汽车尾气排放控制治理技术的研究.doc

六安职业技术学院 毕业设计（论文）题目： 汽车尾气排放控制治理技术的研究 系 别 机电工程系 专 业 汽车运用技术 班 级 汽车0802 学生姓名 伍德贵 指导教师 孙 然 起迄时间 2010-8-6至2010-10-1 六安职业技术学院学生毕业设计（论文）开题报告书 2010年6月18日姓 名伍德贵专业和年级汽车0802学制 三 年毕业设计(论文)题目 汽车尾气排放控制治理技术的研究一、毕业论文课题综述汽车尾气对空气这样严重的污染,专家分析主要是由于以下原因所致：汽车保有量增加较快，而且集中在城市。2008年,中国民用汽车保有量突破6000万辆,达到6467万辆,比2001 年增长了300% ,近十年12%的年均速度增长，到2020年中国汽车保有量将超过1.5亿辆。这些量的变化,我们也可以从行驶在大路的汽车牌上发现，据调查，哈尔滨市车牌从“黑A”,到两个英文字母,再到现在的三个英文字母车牌不过十年左右的时间，现在哈尔滨市每天新车落户都在200辆左右,高峰的时候达300多辆,每月上车牌的汽车有5 000多辆。仅去年一年,哈市就新增机动车8万余辆。目前，哈尔滨市汽车保有量突破了50 万辆,其中哈市市区40多万辆,私家车占总数的七成左右,从中可见一斑。而增加的大多数为化油器型机动车,排气量小,油耗大,未达到环保汽车的要求。道路的增长大大低于车辆的增长速度，道路建设的滞后、路况差，造成各城市主要交通道路机动车流量多、车速慢，整条道路就像一个大的停车场。道路交通拥挤状况十分严重，城市车辆行驶速度仅为十几km/h。机动车尾气排放最严重的就是在车辆停停开开或车辆运行很慢时。以小轿车为例：车速20km/h的HC和CO的排放量比50km/h要高出近50%.。道路上车流量多，必然导致道路两侧污染物的高浓度区，再加上城市道路两侧一般是高大建筑物，使空气流速减缓，汽车排气污染物难以及时扩散、净化造成局部严重的大气污染。2007年4月27日，国家环保总局公布了相当于欧和欧标准的汽车尾气排放中国标准。中国号标准的尾气污染物排放限值比我国目前执行的第阶段标准尾气污染物排放限值降低了30，并将于2007年7月1日起在全国开始实施，北京将在今年提前实行。 据国家环保总局科技司副司长罗毅介绍，环保总局早在2001年就启动了相当于欧标准的中国标准的制定。据参与该标准制定的清华大学污染控制研究所所长傅立新教授透露，北京地方性标准草案绝大部分内容参照了欧洲的欧标准，OBD和冷启动等要求都被保留。 目前，世界汽车排放标准并立，分为欧洲、美国、日本标准体系。欧洲标准测试要求相对而言比较宽泛，是发展中国家大都沿用的汽车尾气排放体系。并且，由于我国的轿车车型大多从欧洲引进生产技术，中国大体上采用欧洲标准体系。 中国汽车技术信息研究所专家李京生认为，中国有自己的国情，实施排放标准的背景也与欧洲有所不同，其中最直接涉及到的就是城乡差别问题，因此中国应该有自己的标准。我国机动车污染物排放标准中污染物排放限值大体等同欧盟排放标准，故国内也沿用类似称呼，但两者仍存有一定的技术差异。我国制定的轻型汽车污染物排放限值及测量方法()等效于“欧”标准；轻型汽车污染物排放限值及测量方法()等效于“欧”标准。而欧则比欧标准上了个台阶，有关专家做了一个形象的比喻：7辆执行欧标准的汽车，相当于1辆化油器车的污染物排放量；14辆执行欧标准的汽车，才相当于1辆化油器车的污染物排放量。按照轻型汽车号标准，家庭轿车和轻型汽车的一氧化碳排放量将在原有基础上减少30，碳氢和氮氧化合物则分别减少40。 路况油品将影响OBD的准确率 。 为保证车辆在使用过程中稳定达到排放限值要求，在实施新标准时，一个名叫车载诊断系统(OBD)要被加装到汽车上，OBD系统将根据发动机的工作状况随时监测汽车排放的尾气是否超标，超标时即发出警示。然而，这个OBD系统的实行体现出了很大的中国特色。根据国家环保总局的规定，2007年7月1日，全国生产和销售的新车都必须符合这一标准，OBD系统将推迟一年实施。 据中国汽车技术研究中心首席专家方茂东介绍，与欧相比，欧排放标准中最大的变化在于车辆出厂前必须装配核心组件OBD，即车载自诊断系统。该系统特点在于，检测点增多、检测系统增多，在三元催化转化器的进出口上都有氧传感器。完全通过实时监控车辆排放来控制达标，可以更加保证欧排放标准的执行。 据了解，现在部分国产品牌轿车已经具备达到欧排放标准的条件。但是，专家也指出，目前能够达到欧排放标准的发动机，只是排放方面相比欧有所改进。对于国标号，由于这些车辆出厂之前没有安装OBD系统，因此尚不能称在完全意义上达到欧排放标准。同时，OBD系统也不能在车辆出厂之后经过改造加上，因此即使现在购买那些已经具备达到欧排放标准条件的车辆，今后也不会视同已经符合我国新排放标准。 小小的OBD成为汽车厂商和环保部门争论的重点，可能成为欧排放标准最难解决的问题。许多厂家认为关键所在是油品的问题，如果油品质量不断反复，必然会导致排放标准不合要求，而北京市环保局则认为，加装OBD自动诊断系统才是当务之急。北京市环保局大气处处长冯玉桥表示，会尽量争取欧标准与OBD系统同步实施。 有厂商认为，北京的路况与国外有差距，城市堵车严重，油品质量也不够好，如果安装了OBD系统，会导致系统频繁误报，这样会使消费者对车辆本身的质量产生怀疑；此外，OBD系统的售后、维修培训需要的时间为期不短，能不能与欧标准同步实施也是问题，而这些都关乎影响企业生死的品牌问题。另外，由于OBD在欧美是作为汽车召回项目中的一项，是否加装OBD将决定企业未来召回成本的问题。 两大企业正加快研制新油品 业内人士指出，油品质量对于汽车尾气排放效果的影响相当明显。车辆在使用过程中，如果车油不相配，会造成因油损车的情况。如果使用相应的低品质燃油，排放同样达不到新标准要求。要使汽车达到更严格的尾气排放标准，不仅要求汽车生产厂家提高整车生产技术，还需油品供应商提高相应的燃油质量。根据去年颁布的车用汽油北京市地方标准，从2007年7月1日起，符合欧标准的汽油将在北京全面上市，而低于该标准的汽油将不准加用。国家环保总局机动车排污监控中心汤大钢主任表示，在全国市场提供质量稳定的燃油产品是实施更高排放标准的先决条件。如果汽油中的硫、锰、铁等杂质含量过高，可能损害三元催化器和氧传感器，降低对污染物的催化效果；若汽油饱和蒸气压较高，也会带来挥发性污染。新油品标准的制定体现了车厂和油厂的利益之争。从技术层面讲石油企业完全具备生产欧标准燃油的能力，但标准迟迟不出使得石油企业有了坐观其变的最好借口；对汽车生产厂家而言，“喝不到好油”也成为汽车排放降不下来的很好托辞，一位合资汽车生产厂家负责人告诉记者，他们的产品在国外能够达到严格的欧排放标准，为适应国内油品质量不稳定的状况，只好自降标准，局部采用以往的技术通过目前的欧排放标准就行了。对此，汤大钢主任解释说：同样是欧标准，油品质量高，对于汽车自身控污能力的要求就低；油品质量差，对于汽车自身控污能力的要求就高。在企业最看重的效益面前，提高油品质量和提高汽车的控污能力都需要投入研发资金和增加生产成本，汽车厂家和石油企业在此问题上的博弈其实早在我国执行欧I标准时就已开始了。 实际上，令众多汽车及石油企业心存疑虑的还有一个原因，即由于北京的第三阶段用油品质标准是一个完全的地方标准，他们担心的是这一标准能否得到有关部门的有力支持并在全国范围内实施。某汽车公司老总指出，我国油品质量地域差异性较大，北京等大城市的燃油质量肯定优于中小城市及乡村，油品质量对于欧标准的影响不能忽略。 北京市环保局机动车尾气排放管理中心总工程师李昆生介绍说，“要达到新的排放标准，仅中石化北京燕山分公司就已经投入5、6亿元进行改造。而目前来看，增加的成本要由企业内部消化。因此在每一个指标的确定上，都历经了艰难的协调与论证过程。”在选用油品方面，符合欧排放需要使用清洁汽油，而标号高的汽油并非就是清洁汽油，这需要依靠炼厂技术的提高和调配方法，使用不清洁汽油会造成三元催化器过早失效，汽车排放超标。截至目前，北京油品市场上只有98号汽油的排放水平达到了欧标准，这种油不仅价高，而且只在少数加油站供应。目前存在的主要问题：汽车排放的尾气，除空气中的氮和氧以及燃烧产物、水蒸汽为无害成份外，其余均为有害成份。汽车发动机排放的尾气一部分毒性物质，是由于燃料不完全燃烧或燃气温度较低时发生较多。尤其是在次序起动、喷油器喷雾不良、超负荷工作运行。燃油不能很好地与氧化合燃烧，必定生成大量的、和煤烟。另一部分有毒物质，是由于燃烧室内的高温、高压而形成的氮氧化合物（和和的总称）。就北京而言，现有各类汽车300多万辆，每天排放着大量的尾气.对环境的影响是不言而喻的。当一个城市的汽车尾气排放减少50%时，这个城市的空气质量和环境，应该会有一个质的变化。所以，汽车尾气治理是当务之急。目前汽车尾气排放治理几个认识误区， 1、忽视了合格车辆尾气排放的危害。现在汽车尾气检测部门，检测汽车尾气时汽车尾气排放量小于许可值就判定合格，这是正常的。不同的汽车有不同排放量，许可值有大有小，所以在规定许可值范围内的汽车尾气排放，对空气污染的影响依然是存在的。可更多的人认为检测合格了就没有危害了，这是不对的。检测合格车辆尾气排放量不会一成不变。汽车在行驶一定距离后，随着汽车磨损等原因，尾气排放也逐渐增多。新车是合格的（尾气排放在许可值范围内），旧车（运行2030万公里以上）尾气排放基本上超许可值或接近许可值，这部分的汽车尾气污染量也是不小的。 2、忽视了汽车尾气排放的其它因素。现在的检测就是在汽车后面加一个探测针，这主要是检测尾部的排放。而且忽视了汽车曲轴箱和燃油蒸发其它部位的污染排放。要想综合治理污染物的排放，就应该从整体上考虑对污染排放的治理，不然就会治标不治本，收不到良好的治理效果。 3、忽视了治理这一重要环节。有的汽车在检测前，为了过关，在汽车上动了手脚，采取临时的措施通过测试，过后照常是尾气排放超标。这样的汽车就可以在大街上任意行驶，因为有测试合格标志。有的为了过关，花点钱找修理部门处理一下，检验就过关了。下了检测线，尾气依然是超标的，可是合格的标识已经贴在了车上。有的外地车进京，也可以花钱买到尾气合格的标识。这对于整个治理工作来说，可以说是一个很大的误区。花了很多的资金，用到了检测上这是应该的，可是治理上应该投入更大，没有治理就等于没有检测。本课题拟解决的主要问题及意义：研究治理控制汽车尾气的排放有利于大自然的和谐，为人类提供舒适的生活环境，也能改善未来社会对能源的需求，让我们越来月好。二、本题的主要内容在现代文明的今天，汽车已经成为人类不可缺少的交通运输工具。自从1886年第一辆汽车诞生以来，它给人们的生活和工作带来了极大的便利，也已经发展成为近现代物质文、明的 支柱之一。但是，我们也应该看到，在汽车产业高速发展、汽车产量和保有量不断增加的同时，汽车也带来了大气污染，即汽车尾气污染。汽车排放的大量NO与柴油汽车排放的SO，可以加剧酸雨、酸雾等发生，破坏生态环境，使森林资源被破坏，农业减产。汽车尾气污染在交通干线等人口密集去危害更为突出。汽车尾气中含有一氧化碳、氧化氮以及对人体产生不良影响的其他一些固体颗粒，尤其是含铅汽油，对人体的危害更大。 铅在废气中呈微粒状态，随风扩散。农村居民，一般从空气中吸入体内的铅量每天约为一微克；城市居民，尤其是街道两旁的居民会大大超过农村居民。锡进入人体后，主要分布于肝、肾、脾、胆、脑中，以肝、肾中的浓度最高。几周后，铅由以上组织转移到骨骼，以不溶性磷酸铅形式沉积下来。人体内约9095的铅积存于骨骼中，只有少量铅存在于肝、脾等脏器中。骨中的铅一般较稳定，当食物中缺钙或有感染、外伤、饮酒、服用酸碱类药物而破坏了酸碱平衡时，铅便由骨中转移到血液，引起铅中毒的症状。铅中毒的症状表现很广泛，如头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、乏力、食欲不振、上腹胀满、暖气、恶心、腹泻、便秘、贫血、周围神经炎等；重症中毒者有明显的肝脏损害，会出现黄疸、肝脏肿大、肝功能异常等症状。有人曾对汽车尾气的危害进行过生物学实验，通过实验表明，汽车尾气中既含有间接致突变物，也含有直接致突变物，能引起肺组织及细胞染色体损伤，汽车尾气可使肺癌、支气管炎、哮喘等呼吸系统疾病及膀胱癌等疾病的发病率大大增高，汽车尾气中的铅具有蓄积作用，对神经系统、造血系统、消化系统都有损害作用。铅对孕妇儿童的影响尤为严重，血铅含量如果超标，人的智商将平均下降24,严重影响儿童的身体与智力发育，铅还可以人体血压升高及心血系统疾病。三、完成期限和采取主要措施12010年6月8日熟悉毕业论文指导书。22010年6月18日完成开题报告。32010年8月18日前论文中期检查，交论文初稿。42010年8月19日指导教师返回修改意见。52010年9月27日论文定稿。62010年10月中旬论文答辩。72010年11月2026日指导教师完成论文评阅、成绩、总结，材料上交系部。四、主要参考文献书目1 汽车维修与汽车尾气污染治理 Vehicle maintenance and the solution of vehicle exhaust po llution 作者:邵毅全,杜仕武,邵毅明,梁雄耀, 期刊-核心期刊 重庆交通学院学报JOURNAL OF CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY 2001年 第01期2 汽车尾气污染及治理技术 Automobile Exhaust Pollution and Treatment Technologies 作者:邵文燕, 期刊-核心期刊 科技情报开发与经济SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY 2009年 第16期3 汽车尾气的危害及其治理措施 Harm of automobile off-gas and preventive measures 作者:盂文阁,杨毅伟, 期刊 黑龙江交通科技COMMUNICATIONS SCIENCE AND TECHNOLOGY HEILONGJIANG 2006年 第11期4 汽车排放污染及其控制 Pollution from Automobile Emission and Its Control 作者:王小平,胡恩蔚,童逸青, 期刊 五邑大学学报(自然科学版)JOURNAL OF WUYI UNIVERSITY 2001年 第02期5 机动车尾气污染控制的研究进展及新技术 Studying the Development and the New Technology of Controlling Exhaust Pollution 作者:田海军, 期刊 阴山学刊（自然科学版）YINSHAN ACADEMIC JOURNAL 2010年 第01期五、审核意见：指导教师意见：系领导审查意见：注：此件指导教师、学生各存一份。目录一、排放物与空燃比的关系101.1五气体尾气分析仪读值分析101.2种与排放相关的排放控制装置121.3我国汽车尾气污染的原因13二、NOX与A/F的关系152.1影响NOX的因素152.2背压控制式 EGR162.3电磁阀控制式162.4 EGR系统的监测（机械和电气）17三、压力传感器监测方式173.1二次空气系统173.2转化效率与空燃比的关系183.3催化器的正确匹配183.4传感器及催化器的检测和诊断183.5宽空燃比氧传感器简单介绍19总结21参考文献22汽车尾气排放控制治理技术的研究学生姓名：伍德贵专业班级：汽车0802 指导教师：孙然【摘要】随着汽车尾气污染的日益严重，汽车尾气排放立法势在必行，世界各国早在六、七十年代就对汽车尾气排放建立了相应的法规制度,通过严格的法规推动了汽车排放控制技术的进步,而随着汽车排放控制技术的不断提高,又使更高标准的制订成为可能。与国外先进国家相比我国的大气法中却没有明确机械汽车工业部门应承担的责任，导致生产部门和环保部门配合不密切，谁都管谁也管得不够，使得生产车排气污染控制步履艰难。【关键词】汽车尾气 空气污染 排放标准 控制治理 一、排放物与空燃比的关系1.1五气体尾气分析仪读值分析排放的状态与发动机的燃烧直接相关，通常有3种排放物被加以限制，CO，HC或THC，NOX，从下图可看到CO，CO2，HC，NOX及O2与A/F的关系。 概括地讲： *当A/F等于理论空燃比（化学计算的值）时，HC最低。这是因为燃油在燃烧过程中基本完全燃烧。偏浓或偏稀的混合气或点火问题均会因燃烧未完成而增加HC *当A/F接近理论空燃比（化学计算值）时，因有足够的氧，且不易形成积碳，使CO最低。这是由于在理论空燃比处燃烧比较彻底，比理论空燃比浓的混合气将导致CO增加，而较稀的混合气对CO影响较小。 *当A/F接近理论空燃比（化学计算值）时，CO2最高。当混合气变浓或稀时，CO2均会降低。 *当A/F接近理论空燃比（化学计算值）时，O2接近0。由于绝大多数O2在燃烧过程被燃烧。当混合气变浓时，O2减少，而混合气变稀时，O2增加。 *当A/F（空燃比）非常浓或稀时，NOX最低。当混合气稍稀且发动机在一定负荷下，NOX最高。 数据分析说明： 在理论空燃比：*CO和O2相等 *CO2反映燃烧效率，在理论空燃比处最高。在稀或浓时均降低。 *NOX无EGR时，在有负荷下典型的读值约1700至2500ppm，当有EGR时约500至1000ppm 稀空燃比：*高的HC表示混合气过稀或失火 *O2比HC能更好反映混合气过稀或失火 *高的O2反映空燃比过稀 *当CO或HC最低时，NOX最高 浓空燃比：*低的O2表示混合气浓 *高的CO通常表示混合气比理论空燃比浓 *高的HC通常表示由于点火不足或有部分未燃烧而存在过量的未燃燃油，常见原因是点火系统故障，真空泄漏，或混合气问题 空燃比的影响： 过稀：*发动机功率不足 *在某些速度失火 *气门和活塞烧损 *缸筒拉伤 *易产生爆震或砰砰声 稍稀：*油耗降低 *排放较低 *发动机功率稍有减低 *有爆震的轻微趋向 理论空燃比：各方面性能相对较好 稍浓：*发动机功率最高 *排放较高 *油耗高 *爆震趋向较低 过浓：*发动机功率降低 *排放高 *油耗很高 *爆震趋向很低1.2几种与排放相关的排放控制装置1. 曲轴箱通风:强制曲轴箱通风系统有2种，一种是固定量孔式，另一种是PCV阀式，典型的PCV阀式曲轴箱通风系统如下图： 它们都是在一定负荷下将曲轴箱的废气通过固定量孔或可变流通截面的PCV阀进入进气歧管，再进入燃烧室参与燃烧，从而避免将未燃气体（HC）直接排入大气中。对不同年型或不同发动机的流量标定是不同的，若安装不正确会导致排放不合格和发动机的性能不良当通风系统被堵塞或卡滞在关闭位置时，曲轴箱的压力会增高，导致发动机机油的泄漏，且混合气会变浓，若通风系统泄漏或PCV阀卡滞在打开位置或过度磨损，则会导致进气歧管真空度下降，对化油器的车辆，会造成怠速混合气过稀，对使用MAF系统的汽油喷射的车辆，也会造成混合气过稀，而对于使用MAP系统的汽油喷射的车辆则会造成混合气浓。 检查内容：在PCV阀系统正确连接的情况下，读取CO和O2值，然后断开PCV阀进气口，在量孔或PCV阀处应有真空的吸力，此时会吸进发动机室的热空气，注意CO和O2读值。CO值应降低，O2值应增加。若无变化，应清洗PCV系统，或按要求进行修理。当用手指堵住PCV阀进气口时，发动机的运转状态应有一定的变化，再读取此时的CO和O2值。此时CO值应增加，O2应降低，若读值与断开吸进空气时一样，或稍有增加，则表示PCV阀系统未工作。对采用PCV阀的系统，堵住时还应听到阀被吸动的声音。另外还可使用真空表及系统诊断仪器中的数据来分析（如空气流量，歧管压力，发动机的负荷等参数）。 2. 炭罐 3. EGR系统 NOX: 大气中约有78%的氮气（N2），和21%的氧气（O2）。在燃烧室温度达到2000至2500时，形成氮氧化物（NOX），其中主要是NO，还有一些NO2，统称为NOX。实际上在燃烧过程中主要形成NO，而在排气过程中，由于添加的氧气（O2）而形成NO2。虽然NOX不会影响发动机的性能，但某些可防止NOX形成的装置会影响发动机的性能，当其功能不正常时，还会导致CO和HC的增加。1.3我国汽车尾气污染的原因汽车尾气对空气这样严重的污染,专家分析主要是由于以下原因所致： 1.3.1 汽车保有量增加较快，而且集中在城市。2008年,中国民用汽车保有量突破6000万辆,达到6467万辆,比2001 年增长了300% ,近十年12%的年均速度增长，到2020年中国汽车保有量将超过1.5亿辆。这些量的变化,我们也可以从行驶在大路的汽车牌上发现。目前，哈尔滨市汽车保有量突破了50 万辆,其中哈市市区40多万辆,私家车占总数的七成左右,从中可见一斑。而增加的大多数为化油器型机动车,排气量小,油耗大,未达到环保汽车的要求。1.3.2 机动车燃料质量差。机动车尾气排放的大量有害物质与燃料质量有关, 目前我国高标号、高质量的90号油的供应还不太多, 不少都是质量不太高的低标号油. 另外, 重庆市技术监督部门曾经连续7年对成品油进行抽检, 1996 年成品油批次合格率只75%.1992 年和1996 年底, 重庆成品油短缺, 油品质量更得不到保证1.3.3 汽车尾气控制水平低：我国汽车尾气控制水平不高, 目前汽车污染控制水平仅相当于国外70 年代中期水平。1.3.4 新生产车缺乏尾气净化装置强制安装措施：新生产车尾气控制措施不够，大部分不安装整车机外尾气净化装置，增加在用车排气污染控制压力，我国生产的奥迪轿车，国内销售部分则有别于返销回德国车的那部分，不加装尾气净化装置，奥拓车引进时也未加装尾气净化装置。目前私人购买的多是相对便宜的微型车与经济型轿车，这些车上几乎都没有尾气催化净化器、活性炭罐、电喷发动机。私人购车的数量已超过单位, 而且拥有量增加很快。以上海为例1994年为4026辆, 1996年增至6016辆，年增加率将近25%。1.3.5 在用汽车尾气排放合格率低：目前我国在用汽车尾气排放合格率很低，超标排放的车辆多为国产车包括引进生产线的车辆。而且在私人购置的车辆中更为突出，许多车辆往往在年检前认真调试维护，安装治理净化装置，过后就对尾气排放听之任之，甚至拆除治理净化装置。1.3.6 汽车排放性能差，汽车保养及淘汰制度不严格。中国新车单车排放污染物为先进国家的5倍,随着汽车的使用,在短时间后就为先进国家的10倍或几十倍。加上没有完善和严格的汽车维修制度和旧车淘汰制度,失修和老旧车运营十分普遍,看看红红火火的旧车交易市场,就不难看出汽修行业兴隆的原因之所在。 1.3.7 管理职责不明确, 政府部门配合不密切1.3.8 交通道路建设严重滞后：交通道路建设严重滞后，特别是城市道路建设滞后矛盾突出。中国的路网密度和人均拥有公路里程仅为日本的1/27和1/10.而且大部分是砾石路,道路铺装率低质量差道路交通拥挤状况十分严重, 城市车辆行驶速度仅为十几Km/h。道路的增长大大低于车辆的增长速度，道路建设的滞后、路况差，造成各城市主要交通道路机动车流量多、车速慢，整条道路就像一个大的停车场。道路交通拥挤状况十分严重，城市车辆行驶速度仅为十几km/h。机动车尾气排放最严重的就是在车辆停停开开或车辆运行很慢时。以小轿车为例：车速20km/h的HC和CO的排放量比50km/h要高出近50%.。道路上车流量多，必然导致道路两侧污染物的高浓度区，再加上城市道路两侧一般是高大建筑物，使空气流速减缓，汽车排气污染物难以及时扩散、净化造成局部严重的大气污染。二、NOX与A/F的关系2.1影响NOX的因素EGR：它冲淡和稀释进入缸内的混合气，降低燃烧室的温度，减小火焰传播速度， 在40-50km/h车速稳定行驶时，5%的EGR可减少40%以上的NOX，10%的EGR可减少80%的NOX，但若控制不正常时，随着EGR的增加，HC也会迅速增加（失火）。 配气相位：它会影响进气的状态和燃烧室的温度，如同EGR的作用一样。 点火正时：在任何运转状态下，增加点火提前和负荷，将会增加NOX 进气歧管真空：歧管真空的降低，将提高发动机的负荷和燃烧室的温度，降低剩余废气的含量和燃烧时间，从而提高最大循环的温度，导致NOX的增加。相反，歧管真空的增加，将降低发动机的负荷和燃烧室的温度，增加剩余废气的含量和燃烧时间，从而降低最大循环的温度，导致NOX的减少。 发动机转速：发动机转速的增加，由于涡流的影响将提高火焰传播速度，从而减小每循环的热损失，提高了实际压缩比，燃烧温度和燃烧压力，当混合气较浓时，燃烧加快，导致NOX增加。而当混合气较稀时，由于燃烧速度降低，减少了NOX的形成。 进气温度：高的进气温度将提高NOX 冷却液温度：高的冷却液温度将提高汽缸和气体的温度，从而增加NOX。过高或过低的冷却液温度将引起汽缸和燃烧室沉积物的形成，提高了实际压缩比，也会增加NOX浓度 积碳：燃烧室的积碳减小了燃烧室的容积，提高了实际压缩压力和混合气的温度，增加NOX浓度 燃油的辛烷值：低辛烷值燃油由于爆震导致燃烧的失控，也会增加NOX浓度 混合气： 稀的发动机状态：若发动机有爆震声，表示发动机工作在稀的状态，会增加NOX浓度，若混合气和排气过稀，催化转化器虽可降低CO和HC，但不能降低NOX浓度。 稀的发动机状态：浓的混合气和高的CO会掩盖NOX的问题。当发动机内部由于过浓而形成积碳，以及由于对过浓状态的修正，导致稀燃的状态也会增加NOX的形成。 当混合气和排气过浓时，催化转化器虽可降低NOX，但不能降低HC和CO浓度。 催化转化器：工作正常的催化转化器可减少NOX，但当混合气和排气过浓时，催化转化器虽可降低NOX，但不能降低HC和CO浓度。当混合气和排气过稀时，催化转化器虽可降低CO和HC，但不能降低全部NOX浓度 湿度：混合气湿度的增加，由于减低了燃烧室内的最大火焰温度，也会减少NOX的形成 空气泵的工作：若空气泵的压力超过催化器内的压力在减速时，由于空气被泵入催化器（正常时是切换至大气中）导致空气的回流，减少了催化器的有效部分，也将导致NOX的增加 喷油器的问题：在多点喷射的发动机上，若一个汽缸的喷油器阻塞，将导致该缸工作在较稀状态，提高了汽缸温度，增加NOX浓度。由于此时其他汽缸还正常，在排气尾管测量的NOX值仅稍有提高。 2.2背压控制式 EGR2.3电磁阀控制式2.4 EGR系统的监测（机械和电气） 位置检测-位置传感器 温度检测-温度传感器压力检测-压力传感器（DPFE或PFE）三、压力传感器监测方式3.1二次空气系统基本结构和原理：在发动机的控制和改进达到一定排放水平时，如要满足进一步严格的排放法规，就必须使用催化转化器。通常汽油机和柴油机所用的催化转化器是不同的。对汽油机，在早期的催化转化器仅是两效（两床）的，即仅对CO和HC加以处理，随着各国排放法规的严格和对NOX的限制，现在都采用三效催化转化器。它是在封装的壳体内烧结或安装一定形状，如陶瓷蜂窝状，金属等载体，再根据匹配的发动机，在载体上涂刷不同含量的含有贵金属铂（Pt）、钯（Pd）、及铑(Rh)的水涂层，即催化剂。其中Pt负责HC和CO的氧化，Rh负责NOX的还原。催化剂是一种能改变化学反应速率而本身的质量和组成在化学反应前后保持不变的物质。当排气通过催化转化器时，在这些催化剂的催化作用下，CO和HC与氧与发生化学反应，使HC生成H2O，CO变成CO2，（被称为氧化反应），而NOX被还原为O2和N2。催化转化器的转化效率对A/F对变化十分敏感，只有在理论空燃比附近才会保持较高的效率。3.2转化效率与空燃比的关系 从上图中可看出，在理论空燃比附近时，各污染物的转化效率均比较高，当向浓（贫氧）侧偏离理论空燃比时，各污染物的转化效率均降低，其中CO和HC表现更加明显。当向稀（富氧）侧偏离理论空燃比时，CO和HC的转化效率都很高，而NOX的转化效率却明显下降。 3.3催化器的正确匹配 *催化转化器与发动机特性的匹配 *催化转化器与电子控制燃油喷射系统的匹 配 *催化转化器与进排气系统的匹配 *催化转化器的流动特性改善与优化设计 *催化转化器与燃料和润滑油的匹配 *催化转化器与整车设计的匹配 3.4传感器及催化器的检测和诊断 由于安装了催化器，用通常的两气分析仪很难诊断发动机的故障，因CO和HC经催化转化后，都与直接燃烧后不一样了，故需要4或5气的尾气分析仪。下面仅介绍一些对催化器和控制系统好坏的简单诊断方法。 如单纯为诊断发动机的燃烧状态，最好在催化器前方测量，这样可更好的接近实际燃烧结果。 *废气分析诊断：定期检测，对比数值，若有明显恶化，应对催化剂进行进一步的检查。 用冷、热车怠速的方法检查各值的不同。若几乎一样，则表示催化器可能不良。 *排气温度测量诊断：在催化器进出口分别测量温度，一般两者应相差20至100度以上，在此范围内，相差越大，说明催化剂的转化效率越高。但温度过高也不正常，因有大量的CO和HC 进行反应才会产生大量的反应热。这通常说明燃烧过程或控制系统出现了问题，如燃烧不完全，混合气控制失调，点火不正确，甚至失火等。 *车载控制系统诊断（OBDII）：利用空燃比的反馈控制、氧传感器（前、后）工作状态，以及失火的监测等方法。下面是利用主、副氧传感器系统的诊断判断催化器状态的方法。若前后氧传感器的波形变化频率接近，则表示催化器可能不良。另外应注意当催化器不良时，往往会提高排气背压，影响发动机性能，经验数据是当发动机在20002500RPM时，排气背压应不大于2psi.一般在0.51.5psi。3.5宽空燃比氧传感器简单介绍 A/F传感器被设计在理论空燃比处，无电流流过，此时检测电路产生的电压为3.3V（根据结构）。当混合气浓时，由于排气中只残留很少的氧，将产生一个负的电流，检测电路将产生一个低于3.3V的电压。当混合气稀时，由于排气中残留较多的氧，将产生一个正的电流，检测电路将产生一个高于3.3V的电压。 注：A/F传感器电压输出与窄范围的氧传感器相反，当混合气稀时通过检测电路的电压输出提高。 总结随着世界经济的飞速发展，汽车保有量的急剧增加，汽车给人们带来了极大的便利，对人类社会发展作出了巨大贡献，但同时消耗大量的石油资源、排出大量的有害气体，并对人类生存环境造成较大的危害，成为城市污染的主要污染源。为解决这一问题，人们一直在寻求改变能源结构，采用低公害的汽车代用燃料的途径。国际上一些大的汽车公司相继开发出电动汽车、醇类汽车、天然气汽车。从技术成熟度、经济性、易普及程度、资源等方面因素看，天然气汽车优于电动汽车、醇类汽车。因此近年来世界上汽车总保有量超过7.5亿辆，其中天然气汽车保有量已超过600万辆，加气站数量6000座以上，主要分布在富气贫油的意大利、新西兰、阿根廷、印尼等国家和环保法规严格的美国、日本等。戴-克、康明斯、依维柯等国际知名公司都在不遗余力地大力研发和推广各自的天然气发动机(附表1)。特别值得一提的是，美国在LNG车用技术上处于领先位置，从推广车型来看，LNG不但适用于城市公交车，同样也适用于出租车和大型货运车辆，尤其是长途车辆。从美国和欧洲的趋势看，各国的天然气汽车的研制重心已经由CNGV汽车转向LNGV。我国燃气汽车保有量目前已超过22万量，19个重点推广应用城市(地区)加气站数量达712座以上。参考文献1 汽车维修与汽车尾气污染治理 Vehicle maintenance and the solution of vehicle exhaust po llution 作者:邵毅全,杜仕武,邵毅明,梁雄耀, 期刊-核心期刊 重庆交通学院学报JOURNAL OF CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY 2001年 第01期2 汽车尾气污染及治理技术 Automobile Exhaust Pollution and Treatment Technologies 作者:邵文燕, 期刊-核心期刊 科技情报开发与经济SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY 2009年 第16期3 汽车尾气的危害及其治理措施 Harm of automobile off-gas and preventive measures 作者:盂文阁,杨毅伟, 期刊 黑龙江交通科技COMMUNICATIONS SCIENCE AND TECHNOLOGY HEILONGJIANG 2006年 第11期4 汽车排放污染及其控制 Pollution from Automobile Emission and Its Control 作者:王小平,胡恩蔚,童逸青, 期刊 五邑大学学报(自然科学版)JOURNAL OF WUYI UNIVERSITY 2001年 第02期5