淺析汽油車尾氣排放超標(biāo)分析方法

鄭 松

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

淺析汽油車尾氣排放超標(biāo)分析方法

鄭 松

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

針對(duì)汽油車尾氣排放超標(biāo)現(xiàn)象，從整車排氣系統(tǒng)氣密性、催化器貴金屬含量、標(biāo)定數(shù)據(jù)合理性三個(gè)方面分別進(jìn)行排查分析，徹底解決排放超標(biāo)問(wèn)題。

排放超標(biāo)；氣密性；催化器；標(biāo)定數(shù)據(jù)

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.09.057

CLC NO.: U471.2 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2015)09-168-02

引言

汽車是一個(gè)流動(dòng)的污染源，內(nèi)燃機(jī)未燃燒的燃料和燃燒不完全的生成物排向大氣，成為污染環(huán)境的物質(zhì)。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，和日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，城市大氣環(huán)境的污染越來(lái)越受到政府部門的重視，汽車排放法規(guī)要求也隨之越來(lái)越嚴(yán)格。在排放試驗(yàn)過(guò)程中，我們會(huì)經(jīng)常遇到排放污染物超出排放限值的現(xiàn)象。本文將對(duì)汽油車尾氣排放超標(biāo)的原因進(jìn)行分析，找到解決排放超標(biāo)的方法。

1、原因分析

通過(guò)逐個(gè)分析產(chǎn)生排放超標(biāo)的潛在因素，確定產(chǎn)生排放超標(biāo)的三個(gè)途徑：整車排氣系統(tǒng)氣密性、催化器貴金屬含量、標(biāo)定數(shù)據(jù)合理性。

2、排查處理

2.1氣密性方面排查

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18352《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法》要求：排氣系統(tǒng)不得有任何泄漏，以免減少發(fā)動(dòng)機(jī)排出氣體的收集量。故按照整車排氣系統(tǒng)密封性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，采用向排氣口打入氣體（壓力200kpa）查看整車與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的各接合面是否存在漏氣現(xiàn)象的方法，完成對(duì)整車與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)的漏氣情況檢查。整車排氣系統(tǒng)密封性檢測(cè)示意圖如下圖2所示：

故在進(jìn)行正式排放試驗(yàn)前，需要確保整車排氣系統(tǒng)密封性滿足國(guó)標(biāo)要求。

2.2催化器方面排查

汽油催化器即三元催化器，其作用是通過(guò)催化劑的氧化與還原的轉(zhuǎn)化功能，減少汽車尾氣排放。三元催化器由載體與涂層及貴金屬構(gòu)成，下圖為三元催化器結(jié)構(gòu)示意圖。載體分為陶瓷與金屬，其中陶瓷的熱穩(wěn)定性較好，在1300℃以上。涂層由各種氧化物混合物及儲(chǔ)氧劑組成。氧化鋁通常用于貴金屬活性中心的載體，提供較大的比表面積，提高貴金屬的分散度，增加催化劑的耐熱穩(wěn)定性；氧化鈰作為最主要的OSC材料，通過(guò)變價(jià)提供儲(chǔ)放氧能力；氧化鋯作為氧化鈰儲(chǔ)氧材料的穩(wěn)定劑，與氧化鈰形成鈰鋯固溶體，從而進(jìn)一步提高OSC性能；氧化鑭作為穩(wěn)定劑，提高氧化鋁的熱穩(wěn)定性；氧化鎳用于轉(zhuǎn)化H2S。貴金屬即鉑（Pt）、鈀（Pd）、銠（Rh）。Pt和Pd是很好的HC和CO氧化催化劑，Rh是好的NO還原催化劑。

三元催化器通過(guò)促使各種排氣污染物產(chǎn)生的氧化與還原等化學(xué)反應(yīng)，使得各種排氣污染物得到最大程度的轉(zhuǎn)化，三元催化器一般工作在400℃～900℃之間時(shí)其轉(zhuǎn)化效率最高，當(dāng)催化器床溫長(zhǎng)時(shí)間大于900℃甚至更高時(shí)，可引起貴金屬燒結(jié)活性下降，降低催化器轉(zhuǎn)化能力，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致催化器失效，下圖為三元催化器工作原理。

通常情況車輛會(huì)裝載前、后兩級(jí)催化器，下表為某催化器貴金屬含量與比例。

表1 貴金屬含量與比例檢測(cè)結(jié)果

故在進(jìn)行正式排放試驗(yàn)前，需要確保前、后兩級(jí)催化器貴金屬含量與比例滿足匹配要求。

2.3標(biāo)定數(shù)據(jù)方面排查

排放試驗(yàn)中汽油車尾氣主要排放污染物為CO、HC、NOx，其中 HC約有100～200種成分，是不完全燃燒造成的，它并非是未燃燒的燃料而是燃燒的副產(chǎn)物，主要包括甲、乙烷等烷烴，烯烴，芳香烴；CO也是不完全燃燒的產(chǎn)物，燃油混合不均勻或燃?xì)鉁囟鹊偷仍斐?；NOx是燃料中的氮化物，其中90%的是NO，是燃料在1600℃時(shí)燃燒造成的。在排放試驗(yàn)過(guò)程中，HC主要是在起動(dòng)階段產(chǎn)生，CO在起動(dòng)和瞬態(tài)加速工況中易產(chǎn)生，NOx主要是在EUDC階段高速、加速時(shí)產(chǎn)生。

根據(jù)排放試驗(yàn)排放數(shù)據(jù)，確定污染物分布區(qū)域，有針對(duì)性分析污染物超標(biāo)原因，然后利用標(biāo)定軟件分析數(shù)據(jù)，查找標(biāo)定原因，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)排放相關(guān)標(biāo)定變量，再進(jìn)行排放試驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證。調(diào)整標(biāo)定變量對(duì)不同工況點(diǎn)的排放值均有影響，所以排放標(biāo)定應(yīng)重復(fù)多次，反復(fù)調(diào)整，使得排放試驗(yàn)各階段的排放值都得到最優(yōu)控制。排放試驗(yàn)涉及的標(biāo)定有：冷起動(dòng)標(biāo)定，如起動(dòng)空燃比控制、暖機(jī)空燃比控制、點(diǎn)火角控制、氣量補(bǔ)償?shù)?；燃油系統(tǒng)標(biāo)定主要是瞬態(tài)加、減速過(guò)程，相關(guān)穩(wěn)態(tài)工況的燃油控制，和燃油閉環(huán)控制等；以及充氣效率、閉環(huán)氣量等標(biāo)定。

通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放相關(guān)標(biāo)定變量的調(diào)整，解決排放超標(biāo)問(wèn)題。

3、結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)產(chǎn)生汽油車尾氣排放超標(biāo)三個(gè)途徑即整車排氣系統(tǒng)氣密性、催化器貴金屬含量、標(biāo)定數(shù)據(jù)合理性的分析，找到排放超標(biāo)的原因，徹底解決排放超標(biāo)問(wèn)題。

[1] 劉永長(zhǎng).內(nèi)燃機(jī)原理[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2001(06).

[2] 張遠(yuǎn)程,李技新等.三元催化轉(zhuǎn)化器的使用及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響[J].內(nèi)燃機(jī),2003（04）:17-19.

[3] 陳志恒,吳訓(xùn)成等.電控汽油機(jī)動(dòng)力加濃工況空燃比控制策略研究[J].車用發(fā)動(dòng)機(jī),2006（06）:5-8.

Analyse gasoline automobile contamination emission overstep standard construe measure

Zheng Song
（Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Contrapose gasoline automobile contamination emission overstep standard electrophoresis, analyse automobile exhaust system airproof capability、catalysis container noble metal content、Calibration data rationality three aspect, solve emission overstep standard problem drastically.

emission overstep standard; airproof capability; catalysis container; Calibration data

U471.2

B

1671-7988（2015）09-168-02

鄭松，就職于安徽江淮汽車股份有限公司，從事汽車電控系統(tǒng)標(biāo)定開發(fā)工作。