浅析汽油车尾气排放超标分析方法

郑 松

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

浅析汽油车尾气排放超标分析方法

郑 松

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

针对汽油车尾气排放超标现象，从整车排气系统气密性、催化器贵金属含量、标定数据合理性三个方面分别进行排查分析，彻底解决排放超标问题。

排放超标；气密性；催化器；标定数据

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.09.057

CLC NO.: U471.2 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2015)09-168-02

引言

汽车是一个流动的污染源，内燃机未燃烧的燃料和燃烧不完全的生成物排向大气，成为污染环境的物质。随着汽车工业的快速发展，和日益严格的环保要求，城市大气环境的污染越来越受到政府部门的重视，汽车排放法规要求也随之越来越严格。在排放试验过程中，我们会经常遇到排放污染物超出排放限值的现象。本文将对汽油车尾气排放超标的原因进行分析，找到解决排放超标的方法。

1、原因分析

通过逐个分析产生排放超标的潜在因素，确定产生排放超标的三个途径：整车排气系统气密性、催化器贵金属含量、标定数据合理性。

2、排查处理

2.1气密性方面排查

根据国家标准GB18352《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》要求：排气系统不得有任何泄漏，以免减少发动机排出气体的收集量。故按照整车排气系统密封性检测标准，采用向排气口打入气体（压力200kpa）查看整车与发动机排气系统的各接合面是否存在漏气现象的方法，完成对整车与发动机进排气系统的漏气情况检查。整车排气系统密封性检测示意图如下图2所示：

故在进行正式排放试验前，需要确保整车排气系统密封性满足国标要求。

2.2催化器方面排查

汽油催化器即三元催化器，其作用是通过催化剂的氧化与还原的转化功能，减少汽车尾气排放。三元催化器由载体与涂层及贵金属构成，下图为三元催化器结构示意图。载体分为陶瓷与金属，其中陶瓷的热稳定性较好，在1300℃以上。涂层由各种氧化物混合物及储氧剂组成。氧化铝通常用于贵金属活性中心的载体，提供较大的比表面积，提高贵金属的分散度，增加催化剂的耐热稳定性；氧化铈作为最主要的OSC材料，通过变价提供储放氧能力；氧化锆作为氧化铈储氧材料的稳定剂，与氧化铈形成铈锆固溶体，从而进一步提高OSC性能；氧化镧作为稳定剂，提高氧化铝的热稳定性；氧化镍用于转化H2S。贵金属即铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）。Pt和Pd是很好的HC和CO氧化催化剂，Rh是好的NO还原催化剂。

三元催化器通过促使各种排气污染物产生的氧化与还原等化学反应，使得各种排气污染物得到最大程度的转化，三元催化器一般工作在400℃～900℃之间时其转化效率最高，当催化器床温长时间大于900℃甚至更高时，可引起贵金属烧结活性下降，降低催化器转化能力，严重的会导致催化器失效，下图为三元催化器工作原理。

通常情况车辆会装载前、后两级催化器，下表为某催化器贵金属含量与比例。

表1 贵金属含量与比例检测结果

故在进行正式排放试验前，需要确保前、后两级催化器贵金属含量与比例满足匹配要求。

2.3标定数据方面排查

排放试验中汽油车尾气主要排放污染物为CO、HC、NOx，其中 HC约有100～200种成分，是不完全燃烧造成的，它并非是未燃烧的燃料而是燃烧的副产物，主要包括甲、乙烷等烷烃，烯烃，芳香烃；CO也是不完全燃烧的产物，燃油混合不均匀或燃气温度低等造成；NOx是燃料中的氮化物，其中90%的是NO，是燃料在1600℃时燃烧造成的。在排放试验过程中，HC主要是在起动阶段产生，CO在起动和瞬态加速工况中易产生，NOx主要是在EUDC阶段高速、加速时产生。

根据排放试验排放数据，确定污染物分布区域，有针对性分析污染物超标原因，然后利用标定软件分析数据，查找标定原因，调整发动机排放相关标定变量，再进行排放试验反复验证。调整标定变量对不同工况点的排放值均有影响，所以排放标定应重复多次，反复调整，使得排放试验各阶段的排放值都得到最优控制。排放试验涉及的标定有：冷起动标定，如起动空燃比控制、暖机空燃比控制、点火角控制、气量补偿等；燃油系统标定主要是瞬态加、减速过程，相关稳态工况的燃油控制，和燃油闭环控制等；以及充气效率、闭环气量等标定。

通过对发动机排放相关标定变量的调整，解决排放超标问题。

3、结束语

本文通过对产生汽油车尾气排放超标三个途径即整车排气系统气密性、催化器贵金属含量、标定数据合理性的分析，找到排放超标的原因，彻底解决排放超标问题。

[1] 刘永长.内燃机原理[M].武汉:华中科技大学出版社,2001(06).

[2] 张远程,李技新等.三元催化转化器的使用及对发动机的影响[J].内燃机,2003（04）:17-19.

[3] 陈志恒,吴训成等.电控汽油机动力加浓工况空燃比控制策略研究[J].车用发动机,2006（06）:5-8.

Analyse gasoline automobile contamination emission overstep standard construe measure

Zheng Song
（Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Contrapose gasoline automobile contamination emission overstep standard electrophoresis, analyse automobile exhaust system airproof capability、catalysis container noble metal content、Calibration data rationality three aspect, solve emission overstep standard problem drastically.

emission overstep standard; airproof capability; catalysis container; Calibration data

U471.2

B

1671-7988（2015）09-168-02

郑松，就职于安徽江淮汽车股份有限公司，从事汽车电控系统标定开发工作。