對(duì)新時(shí)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(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，汽車已成為普通家庭消費(fèi)的大眾化的商品，汽車給人們的生產(chǎn)生活帶來了便利，同時(shí)，其尾氣污染也對(duì)人們的生活環(huán)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(guó)民環(huán)保意識(shí)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(huì)各界的廣泛關(guān)注?；谶@種狀況，文章結(jié)合工作中的實(shí)踐，對(duì)汽車排放污染物成分的危害進(jìn)行了分析，并對(duì)相關(guān)控制措施展開論述，為環(huán)保工作者在汽車尾氣污染控制方面提供參考。

關(guān)鍵詞：汽車；尾氣排放；尾氣污染；控制措施

引言

最近幾年，每當(dāng)進(jìn)入秋冬季節(jié)，被霧霾天氣籠罩的天氣狀況經(jīng)常會(huì)在我國(guó)中東部地區(qū)出現(xiàn)；隨著汽車銷量的不斷增加，普通家庭購(gòu)買汽車的數(shù)量增速迅猛，我國(guó)被霧霾天氣籠罩的地區(qū)，呈現(xiàn)出持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，范圍廣的特點(diǎn)。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(gè)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(duì)汽車有害氣體排放進(jìn)行控制，降低汽車尾氣對(duì)環(huán)境造成的污染，已成為能源與環(huán)境研究中的重要課題，也是汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展所必須解決的問題。

為降低汽車尾氣對(duì)環(huán)境的危害，各國(guó)都采用制定汽車排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行限制。目前國(guó)際上的汽車排放法規(guī)主要分為美國(guó)、歐洲和日本排放法規(guī)三大體系，其中歐洲標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)測(cè)試要求沒那么高，所以被大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家采用。而僅依靠制定嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)是無法從根本上解決問題，還需要更進(jìn)一步探究更多有效的措施。

1 改善汽車用油的品質(zhì)

燃油品質(zhì)對(duì)環(huán)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(zhuǎn)換器“中毒”，導(dǎo)致氧傳感器失效，對(duì)汽車排放污染物的催化轉(zhuǎn)換效果受到影響。目前，我國(guó)石油煉化企業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其煉油水平在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還比較落后，雖然我國(guó)已出臺(tái)了汽車排放的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)措施，但由于成品油質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致環(huán)保措施不能及時(shí)施行。生產(chǎn)企業(yè)在按照國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)制造汽車時(shí)，只是按照國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)加裝了一些技術(shù)裝備，這樣無法使汽車尾氣排放達(dá)標(biāo)，而且使用低質(zhì)燃油會(huì)使油耗增加。因此，石油企業(yè)要加大資金投入，引進(jìn)新技術(shù)，自主探究新工藝，加快石油產(chǎn)品冶煉質(zhì)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?xì)浠衔?、二氧化硫等，都?duì)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(chǎn)生的有害氣體，極易與人體的血紅蛋白結(jié)合，造成人體缺氧，即一氧化碳中毒；氮氧化合物是發(fā)動(dòng)機(jī)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(jié)合能力要強(qiáng)與一氧化碳；二氧化硫是燃油中的硫燃燒后的產(chǎn)物，是形成酸雨的主要成分?，F(xiàn)代汽車上增加的排放控制器主要有廢氣再循環(huán)裝置、三元催化裝置、燃油蒸發(fā)控制裝置和曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置等。

2.1 廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)

廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)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(nèi)部燃燒的溫度，從而達(dá)到抑制氮氧化合物生成的目的。

由于進(jìn)氣系統(tǒng)引入了廢氣，會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作和性能，必須對(duì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣量進(jìn)行控制。為確保發(fā)動(dòng)機(jī)工作的穩(wěn)定性，部分工況下不能進(jìn)行廢氣再循環(huán)，主要包括啟動(dòng)工況、怠速工況、暖機(jī)工況等。

2.2 三元催化轉(zhuǎn)換器

三元催化轉(zhuǎn)換器是現(xiàn)代汽車排氣管上普遍使用的排氣凈化裝置。廢氣中的碳?xì)浠衔?、CO和NOx經(jīng)過該轉(zhuǎn)換器時(shí)，在催化劑的作用下，這些氣體參與氧化還原反應(yīng)，CO最終還原為二氧化碳，NOx還原成氮?dú)夂脱鯕狻Ｖ挥性诶碚摽杖急龋?4.7）附近時(shí)三元催化轉(zhuǎn)換器中的催化劑活性最強(qiáng)，轉(zhuǎn)化效率最高，經(jīng)測(cè)試在理論空燃比時(shí)，可將90%以上的一氧化碳和碳?xì)浠衔铮?0%以上的氮氧化合物轉(zhuǎn)換掉。所以要精確控制空燃比，發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)控制

為防止燃油蒸汽排放到大氣中，發(fā)動(dòng)機(jī)多采用由燃油蒸發(fā)控制的活性炭罐蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)，用來收集蒸發(fā)的燃油蒸汽，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)引入氣缸燒掉。

2.4 曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)器

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，部分可燃混合氣和廢氣經(jīng)活塞環(huán)進(jìn)入曲軸箱，俗稱竄氣。這部分氣體會(huì)稀釋曲軸箱內(nèi)的機(jī)油，使機(jī)油變質(zhì)，影響使用性能；水蒸氣混入機(jī)油中形成泡沫，阻礙油路，影響機(jī)油泵工作；酸性物質(zhì)混入機(jī)油，會(huì)導(dǎo)致機(jī)件腐蝕加劇?，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)多采用強(qiáng)制通風(fēng)器，通過一個(gè)控制閥，控制閥一端接進(jìn)氣管道，另一端接曲軸箱，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，進(jìn)氣管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定的真空，可將曲軸箱內(nèi)的油氣吸入氣缸中和新鮮氣體一起燒掉。

3 研制新型發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車動(dòng)力與汽車污染物排放的源泉，研發(fā)新型的節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)是控制汽車尾氣排放的一個(gè)方向?？勺兣錃庹龝r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)是目前市場(chǎng)上廣泛采用的一種節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)。

可變配氣正時(shí)控制系統(tǒng)通過配備的控制系統(tǒng)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門升程和凸輪相位，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下的動(dòng)力需求。四行程發(fā)動(dòng)機(jī)完成一次工作循環(huán)需要經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)過程，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高時(shí)，配備有可變配氣正時(shí)控制系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，增大氣門打開的角度，使進(jìn)氣時(shí)間延長(zhǎng)，使更多空氣進(jìn)入氣缸參與燃燒，不需要多噴油就可提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。與沒有配備可變配氣正時(shí)控制系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，配有可變配氣正時(shí)控制系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力提升5%，節(jié)油20%以上。

采用新能源汽車。采用非常規(guī)車用燃料作為動(dòng)力來源，綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。主要包括混合動(dòng)力車、純電動(dòng)汽車、太陽能汽車等。

3.1 混合動(dòng)力汽車

混合動(dòng)力汽車（Hybrid Electric Vehicle， HEV）是指車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由兩個(gè)及兩個(gè)以上能同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的單個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合組成的車型，車輛的行駛動(dòng)力依據(jù)實(shí)際的車輛行駛狀態(tài)由單個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單獨(dú)或者共同來提供，目前普遍采用的燃油加電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)所用的燃料不同，又可以分為汽油混合動(dòng)力和柴油混合動(dòng)力汽車，目前鄭州市部分公交車采用的是混合動(dòng)力汽車，當(dāng)車速低于20公里每小時(shí)時(shí)，車上配備的電池放電，驅(qū)動(dòng)車輪運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)車速高于20公里每小時(shí)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作，為車輛提供動(dòng)力，同時(shí)為電池充電。

3.2 純電動(dòng)汽車

純電動(dòng)汽車（Blade Electric Vehicles ，簡(jiǎn)稱BEV）是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛的新型汽車，主要是由可充電電池來為發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力源?？沙潆婋姵刂饕秀U酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池。純電動(dòng)汽車是完全無污染的綠色環(huán)保汽車，雖然它有100多年的發(fā)展歷史，但是由于電池價(jià)格昂貴、壽命短、外形尺寸及質(zhì)量較大、充電時(shí)間長(zhǎng)等因素抑制了它的發(fā)展。國(guó)產(chǎn)典型的純電動(dòng)汽車當(dāng)屬比亞迪E6。

4 制定和完善相關(guān)的政策，減少汽車尾氣污染排放

國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)加快制定政策措施，制定汽車燃油經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)，推出類似家用電器的汽車能效標(biāo)識(shí)，鼓勵(lì)和引導(dǎo)消費(fèi)者使用能耗低，污染低，節(jié)油環(huán)保的汽車，對(duì)環(huán)保不達(dá)標(biāo)的汽車，相關(guān)部門應(yīng)采取措施，加快其淘汰。國(guó)家應(yīng)加快發(fā)展公共交通，對(duì)汽車實(shí)行限牌和限號(hào)，減少城市交通壓力。

引導(dǎo)和督促汽車生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)節(jié)能環(huán)保的綠色汽車，督促石油企業(yè)加快研發(fā)，提高燃油的品質(zhì)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，鼓勵(lì)大家使用綠色汽車，對(duì)于那些故意造成環(huán)境污染的企業(yè)和個(gè)人國(guó)家應(yīng)從重從嚴(yán)處理。

參考文獻(xiàn)

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