污染源。60年代中至70年代初,美国、日本及欧洲一些国家先后对汽车排放标准做出规定,并先后开始安装尾气净化处理装置。我国的有关研究工作,始于70年代。为降低成本,我国对稀土、碱土及过渡族元素作了大量工作,并取得了一定成绩。国内外三十多年的发展实践证明,以改进发动机、改善汽油燃烧为主的机内净化,必须与机外的催化净化相结合,才是彻底治理汽车尾气污染的有效途径。而且后者更加重要。汽车尾气催化净化器,由催化组分、扩表涂层和载体三部分构成。其中催化组分又包括主催化剂、助催化剂和稳定剂。催化组分催化剂是对汽车尾气净化起关键作用的部分。可分为资金属催化剂、稀土复合氧化物催化剂、普通金属氧化物催化剂、助催化剂和稳定剂。
汽车尾气净化器采用薄壁堇青石质蜂窝陶瓷载体,表面涂覆贵金属和稀土元素,过度金属等覆合制成的催化剂,将汽车尾气中的CO,HC,NOX等有害成份,通过催化燃烧分解原理达到国家规定的排放标准。当汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中的催化剂将增强CO、HC和NOX三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下分解成水(H20)和二氧化碳;NOX还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体,使汽车尾气得以净化。研制开发的三元催化净化器经国家权威机构检测性能及各项技术指标达到欧Ⅲ、欧Ⅳ排放标准。我国汽车数量越来越多,汽车尾气污染问题日益严重。
我国是稀土资源大国,一旦采用稀土的催化净化器投入生产,就会使催化器的价格大幅下降同时也为我国汽车工业迎接国际竞争提供了有利的条件。 2.废气再循环
废气再循环是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。由于废气中含有大量的CO2,而CO2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,从而减少了NOX的生成量。
废气再循环(EGR)控制方式, 发动机控制电脑即ECU根据发动机的转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量、排气温度控制电磁阀适时地打开,进气管真空度经电磁阀进入EGR阀真空膜室,膜片拉杆将EGR阀门打开,排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统,与混合气混合后进入气缸参与燃烧。少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧,降低了燃烧时气缸中的温度,因NOX是在高温富氧的条件下生成的,故抑制了NOX的生成,从而降低了废气中的NOX的含量。但是,过度的废气参与再循环,将会影响混合气的着火、性能,从而影响发动机的动力性,特别是在发动机怠速、 低速、小负荷及冷机时,再循环的废气会明显地影响发动机性能。所以,当发动机在怠速、低速、小负荷 及冷机时,ECU控制废气不参与再循环,避免发动机性能受到影响;当发动机超过一定的转速、负荷及达到一定的温度时,ECU控制少部分废气参与再循环,而且,参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同,以达到废气中的NOX最低。
在暖车过程中,发动机的进气温度和冷却水温度较低,相应氮氧化合物排量也较小,就不进行废气再循环;在低转速、低负荷时,为使发动机保持足够的动力性能,必须停止废气再循环;加速过程也是氮化合物排放最多的区域,必须是用废气再循环进行压制,但一旦加速过程结束,应立即停止废气再循环,以免影响发动机的动力性。 3.排放控制技术
汽车行驶过程中有很多因素会影响汽车的油耗,同样会对二氧化碳等温室气体的排放有影响。
汽车排放是指从废气中排出的CO(一氧化碳)、HC+NOX(碳氢化合物和氮氧化物)、PM(微粒,碳烟)等有害气体。它们都是发动机在燃烧作功过程中产生的有害气体。这些有害气体产生的原因各异,CO是燃油氧化不完全的中间产物,当氧气不充足时会产生CO,混合气浓度大及混合气不均匀都会使排气中的CO增加。HC是燃料中未燃烧的物质,由于混合气不均匀、燃烧室壁冷等原因造成部分燃油未来得及燃烧就被排放出去。NOX是燃料(汽油)在燃烧过程中产生的一种物质。PM也是燃油燃烧时缺氧产生的一种物质,其中以柴油机最明显。因为柴油机采用压燃方式,柴油在高温高压下裂解更容易产生大量肉眼看得见的碳烟。
2.3汽车噪声的防治措施
1.发动机本体噪声的控制
直接从发动机机体及其主要附件向空间传出的声音,都属于发动机噪声。发动机噪声随机型、转速、负荷及运行情况等的不同而有差异,
如在转速相同的条件下,柴油机的噪声要比汽油机高。按噪声产生的性质,发动机噪声可分为燃烧噪声、机械噪声和空气动力噪声。 2.燃烧噪声的控制
在汽车发动机中,燃烧噪声在总噪声中占有很大比例,研究如何降低其燃烧噪声具有特别重要的意义。目前所研究出的降噪措施主要有: (1)采用隔热活塞以提高燃烧室壁温度,缩短滞燃期,降低空间雾化燃烧系统的直喷式柴油机的燃烧噪声。
(2)提高压缩比和应用废气再循环技术也可降低柴油机的燃烧噪声。但压缩比主要决定了柴油机的机械负荷与热负荷水平。废气再循环技术通过降低气缸最高压力,在抑制NOX产生的同时,也降低了燃烧噪声。 (3)采用双弹簧喷油阀实现预喷。这是降低直喷式柴油机燃烧噪声的最有效措施。通过降低双弹簧喷油器初次开启压力和针阀的预升程来抑制空气和燃料混合气的形成,以此对怠速工况的燃烧噪声产生影响。通过设计两段升程装置,采用引燃喷射装置在较大的转速范围及加速情况下来抑制燃烧噪声。
(4)共轨喷油系统是一种很有前途的直喷式轿车柴油机电子控制高压燃油喷射系统,它能减少滞燃期内喷入的燃油量,特别有利于降低燃烧噪声。
(5)采用增压。柴油机增压后进入气缸的空气充量密度、温度和压力增加,从而改善了混合气的着火条件,使着火延迟期缩短。增压空气中间冷却后,空气温度降低,充气效率得以提高,但同时也削弱了增压对降低燃烧噪声的作用。