汽车排气污染措施及工程应用

在用车的排放直接受新车排放水平的影响，为保证在用车排放达标，首先新车必须达标。为此，各国对新车采取了一系列强制措施，使其满足排放法规的要求。

在用汽车的排放治理措施包括：保持发动机良好技术状况；改善燃料质量；采用排放控制装置（如：汽油机采用三元催化反应器等）；I/M制度；合乘轿车；停放收税；停车限制；交通高峰时间通行税和单/双日行车；合理驾驶等。

1.采用排气净化装置

常用的排气净化装置包括：催化转化装置、排气再循环和曲轴箱强制通风等。

（1）催化转化装置 催化转化装置是利用催化剂的作用将排气中的CO、HC和NO_X转换为对人体无害的气体的一种排气净化装置，也称作催化净化转换器。金属铂、钯或锗均可作催化剂，用以促进反应的进行。

催化转化器有氧化催化转化器和三元催化转化器两类。氧化催化转化器以二次空气为氧化剂，只将排气中的CO和HC氧化为CO₂和H₂O，因此也称做二元催化转化器。三元催化转化器以排气中的CO和HC作为还原剂，把NO_X还原为N₂和O₂，而CO和HC在还原反应中被氧化为CO₂和H₂O。因此，可同时减少CO、HC和NO_X的排放。当同时采用两种转化器时，通常把两者放在同一个转化器外壳内，并把三元催化转化器置于氧化催化转化器前面。排气经过三元催化转化器之后，部分未被氧化的CO和HC继续在氧化催化转化器中与供入的二次空气进行氧化反应。

（2）排气再循环系统 排气再循环（EGR）指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。废气中含有大量的CO₂，因其不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，减少了NO_X的生成量。排气再循环是净化排气中NO_X的主要方法。

在新鲜的混合气中掺入废气之后，混合气的热值降低，致使发动机的有效功率下降。为了做到既能减少NO_X的排放，又能保持发动机的动力性，必须根据发动机运转的工况对再循环的废气量加以控制。NO_X的生成量随发动机负荷的增大而增多，因此，再循环的废气量也应随负荷而增加。在暖机期间或怠速时，NO_X生成量不多，为了保持发动机运转的稳定性，不进行排气再循环。在全负荷或高转速下工作时，为了使发动机有足够的动力性，也不进行排气再循环。

再循环废气量由安装在排气再循环通道上的排气再循环（EGR）阀自动控制。通道的一端通排气门，另一端连接进气歧管。当EGR阀开启时，部分废气从排气门经排气再循环通道进入进气歧管。EGR阀一旦关闭，排气再循环随即停止。

（3）曲轴箱强制通风 使用封闭式带PCV阀的曲轴箱强制通风装置，可以使曲轴箱窜气造成的污染得到有效控制。图13-13是普遍采用的封闭式曲轴箱强制通风装置。从空气滤清器引入新鲜空气，经闭式呼吸器进入曲轴箱，与窜气混合后，从气缸盖罩经PCV阀计量后吸入进气歧管进入气缸内烧掉。高速、高负荷时，进气歧管真空度减弱，一旦窜气量过多而不能完全吸尽时，窜气会从曲轴箱倒流入空气滤清器，吸入进气管进入气缸烧掉。

图13-13 封闭式曲轴箱强制通风装置

2.保持发动机良好技术状况

（1）保持气缸压缩压力正常 发动机压缩压力低时，发动机起动困难，燃烧不完全，油耗增大，排气中的CO和HC浓度增大。因此，若发现气缸压缩压力值不符合制造厂规定标准，应查找原因进行调整和修复。

（2）保持供油系统技术状况良好 供油系统的正确调整影响混合气浓度，因此对有害气体排放的浓度影响很大。供油系统的调整，应着重把握好混合气浓度及怠速的调试。(www.xing528.com)

采用汽油喷射系统可改善发动机的动力性和经济性，同时可以降低对大气的污染。但采用单点喷射仍存在各缸分配不均匀的情况；而多点喷射的结构因喷嘴细小，使用中容易堵塞，因此要注意清洗。

柴油机供油系统循环供油量、供油压力和喷油提前角，影响柴油喷入气缸的量和雾化质量，应按使用说明书的规定正确调整。

空气滤清器滤网堵塞，进气阻力增大时，进入气缸的空气量下降，混合气变浓，CO和HC排放量增加。因此，应重视空气滤清器的清洁和维护。

（3）保持点火系统技术状况良好 点火系统应能在各种工况下产生足够点火能量的电火花。若火花弱或某缸断火，就会使相应气缸燃烧不良或不能点火燃烧，从而增大排气污染。

正确的点火正时对发动机的动力性、经济性及排放性能的影响极大。虽然适当推迟点火可以提高排气温度，使HC在排气过程中燃烧掉，NO_X排放量也可减少；但点火提前角不应过小，否则会使发动机的动力性和经济性明显下降。

火花塞间隙应符合规定标准。

（4）正确调整气门间隙，保持正确配气相位 发动机配气相位是否正确，对废气中有害气体的浓度有较大影响。

进气门早开，会使残余在气缸中的废气量增多，新鲜混合气被废气稀释，降低了燃烧温度，从而NO_X排放量减少。进气门早开还会使废气流入进气管，从而减少了HC的排放量，但开得过早反而会增大HC排放量。

进气门早关，由于废气排放不完全，NO_X排放量减少。排气门早关对HC的影响较难观察，首先因含有HC的废气被保留在缸内减少了HC的排放，而后因混合气变稀使燃烧情况恶化；若排气门关闭较晚时，没有排出的废气被回吸，使HC的排放量又略有增加。

3.实施I/M制度

I/M制度指对在用车辆排放（尾气排放和蒸发排放、颗粒排放）进行控制，防止其排放净化系统被拆除、损坏、性能失效或恶化，充分发挥在用车本身净化能力，保证排放达标的制度。I/M制度是以国家的排放法规为依据，并根据在用车的特点和各地具体情况加以选择和补充制定的专项法规。具体手段是加强在用车定期维护，同时通过由管理部门认定的检测站，对本辖区在用车辆进行检测和监控。发现排放超标车辆，则强制该车进入具备维修资格的维修企业进行维护和修理。

I/M制度主要包括：I/M制度法规及规章、I/M制度规范、检测方法、标准及测试设备、质量控制和保证手段、维修技术人员培训及设备鉴定、I/M制度信息统计及反馈等。

4.合理驾驶

驾驶技术对降低汽车有害气体的排放十分重要。驾驶车辆时，应尽量减少发动次数；避免连续猛踏加速踏板；行驶时，保持适当节气门开度和发动机正常热状况（冷却液温度80～90℃），以降低有害气体排放量。