發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)的應(yīng)用分析和研究

劉漢準(zhǔn) 李敏虔

摘 要：國(guó)內(nèi)私家車數(shù)量的不斷增加，造成城市擁擠，人均占有空間也在不斷減少，相比之下，汽車尾氣的排放，給環(huán)境增加的負(fù)荷也越來(lái)越大。而汽車的使用量在短時(shí)間內(nèi)加以減少或進(jìn)行限制，這就給發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)提出了更高的要求，本研究通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)的簡(jiǎn)單描述及發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)改進(jìn)的意義方面，分析了發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放降低技術(shù)并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案提供了一點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；排放技術(shù)；應(yīng)用

前言：發(fā)動(dòng)機(jī)是一種動(dòng)力裝置，它是前人先輩們不斷努力研寵并不斷實(shí)踐的結(jié)果。它的成功研發(fā)，也明顯改善了勞動(dòng)條件，減輕了勞動(dòng)的繁重程度。但它的出現(xiàn)也帶來(lái)了很多負(fù)面影響，如對(duì)能源的大量消耗，對(duì)環(huán)境的污染……等問(wèn)題。

1發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)的相關(guān)介紹

1.1機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放造成污染的現(xiàn)狀

汽車排放的HC等一些氣體對(duì)環(huán)境造成了極重的損害，天津、南京等大城市，單臺(tái)汽車排放的毒氣容量很大，排出的有害氣體量很多，使得汽車成為引起市區(qū)環(huán)境污染的最主要源頭；據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，天津地區(qū)所有汽車排出的主要污染氣體的分擔(dān)率如下：NO（51%）、HC（69.2%）、CO（62.1%），南京中心區(qū)域汽車排出的主要污染氣體的分擔(dān)率如下：NO（60.3%）、HC（89.2%）、CO（90.1%）。并且一些重要城市的污染氣體約有3/5是來(lái)源于機(jī)動(dòng)車排出的污染物。此外，某些重型城市上層空氣中所含的污染型氣體成分約占70%以上，大部分是來(lái)自于汽車尾氣排放所帶出的污染物。整體生態(tài)狀況已在極大程度上受到侵害，也深度損害著廣大居民的身心健康，此類狀況均為汽車排放廢氣所造成的。所以，必須要對(duì)減少汽車排氣引起重視，從技術(shù)上全面探討改進(jìn)汽車排氣的有力措施。

1.2發(fā)功機(jī)排放技術(shù)工作原理和性能特點(diǎn)

發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)的工作原理主要是三效催化劑，由于發(fā)動(dòng)機(jī)排放的尾氣主要是CO 、HC 和NOx，相對(duì)其他單一的排放技術(shù)，三效催化的效果無(wú)疑是最好的。當(dāng)混合氣濃度滿足相應(yīng)化學(xué)計(jì)量比時(shí)，CO 和HC 與Nox 三種有害成分互為氧化劑和還原劑，在其中能進(jìn)行元素的組合，反應(yīng)的結(jié)果是含碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，含NOx的氣體可以被還原成氮?dú)夂脱鯕猓琀元素和0元素則組合成水，據(jù)相關(guān)研究，它能在化學(xué)計(jì)量比為1的情況下，使車用汽油機(jī)的CO 、HC 和氮氧化物排放量削減80%～90%。發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)的性能特點(diǎn)，從發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作環(huán)境來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定是必不可少的，不僅僅是發(fā)動(dòng)機(jī)排放裝置的材料，還包括催化劑的化學(xué)性質(zhì)，尾氣混合處理空間規(guī)模等，都必須要保證其能在高溫下保持穩(wěn)定的狀態(tài)。同時(shí)，還要從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)成本低……都可認(rèn)為是成功發(fā)動(dòng)排放技術(shù)的基本要求。

1.3發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)的應(yīng)用意義

目前，環(huán)境污染的形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻，世界各國(guó)逐漸認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境的重要性，并頒布了一系列法律法規(guī)來(lái)保護(hù)環(huán)境，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)便是其中之一。因而，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所面臨的不僅是要遵循相應(yīng)的排放法規(guī)，還要保證并提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)排放問(wèn)題也需要加大研究力度，以減少汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有毒氣體的排放量，減少對(duì)環(huán)境的污染。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多對(duì)人體有害的物質(zhì)，如二氧化硫、氮化物……目前有關(guān)機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)以及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)，乃至汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的燃料等都會(huì)影響到有毒氣體的形成。并且大量研究證明，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放的有毒氣體不但會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，而且還會(huì)嚴(yán)重烕脅人類健康，而隨著汽車保有量的不斷增大，汽車尾氣排放量也必然會(huì)大幅上升。因此，研究發(fā)動(dòng)機(jī)排放原理，改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)，減少汽車尾氣排放量，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)的應(yīng)用的淺探

2.1發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放控制技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)排放的控制技術(shù)是指當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，利用一定的技術(shù)手段來(lái)控制汽車尾氣有毒物質(zhì)的含量。發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要表現(xiàn)為控制尾氣的產(chǎn)生和控制尾氣的排放，從當(dāng)前來(lái)看，電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其中就包括發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制領(lǐng)域。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制領(lǐng)域引入電子技術(shù)后，燃油噴射和點(diǎn)火的時(shí)間可以得到有效控制，進(jìn)而對(duì)排放物的產(chǎn)生進(jìn)行控制。從這方面來(lái)看，真正發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)的作用，利用體現(xiàn)綠色環(huán)保理念的循環(huán)利用模式不可缺席。對(duì)于尾氣排放的控制，換句話說(shuō)，就是通過(guò)二次使用汽車尾氣的手段來(lái)達(dá)到控制排放物的目的，即利用一定的技術(shù)手段，使尾氣中沒(méi)有充分燃燒的物質(zhì)回到汽車 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行二次燃燒，通過(guò)這種廢氣循環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用來(lái)減少有毒物質(zhì)總量。在這一廢氣循環(huán)系統(tǒng)中，控制閥與進(jìn)氣管連接在一起，汽車尾氣中沒(méi)有充分燃燒的部分經(jīng)過(guò)進(jìn)氣管再次回到發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)在氣缸中匯入一定的新鮮氣體，經(jīng)過(guò)廢氣循環(huán)系統(tǒng)對(duì)尾氣的再次利用，大大減少了排放到環(huán)境中的廢氣。發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)也被稱之為汽車尾氣循環(huán)再利用系統(tǒng)，簡(jiǎn)寫(xiě)為EGR。EGR的工作原理是通過(guò)二次利用汽車尾氣，提高汽車燃料的燃燒率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放進(jìn)行控制的目的，這是研究汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)的最大意義。

2.2發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放降低技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)中的降低技術(shù)，指的是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，采用一定的技術(shù)手段來(lái)減少汽車尾氣中的有毒物質(zhì)總量。要想減少汽車尾氣中有毒氣體的總量，必須要關(guān)注汽車的設(shè)計(jì)構(gòu)造，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到汽車對(duì)燃料的需求。從當(dāng)前來(lái)看，過(guò)于關(guān)注汽車的舒適度，忽視發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)不足，往往是買(mǎi)車人的疏漏。事實(shí)上，汽車制造商也將安全舒適的設(shè)計(jì)理念貫穿于汽車生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，但是有些汽車制造商為了滿足消費(fèi)者的多種需求，不得已增加了汽車的重量，同時(shí)也造成了發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放量的增加。所以汽車制造商設(shè)計(jì)制造汽車時(shí)，不但要考慮汽車的安全性和舒適性，還要將汽車自重作為重要因素來(lái)考慮，即必須設(shè)法減輕汽車總重量。另外，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃料也會(huì)影響到汽車尾氣排放，一旦汽車使用的燃料不符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不僅會(huì)造成對(duì)汽車的損害，減少汽車的使用壽命，而且也會(huì)加大有毒氣體的排放總量。反過(guò)來(lái)講，如果汽車使用的燃料質(zhì)量較好，不僅能延長(zhǎng)汽車的使用壽命，也能減少有害氣體的排放，減輕對(duì)環(huán)境的污染。因此，汽車制造商需要將研究的重點(diǎn)放在車輛設(shè)計(jì)和車輛性能上，不斷改進(jìn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造，應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)排放降低技術(shù)。對(duì)燃料供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，要盡量為消費(fèi)者提供優(yōu)質(zhì)的燃料，這樣才能使燃料產(chǎn)生的廢棄物質(zhì)總量達(dá)到最低水平，才能減少對(duì)自然環(huán)境的破壞作用。

2.3從發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方面優(yōu)化排放技術(shù)

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方面，無(wú)非是改進(jìn)設(shè)計(jì)減少尾氣排放和改進(jìn)設(shè)計(jì)為排放技術(shù)的高效應(yīng)用創(chuàng)造機(jī)會(huì)。當(dāng)下，發(fā)動(dòng)機(jī)原理暫無(wú)較大突破，要想通過(guò)設(shè)計(jì)減少尾氣排放可從燃料角度考慮，可以用清潔能源，目前主要是氣體燃料和醇燃料，即設(shè)改出適合以上清潔燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)。還可以從提高燃料的利用率方面考慮，即可以設(shè)計(jì)合適的排放技術(shù)將尾氣重新利用。對(duì)于改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)來(lái)提高排放技術(shù)應(yīng)用，排放技術(shù)的關(guān)鍵在于催化劑的選擇，而催化劑的活性與催化劑所處的環(huán)境有很大的關(guān)系?？梢哉f(shuō)催化劑所處的環(huán)境決定著催化劑的活性。而在發(fā)動(dòng)機(jī)中某些環(huán)境因素，如溫度是不可改變的，而溫度對(duì)催化劑活性的影響又比較大，故研究催化劑在不同溫度下的催化效率及如何控制催化劑在不同溫度下的活性，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)的優(yōu)化是有幫助的。如上所述，優(yōu)化排放技術(shù)的發(fā)展可以從設(shè)計(jì)清潔能源的排放技術(shù)和尾氣排放處理催化劑的開(kāi)發(fā)兩方面進(jìn)行研究。

3.結(jié)語(yǔ)

生產(chǎn)商選擇適合的排放技術(shù)，消費(fèi)者選擇性能更高的車，政府干預(yù)減少低價(jià)車（高耗能，高排放）的市場(chǎng)，這都可以改善環(huán)境污染現(xiàn)狀，而且由于民眾愈加的關(guān)注環(huán)保，排放技術(shù)將是汽車行業(yè)評(píng)判競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，不但需要研究者繼續(xù)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造，開(kāi)發(fā)適合的凈化尾氣設(shè)備，還需研究新清潔能源適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]靳文強(qiáng).發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)應(yīng)用分析[I].科技風(fēng)，2015（1）：124.

[2]吳茂軍，李錫坤.降低汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放的技術(shù)淺談[J].時(shí)代汽車，2017（2）：46- 47.