汽車尾氣的排放與防治

嚴曉泉

【摘 要】 環(huán)境保護是當今世界關注的社會問題之一，汽車所造成的環(huán)境污染已引起人們的普遍關注。在現代汽車上采取了多種排放凈化措施來有效降低汽車尾氣所產生的污染，本文對現在普遍使用的污染排放措施進行了闡述。

【關鍵詞】 排放 污染 措施

汽車作為現代不可缺少的交通運輸工具，給人們的工作與生活帶來十分方便的同時，卻產生了大量的有毒有害氣體，給大氣環(huán)境造成了嚴重污染。

汽車排放的尾氣，主要有CO、HC、NOx、PM以及鉛化合物、硫化合物等有害氣體。

CO產生的條件是低溫缺氧，是一種無色無味的窒息性有毒氣體，能停留2～3年，吸入過量的一氧化碳會使人發(fā)生氣急、嘴唇發(fā)紫、呼吸困難甚至死亡。

HC化合物產生的主要來源是發(fā)動機曲軸箱、油箱汽油蒸發(fā)以及自然廢氣排出。它對人體、動物以及生態(tài)環(huán)境都造成破壞，同時還具有致癌作用。

NOx是NO及NO2的總稱，主要產生的條件是高溫富氧，它是產生酸雨和引起氣候變化、產生煙霧的主要原因。

PM（汽車尾氣排放顆粒物），一般是由直徑為0.1-40μm的多孔性炭粒構成。它能粘附SO2等別的有毒物質，有臭味，對人們呼吸道極為有害（顆粒度較大的炭粒能迅速沉淀，不易從肺部排出）。

此外，鉛化合物、硫化合物等等也為有害成分。

為了控制汽車排放污染物，各國相繼制定各類法律來約束控制機動車尾氣排放。同時，通過控制汽車數量、提高燃油質量、創(chuàng)新尾氣治理技術以及加強宣傳等多方面來共同降低污染物的排放。

下面舉例說明汽車生產廠家如何在發(fā)動機上改進技術，安裝防污染處理設備來有效控制有害氣體的排放：

1 電控燃油供給系統（EFI）

電控燃油供給系統（EFI）：電控汽油噴射系統（縮寫為EFI），是利用各種傳感器檢測并輸出發(fā)動機工況信號到電控單元ECU，由ECU進行精確計算和綜合處理，確定該工況下所需的最佳噴油量，輸出噴油信號，控制噴油器的噴油量大小和噴油時機。使發(fā)動機獲得最大的功率、最低的油耗和最小的污染。

特點：在任何情況下都能獲得精確的空燃比；混合氣的各缸分配均勻性好；汽車的加速性能好；充氣效率高；良好的起動性能和減速減油或斷油。

2 燃油供給閉環(huán)控制

燃油供給閉環(huán)控制：它是在排氣管上加裝1-2個氧傳感器，隨時檢測廢氣中的氧含量，并將檢測結果轉變?yōu)殡娦盘柤皶r反饋給ECU，ECU可隨時修正噴入氣缸的燃油量，使混合氣的空燃比保持在理論空燃比的附近，得到最好的三元催化效果。

特點：使每輛汽車在滿足汽車性能要求的條件下，減少有害排放物。可減少各新車之間由于制造裝配等因素造成有害排放物的差異。減少由于車輛老化使發(fā)動機有害排放物惡化。

3 三元催化反應器

三元催化轉換器一般安裝在消聲器前方，三元催化轉換器用的催化劑是貴重的金屬鉑（或鈀）和銠的混合物，催化劑填充在氧化鋁等顆粒狀或蜂窩狀的載體中，其催化作用是利用廢氣本身的熱量激發(fā)的，理想使用溫度400-800度。采用三元催化轉化器時只有當空燃比在化學計量比附近很窄范圍內HC、CO和NOx排出濃度均較小。裝有電控汽油噴射發(fā)動機采用閉環(huán)控制方式，才能使混合氣空燃比嚴格控制在化學計量比附近很窄的范圍內，使三元催化轉化器凈化效率最高。

因此三元催化反應器必須與氧傳感器配對使用，否則容易使三元催化反應器中毒，堵塞，過早報廢。

特點：三元催化轉化器：三元催化轉換控制是采用三元催化轉換器（TWC），把發(fā)動機排出廢氣中的三種有害氣體（CO、HC、NOx）轉化成無害氣體（CO2、H2O、N2）。

4 燃油蒸汽收集裝置

燃油蒸汽收集裝置：為了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，電控發(fā)動機采用了碳罐，油箱中的燃油蒸汽在發(fā)動機不運轉時被碳罐中的活性碳所吸附，當發(fā)動機運轉時，依靠進氣管中的真空度將燃油蒸汽吸入發(fā)動機中。電子控制單元根據發(fā)動機的工況通過電磁閥控制真空度的通或斷達到燃油蒸汽的控制。

特點：用來吸附燃油箱等部位逸散出來的汽油蒸氣，減少HC的排放。

5 EGR廢氣在循環(huán)

廢氣再循環(huán)系統的作用--是將部分排出的廢氣引入進氣管系統，與吸入的新鮮空氣（或混合氣）混合后返回氣缸再循環(huán)燃燒，降低了混合氣燃燒的最高溫度，減少NOx的生成及排放。

ECU根據各種傳感器的信號，確定發(fā)動機當前的運行工況，并輸出控制信號，控制EGR電磁閥的打開或關閉，控制EGR的工作，使廢氣再循環(huán)進行或停止。

特點：部分的排氣通過EGR閥與新鮮空氣混合進入發(fā)動機，這樣缸內混合氣的含氧量就降低，從而降低氮氧化合物排放。

6 二次空氣供給系統

是在冷起動時，由ECU根據發(fā)動機的溫度，控制新鮮空氣噴入排氣歧管或三元催化轉換器中，以控制尾氣中的HC和CO的成分，同時加快三元催化轉化裝置的升溫過程。

特點：二次空氣系統只是部分時間內起作用。

7 微粒捕捉器

微粒捕捉器：主要用來凈化柴油機排氣中的顆粒物，是現代柴油機滿足歐Ⅲ以上排放法規(guī)的有效手段。柴油機微粒捕捉器的核心是過濾體和過濾體再生裝置。過濾體由多孔陶瓷過濾材料或多孔金屬材料制成，目前的過濾體的過濾效率可達90%以上而不會引起過高的排氣阻力。當過濾體過濾的顆粒物引起柴油機排氣不暢時，需要及時消除這些顆粒物，以免造成對發(fā)動機性能的影響。再生裝置一般是通過直接加熱微粒，同時利用催化劑降低微粒著火點，使微粒氧化達到過濾體再生的目的。

8 OBD車載診斷系統

OBD車載診斷系統：在車輛的電控系統中增加了專門監(jiān)測排放控制系統工作狀態(tài)的功能（OBD），（我國要求在實施歐洲III號標準就必須加裝OBD）它能夠隨時監(jiān)測汽車尾氣排放狀況，一旦出現超標或任何一個元件出現故障，都會通過報警等顯示出來。

特點：

系統監(jiān)測：監(jiān)測所有與排放相關的部件和系統；

部件保護：防止關鍵部件的損壞（如三元催化器）；

超標顯示：當廢氣排放超過限定標準時給出顯示；

信息存儲：存儲故障發(fā)生時的有關信息；

信息讀取：在維修時利用檢測設備讀取故障；

應急反應：設置故障時傳感器的代用值或“跛行回家”方式，車輛只能進入特約維修站進行檢查維護。