機動車污染控制技術就是通過機內、機外以及燃料等方面的控制來減少機動車污染物的排放量。我們在研究如何降低和減少機動車污染物排放技術的同時，還應致力於開發“零污染”的新能源和“零排放”的新型機動車，通過不同途徑來減少機動車污染物的排放。
基本介紹
- 中文名：機動車污染控制技術
- 外文名：Motor vehicle pollution control technology
- 套用：大氣污染
- 適用領域：大氣污染控制
- 性質：技術
- 學科：環境生態
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簡介
機動車污染與機動車保有量、燃料利用率、燃料性能及交通狀況等諸多因素密切相關，隨著機動車保有量的迅速增加和城市化進程的加快，中國一些大城市的大氣污染類型正在由煤煙型向混合型或機動車污染型轉化，機動車尾氣排放已經成為主要城市的重要污染源。
城市交通運輸需要大量的能源。在全世界所生產的全部能源中，20%以上用於交通運輸。這些能源消耗導致了城市、區域和全球性的空氣污染。在城市的交通中心，機動車是造成空氣中CO含量的90%～95%、NOx和碳氫化合物(CH)含量的80%～90%以及大部分顆粒物的原因。這些污染物不僅能夠在空氣中長久停留，還能引起污染更嚴重的光化學煙霧。在已開發國家的城市中，汽車排放污染物成為空氣污染的最主要來源。
排放物
機動車發動機排出的物質主要包括：燃料完全燃燒的產物(CO2、H2O和N2)，不完全燃燒的產物(CO、碳氫化合物和炭煙顆粒等)，燃料添加劑的燃燒生成物(鉛化合物微粒)，燃料中硫的燃燒產物SO2以及高溫燃燒時生成的NOX等。除了尾氣以外，曲軸箱、化油器和油箱也是機動車的污染物排放源，它們主要是排出未燃烴。目前排放法規限制的是CO、碳氫化合物、NOX和顆粒物。
汽油車污染
污染物
汽油機排放中的有害物質主要有CO、NOx、HC化合物及少量的鉛、硫、磷等，有害物質構成主要有如下幾部分：①尾氣污染，尾氣污染占總污染量的65%～85%，其中有害物質為CO、NOx及HC化合物。這些有害物質的排出量與汽車發動機的設計和製造水平、燃燒狀況密切相關；②曲軸箱通風污染占20%，主要是HC化合物；③汽油箱通風污染占5%，主要是汽油中輕餾分的蒸發損失；④化油器的蒸發和泄漏，占5%～10%；⑤汽油中含Pb、S、P造成的污染，由於無鉛汽油的廣泛採用和油品質量的提高，此類污染已退居次要地位。
控制技術
汽油車污染控制一般可以通過三個途徑來實現：機內淨化、機外淨化、燃料系統改進與替代。
① 機內淨化
目前，汽車以汽油作動力燃料的情況下，開發機內淨化技術、減少汽油機污染排放是控制汽車污染的根本措施。減少汽油機污染排放的途徑，可分為兩大類：其一是通過對發動機的改進或調整，改是燃燒過程；以防止或減少污染物在機內的生成，進而降低污染豐非放；其二是將發動機排出的廢氣，用設定在機外的裝置進行淨化處理，進而降低污染排放。
這些技術包括降低發動機燃燒室的面容比，改進點火系統，提高燃燒過程的壓縮比，採用多氣閥汽缸設計，改善燃料供給系統，採用汽油噴射技術，引入廢氣再循環，曲軸箱廢氣進行密封處理，使用電子控制的發動機管理系統等。套用上述技術可使現代的發動機污染物排放比傳統發動機減少60%～70%以上。
② 機外淨化
機外淨化就是對尾氣進行處理，通過改進排氣管、二次空氣噴射和催化反應器等技術淨化尾氣中的CO、HC化合物和NOx。
將化油器正中的排氣管中設計許多褶葉，增加廢氣在夾空中的停留時間，突出的葉翅被廢氣加熱，可氣化混合氣中的殘液以及作為HC化合物、CO再循環的熱源。二次空氣噴射系統可將新鮮空氣噴射到排氣門附近，使高溫廢氣中的HC化合物、CO進一步燃燒。
③ 燃料系統改進與替代
改進汽油的油品組分和質量可以降低汽車的有害污染物的排放，並改善發動機的動力性能和經濟性。例如，可採用含硫量低的優質汽油，用清潔燃料代替汽油。清潔燃料包括氫、液化石油氣(主要成分為丙烷、丁烷及甲烷)、天然氣、工業煤氣以及甲醇和乙醇等液體燃料。這些燃料防爆性能好，有利於提高發動機壓縮比，改善發動機性能，降低汽車排氣量。
柴油車污染
污染物
柴油機中污染物的形成過程主要取決於燃油分布及其混合情況。柴油機的排氣黑煙歪一種臭味並形成煙霧，主要是燃油在高溫缺氧情況下裂解、聚合、碳化形成的。尤其是在柴油車急速加油、爬坡、滿載或超載時，冒黑煙更為嚴重。碳氫化合物是燃料中的未燃烴類、裂解反應和再化合反應的產物、燃燒和氧化反應的中間產物。局部溫度和瞬間溫度過低；局部濃度和瞬時濃度過濃和過稀都可能是碳氫化合物的生成原因。NOx主要在高溫燃氣區域生成，並且在靠近理論空燃比區域及稀火焰區的NOX生成率最高。
控制技術
柴油車排放污染物控制措施主要有三條途徑：機前預防、機內控制和尾氣處理。
① 機前的預防
與汽油車的機前措施相同，首先考慮燃料的改進與替代，開發新的能源；其次對燃料或空氣在進入汽缸燃燒前預先進行處理，以改變缸內燃燒的反應過程，從而降低有害氣體排放量。例如在燃料中添加含鋇消煙劑可降低炭煙的濃度；採用進氣管噴水或柴油摻水等方法，由於水分降低了柴油機的燃燒溫度，因此能降低尾氣中NOx的含量。缺點是噴水後，汽缸腐蝕增加．需要根據功率調節加水量。
② 機內淨化措施
對燃燒過程本身進行改進，以減少有害氣體的產生，機內方法主要有推遲噴油、提高噴油速率、加強進氣渦流、廢氣再循環、採用分隔式燃燒室等。
③ 柴油機排氣後處理技術
柴油機排氣淨化後處理技術主要有過濾捕集和催化轉化法。
