来自于汽车的主要污染物有三种:碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)。三者之和约占大气三种污染物总数的50%以上。HC主要来自燃烧室内的未燃燃油,也有一部分来自蒸发源如燃油箱等;CO是燃烧过程的副产品,是因空燃比不适当造成的;NOx是在燃烧室内温度超过1371℃时由氮和氧化合而成的。
目前,汽车上使用的排放控制系统有燃油蒸发控制系统、曲轴箱强制通风系统和燃烧排放控制系统。燃烧排放控制系统又可分为主动排放控制系统和被动排放控制系统。主动排放控制系统能减少燃烧过程中产生的污染物,常见的有废气再循环系统及空燃比控制、进气控制、点火控制系统等。被动排放控制系统用于净化燃烧后排出的废气,常见的有二次空气喷射系统和催化转化器。
1)燃油蒸发控制(EVAP)系统是一个密闭系统。它负责捕获有可能从燃油箱散发到空气中的燃油蒸气(其成分是HC)。
2)曲轴箱强制通风(PCV)系统把通过活塞环和气缸壁之间的间隙漏入曲轴箱内的污染物重新送到进气系统内。
3)废气再循环(EGR)系统。它利用不能参与燃烧的部分废气稀释空燃混合气,从而降低NOx的排放量。
4)能够改善燃烧的其他控制。如前面介绍的空燃比控制,发动机进气控制系统和点火控制等。这些控制可以减少废气中所含的CO和HC。(www.xing528.com)
5)二次空气喷射系统(AIR)。系统把新鲜空气引入废气中,使废气中的HC和CO与空气中的氧气发生化学(热)反应生成无害的水蒸气和二氧化碳。
6)催化转化器(WC)。可促进上述反应的进行,并通过还原反应减少废气中的NOx。现在使用的大部分催化转化器可以降低HC、CO、NOx的排放量,所以也称为三元催化转化器(TWC)。催化转化器和二次空气喷射系统配合使用效果较好。
随着人们环保意识的不断加强,排放标准越来越严并已经成为汽车行业采用上述系统和不断研发新技术的重要驱动力。在美国,在排放要求最低的地区销售的新车也开始陆续实施美国环保局(EPA)颁布的二级标准。这项法规也适用于小型货车和运动休闲车(SUV)。在欧盟,多数国家目前执行的是欧Ⅳ标准。在我国少数城市实施欧Ⅳ标准,多数城市实施欧Ⅲ或欧Ⅱ标准。
为贯彻执行标准,各国对车辆的检测和维护都制定有强制性法规。在美国大部分州实施I/M240、ASM、OBDⅡ或类似的检测与维护规程。I/M240和ASM是为遵守美国环保局法规的各州对汽车排放制定的定期检测与维护规定。此规定对车辆在不同车速、不同负荷下的稳态和瞬态排放进行检测,比仅在怠速下检测排放要精确和严格些。
第二代车载故障诊断(OBDⅡ)系统是美国为其所有汽车制造商的汽车排放监控系统的设计所制定的标准。OBDⅡ的主要目标是及时检测发动机及排放控制系统的故障,不允许因部件失效而造成排气污染增加50%或更多,使不同厂家制造的汽车遵循类似或相同的检测方法和手段。随着控制系统集成化程度的提高,利用OBDⅡ可以检测的系统和零部件越来越多,所以许多作者将其归入汽车或发动机的自诊断系统。在1996年以后美国生产的所有车上装配的OBDⅡ系统都能够显示发动机的数据、性能以及与排放控制相关的历史记录,OBDⅡ有代替I/M240或ASM的趋势。现在越来越多的汽车制造商开始采用OBDⅡ。
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