对新时期汽车排放污染及控制措施的研究

张玉伟

摘 要：近年来，我国经济发展迅猛，汽车已成为普通家庭消费的大众化的商品，汽车给人们的生产生活带来了便利，同时，其尾气污染也对人们的生活环境造成了影响，伴随汽车保有量的逐年增加，这一影响在不断加剧。随着国民环保意识的日益提高，采取合理妥善的措施，、有效地控制汽车尾气排放的污染程度，已受到社会各界的广泛关注。基于这种状况，文章结合工作中的实践，对汽车排放污染物成分的危害进行了分析，并对相关控制措施展开论述，为环保工作者在汽车尾气污染控制方面提供参考。

关键词：汽车；尾气排放；尾气污染；控制措施

引言

最近几年，每当进入秋冬季节，被雾霾天气笼罩的天气状况经常会在我国中东部地区出现；随着汽车销量的不断增加，普通家庭购买汽车的数量增速迅猛，我国被雾霾天气笼罩的地区，呈现出持续时间长，范围广的特点。这种雾霾天气的形成，一方面由于既有气象状况，排放污染也是一个重要的因素。在众多排放污染源中，汽车尾气排放是重要的污染源之一，尤其在汽车保有量逐年上升的情况下，汽车尾气排放已成为主要的空气污染物。探究有效的措施，对汽车有害气体排放进行控制，降低汽车尾气对环境造成的污染，已成为能源与环境研究中的重要课题，也是汽车工业可持续发展所必须解决的问题。

为降低汽车尾气对环境的危害，各国都采用制定汽车排放标准进行限制。目前国际上的汽车排放法规主要分为美国、欧洲和日本排放法规三大体系，其中欧洲标准相对测试要求没那么高，所以被大多数发展中国家采用。而仅依靠制定严格的排放标准是无法从根本上解决问题，还需要更进一步探究更多有效的措施。

1 改善汽车用油的品质

燃油品质对环境影响较大，如果燃油中的铁、锰、硫等含量过高，可使三元催化转换器“中毒”，导致氧传感器失效，对汽车排放污染物的催化转换效果受到影响。目前，我国石油炼化企业经过几十年的发展，其炼油水平在国内处于领先地位，但与发达国家相比，还比较落后，虽然我国已出台了汽车排放的环保标准措施，但由于成品油质量不达标，导致环保措施不能及时施行。生产企业在按照国四标准制造汽车时，只是按照国四标准加装了一些技术装备，这样无法使汽车尾气排放达标，而且使用低质燃油会使油耗增加。因此，石油企业要加大资金投入，引进新技术，自主探究新工艺，加快石油产品冶炼质量提升的步伐，从根本上解决尾气排放问题。

2 增加汽车排气净化器

汽车排放的尾气中含有大量氮氧化合物、一氧化碳、碳氢化合物、二氧化硫等，都对大气有危害。其中一氧化碳是由于氧气不足造成的燃油燃烧不完全所产生的有害气体，极易与人体的血红蛋白结合，造成人体缺氧，即一氧化碳中毒；氮氧化合物是发动机在高温富氧条件下形成的有刺鼻气味的气体，一氧化氮是其主要成分，它与人体血红蛋白的结合能力要强与一氧化碳；二氧化硫是燃油中的硫燃烧后的产物，是形成酸雨的主要成分。现代汽车上增加的排放控制器主要有废气再循环装置、三元催化装置、燃油蒸发控制装置和曲轴箱强制通风装置等。

2.1 废气再循环控制系统

废气再循环控制系统用来减少氮氧化合物的排放。将8%到13%的废气重新引入气缸参与燃烧，这部分气体可吸收新鲜混合气燃烧所释放的热量，降低气缸内部燃烧的温度，从而达到抑制氮氧化合物生成的目的。

由于进气系统引入了废气，会影响发动机的正常工作和性能，必须对进入发动机的废气量进行控制。為确保发动机工作的稳定性，部分工况下不能进行废气再循环，主要包括启动工况、怠速工况、暖机工况等。

2.2 三元催化转换器

三元催化转换器是现代汽车排气管上普遍使用的排气净化装置。废气中的碳氢化合物、CO和NOx经过该转换器时，在催化剂的作用下，这些气体参与氧化还原反应，CO最终还原为二氧化碳，NOx还原成氮气和氧气。只有在理论空燃比（14.7）附近时三元催化转换器中的催化剂活性最强，转化效率最高，经测试在理论空燃比时，可将90%以上的一氧化碳和碳氢化合物，70%以上的氮氧化合物转换掉。所以要精确控制空燃比，发动机多采用氧传感器反馈控制方式将空燃比控制在理论空燃比附近。

2.3 燃油蒸发控制

为防止燃油蒸汽排放到大气中，发动机多采用由燃油蒸发控制的活性炭罐蒸发排放控制系统，用来收集蒸发的燃油蒸汽，在发动机工作时引入气缸烧掉。

2.4 曲轴箱强制通风器

发动机工作时，部分可燃混合气和废气经活塞环进入曲轴箱，俗称窜气。这部分气体会稀释曲轴箱内的机油，使机油变质，影响使用性能；水蒸气混入机油中形成泡沫，阻碍油路，影响机油泵工作；酸性物质混入机油，会导致机件腐蚀加剧。现代发动机多采用强制通风器，通过一个控制阀，控制阀一端接进气管道，另一端接曲轴箱，当发动机运转后，进气管内会产生一定的真空，可将曲轴箱内的油气吸入气缸中和新鲜气体一起烧掉。

3 研制新型发动机

发动机是汽车动力与汽车污染物排放的源泉，研发新型的节能发动机是控制汽车尾气排放的一个方向。可变配气正时发动机是目前市场上广泛采用的一种节能发动机。

可变配气正时控制系统通过配备的控制系统，控制发动机的气门升程和凸轮相位，以满足发动机不同工况下的动力需求。四行程发动机完成一次工作循环需要经历进气、压缩、做功和排气四个过程，当发动机转速提高时，配备有可变配气正时控制系统的发动机，增大气门打开的角度，使进气时间延长，使更多空气进入气缸参与燃烧，不需要多喷油就可提升发动机的动力。与没有配备可变配气正时控制系统的发动机相比，配有可变配气正时控制系统的发动机动力提升5%，节油20%以上。

采用新能源汽车。采用非常规车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。主要包括混合动力车、纯电动汽车、太阳能汽车等。

3.1 混合动力汽车

混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle， HEV）是指车辆的驱动系统由两个及两个以上能同时运转的单个驱动系统联合组成的车型，车辆的行驶动力依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或者共同来提供，目前普遍采用的燃油加电池驱动系统。根据所用的燃料不同，又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力汽车，目前郑州市部分公交车采用的是混合动力汽车，当车速低于20公里每小时时，车上配备的电池放电，驱动车轮运转，当车速高于20公里每小时时，发动机开始工作，为车辆提供动力，同时为电池充电。

3.2 纯电动汽车

纯电动汽车（Blade Electric Vehicles ，简称BEV）是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的新型汽车，主要是由可充电电池来为发动机提供动力源。可充电电池主要有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。纯电动汽车是完全无污染的绿色环保汽车，虽然它有100多年的发展历史，但是由于电池价格昂贵、寿命短、外形尺寸及质量较大、充电时间长等因素抑制了它的发展。国产典型的纯电动汽车当属比亚迪E6。

4 制定和完善相关的政策，减少汽车尾气污染排放

国家相关部门应加快制定政策措施，制定汽车燃油经济性能指标，推出类似家用电器的汽车能效标识，鼓励和引导消费者使用能耗低，污染低，节油环保的汽车，对环保不达标的汽车，相关部门应采取措施，加快其淘汰。国家应加快发展公共交通，对汽车实行限牌和限号，减少城市交通压力。

引导和督促汽车生产企业生产节能环保的绿色汽车，督促石油企业加快研发，提高燃油的品质，引进国外先进的技术，鼓励大家使用绿色汽车，对于那些故意造成环境污染的企业和个人国家应从重从严处理。

参考文献

[1]姚焕新，刘红.汽车发动机电控系统检测与维修[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2013.

[2]张西振.汽车发动机电控技术（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2011.