汽車尾氣凈化減排技術探析

摘 要：隨著汽車社會的到來，汽車已經成為生活中的必需品。據統計，我國汽車保有量已經位居世界第一，隨之而來的是尾氣污染造成的霧霾天氣。面對這樣的局面，汽車尾氣凈化減排不單是汽車技術方面的問題，更是構建綠色經濟和環境可持續發展的重要措施。文章從汽車尾氣排放污染及能源消耗概述入手，詳細探討了汽車尾氣凈化技術和尾氣減排技術。以期對汽車尾氣的治理有所裨益。

關鍵詞：汽車；尾氣凈化；減排；危害；技術

引言

現如今，機動車輛數量急劇增加，其排放的尾氣污染日趨嚴重，嚴重危害人們的身體健康。尾氣的成分很復雜，主要是碳氫化合物、氮氧化合物、二氧化硫、三氧化硫、大氣懸浮顆粒等，人們長時間處于高濃度尾氣條件下，會導致心肺方面的疾病，如支氣管哮喘、呼吸道疾病等，甚至是肺氣腫、肺癌等。進入21世紀，倡導環境友好型社會，在推動建設環境友好社會的過程中，為緊密聯系科學發展觀，一定要抓好節能減排環節。節能減排即在盡可能節約天然能源與物質資源的情況下，將廢氣、廢液、廢渣及噪聲污染物作到排放量最小。節能減排工作是眾多工作的基礎，是建設環保無污染社會的根基，對于促進和諧社會的長遠發展有重要意義。

1 汽車尾氣排放污染及能源消耗概述

近幾年，交通部門對我國機動車輛的數量進行了統計，發現車輛使用的燃油和機油的量占據用油年產值的1/2以上，車輛尾氣排出的都是污染嚴重的有毒氣體，每年排到大氣中的污染尾氣將近2億噸；一些常見的大氣污染物，主要來自機動車輛的排放，能達到70%，平均每輛車輛的排放量占世界之最，遠遠超過美國和日本，主要是氮氧化合物、碳氧化合物。日益嚴重的尾氣污染需要亟待解決，現已大大降低人們的生活質量，嚴重危害人類健康。此外，石油能源日漸枯竭，況且我國是資源短缺的國家，基本靠進口，石油使用量占據世界第二。因此，節能減排工作顯得格外迫切及重要。

2 汽車尾氣凈化技術

處理尾氣的主要方法是采用三元催化劑，將有害氣體催化降解為無害氣體，排放到大氣中，這樣就能盡量減少有毒氣體的排放量。不過，三元催化劑不是永久使用的，有壽命年限，一旦超出使用時間，就會完全喪失催化性能。為使催化劑再生，一般有四個步驟，燒炭、除毒、氯化、還原，四個步驟緊密相連，缺一不可，其再生方法如圖1所示。

圖1三元催化劑中的催化液體無色透明、PH為中性，成分含有氯化更新劑、反應物、載體、活化劑等，載體中的主要成分是強極性溶劑，一般為醇類，根據相似相容原理，它產生的過氧化物能夠有效溶解尾氣排放口沉積的固體、膠體沉積物。因此，燃燒過程中就形成很多富氧離子，車輛的排氣管口及發動機周圍就會處于高溫氧化狀態，生成大量積碳、硫磷化學配合物，富氧離子使其氧化成氣體而排出，另外，一些金屬沉積物也能被氧化為氣體，排進大氣中。反應劑的主要成分是EGC，即強助燃劑，能夠促進一些催化劑的反應速率，提供一種高溫氧化環境，使反應更充分。為了防止在燃燒環節、進氣環節產生沉積物，要選擇有針對性的活性劑，選用能夠溶解一些沉積物的活性劑。氯化更新劑的主要成分是有機氯化物，主要起氧化活性劑的作用，特別是高溫環境下，氧化得更徹底，使催化劑成為各自獨立的化合物，防止一些催化劑團聚在一起，形成有相對較小再生凈化轉化率的三元催化劑，延長了三元催化劑的使用壽命，使凈化功能較弱的催化劑盡快恢復原來性能。

3 汽車尾氣減排技術

3.1 渦輪增壓技術

為了提高渦輪的輸出動力，即增加發動機的進氣量，并且不改變發動機的排氣量，要選用渦輪增壓技術，該技術的核心部件是渦輪增壓器。燃油直噴技術有兩個優點，一是盡量減少有毒氣體的排放量；二是一定程度上優化機動車輛的加速響應性能，這種汽油直接噴入氣缸內的直噴技術，能防止在進氣道噴射時形成壁面油膜的情況，尤其是在發動機未暖機的條件下，有效改進了變工況時對空燃比的控制。這種燃油直噴技術明顯優于進氣道噴射汽油技術，充氣效率增加了十分之一，有效減小了爆震發生的可能性，大大提高汽油機的熱效率，提升壓縮比，詳細說來就是使爆震控制的點火時間提前片刻，這樣就能減小燃油量，節約資源，減少污染。燃油直噴技術還能實現稀薄混合氣分層同時燃燒，可以有效增加低負荷工況時的空燃比，增加幅度一般是40%。由于提高的絕熱指數、混合氣物理性質的改變再加上降低的熱損失，都有利于在高空燃比情況下增加車輛的熱效率。這項技術特別適用于低負荷工況下運行的發動機，可以有效較少平均燃油量，減少量大約為五分之一。近年來，新技術的使用表明，上述兩種技術，即渦輪增壓技術、燃油直噴技術的完美結合，能夠達到節能減排的作用，并且能達到傳統大排量發動機需要的動力。就發動機來說，原先的直列四缸類型發動機動力為2升，結合先進技術后，其動力能達到LV6類型的發動機，即3升。另外，其CO2的排放量減少了15%，燃油效率也得到相應提高。

3.2 優化燃燒室

將燃燒室的結構進行優化，使其表面積減小，防止有空隙，這樣就能減少HC的排放量。具體結構就是中間部位放置火花塞，這樣火焰容易傳播，有利于充分降解有毒氣體，達到減少尾氣排放的目的，燃油量也會相應減少。高溫富氧條件下能促進降解的進程，所以經過優化的燃燒室優點很多，不僅能減少有毒氣體的排放量，還能促進物質的燃燒性。

3.3 優化濾清器

在機動車輛的配件中，一種至關重要的易耗品就是濾清器，它關系到尾氣的排放和發動機的使用壽命。若是改善濾清器的結構，提高其性能，就能定時清理整個系統中的垃圾，進而延長發動機的使用年限，同時能使燃油燃燒充分，盡量減少有毒氣體的排放。特別一些擁有高排放標準的車輛，采用良好的濾清器顯得尤為重要。最具代表的是，由國外某公司推出的生物材料空氣濾清器，其輕便易安裝，不吸水，特別環保。

3.4 使用更高品質的燃油和潤滑油

除了機動車輛本身所消耗石油外，在機器運轉時其零件之間的摩擦也損耗石油，最多將近三分之一。因此盡力降低內部部件的摩擦損耗也可以有效減少尾氣的排放和燃油消耗量。也就是說，常見的溫室氣體CO2也能相應減少。可以看出，潤滑油的選擇顯得尤為重要。例如，選擇SM5W-20類型的潤滑油要比其他傳統的機油優越很多，每一輛機動車可以節約5%，雖然看起來效果一般，對于中國龐大的機動車輛數量，其節約的機油就很多，排放的尾氣數量就會明顯降低不少。若是車輛選擇品質不好的燃油，就會嚴重影響環保車輛的發動機性能，比如，選擇了S含量比較高的燃油，就會嚴重影響氧傳感器所對應的三元催化劑的降解性能，大大降低催化劑、傳感器的使用年限，減小發動機的使用功率，升高了點火溫度，難以發動，不好發動車輛，常常引起催化劑中毒現象，需要經常更換催化劑。

4 結束語

環境問題作為全球各國亟待治理的問題，嚴重影響到了全球居民的健康生活，為解決汽車尾氣治理的難題，需要很多部門團結一起，共同治理，不論是國家政府機構，還是普通老百姓，都要盡自己的一份力量，特別是技術研發機構，要盡快研制新型的催化劑，有效凈化有毒氣體，減少燃油消耗量，減少污染，共同保護我們的家園。

參考文獻

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