淺析汽油車尾氣排放超標分析方法

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）

針對汽油車尾氣排放超標現(xiàn)象，從整車排氣系統(tǒng)氣密性、催化器貴金屬含量、標定數(shù)據(jù)合理性三個方面分別進行排查分析，徹底解決排放超標問題。

排放超標；氣密性；催化器；標定數(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

汽車是一個流動的污染源，內(nèi)燃機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，和日益嚴格的環(huán)保要求，城市大氣環(huán)境的污染越來越受到政府部門的重視，汽車排放法規(guī)要求也隨之越來越嚴格。在排放試驗過程中，我們會經(jīng)常遇到排放污染物超出排放限值的現(xiàn)象。本文將對汽油車尾氣排放超標的原因進行分析，找到解決排放超標的方法。

1、原因分析

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

2、排查處理

2.1氣密性方面排查

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

故在進行正式排放試驗前，需要確保整車排氣系統(tǒng)密封性滿足國標要求。

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成，下圖為三元催化器結構示意圖。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，通過變價提供儲放氧能力；氧化鋯作為氧化鈰儲氧材料的穩(wěn)定劑，與氧化鈰形成鈰鋯固溶體，從而進一步提高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。

三元催化器通過促使各種排氣污染物產(chǎn)生的氧化與還原等化學反應，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℃之間時其轉(zhuǎn)化效率最高，當催化器床溫長時間大于900℃甚至更高時，可引起貴金屬燒結活性下降，降低催化器轉(zhuǎn)化能力，嚴重的會導致催化器失效，下圖為三元催化器工作原理。

通常情況車輛會裝載前、后兩級催化器，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結果

故在進行正式排放試驗前，需要確保前、后兩級催化器貴金屬含量與比例滿足匹配要求。

2.3標定數(shù)據(jù)方面排查

排放試驗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氣溫度低等造成；NOx是燃料中的氮化物，其中90%的是NO，是燃料在1600℃時燃燒造成的。在排放試驗過程中，HC主要是在起動階段產(chǎn)生，CO在起動和瞬態(tài)加速工況中易產(chǎn)生，NOx主要是在EUDC階段高速、加速時產(chǎn)生。

根據(jù)排放試驗排放數(shù)據(jù)，確定污染物分布區(qū)域，有針對性分析污染物超標原因，然后利用標定軟件分析數(shù)據(jù)，查找標定原因，調(diào)整發(fā)動機排放相關標定變量，再進行排放試驗反復驗證。調(diào)整標定變量對不同工況點的排放值均有影響，所以排放標定應重復多次，反復調(diào)整，使得排放試驗各階段的排放值都得到最優(yōu)控制。排放試驗涉及的標定有：冷起動標定，如起動空燃比控制、暖機空燃比控制、點火角控制、氣量補償?shù)龋蝗加拖到y(tǒng)標定主要是瞬態(tài)加、減速過程，相關穩(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)氣量等標定。

通過對發(fā)動機排放相關標定變量的調(diào)整，解決排放超標問題。

3、結束語

本文通過對產(chǎn)生汽油車尾氣排放超標三個途徑即整車排氣系統(tǒng)氣密性、催化器貴金屬含量、標定數(shù)據(jù)合理性的分析，找到排放超標的原因，徹底解決排放超標問題。

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[3] 陳志恒,吳訓成等.電控汽油機動力加濃工況空燃比控制策略研究[J].車用發(fā)動機,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)標定開發(fā)工作。