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1、浅谈我国汽车尾气排放现状与对策 【摘 要】汽车尾气排放已成为一个全球性的问题，气候改变及呼吸系統健康问题很大一部分是由车辆尾气排放引起的。在世界范围内，各国正实行主动措施解决该问题。本文从浅谈我国汽车尾气排放的现状着手，论述汽油机排放主要污染物的成因及危害，叙述汽车尾气排放的一系列标准，并就如何削减汽车尾气的排放，提出了严格执行国III汽车尾气排放标准；提高燃油标准，发展燃油替代品，削减尾气排放；大力发展采纳清洁能源的汽车；加强交通管理；严格监督车辆的保养和修理；优先发展城市公共交通系统等六大对策。 【关键词】汽车尾气 排放标准 对策 一、浅谈我国汽车尾气排放的现状 汽车是现代文明的一个标记，
2、它的蓬勃兴起已有101多年的历史。汽车对交通的改善，人们生活的便利，社会经济发展，做出了巨大贡献。但是，随着汽车保有量的不断增加，它对环境污染和人们身体健康的危害日益严峻，汽车排放的废气成了世界上很多大城市空气污染的“祸首”。目前，全世界有10亿多城市人口的健康受到空气污染的威逼，在我国11个最大城市中，空气污染每年使5万人夭折，40万人感染上慢性支气管炎。因此，削减汽车尾气排放，是关系到人们健康的头等大事，是关系到社会和谐稳定发展的大事。 在我们获益于汽车发展提高生活质量的同时，应尽量避开由此带来的排放污染恶化我们的环境。在汽车工业发展和环境爱护之间，环境爱护问题受到越来越多的重视。近几年来
3、，我国汽车工业发展快速，汽车废气对空气的污染，已成为严峻的社会公害。我国现在对汽车尾气排放，已经制定了相应的法律规范。如何在提高发动机动力性、经济性的同时，更好地限制汽车的排放，就成了各汽车制造厂家要探讨的一个重要问题了。 二、汽油机排放主要污染物的成因及危害 汽油发动机排出的主要污染物质是：一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOX），还有少量的二氧化硫和浮游微粒等。 这些有害气体的主要释放途径有三种： 一是排气管，约101%的CO、101%的NOX和60%的HC； 二是曲轴箱，约有1%的CO、1%的NOX和20%的HC； 三是燃料蒸发， 约有20%的HC是以燃料蒸发的形式释放
4、到大气中； （一）CO的成因与危害 CO是燃料不完全燃烧后产生的一种无色、无味、无刺激性的有害气体。主要从排气管排出，也有少量由曲轴箱排出。人吸入CO后，血中结合氧的血红蛋白将失去携带氧的实力，人就会出现中毒现象，如反应实力、视敏度下降等。CO中毒的中期症状是流泪、咳嗽、头晕、恶心、呕吐、胸痛、呼吸困难，严峻时会发生虚脱昏迷甚至死亡。 汽油机的燃料是汽油，它是多种烃（碳氢化合物）的混合物，当烃燃料完全燃烧时生成CO2和水蒸汽。汽油机尾气排放出的CO主要是在汽油分子局部缺氧或低温下不完全燃烧产生的。如图1所示，当进入气缸的混合气空燃比为14.7，实现完全燃烧时只产生CO2和水蒸汽。当空燃比小于1
5、4.7，即空气不足时，部分燃料不能完全燃烧而生成CO，空燃比越小，排出的CO浓度越高。其次，汽油机即使在空气足够时，由于混合气的形成与安排不均，也会产生CO。所以，在发动机排气中总会有CO存在。但CO的浓度主要取决于混合气的空燃比。 （二）HC的成因与危害 HC主要是由于氧气不足和低温激冷效应产生的。实践证明，汽油机在过量空气系数1时，混合气在气缸内处于低温区域时，附在燃烧室表面的激冷层也会燃烧不完全，使排气中的HC增加。HC形成酸雨，污染湖泊、土壤，影响林业、渔业、牧业生产；侵蚀石质建筑物、铜像等。对人的呼吸系统、神经系统、造血系统都由严峻的损坏作用；具有刺激气味，是形成光化学烟雾的组成部分
6、，某些高分子环状HC在动物体上有致癌作用。HC的产生虽与混合气空燃比有关，但不象CO那样干脆，其产生的缘由主要有以下3个方面。一是气缸壁淬冷。气缸壁淬冷是指燃烧火焰前锋向气缸壁旁边传播时，由于缸壁处温度低的作用使紧贴缸壁的一层冷合气冷却，汲取了一部分燃烧能量，使燃烧反应变得缓慢或趋于终止。这样就在缸壁旁边留下一层部分反应或未反应的烃（HC）随尾气排出，这是HC产生的主要缘由。二是不完全燃烧。发动机运转时，假如混合气过稀或过浓，则在有些工作循环中会发生不完全的火焰传播，甚至可能出现不着火现象。例如在怠速时，由于残余废气的稀释作用，以及发动机过渡工况时进入气缸的混合气都有可能引起不完全燃烧，此时H
7、C的排放浓度就会上升。三是在进排气门重叠期内，此时进排气门同时处于开启状态，可能有部分簇新混合气未经燃烧而由进气门干脆进入排气管。 （三）NOX的成因与危害 气缸冲量中的N在高温条件下与冲量中的肯定量O发生化学反应，生产NOX（NO和NO2），一般温度高于1300时，起先生成NOX，随温度上升，生成量增加，NOX吸入人的肺部后，与肺中的水汽结合，形成稀硝酸，损害人体；在日光照耀下，NOX与未燃或已燃的气态的HC会生成化学烟雾，使人眼花、头痛、手足抽搐，使植物枯死、橡胶裂开，并能污染海洋。 （四）影响发动机排放的其他因素 发动机点火时刻对排放废气中的HC和NOX的浓度影响很大，适当推迟点火时刻会
8、使HC和NOX的浓度降低，这是因为推迟点火时刻可使排出的废气温度上升，在混合气空燃比较大的状况下HC被过量空气氧化，HC的排放浓度因此降低。这就是调整尾气排放时，混合气浓度调整在前点火时刻调整在后的缘由。推迟点火时间对降低NOX的作用，主要是点火时刻推迟后，混合气的燃烧过程发生在活塞上止点以后，使燃烧温度和压力都下降了。但是，过度推迟点火会造成发动机动力下降。 三、汽车尾气排放标准 汽车尾气排放是指从废气中排出的CO（一氧化碳）、HC+NOX（碳氢化合物和氮氧化物）、PM（微粒、碳烟）等有害气体。 欧洲汽油车尾气排放标准（参考） 我国的汽车尾气排放限制标准源于欧洲标准，但又不完全等同于欧洲标准
9、。我国制定的轻型汽车污染物排放限值及测量方法（I）等效于“欧I”标准；轻型汽车污染物排放限值及测量方法（II）等效于“欧II”标准。而欧III则比欧II标准上了个台阶。做一个形象的比方：7辆执行欧II标准的汽车，相当于1辆化油汽车的污染物排放量；14辆执行欧III标准的汽车，才相当于1辆化油汽车的污染物排放量。根据轻型汽车III号标准，家庭轿车和轻型汽车的一氧化碳排放量奖在原有的基础上削减30%，碳氢和氮氧化合物则分别削减40%。国IV引用的是欧IV，大部分都完全引用，还有很多内容依据国内状况进行了更改。轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国III、IV阶段）油品质量对于汽车尾气排放效果的影响
10、相当明显。目前在我国新车常用的欧I和欧II标准等术语，是指当年EEC颁发的排放指令。国家第III、IV阶段排放标准的主要技术内容与欧III、欧IV排放标准相同，即各项试验的试验方法和限值与欧III、欧IV排放标准相同。 我国于11019年1月1日到2003年12月31日这个阶段必需达到的排放标准限值为：一氧化碳不得超过3.16g/km；碳氢化合物不得超过1.13g/km；其中柴油车的颗粒物标准不得超过0.18 g/km；耐久性要求为5万km。以上便是欧洲号排放标准。 2004年1月1日以后，标准又有所提高：汽油车一氧化碳不超过2.2 g/km，碳氢化合物不超过0.5 g/km；柴油机一氧化碳不
11、超过1.0 g/km，碳氢化合物不超过0.7 g/km，颗粒物不超过0.08 g/km。这便是2001年我国已经实行的欧洲II号排放标准。 中国III號标准的尾气污染物排放限值比我国目前执行的中国II号标准尾气污染物排放限值降低了3%，而中国IV标准将进一步降低6%。为保证车辆运用过程中稳定达到排放限值要求，依据中国车用燃料的特点，规定了适合国情的燃油规格，保证车辆排放限制性能的耐久性，增加了对车载诊断系统（简称OBD）和在用车符合性的要求，这个OBD系统的实行体现了很大的中国特色。该系统特点在于：检测点增多、检测系统增多，在三元催化转化器的进出口上都有氧化传感器。完全通过实时监控车辆排放来限
12、制达标，可以更加保证欧III排放标准的执行。应当留意到一个重要问题是路况和油品将影响OBD的精确率，为保证车辆在运用过程中稳定达到排放限值要求，在实施新标准时，一个名叫车载诊断系统（OBD）要被加装到汽车上，OBD系统将依据发动机的工作状况随时监测汽车排放的尾气是否超标，超标时即发出警示，转而进入系统默认模式，发动机将不能正常工作，车辆只能进入特约修理站进行检查和维护。并且OBD系统不能在车辆出厂之后经过改造加上，所以实施国III标准会使单车成本上涨1010到2000左右。机动车污染物排放要稳定达到国III机动车排放标准，车辆必需装备使污染物排放达到国III标准的技术措施，同时运用达到欧III
13、标准的油品。 四、对如何削减汽车尾气排放对策的分析 （一）严格执行国III汽车尾气排放标准 全国很多大城市也接连起先执行国III汽车尾气排放标准，尾气排放没有通过国III排放标准的新车不予上牌照，这样从根本上保证了新车尾气排放都是合乎规范的。国III排放标准与国I和国II排放标准相比，除了沙特排放限值更低，还有本质的区分，主要表现为三个方面：首先是国III的车必需加OBD（车载诊断系统）；其次是排放检测是在零下7摄氏度实施的，而以前是室温；再有是国III的排放检测是汽车点火发动同时进行的，而国II是在发动40秒之后才起先进行检测。可见，国III排放标准的检测更严格，更苛刻，更接近实际状况，特殊
14、是国III排放新车加装OBD系统，从源头保证了在用车尾气排放时时合格。 （二）提高燃油标准，发展燃油替代品，削减尾气排放 变更燃料的组成成分可以削减污染物的排放，如何用无铅汽油就可以使空气中铅含量明显削减。冬季在燃料中加氧，可以提高燃烧率而削减一氧化碳的排放，富氧燃料还有助于燃料中烃类在较低温度下更有效地燃烧，在将更多的一氧化碳转化为二氧化碳的同时，也削减了烃类的排放。若采纳“甲醇燃料”，即采纳甲醇和其他醇类与汽油混合所制成的燃料，当甲醇占比例达到30%40%时，汽车尾气排出的污染物可基本消退。汽油中掺入10%甲醇，即俗称的乙醇汽油，即节约能源，又能消化陈化粮，削减汽车尾气的排放。因乙醇是一种
15、小麦、玉米等原料生产的变性乙醇和汽油混合的燃料，与纯汽油相比，汽车尾气中的一氧化碳排量可降低1/3左右，硕氢化合物降低13.4%左右，是一种非常有前途的可再生能源。燃气汽车是指用液化石油气（LPG）和压缩自然气作为燃料的汽车，自然气主要成分是甲烷，具有较高的辛烷值和热值，性质稳定、燃烧比较平安，与汽柴油相比具有较好的排放性能。 （三）大力发展采纳清洁能源的汽车 清洁能源是指不排放污染物的能源，通常是指电能、太阳能、风能等。采纳清洁能源具有代表性的为电动汽车。电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、平安法规各项要求的车辆。电动汽车的优点是：它本身不排放污染大气的有害气体，
16、即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著削减，也解除人们对石油资源日渐枯竭的担忧。电动汽车还可以充分利用晚间用电低价时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有些探讨表明，同样的原油经过粗炼，送到电厂发电，经冲入电池，再由电池驱动汽车，共实力利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和削减二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的探讨和应用成为汽车工业的一个“热点”。 （四）加强交通管理 燃料消耗和尾气排放与车速有亲密关系。一般来说，车速在50km/h90km/h时燃料效率最高，相应油耗和排放更少。低于或高于这个范围，汽
17、车油耗就明显增加。由于道路拥堵，车辆时停时走，车速低于20km/h或怠速时，一氧化碳、烃类、碳氢化物和二氧化碳的排放量最大。高速行驶（超过80km/h）时，一氧化碳和烃类的排放量削减，但氮氧化物和二氧化碳的排放量增加。二氧化碳虽然对人体没有太大损害，但它却是构成温室气体的主要元凶。因此，解决交通拥堵，保持顺畅的交通环境，可以有效降低汽车油耗和尾气排放。 （五）严格监督车辆的保养和修理 新车要比旧车污染轻的多。国外先进国家目前正在实施的在用车检测/维护制度，是解决在用车污染的有效手段。2022年5月国家发布了GB18285-2022点燃式发动机汽车污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）
18、，要求2022年7月1日起先实施。标准规定了点燃式发动机汽车怠速和高怠速工况排气污染物排放限值及测量方法，同时规定了稳态工况法、瞬态工况法和简易瞬态工况法等三种简易工况测量方法，适用于装饰燃式发动机的新生产车和在用车辆。 五、结束语 在汽车发扬治理时，要留意对车辆原发故障进行修理和调整，不要依靠加装机外净化设备。车辆出厂时，绝大多数品牌的汽车都能符合现行排放法规的要求。因此，车辆出现排放超标的现象一般都是因为车辆的某一个或几个系统出现故障和调整不当，只要对故障系统加以修理就可以使排放达标。电喷系统加上三效催化转化器通常是通过改善发动机的燃烧和对尾气进行催化转化来起到净化作用，其对发动机本身的状
19、况依靠很大。例如，当发动机排气管系统泄露时，空气会进入排气系统，这时氧传感器会发出混合气稀的信号，限制单元就会对混合气进行加浓，这样，CO就会上升。再比如，对化油器车辆加装电控补气加三效催化转化器时，假如化油器故障造成混合气偏浓，这时如不加调整，只要CO小于3%，装上三效催化转化器后可以使车辆达标。但是，三效催化转化器的寿命可能大大缩短。所以，在尾气治理过程中，不能仅仅以降低污染物的排放为目的，而要针对汽车的原发故障进行修理和调整。同时还要兼顾车辆的其他性能。只有进行系统性的综合调整，车辆才能良好地运转，也才能达到长期治理的效果。 参考文献 1陈清泰，迎接中国汽车社会：前景问题政策M.北京：中国发展出版社，2004 2黄琼，国内外尾气排放最新探讨综述D北京：北方交通高校，2003 3陈海波，毛保华，中国城市交通污染的现状及其限制策略J，2003 4GB18352.3-2022.轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国III、IV阶段） 第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页