，能保證汽油燃燒的完全，顯著降低CO、HC的生成量，有效改善尾氣污染狀況。

（2）調(diào)節(jié)溫度。調(diào)試發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部時(shí)，可控制噴油提前角，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的溫度高低。如：調(diào)試期間，把發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的溫度最大值控制在1500℃，可使得NOx的生成量降低10%左右。

5 尾氣凈化技術(shù)的運(yùn)用

汽車尾氣凈化技術(shù)的原理，是利用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換裝置，把尾氣中有毒、有害的氣體轉(zhuǎn)換為無公害的氣體，以降低尾氣排放后造成的污染效率。尾氣處理技術(shù)包括：

（1）催化劑。目的是為了加快尾氣處理中的氧化反應(yīng)速率，目前使用較多的氧化錳－氧化銅；氧化鉻－氧化鎳－氧化銅等，這些物質(zhì)既可改善化學(xué)反應(yīng)條件，也能對(duì)污染物質(zhì)實(shí)施凈化處理。如：把CO氧化成CO2；HC氧化成 CO2、H2O；NOx被還原成 N2等。

（2）凈化裝置。在汽車尾氣排氣管上安裝適當(dāng)?shù)膬艋b置，如：在排氣系統(tǒng)安裝催化反應(yīng)器設(shè)置，可加快尾氣凈化處理的效率，降低尾氣內(nèi)的污染物含量；安裝水箱，讓汽車尾氣中的碳煙粒子通過水洗、過濾、蒸氣等凈化處理，對(duì)一些有害物質(zhì)及時(shí)清理，保證了尾氣的凈化效果。

6 結(jié)束語

隨著我國(guó)汽車使用數(shù)量的增多，其造成的環(huán)境問題應(yīng)該受到足夠重視。對(duì)于汽車尾氣污染問題的治理控制，必須要對(duì)汽車結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，促進(jìn)尾氣污染控制效率的提升。設(shè)計(jì)汽車尾氣凈化處理系統(tǒng)，是很實(shí)用的一種方式，做好發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的安裝調(diào)試，也有助于尾氣污染控制效果的改善。

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