汽车排放控制技术的现状与发展讲义全

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1、 . 毕业综合训练课题名称 汽车排放控制技术的现状与发展 系 别 汽车工程学院 专 业汽车检测与维修班 级 11统专汽检（4）班 姓 名虎牙黑学号111111111指导老师龙更科技学院21 / 23毕业综合训练任务书院 汽车工程学院 专业 汽车检测与维修 年级 11级 班级（4）班 余忠鹏 起止日期2013-10-30至11-30 题目 汽车排放控制技术的现状与发展1毕业综合训练任务与要求（根据题目性质对学生提出具体要求）本课题主要研究汽车尾气的主要成分危害以与对其控制措施，对发动机的一些故障诊断方法作了一些具体的分析，以与发动机排气净化，机、机外净化作了详细的研究，然后作出了对柴油机高压共轨

2、多次喷射技术的改进，排气后处理技术的研究与发展进程。最后提出了努力发展研制可替代能源的环保型汽车的一些方法和具体行动，为未来汽车污染的有效控制以与新一代更为环保型汽车指明了有效的途径2毕业综合训练的原始资料与依据（包括做调研报告的背景，研究条件、应用环境等）通过学生在汽车实验室和实习单位的实习实践，并查阅各种相关书籍，学生应熟练掌握汽车排放污染物产生的原理和汽车排放污染控制以与净化措施。课题在应用上要求可以应用于汽车维修企业中作为维修人员的技术参考以与汽车制造企业中作为制造人员的技术参考。在容上要求做到系统的阐述汽车排放污染物产生的原因并研究一些先进的污染控制技术。以达到汽车在行驶中更经济、更

3、环保3主要参考资料、文献1 闫君杰，芳.机电高等专科学校学报.2007.第6期2 子波.汽车故障诊断技术.机械工业.2009,053 舒华，国平.汽车电器设备与维修.理工大学.2009.064 蔡兴旺.汽车构造与原理-发动机.机械工业.2009.075 吉彦.公路与汽车.工程学院，2005.08.第四期6 贵恒，卫东.汽车工业研究.2001.第4期7 骏，王永红，馨.华东交通大学学报.2001.第2期8 士力.工业学院学报.2001.第1期9 骏，王永红，馨.华东交通大学学报.2001.第3期10 雷永臣，祚为.林业机械与木工设备.2000.第11期11 毛峰.汽车车身电控技术.机械工业. 指

4、导教师龙更2013年 9 月 30 日指导教师评语建议成绩：优 良 中 与格 不与格 指导教师签字 年 月 日最终评定成绩：优 良 中 与格 不与格系主任签字年 月 日目录摘要4第一章 汽车排放污染物51.1汽车排放污染种类与来源51.2汽车排放污染物对人体的危害51.3汽车排放物对环境的无害6第二章 发动机排放物净化技术72.1微粒排放净化措施72.2废气再循环（EGR）系统9第三章 发动机排气后处理技术的研究与发展进程143.2 过滤法143.3 低温等离子体技术143.4 Nox净化系统153.5 同时净化系统15第四章、采用新能源技术174.1使用可替代能源174.2降低废气排放214

5、.3减少燃油消耗22结论24参考文献25致26摘要：据研究表明,汽车排放物成分非常复杂，有一百种以上，其主要污染物包括：一氧化物、二氧化碳、氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（HC）。此外还有铅尘和 烟尘等污染物。具体而言，汽车排放污染物的 主要来源是 ：CO:矿物燃料燃烧后的一种副产物。通常是因空气不足或其他原因造成不完全燃烧时所产生的一种无色、无味气体。一般汽油机排放的一氧化碳比柴油机高。CO2: 矿物燃料燃烧后的一种副产物。是完全燃烧或CO在空气中氧化而来的。HC：来自汽车燃油的不完全燃烧。NOx：主要是NO和NO2的混合物。是空气中N2和 O2在发动机燃烧室高温高压下反应的产物，压缩比越高

6、，燃烧室的温度越高，生成量越大。SOx(包括SO2)：汽油和柴油中的硫在发动机燃烧室中氧化生成的产物。b(铅)：来自汽油中的四乙基铅。汽车用的汽油中，通常加有四乙（基）铅或四甲（基）铅做抗暴剂，这些铅的 70随尾气排入大气。柴油机NOX生成的原因是：燃烧过程的平均过量空气系数虽然比较大，但因混合气成分不均匀，局部燃烧温度仍很高，所以生成大量NOX不过，随着柴油机负荷的降低，NOX的排放迅速减小。保护环境，就是保护我们的家。控制汽车尾气的排放，防治大气污染势在必行。让我们共同从小事做起，防治大气污染，让天空永远蔚蓝！关键词：汽车排放物；汽车污染物；新能源技术第一章汽车排放污染物与其危害1.1汽车

7、排放污染种类与来源据研究表明,汽车排放物成分非常复杂，有一百种以上，其主要污染物包括：一氧化物、二氧化碳、氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（HC）。此外还有铅尘和 烟尘等污染物。具体而言，汽车排放污染物的 主要来源是 ：CO:矿物燃料燃烧后的一种副产物。通常是因空气不足或其他原因造成不完全燃烧时所产生的一种无色、无味气体。一般汽油机排放的一氧化碳比柴油机高。CO2: 矿物燃料燃烧后的一种副产物。是完全燃烧或CO在空气中氧化而来的。HC：来自汽车燃油的不完全燃烧。NOx：主要是NO和NO2的混合物。是空气中N2和 O2在发动机燃烧室高温高压下反应的产物，压缩比越高，燃烧室的温度越高，生成量越大。S

8、Ox(包括SO2)：汽油和柴油中的硫在发动机燃烧室中氧化生成的产物。b(铅)：来自汽油中的四乙基铅。汽车用的汽油中，通常加有四乙（基）铅或四甲（基）铅做抗暴剂，这些铅的 70随尾气排入大气。PM（颗粒物）：颗粒物是由于进气不充分或燃烧温度过低造成燃烧不完全形成的。排气中颗粒有三个来源：（1）燃料液相燃烧不完全产生的碳烟颗粒;(2)润滑油燃烧产生的积碳颗粒。（3）燃料中硫生成的SO3、SO2和添加剂钙生成的CaSO4颗粒。VOC（易挥发有机化合物）：蒸发性气体，是许多不同种类的烃类构成的混合物，来自汽车燃油箱的汽油蒸发。1.2汽车排放物对人体的危害一氧化碳（CO）与人体血液中的血红素有很强的亲和

9、力，使血液丧失对样的输送能力而产生缺氧中毒。当环境中CO浓度超过100ppm时，人体就会产生头晕，乏力等不适感；随着CO浓度的增加，会进一步产生头痛、呕吐、昏迷等症状；当CO的浓度超过600ppm时，短期会引起窒息死亡。汽车肺气中排出多种氮氧化物（NOx），其中一氧化氮与人体血液中血红素的亲和力比CO还强，两者集合会产生与CO的相似症状，一般情况对人体的眼睛、鼻子、咽喉、支气管和肺部等会带来更大的损害，严重时致人于死地碳氢化合物（HC）为燃油未经完全燃烧后排出的气体，具有一定的易燃易爆性，其中苯类物质又具有致癌作用。臭氧在下极易发生光学反应，形成以抽样和以醛类为主的光化学烟雾。当O3达到一定浓

10、度时，会令生物在短期发生高温氧化脱水而死亡；醛类有机物带有毒性，对眼睛和呼吸系统有强烈的刺激作用，严重的会导致死亡。二氧化硫（SO2）为燃油中硫燃烧后的生成物，人体吸入后，即产生咳嗽，咽喉肿痛，呼吸困难，胸闷，四肢乏力，进一步产生支气管炎，肺炎和心脏病等，严重的会导致人猝死。SO2还极易与大气中的水蒸气结合生成亚硫酸烟雾，达到一定聚量后便形成酸雨，使水土酸化，破坏林木，植物的生长。VOC：影响神经中枢系统：出现头晕、头痛、无力、胸闷；影响消化系统：出现食欲不振、恶心等。1.3 汽车排放物对环境的危害城市气温急剧升高CO2、SO2这些气体被成为温室气体，一旦进入空气中，一方面可产生温室效应，促进

11、气温升高;另一方面破坏地球的保护层臭氧层。让阳关直接照射地球表面，加速气温升高。地球气候不正常 NOX生成的硝酸与氧化硫生成的硫酸等一起生成酸雨，造成土囊酸化，进而影响生态平衡。第二章 汽车排放净化技术2.1 微粒排放净化措施由于喷人燃烧室的嫩料与空气混合不完全，高温燃料与嫩气历经高温聚合与分解反应，产生了高分子量的HC，经过进一步的凝聚作用，产生了碳烟颗粒，虽大部分在随后的富氧区烧掉，但终究因混合不完全仍有约1%的碳烟颗粒没被烧掉，重的颗粒随即排出.可溶碳氢有机物来源于未燃的燃油和机油.碳氢有机物在冷凝过程中吸附在碳烟颗粒的表面，成为柴油机微粒排放的一部分。为了达到日益严格的排放法规的要求，

12、目前世界各国都在积极开发减少柴油机微粒排放的技术措施。发动机的微粒排放净化措施包过机净化措施和机外净化措施。 1机净化措施机净化着眼于降低燃烧室碳粒初始粒子的形成、通过改进发动机结构或增加附加装置达到微粒净化的目的.a 燃烧系统的优化燃烧过程对微粒产生的影响最大，也是研究的热点，主要有以下几个研究方向燃油喷射系统的优化与喷油有关的参数主要有喷油量、喷油嘴端压力、喷油嘴结构和喷油提前角.喷油系统的性能直接影响嫩油的雾化和混合气的质量，最终影响微粒排放特性.例如，增加喷油嘴孔数、采用电控技术和提高喷射压力可以使燃油在燃烧室更均匀地分布，减少燃油碰壁，将有利于减少微粒排放，但会引起N0，的增加;嫩烧

13、方式的改进为了减少微粒排放，日本、美国都在研究预混合燃烧方式的柴油机，这样，可使燃油与空气充分混合，尽量避免在高温缺氧情况下燃油裂解成碳粒的可能性;进气旋流的优化在高压喷射的情况下采用低涡流比有利于减少微粒排放.这是由于涡流比大，提高了进气速度，而降低充气效率.但在发动机实际运行时，低转速时要求较高的进气旋流;而高速时要求有较低的进气旋流.采用可变涡流进气道技术可使运行中的涡流比在0.2一2.5之间变化，使发动机性能与微粒排放特性在整个围得到优化; d.四气门技术采用四气门结构，使活塞上的嫩烧凹坑和缸盖上的喷油嘴布置在燃烧室中央，改善了进气涡流和油雾分布，使燃烧状况明显优化，同时也改善了活塞和

14、喷嘴的冷却条件，从而减少微粒排放:采用瓷材料用瓷材料制成的燃烧室、活塞顶和缸套可以提高嫩烧室的绝热效果.用瓷材料制成气门摇臂等运动部件，可减少摩擦阻力、降低机油耗量，从而减少微粒排放.b 进气增压与空气冷却技术进气增压与中冷可以增加进气量，这样姗料在最大扭矩时可以得到充分的氧，而避免达到临界空燃比。使用变截面增压器(VCT)并配合先进的控制系统，可有效地降低微粒排放量.c 降低机油消耗量在柴油机排放的微粒中，未燃机油占很大比重，所以必须降低机油消耗量.为此，须对活塞、活塞环、缸套等零部件进行优化设计并进行配合间隙的优化研究，特别是热变形条件下的研究，以达到降低机油消耗的目的.d燃料的改进措施降

15、低含硫量在燃烧过程中，柴油中的硫约有98%转化为S02。，其余的2%成为硫酸盐颗粒. 部分S O:被进一步氧化并与嫩烧过程中生成的H2O结合，形成H2SO3和硫酸盐，增加了微粒的排放量.当嫩料中的S从0.12%下降到0.05 %时，微粒排放量将减少8%10%，但进一步减少S对微粒的排放量不再有影响.美国1993年10月规定高速公路上行驶的汽车所用的柴油，其硫含量不得高于0.05%，1996年已全部供应低硫柴油.日本也于1997年全部供应低硫柴油;降低燃油比重燃油比重直接影响非直喷式柴油机的微粒排放，即微粒排放量随燃油比重的增加而增加: 燃油的乳化采用油包水型乳化燃油，这样由于油中水的急剧汽化使

16、油滴变得更加细小，有利于扩散然烧，可有效降低微粒排放.2.机外净化措施机外净化即排气后处理，将柴油机排气引人专门的后处理装置中，消除其中的部分微粒后再排人大气.主要的机外净化措施示于图1. 机外净化措施中应用最广泛的是微粒的过薄技术，即用耐高温的过滤材料制成特定结构的过滤体，将排气中的微粒截留在过滤体，从而达到净化的目的.过滤体的材料和结构应满足以下要求: a.通过特性好，排气阻力尽可能小; b.抗热冲击性好，有较好的机械性能c.热稳定性好，能承受很高的热负荷; d.过滤效率高;e.适应再生的要求.目前国外应用最广泛的过滤材料有壁流式蜂窝瓷、泡沫瓷、瓷纤维等。 随着过滤体微粒的不断积累，柴油机

17、排气阻力增加、背压升高.当背压升高到一定程度时，将导致柴油机功率和过滤效率下降.所以必须与时清除过滤体积存的微粒。众所周知，当柴油机在最大负荷、转速的工况下，气缸排气口的温度可达到500一600，此时柴油机排气微粒开始迅速氧化、升温直至着火燃烧，以此减少微粒，从而达到过滤体的排气阻力和过滤效率恢复到原来的水平，即过滤体的“再生”. 目前过滤体的再生方法主要是:“热再生”，即利用全负荷再生、喷油助燃再生、电加热再生、电自加热再生、节流再生等，此外，也开发了如逆向喷气再生、振动再生等非加热再生方法，也就是利用外部热源使积存在过滤体的微粒升温、自燃，以减少过滤体的微粒.柴油机排放后处理系统柴油机微粒

18、后处理系统是利用泡沫瓷过滤微粒，并利用微波对滤体进行再生. 2.1.1泡沫瓷过滤体将瓷原料配制成泥浆，并在聚醋或聚醚泡沫塑料浸演成型，最后经烧制而成.泡沫瓷部由许多小孔(称为“气室”)组成，每个气室通过窗口与多个邻室相连，由于微粒直径远小于气室直径，所以微粒的捕集发生在整个气室里.其优点是多孔结构使火焰易于传播。2.2 废气再循环（EGR）系统 柴油机与汽油机一样也有大量的NO生成，废气再循环(EGR)就是通过回引部分废气与新鲜空气共同参与燃烧反应，利用废气中含有大量的惰性气体(CO2、N2、H2O等)具有较高的比热容这一特性，来降低NOX的生成。 柴油机NOX生成的原因是：燃烧过程的平均过量

19、空气系数虽然比较大，但因混合气成分不均匀，局部燃烧温度仍很高，所以生成大量NOX不过，随着柴油机负荷的降低，NOX的排放迅速减小。在汽油机上降低NOX最主要的方法是通过废气再循环(EGR)，而柴油机也可以通过废气再循环(EGR)来降低NOX排放。废气再循环(EGR)为什么能降低NOX呢?因为NOX的生成条件是高温富氧，而废气的引入，一方面使混合气热容量增大，造成一样量的混合气升高同样温度所需热容量增大，从而降低最高燃烧温度；另一方面，废气对新鲜充量的稀释也相应降低了氧的浓度，从而有效的抑制了NOX的生成。 根据废气进入气缸是否通过发动机的进气系统，EGR系统可分为部EGR系统和外部EGR系统。

20、部：EGR系统通过改变配气正时实现。该系统不需要外加其他设备，结构简单，应用方便，而且可以避免再循环废气对管道的腐蚀，有利于提高系统耐久性。由于是在进气行程，直接开启排气阀使废气回流，因此难以精确控制EGR率；同时废气未经冷却直接回流，引起混合气温度升高，这一点又有利于NOX的生成。因此部EGR对NOX的抑制效果并不显著。但是随着控制技术的不断提高，部EGR因其简单、便利，日益受到青睐。外部：EGR利用专门的管道将废气引入进气歧管，使废气与新鲜空气在进入气缸前充分混合。由于外部EGR不但可以通过电控系统精确控制EGR率、优化发动机性能，而且可以在外部系统过加装EGR冷却器，有效降低燃烧温度，因

21、此目前较为常用的是外部EGR系统。1 增压柴油机EGR的实现 自然吸气柴油机所用的EGR系统与汽油机类似。由于进排气之间有足够的压力差，EGR的控制比较容易。在现代增压柴油机中，由于涡轮增压器效率的提高，增压器后的进气压力(增压压力)，在很多工况下会高于增压器前的排气压力，造成EGR的困难，至少不会获得足够高的EGR率。为此可采用下列措施：如图1a所示，在EGR阀5前，加一个排气脉冲阀6，利用排气脉冲加大EGR量。用节流阀7对进气进行节流(见图lb)，可降低柴油机前的进气压力，可使EGR率大为提高。但显然会增加柴油机的泵气损失，有损燃油经济性。在进气系统中，装一个文丘里管8(见图lc)，可以提

22、高EGR的有效压差，从而扩大EGR率的可调围。由于文丘里管喉口的压降，在喉口下游可得到部分的恢复，压力损失可以减，调节文丘里管的旁通阀9,可改变EGR的有效压差。用专门的EGR泵11(见图ld)强制进行EGR，当然具有最大的灵活性。但由于EGR泵的流量要求很大，机械驱动泵显然过于庞大昂贵。如图上所示涡轮增压器驱动一个外加的EGR泵11是一个实用方案。用可变喷嘴增压器VNT（Variable Nozzle Turbocharger）,是实现增压柴油机有效EGR的一个新途径。用普通涡轮增压器，实现足够的EGR往往有困难。有实验结果表明；用普通的涡轮增压器时，只能在部分负荷下获得0.1左右的EGR率

23、；用可变喷嘴涡轮增压器时，柴油机大负荷时，可以通过减小涡轮喷嘴流通面积来提高排气压力，进而增大大负荷领域的EGR率。 图1（增压中冷柴油机的EGR系统） a用排气脉冲阀的EGR系统 b用进气节流阀的EGR系统 c用文丘里管的EGR系统 d用EGR泵的EGR系统 1电控单元 2中冷器 3柴油机 4涡轮增压器 5EGR阀 6排气脉冲阀 7进气节流阀 8文丘里管 9文丘里管旁通阀 10EGR冷却器 11EGR泵2 废气再循环排气的冷却实验证明，把再循环的排气加以冷却，即采用所谓冷EGR，可使进入缸的新鲜空气的损失减少，从而避免了大负荷燃油经济性和排气烟度的恶化。冷EGR系统布置如图3-1c、图3-1

24、d所示。EGR冷却器10可以用柴油机的冷却水冷却，但冷却温降有限，最好用空气直接冷却。现已成功投产的EGR冷却器，可在不同工况下，使EGR温度下降50-150，使NO下降10%左右。d柴油机EGR的控制（1）控制方式 柴油机的EGR控制比较复杂，尤其是增压柴油机，一般都采用电子控制。其控制方式可以是开环控制，也可以是闭环控制。开环控制。开环控制一般基于脉谱(MAP)的控制，即通过实验确定典型工况下，达到排放要求的最佳EGR率。这种方法控制简单，目前应用较为普遍。但其准确性依赖于各种工况下MAP图的精确制取，同时动态响应慢。较典型的开环控制为对混合气的成份加以考虑，根据不同转速、负荷条件，由进气

25、和排气中的氧气浓度来确定最优的EGR率，例如在图1a中，电控单元1根据柴油机转速、负荷，以与进气和排气中的氧气浓度、温度等传感器的输入信号，按标定的EGR脉谱对EGR阀5、节流阀7、旁通阀9等执行机构进行控制。EGR阀5可以是一个真空阀。电控单元1通过对一个独立真空源产生的真空度加以调制，来控制真空阀的开度。EGR阀也可以是一个电磁阀，可由电控单元通过PWM信号直接控制。闭环控制。闭环控制可以选择基于排气背压的闭环控制，也可选择基于排气氧气传感器紫的闭环控制。基于排气氧气传感器的闭环控制，选取对发动机性能影响最大的两个参数进气中的氧气浓度和排气中的氧气浓度加以考虑。基于过量空气系数的EGR控制

26、，是通过过量空气系数来间接测量NOx的排放量，其受EGR率的影响大，可作为EGR闭环控制的反馈信号。闭环控制可以实时根据工况的变化自动调整EGR量，使EGR达到最佳。因此，它比开环控制的效果更好，但其结构也较复杂。 （2）控制时间 汽油发动机在发动机中小负荷时将一定量的废气引入燃烧室参与燃烧，怠速、全负荷时不起作用。柴油发动机在发动机怠速、中小负荷时将一定量的废气引入燃烧室参与燃烧，全负荷不起作用。柴油机EGR系统的结构以一汽大众柴油轿车为例，其柴油机EGR系统的结构主要分为两类：废气再循环电磁阀与机械阀分开方式（见图2）废气再循环电磁阀与机械阀合二为一，直接由发动机控制单元控制（见图3） 图

27、2 （EGR与机械阀分开方式 ） 图3 （EGR阀与机械阀合并方式）1-发动机控制单元 2-废气再循环阀（电磁） 1-发动机控制单元 2-废气再循环阀（电磁）3-废气再循环阀（机械）4-空气流量计 3-废气再循环阀（机械） 4-尾气净化装置5-尾气净化装置第三章 发动机排气后处理技术的研究与发展进程3.1、催化氧化法柴油机PM后处理技术包括催化氧化和过滤，利用催化氧化技术减少载重车和城市公交车柴油机尾气PM排放始于20世纪90年代。催化剂为蜂窝整体直通式，能部分氧化去除排气PM的可溶性有机组分以与气态污染物HC和CO，发动机负荷低时，PM可溶性有机组分含量高，催化氧化降低PM排放效果明显；而发

28、动机负荷高时，PM中可溶性有机组分含量低，催化氧化降低PM排放效果较弱。典型的PM排放降低值为20%50%，而且随着排气温度提高，降低率增大，但排气温度提高也会导致SO3和硫酸盐排放增加。3.2、过滤法过滤是降低PM排放最直接的方法，但将柴油机排气微粒收集起来后，决定微粒捕集器可行性的就是再生的问题了，微粒捕集器的再生一般都采用燃烧法，即利用外界能量提高微粒捕集器的温度，使微粒着火燃烧，或通过使用某些催化剂降低微粒的着火温度，使之能在正常的柴油机排气温度下着火燃烧分解。目前，催化再生的燃油添加剂再生和连续再生已成为研究的热点。燃油添加剂再生可能会造成新的二次污染，但这类燃油添加剂通常为含钙或铁

29、钡铜锰的金属化合物，成本相对低，降低微粒着火温度显著，在国该方法应该具有较为广泛的应用前景；而连续再生是将催化剂与微粒表面充分接触，降低微粒排放量的效果也较为明显。连续再生式DPF装置目前要解决的问题是:在发动机的各种运转条件下不发生碳粒堵塞现象，以确保碳粒净化率的长期稳定性，提高其使用寿命3.3、低温等离子体技术目前，低温等离子体技术在柴油机尾气控制中较多的是将其用于排气微粒的捕集，其主要依据在于柴油机排气微粒中有70%80%（以质量计）是带电的。利用低温等离子技术捕集柴油机微粒的技术现在还处于实验室阶段，而且已获得较满意的数据。等离子体静电捕集微粒装置的流动阻力小，对发动机的性能影响较小，

30、这是传统微粒捕集器所没有的，而且具有较高的捕集效率，能解决微小微粒难于收集的困难等优点。但是这种技术实用化的最大困难在于设备庞大，结构复杂与成本较高，在车用上则有高压电电源的供给问题。因此，该项技术的商品化还需要进一步的研究3.4、Nox净化系统由于柴油机机NOx控制与PM控制存在所谓的trade-off效应，而机外的NOx控制又因排气中含有大量O2而变得非常困难。目前，柴油机排气NOx净化研究主要从选择性催化还原和吸附催化还原两条技术路线入手。1选择性催化还原选择性催化还原有一个很明显的优点就是:催化剂不会因为燃料或润滑油中所含的硫而引起硫中毒。以尿素作为还原剂的选择性催化还原系统，可以降低

31、柴油机排气中绝大部分的NOx，也能降低部分HC。因此，以尿素为还原剂的SCR被认为是最具有应用前景的。但尿素SCR技术的难点在于处理城市基本建设与植被尿素水的矛盾，所以使将来车用尿素的SCR的实用性受到影响。1990年，Iwamoto和Held分别报道在Cu/ZSM-5催化剂上，HC能选择性催化还原NOx。随后，作为净化柴油机和吸燃汽油机排NOx的潜在技术，HC选择性催化还原NOx受到重视。对小型客车来说，HC选择性催化还原系统的发展旨在改进催化剂材料和增大NOx净化效率的控制方法上，同时也尽量减少燃料经济性的恶化2吸附催化还原吸附催化还原对NOx的净化率高达80%左右，其还原NOx的机理是:

32、基于发动机周期性进行稀燃和富燃工作的一种NOx净化技术，在稀燃阶段将NOx吸附储存起来，而在短暂的富燃阶段，NOx释放并被排气中的HC还原。对于超低S燃料，现有吸附催化还原技术可将NOx降低90%，但燃油经济性会因此降低。适用于高含量S燃料的吸附催化剂目前尚在开发之中3.5、同时净化系统1同时催化法在氧化环境下，用催化方法同时去除NOx和PM的理念是由Yoshida首次提出的，他对“Soot-O2-NO”3组份之间反应的可能性进行了实验研究和探讨。Cooper等人通过实验研究发现，NO在Pt催化剂作用下被氧化成NO2，而NO2能进一步氧化柴油机的碳烟，从而揭示了NO（NO2）在降低柴油机碳烟中

33、的作用2.四效催化剂最近，被称作柴油机PMNOx还原系统（DPNR）的一种四效催化系统得到了发展，它具有同时净化4种有害物质PM，NOx，CO和HC的潜力。DPNR是一种DPF，只是表面有一层吸附催化还原催化剂的涂层。在DPNR系统中，PM由活性氧氧化，而活性氧产生于NOx储存与还原的过程中，还有一部分来自稀燃状态下过剩的氧气。第四章、采用新能源技术4.1、使用可替代能源从总的形势看，石油资源必将逐步减少，最终将枯竭。为此，世界各国从长远战略考虑，为保证车用能源供应的安全和节省大量外汇支出，有必要减少对进口原油的过分依赖，积极寻找替代能源，采用多种能源，以确保社会经济的发展。实践证明：燃料乙醇

34、作为石油的替代品和可再生能源，不仅对于解决粮食深加工转化，稳定粮价和农民收入，减少环境污染、保持生态平衡等诸多方面具有十分重要的意义，而且还能创造许多新的就业机会。因此，推广使用燃料乙醇必将成为中国可持续发展的一项长期战略。从世界各国车用乙醇汽油使用情况来看，在美国、巴西早已成功推广，近年来欧盟和东南亚一些国家也在积极推广车用乙醇汽油。然而，这项工作在中国还仅处于推广试验阶段。可喜的是作为中国燃料乙醇推广先行试点省，政府在推广使用乙醇汽油方面已摸索出许多成熟经验。推广使用车用乙醇汽油，大势所趋目前，燃料乙醇的生产和应用在国际上已呈高速发展趋势，燃料乙醇产业已成为各国政府调控农产品供需矛盾，解决

35、石油资源短缺问题，保护城市大气环境质量的重要政策手段和经济杠杆。可以预见，随着世界石油资源的消耗、对环境关注程度的提高、MTEB的禁用以与燃料乙醇应用围的拓宽，将极刺激对燃料乙醇的需求。预计，今后相当长时间，燃料乙醇的年增长率将达到12以上。因此，推广使用车用乙醇汽油将成为中国替代能源选择与可持续发展的大势所趋。具体说，有四个理由。一是石油资源日益短缺，必须寻求新的替代能源。今年以来，受一季度世界石油需求依然旺盛与一些权威机构不断上调2005年世界石油需求预测数据的支持，国际油价总体呈上扬趋势，纽约商品交易所西德克萨斯轻质油（WTI）首行合约价格由42.12美元/桶攀升至57.27美元/桶，涨

36、幅达35.9。中国石油资源不与世界人均水平的1/6，从1993年开始，中国成为石油净进口国，供需矛盾日益突出。2000年，中国石油进口已经超过7000万吨，今后进口仍呈上升趋势，石油进口量约占使用量的20左右，预计到2010年前后将达到40，车用汽油年消耗量为6400万吨。按照车用乙醇汽油所含变性燃料乙醇10计算，每年可减少汽油消耗640万吨。乙醇是可以再生、可以循环利用的新型生物能源与绿色能源，因此用车用乙醇汽油来代替目前所使用的普通汽油，这对于完善能源安全体系，减少对石油的依赖、节约外汇意义重大。二是缓解粮食阶段性和结构性过剩，促进中国农业可持续发展。如何利用国丰富且廉价的玉米资源，使农业

37、得到快速的、可持续发展是政府面临的一项重大问题。为此，世界各国在发展燃料乙醇产业的同时，也带动了对农产品需求的快速增长，使农业产业得到了可持续发展。“九五”以来，中国农业生产连年丰收，粮食综合生产能力已接近5亿吨，然而粮食深加工问题未能得到很好解决，出现了阶段性和结构性过剩。一方面国家拿出400亿元建库存粮，同时每年拿出100亿元作补贴，财政不堪重负；另一方面，粮食没有转化市场，敞开收购和顺价销售成效不很明显，农民增收难以保障。而推广使用车用乙醇汽油，可有效解决粮食等农作物的转化，形成一个长期、稳定、可控粮食消费市场，有助于增加农民收入。目前，全国汽油消费量近4000万吨，以加入变性燃料乙醇1

38、0计，需变性燃料乙醇约400万吨，可消化粮食1000多万吨，使农民增收100多亿元。另外，生产燃料乙醇的玉米可另外生成第二副产品酒糟蛋白饲料（）和精制玉米油，解决玉米深加工问题，形成“增产消费刺激再生产”的良性循环。发展燃料乙醇产业还可以推进农业产品标准化、农业生产专业化、农业经营一体化，有利于推动农业种植结构的调整，保障粮食安全，对于解决“三农”问题具有十分重要的意义。三是改善生态环境，缓解大气污染。随着工业化进程的迅猛发展，世界围汽车保有量快速增加，目前以汽油为动力的汽车尾气对大气的污染程度，已占所有大气污染源的60左右。因此，国际上对汽车尾气造成对大气污染非常重视，在寻找、研究和开发汽油

39、替代品方面作了很多工作，比如风能、电能、氢能等，包括目前正在使用的甲基树丁基醚MTBE，但这些能源都有各自的局限性。乙醇是良好的车用燃料，除了它的燃烧性能可与汽油相比外，汽车发动机的压缩比可以提高，另外可使用较高的空气与燃料比例，燃烧完全。减少汽车排放CO2量是防止地球气温升高的最有效的措施之一，根据检测，当汽油中掺入1020乙醇时，这种混合燃料排出的尾气完全可以符合加利福尼亚州严格的空气污染标准要求。燃料乙醇的使用，对大气污染日益严重的趋势可起到缓解作用。中国汽车保有量达1500万辆（不含农用车），摩托车4500万辆，并且以每年10速度递增，大量汽车尾气影响空气质量，造成环境污染。据检测，汽

40、油加入10的变性燃料乙醇后，可使汽油辛烷值提高3，含氧量增加3.5，可使汽车有害尾气排放总量减少33以上，大大改善汽油的使用性能，使燃烧更彻底。另外，通过替代普通汽油中的对地下水资源破坏严重的甲基叔丁基醚（）含氧添加剂，可有效防止地下水的破坏，是一种节能环保型燃料，对于改善大气环境有着十分显著的作用。四是乙醇汽油在替代能源中是比较理想、现实可行的。由于现代生物技术的发展，以与农产品的大量富余和价格的下降，使发酵法生产乙醇的成本逐步下降，再加上各国政府对使用乙醇汽油特殊政策的出台，在众多替代能源中乙醇汽油又成为比较理想和现实可行的能源。因此，从20世纪70年代以来，在世界围乙醇汽油的生产和使用迅

41、速发展，成为目前替代石油最合适的可再生的重要能源。推广使用车用乙醇汽油，任重而道远综上所述，推广使用车用乙醇汽油必将成为我国的一项长期战略性举措。因此，坚持科学发展观，积极全面推广使用燃料乙醇汽油，必将对中国国民经济的可持续发展、创造和谐社会有着极其重要的意义。但应明确的是，在乙醇汽油推广过渡阶段，政府必须要唱主角。因为推广初期涉与的部门就有几十个，运行中要解决的难题就有数百个，这些问题方方面面，有政策上的、法规上的、技术上的，还有宣传舆论导向上的等等。如果没有一个统一的政策，统一的政府协调机构来强力推进，单靠市场化运作，或是单靠某个企业单打独斗，是根本做不到的。在我国推广使用车用乙醇汽油还是

42、一项全新的工作，就全国而言，根据国务院领导的多次重要批示精神，这项工作一直是按照统一规划，试点先行，分步实施的原则，积极稳妥地推进。作为该项工作先行试点的省份，在全国第一个制定并实施了政府规章，依法行政；在全国第一个成功实现了省级行政辖区封闭运行推广使用乙醇汽油，第一个实现全品种覆盖市场，走出了一条具有自身特点的乙醇汽油推广之路；在推广使用车用乙醇汽油的政策法规、组织管理、生产供应、市场销售以与技术服务等方面取得了宝贵经验，形成了车用乙醇汽油生产、储运、销售与使用的成套技术措施和管理办法，为今后乙醇汽油的全面推广奠定了坚实的基础。尽管如此，目前仍有两个亟待解决的难题。一是乙醇成本居高不下，技术

43、创新有待提高，生产原料要多元化。从2005年4月1日起，乙醇汽油的推广已经扩大到全国九省。但随着乙醇汽油推广围的扩大，国原本囤积严重的化粮将逐渐被酒精厂家消化完毕，现在燃料酒精的生产很大一部分转向使用新粮。这将面临两个问题：第一，生产成本难以降低；第二，新粮能否保证持续稳定供应还是个未知数。在这种情况下，我国乙醇汽油的推广战略面临着严峻考验。另外，为鼓励“酒精燃料”的生产，国家出台了一系列补贴优惠政策，每年要拿出20多亿元补贴四大燃料酒精生产企业，但随着乙醇汽油推广围的扩大和消耗的增长，国家的补贴负担会越来越重。因此，降低燃料乙醇的高成本，是乙醇汽油全面推广面临的首要问题。首先，生产企业要吸收

44、国外生产企业的先进经验，加强管理，改进工艺，形成规模经营，以大幅降低生产成本。其次，要考虑采用一些其他的低成本生产原料，如、着手研发甘蔗燃料乙醇等。有关科研机构要加快替代原料的研发，加大技术攻关力度，国家有关部门应在这方面给予更大的关注和合理的资金投入。二是国民认知程度不足，舆论宣传要坚持不懈。尽管乙醇汽油和普通汽油相比，性能、油耗相差无几，而且车用乙醇汽油和无铅汽油完全可以转换使用，在合格的车辆中，两种汽油可以混加，并不会对车辆燃油系统和其他部件产生太大的不良影响。但由于消费观念、市场监管等方面仍然存在着某些差距，有些人认为乙醇汽油在使用过程中耗油大、“劲儿小”等等。因此，在推广中要继续通过

45、各种渠道和媒体大力宣传使用车用乙醇汽油对改善环境、缓解石油资源短缺以与促进农业发展的重要意义，使消费者充分了解车用乙醇汽油，自觉自愿使用。解决上述难题，的对策与建议是：一是加强监管，营造良好的封闭环境。在国家已经做出车用乙醇汽油发展规划的情况下，在试点地区相关部门虽然出台了相关管理办法，但还缺乏监管力度，仍然存在非乙醇汽油冲击市场的情况，工商管理部门应该加大管理和处罚力度，成立专门检查机构，加强对变性燃料乙醇和车用乙醇汽油生产企业以与销售市场的监督检查。对违反规定擅自从事燃料乙醇生产或销售、使用车用乙醇汽油以外的其他车用汽油的，不但要限期整改，还应严厉处罚，严防劣质成品油进入流通领域以与小炼油

46、无序竞争，干扰乙醇汽油市场。另外，应加大整顿汽车配件市场，对假冒汽车配件的生产、流通等环节进行清理整顿，防止质量不合格的汽车零部件进入市场，以免乙醇汽油用户对使用乙醇汽油产生误解，从而形成一个良好的乙醇汽油封闭运行环境。二是保持政策支持的力度和灵活度。试点期间，政策和经济性分析报告显示，使用车用乙醇汽油是没有经济效益的；但大围的推广，对国家是有利的，比如可解决农民收入、环境污染等问题。因此，要保证车用乙醇汽油的顺利推广，就必须坚持相应的财政、税收、补贴等政策，保持现有或进一步增加补贴力度。特别是最近一个时期，食用酒精市场销量快速增长，如果这种情况持续下去，势必对燃料乙醇的供应产生一定程度的影响

47、。为此，应根据生产、销售环节存在的市场波动，制定更加符合市场规律、相对灵活的补贴政策，从而使全面推广有良好的政策保障。三是提高技术含量，使质量达到国际标准。相关部门曾经进行的一项性能试验表明，送检的乙醇汽油中烯烃含量和氧含量与欧燃料标准有差异。其中烯烃含水量主要由调和组分油成分决定，由于我国油品来源比较复杂，不同国家、不同地区、不同炼油厂生产的油品所采取生产工艺线路不同，导致烯烃含量都有差异。要与国际接轨，就需要生产单位进行有效的技术改造，调整和提高产品质量，各监管部门也要做好检测和质量监督，对不合格产品的生产和销售监督，对不合格产品的生产和销售企业依法进行处理，以保证车用乙醇汽油的质量和扩大

48、试点工作的顺利开展。四是加强汽车工业研发力度。汽车和摩托车行业应尽快针对燃料结构的变化着手研发，这不但是保证乙醇汽油大围成功推广的重要因素，也是汽车产业发展的重大机遇。但从实际情况来看，国汽车工业在对乙醇汽油适应性研究、设计、制造方面仍然相对滞后。使用乙醇汽油后一些汽车的零部件需要更换，但国目前还没有厂家和科研单位对此进行深入研究，更换配件也没有规的标准，已经影响到了试点工作。另一方面，中国的汽车制造业至今还没有真正开始研究开发与乙醇汽油相配套的车型，这种源头生产的滞后性将给乙醇汽油的推广使用带来根本性的制约，而德国大众等公司已经到的试点城市提取了乙醇汽油的样品进行研究开发，这些问题应引起有关

49、部门和国汽车生产厂商的重视。4.2、降低废气排放控制汽车污染物排放的技术可以分为两类:降低污染物生成量的技术，又称为机净化技术；净化或处理发动机排出后污染物的技术，又称为机外净化技术。随着发动机技术的进步和发展，目前车辆排放控制的机、机外净化技术都达到了比较完善的地步。现代汽油发动机排放控制较为成熟的技术主要有以下几个方面:发动机结构优化技术，如采用多气阀进气机构、组织进气气流、对燃烧室加以改进等。通过改善发动机燃烧状况，提高燃烧效率，降低发动机一氧化碳、碳氢化合物的生成量。闭环电控发动机管理技术是一种精确控制发动机供油过程和点火过程的技术，能根据反馈控制使发动机始终工作在最佳状态。一方面可以

50、有效降低发动机一氧化碳、碳氢化合物的生成量；另一方面为加装三效催化转化器提供空燃比条件。燃油蒸发污染物控制技术是一种对油箱和供油系统排出汽油蒸气污染物进行控制的技术，在国外是从20世纪80年代就较为普遍使用的技术。可控制汽油车20左右的碳氢化合物排放。闭式曲轴箱通风技术是一种控制发动机曲轴箱窜气造成环境污染的技术。这一技术国若干年前就已普遍使用，可控制汽油车20左右的碳氢化合物排放。废气再循环技术是一种将发动机排气引入到进气中，通过降低发动机气缸氧气的相对含量和最高燃烧温度，来减少氮氧化物生成量的技术。可降低4060的氮氧化物生成量。三效催化转化器技术是一种利用氧化和还原反应，将汽车排气中的一

51、氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物同时转化成无害的二氧化碳、氮气、水的技术。在一定条件下，对污染物的转化效率可达80以上，是目前最为有效的汽油车机外净化技术。但是，为保证其工作效能，需要发动机具备闭环电控系统，并燃用无铅汽油。改进油料。燃油的质量、组分、添加剂对排放均有一定影响。因此，改进油料的质量和组分，是进一步降低车辆污染物排放的有效方法。4.3、减少燃油消耗1.迅速起动，减少升温时间。做到这一点，需要发动机有良好的技术状况，这就是要求起动系、燃料供给系、冷却系各部件的工作正常，保证发动机能迅速起动。起动后，不要轰大油门，当发动机转速稳定后，即可挂低档起步。此时，要缓慢地踩下油门踏板，逐步从低速

52、档变换到高速档，这样可减少升温时间，增加燃油的有效利用率，同时也能使传动系统的润滑油温度增加，减少磨擦阻力。2.适当换档，尽可能以直接档行驶。汽车可采用分段加速的方法，即：先将油门踩下1/2，待发动机转速稳定，车速不能提高时，再将油门踏板踩下至2/3位置，依次到3/4位置，达到需要的车速为止。在行驶过程中，不要拖档，要勤换档。在上坡时，更要注意做到：高档不硬撑、低档不硬冲。如使用装有自动变速器的车辆，要尽可能用超速档行驶，这样会使自动变速器在较低的换档点换入下一档位，而无须达到最高转速，从而节省燃油。3.坚持中速行驶。发动机在中速运转时最省油，因为它在中速时可以提供较大的扭矩输出，在没有大负荷

53、需要发动机输出最大功率时，无须使发动机一直以高速运转。汽车在高速行驶时，需克服较大的空气阻力，会使燃料消耗量剧增。4.提前采取措施，减少制动与避免紧急制动。在行驶中，发现前面情况要提前处理，采取摘档滑行的方法，尽量减少紧急制动与制动的次数，以减少制动时的能量损失。因为汽车从80km/h车速降到0km/h车速，大约要消耗50-80ml燃油产生的能量。同时也会造成轮胎、制动器的磨损，影响车辆使用寿命。5.减少发动机空转。发动机在怠速运转时，需要较浓的可燃混合气。要尽量减少发动机的空转。一旦停车等人，最好熄火，减少燃油消耗。在夏季炎热的气候使用空调也会增加10%-18%的燃油耗量。还有人喜欢在高速行

54、车时，关掉空调，而采用摇下车窗依靠行驶中的气流降温的方法，说这样省油。这种说法是错误的，因为摇下车窗玻璃会加大空气阻力面积的，使空气阻力增加，反而会使汽车多消耗12%-20%的燃油。保持正常的工作温度。发动机工作温度的正常与否，直接影响燃油消耗量，温度过低，燃油得不到完全燃烧，热效率和磨擦的损失增大。结 论目前环境污染带来的问题日渐严重，城市空气质量的恶化，全球大气变暖，这些与我们密切相关的环境状况使我们忧虑，经济发展与生活环境恶化之间的矛盾日渐突出。目前减少汽车排放污染的主要手段是提高燃油的质量和对尾气排放进行控制，推行汽油无铅化和使用代用燃料。但仅仅这些还是不够的，还应制订适合我国国情的汽

55、车排放标准，建立完善的汽车排放控制管理系统，对汽车排气污染进行深入全面的控制，同时广泛地对汽车尾气污染的危害进行宣传，督促车主对车辆实行妥善的维修和保养，改善车辆的使用状况，以达到减少尾气排放的目的。拥有一个清洁舒适安全的自然环境，是全人类共同的心愿。采取有效的措施对汽车排放进行控制，减少汽车排放对大气造成的污染，需要大家共同的努力。保护环境，就是保护我们的家。控制汽车尾气的排放，防治大气污染势在必行。让我们共同从小事做起，防治大气污染，让天空永远蔚蓝！参考文献1 闫君杰，芳.机电高等专科学校学报.2007.第6期2 子波.汽车故障诊断技术.机械工业.2009,053 舒华，国平.汽车电器设备与维修.理工大学.2009.064 蔡兴旺.汽车构造与原理-发动机.机械工业.2009.075 吉彦.公路与汽车.工程学院，2005.08.第四期6 贵恒，卫东.汽车工业研究.2001.第4期7 骏，王永红，馨.华东交通大学学报.2001.第2期8 士力.工业学院学报.2001.第1期9 骏，王永红，馨.华东交通大学学报.2001.第3期10 雷永臣，祚为.林业机械与木工设备.2000.第11期11 毛峰.汽车车身电控技术.机械工业. 2010.08致 最后，衷心感老师在百忙之中评阅论文。