高、中间低，因为若在混合气过低的情况下，火焰传播会出现不充分和断火的情况，若在过高的情况下，空气量不足，燃料不能完全燃烧，致使HC的排放浓度增加；NOx的排放浓度中间高、两端低，其原因是在中间时，燃气中的氧的含量较高，此时燃烧温度处于峰值，自然NOx的排放浓度也处于峰值。

图2-1 CO、HC、NOx的排放浓度与空燃比的关系

因此，混合气略微过浓时，即空燃比为１３．５～１４时汽油的燃烧最好，火焰温度也最高。因为燃料多一些可使空气中的氧气全部燃烧。而从经济性的角度来讲，混合气稀一些时，即空燃比为１６时油耗最小。因为这时空气较多，燃料可以充分燃烧。

5.2 喷油速率及喷油提前角的影响

喷油速率和喷油提前角是供油系统的两个主要参数，它们也是影响污染物排放的主导因素之一。这两个参数的变动，可能只降低某种污染物的排放量，却使另一种增加，即在这一过程中，改变这两个参数虽然降低了有害排放物的量，但是会使燃油的经济性及动力性下降。

1.喷油速率，是指喷油器在单位时间内喷入燃烧室内的燃油量。喷油速率的变化对氮氧化物、碳氢化物及一氧化碳都有一定的影响。若提高喷油速率，减少喷油的持续时间，并可在喷油终点时推迟喷油，这样不仅降低了氮氧化物的排放量，而且又保证了发动机的动力性和燃油经济性。但是，如果喷油率过高，会导致HC的排放量增加。这里所说的喷油率增加并不是指整个过程的喷油速率的提高。通俗的说，初期的喷油速率不能过高，用以抑制着火后期内混合气的生成量，降低初期的燃烧速率，从而降低内燃机内的温度和噪声以及抑制氮氧化合物的生成；中期急速喷油，即通过高喷油压力和高喷油速率来加速扩散燃烧速度，从而降低微粒的排放量及防止热效率的恶化；后期应迅速结束喷油，这样可避免低的喷油压力和雾化质量变差带来的不完全燃烧和微粒排放的增加。

2.喷油提前角。它与点火提前角相似，对NOx、CO和HC排放的影响较大，不同的是喷油点火提前角的影响对象主要是柴油机；相同的是推迟喷油提前角，可降低这些污染物的排放量，但是，过分的推迟就会导致初期喷油速率增大，从而使NOx的排放量攀升。因为本文研究的主要对象是汽油机，这里就不做过多

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的介绍。

除了喷油速率和喷油提前角，供油系统的参数还有很多，如喷油压力、喷口直径喷孔数目等。它们对污染物的排放量都有一定的影响，比如，在喷油速率和压力等因素不变时，增加喷口的直径或是减少喷孔的数目，都可以降低NOx的排放量。

5.3 点火提前角

在空燃比一定的情况下，点火提前角对CO排放浓度影响不大，除非它过分的提前，致使CO没有充分的时间被氧化而引起CO排放量增加。但是，对HC和NOx的影响较大。随着最佳点火提前角的推迟，NOx和HC同时减低，后燃加重，热效率变差，燃油消耗明显恶化；如果最佳点火提前角提前，就会导致排气温度上升，使得在排气行程以及排气管的HC加速氧化，使最终排出的HC减少。

5.4 汽油机运转状态

汽油机的运转状态分为稳定运转和非稳定运转。稳定运转状态是指发动机的零部件、冷却水及润滑油的温度趋于平衡，发动机在恒定的转速和负荷下运转；相反，非稳定运转状态是指发动机在实际运行中，零部件、冷却水及润滑油的温度不可能恒定不变，发动机的转速和负荷也需要随时调整以适合不同的外界条件。

在稳定运转状态下影响污染物排放的主要因素是转速和负荷。转速对排放的影响较为复杂，因为转速n的变化，将引起充气系数、点火提前角、混合气的形成、空燃比等等因素的变化。但是，当n增加时，汽油机内的温度升高，利于燃料的燃烧，减低CO和HC的排放。但是汽油机怠速时，由于转速低、汽油雾化差、混合气很浓，CO和HC的排放浓度较高；同样，随着负荷的增加对污染物排放的影响减小。

若在非稳定运转状态下影响污染物的排放主要因素是冷启动、加速、减速等。冷启动时，汽油机不仅转速及温度低，而且过量空气系数小于1，致使汽油机内混合气过浓，从而导致较高浓度的CO排放；加速时，发动机部分负荷迅速增加，使内燃机内的混合气过浓，从而增加了废气的排放量；减速时，发动机由于汽车倒拖的过程。在汽油机内，处于怠速状态，即污染物的排放量增加。

6 汽车尾气治理的对策

由于汽车运行严重的分散性和流动性, 因而也给净化处理技术带来一定的限制。除了开发在机内净化技术外, 还要大力开发机外净化处理技术。一是控制技术, 主要是提高燃油的燃烧率, 安装防污染处理设备和采取开发新型发动机; 二是行政管理手段, 采取报废更新, 淘汰旧车, 开发新型的汽车( 即无污染物排放的机动车) , 从控制燃料使用标准入手。 6.1 汽车燃油的改用

6.1.1采用无铅汽油,以代替有铅汽油,可减少汽油尾气毒性物质的排放量。

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首先应抓汽车油的改用。以无铅汽油代替四乙基铅汽油。这种汽油是用甲荃树丁醚作渗合剂，它不仅不铅，而且汽车尾气排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物均会减少。目前，我国为了减少汽车尾气排放量，改善城区大气环境质量，国家规定从１９９９年７月１日起在全国范围内根本上使用含铅汽油。２０００年７月１日起，市场根本上出售有铅汽油。因有铅汽油中，它加入了一种抗爆剂――四乙基铅，它具有很高的挥发性，甚至在０摄氏度时就开始挥发，而挥发出的铅粉末，以蒸气及烟的动工存在空气中。但铅的污染程度与交通密度（每小时通过的车辆数）以及汽油中铅的含量有密切关系。

虽然我国城市的交通密度比发达国家的密度低，但有铅汽油燃烧带来的铅的污染程度不可忽视。因铅是一种蓄积毒物，它通过人的呼吸、饮水、食物等途径进入人体。对人体的毒性作用是侵蚀造血系统、神经系统以及贤脏等。诸如对血管系统、生殖系统以及癌症等毒性作用也可能发生。 6.1.2掺入添加剂, 改变燃料成分。

汽油中掺入15%以下的甲醇燃料, 或者采用含10%水份的水- 汽油燃料, 都能在一定程度上减少或者消除CO、NOx、HC 和铅尘的污染效果。 6.1.3选用恰当的润滑添加剂- 机械摩擦改进剂。

在机油中添加一定量( 比例为3%- 5%) 石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉末等固体添加剂, 加入到引擎的机油箱中, 可节约发动机燃油5%左右。 6.1.4采用绿色燃料同样可减少汽车尾气有毒气体排放量。

用“植物柴油”, 按照比例掺入到普通柴油中, 可供柴油汽车之用。它可大大减少发动机工作时排放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟尘。据美国的俄亥俄州某研究所用豆油与甲醇、烧碱混合，然后去除其中的甘油，从而可获得“大豆些油”。用“大豆柴油”，以３∶７的比例掺入到普通柴油中，可供柴油汽车之用。它可大大减少发动机工作时排放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟尘。故誉作绿色染料。

6.1.5采用多种燃料作为汽车燃料来源。

随着科学技术的发展和计算机的广泛应用，确保环境保护法规的实施和节能措施：汽车中可广泛使用新的配方汽油、电力、压缩的天然气体、太阳能以及生态燃料的蓄电池等等。然而在这种汽车上装上电脑，不断在行驶中早先调拨组合，

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以使汽车发挥最佳性能。采用计算机控制点火系统，以便对发动机的不同工况作出快速反应，可取得最佳 燃料经济性和发动机动力性能，可减少尾气对大气的污染。

6.1.6节约能源, 有利环境, 大力推广车用乙醇汽油。

根据有关专家指出，开发乙醇代替汽油，即节约能源，又可消化陈粮，使汽车排出的有害汽体减少，是一项有利于保护环境和资源的新课题。

如果按照１∶９的乙醇汽油配比，用２０万吨乙醇，可配出约２００万吨的乙醇汽油，２００万吨的乙醇只消耗粮食７０万吨。因此，发展、开发使用专用乙醇汽油可解决储存粮食的转化问题，又可以在一定的程度上代替汽油，缓解我国原油供应的紧张状况。因乙醇是一种小麦、玉米等原料生产的变性燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而成的汽车燃料，已经列入“十五”发展计划，它与纯汽油比较，汽车尾气中一氧化碳量可降低１／３左右，碳氢化合物降低１３．４％。此计划推广使用，将对改善城市大气污染，保障人民健康起到重要作用。

6.2 汽车发动机内部的调试

6.2.1减少喷油提前角

减少喷油提前角, 可降低发动机工作的最高温度( 1500 摄氏度) , 使NOx 的生成量减少。

6.2.2 改善喷嘴质量 控制燃烧条件

改善喷油器的质量, 控制燃烧条件( 燃比、燃烧温度、燃烧时间) , 可使燃料燃烧完全, 从而可减少CO、HC 和煤烟。

6.3发动机外部尾气净化

发动机外部尾气净化措施即汽车尾气由原有毒气体, 变成为无毒气体, 再排放到大气中。从而可减少对大气环境的污染。

6.3.1 采用催化剂

将CO 氧化成CO2, HC 氧化成CO2 和H2O, NOx 被还原成为N2 等。 6.3.2水洗

通过水箱, 使汽车尾气中的碳烟粒子经过水洗和过滤及蒸气的淋浴, 可粘住碳粒上的有毒物质, 使碳粒子胀大而给予去除。

6.4 动机内部净化处理措施

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