文章编号:1002 3119(2007)01 0001 05汽车节能与排放控制技术进步及其对润滑油的要求
王建昕
(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084)
摘要:对以汽油机和柴油机为动力的汽车节能及排放控制技术进步进行了综述,这包括传统汽油机的主要技术、缸内直喷式汽油机的应用现状与技术难点、均质混合气压燃技术应用于汽油机的优势与研究进展、柴油机的机内净化技术以及柴油机的排气后处理技术。同时,简要讨论了这些技术进步和变化带来的对润滑油性能的新要求。
关键词:润滑油;汽车节能;汽车排放控制
中图分类号:T E626.3 文献标识码:A
0 前言
世界上第一台内燃机是于1876年由德国人奥托(N.Otto)研制成功的,尽管它用煤气作燃料,但它具备了四冲程、火花点火等现代汽油机的基本特征。在其10年后,1886年德国人奔茨(K.Benz)发明了世界上第一辆汽车,它用的是在奥托发动机基础上改进的火花点火汽油机。为了应用较重馏分石油燃料,又在大约10年后,1897年德国人迪赛尔(Deisel)研制成功柴油机,它采用压缩着火和空气辅助燃油喷射。这样,以石油的轻馏分为燃料,以石油的重馏分为润滑剂的内燃机和汽车,就开始奔驶在世界各地,并成为人类社会经济发展和日常生活以至战争都无法缺少的动力来源和运载工具。可以说,从内燃机和汽车诞生的那一天开始,它就与石油结下了不解之缘。
在内燃机和汽车诞生后的几十年里,主要研究工作几乎都集中在动力性、燃油经济性以及可靠耐久性方面,这使得内燃机的升功率和热效率不断提高,始终保持着各类热能动力机械中的最优地位。但在内燃机诞生90年后,也就是汽车诞生80年后, 1966年美国加州颁布了世界上第一个汽车排放法规,从那时起,排气污染问题成了汽车和内燃机生死攸关的第一重要问题。
为解决汽油机和柴油机的排放问题,近50年来国际内燃机界和汽车界围绕内燃机燃烧过程进行了艰苦卓绝的研究开发,使排气污染至少降低了70% ~90%以上,但这些降低排放技术不同程度的影响了动力性和燃油经济性。1970代末开始的三效催化剂在汽油机上的应用,是汽车排放控制技术进步中的一个里程碑,它标志着以催化化学为基础的排气后处理技术成为现代汽车不可缺少的重要组成。1990年代开始,美、日、欧各国相继开展了国家级规模的 油品-排放(Auto-Oil)研究项目,燃料品质已成为排放控制中不可或缺的重要环节。由此,燃料、燃烧和后处理技术构成了汽车节能和排放控制的三个最重要因素。
润滑油一直被认为与内燃机和汽车的机械效率及耐久性有重要相关性,但随着节能和排放控制要求的不断提高,它正在成为一个同时与排放和能耗相关的不能忽视的重要因素。正是基于这一基本思想,文章在介绍汽车节能和排放控制技术进步的同时,探讨了这些技术进步与润滑油的关系。
内燃机和汽车已分别走过了130年和120年的历程,它为人类带来了巨大的技术进步,2006年的全球汽车保有量已达8.5亿辆。但目前内燃机和汽车也遇到了来自节能和排放控制等社会要求的巨大挑战,因此它需要一次新的技术革命。而在这个革命性的技术进步中,与石油化工行业的跨领域合作会变得越来越重要。
1 汽油机技术进步
汽油机是汽车的主要动力来源,在全球8.5亿辆汽车中一直占70%左右。目前绝大部分汽油车采用的是进气道电控喷油(PFI)和三效催化剂(TWC)技术,即文中所说的传统汽油机。为了降低燃油消耗率,缸内直喷式汽油机(GDI)在近10年中被商品化。为了进一步降低燃油消耗率同时大幅度降低NOx排放,均质混合气压缩着火(HCCI)燃烧方法成为近年来国际研究热点。下面将分别介绍这三类汽油机的技术进步及其与润滑油的相关性。
收稿日期:2006-09-12。
作者简介:王建昕(1953-),男,日本北海道大学博士,现任清华大学教授,汽车安全与节能国家重点实验室副主任,中国内燃机学会理事。
2007年2月Feb.2007 润 滑 油
Lubricating Oil
第22卷第1期
Vol.22,No.1
1.1 传统汽油机
与柴油车相比,汽油车得益于闭环电控与三效催化剂组成的高效率排放控制系统,排放法规达标相对容易,但燃油经济性不高是其最大的问题。1.1.1 传统汽油机的排放控制
三效催化剂可使汽油机排放的CO 、HC 和NOx 三项有害成分同时降低95%以上,因此正常工作时,汽油车的排放是非常低的。为了满足越来越严格的排放法规,如何降低冷启动时(即催化剂起燃之前)HC 排放一
直是关键问题。为此,汽油车的排放控制系统由一级催化剂到两级催化剂,再到多级催化剂,并与电控系统进行精确匹配。如本田公司1998年开发的零排放汽车(ZLEV)(见图1),通过采用多级催化剂、HC 吸附剂以及与电控系统精确匹配优化等技术,排放仅有加州超低排放标准的1/10,在洛杉矶市区早晨上班时间路试时,排气中的HC 浓度甚至低于周围大气中的HC 浓度。因此,汽油车沿用 催化剂+电控 的排放控制技术路线,至少可以应对未来10年的排放法
规。
图1 本田公司的零排放控制系统(ZL EV)
三效催化剂主要劣化原因有热劣化和中毒劣化。在汽油完全无铅化之后,硫成了中毒劣化的主要原因,其次还有磷、锰、铁等。试验研究已表明硫可以明显降低三效催化剂寿命,因而实施欧!和国!排放法规时,汽油中的硫含量要降至50 g/g 以下。这些有害成分不但汽油中含有,润滑油中也存在,研究表明润滑油中过高的硫、磷含量对三效催化剂的寿命有影响,因此从API SH 开始SJ 、SL 、SM 和ACEA 的C 系列规格都对磷、硫含量严格限制,但磷、硫对三效催化剂寿命影响的机理尚需深入研究。
废气再循环(EGR)是降低NOx 排放的有效技术,目前也逐渐用于改善汽油机部分负荷工况的油耗。采用EGR 技术,废气中未完全燃烧产物回到燃烧室后,有可能通过活塞与气缸壁之间的间隙泄漏到油底壳,污染和劣化润滑油,因而对采用EGR 的发动机,应提高其润滑油对油泥的分散能力。1.1.2 传统汽油机的节能技术
近年来,传统车用汽油机的节能技术进步主要表现在:燃烧室结构优化、提高压缩比、顶置凸轮轴与多气门、可变气门定时和升程、进气系统优化设计与可变进气系统、双火花塞点火以及涡轮增压等。另外,停缸法(中低负荷时使部分气缸停止工作)和Go-Stop 方法(汽车处于长时间怠速时,发动机自
动停止运转)也在国外开始得到应用。
提高机械效率也一直是汽车发动机节能的重要途径。选择合理的润滑油是保持高机械效率的有效途径。通过减少活塞环数目和张力、优化活塞裙部或其承载面、减少气缸套变形,以及降低水泵、油泵和冷却风扇等附件耗功,均可提高机械效率,改善发动机的燃油经济性。
1.2 稀燃与GDI 汽油机
传统汽油机为保证三效催化剂的高效净化,必须在化学计量比条件下工作,因而其油耗偏高。稀薄混合气燃烧(稀燃)可以降低油耗(如图2),但要实现较高程度的稀燃必须采用汽油缸内直喷方式(GDI)。
图2 汽油机空然比对油耗的影响
2 润 滑 油 2007年第22卷
GDI 汽油机突破了传统汽油机均质混合气燃烧模式,利用灵活的缸内燃油喷射形成非均质的分层混合气,保证点火瞬时在火花塞周围形成易于着火的浓混合气,而燃烧室其余区域为稀混合气,这样就可以实现高度稀薄燃烧(空燃比可达40~50)、更高的压缩比和比热容比、更小的传热损失,中小负荷允许更多的空气进入气缸而使得泵气损失明显减小,因而使燃油消耗率大幅度下降。如图3所示,日本三菱公司的GDI 发动机应用4气门和滚流技术,压缩比达12.5,燃油经济性可以提高25%左右。丰田汽车公司开发的D-4发动机(GDI),按日本轻型车工况测试时,可节油30%左右。作为国家 863
项目,清华大学进行了GDI 发动机的研制开发。通过采用两段喷射(TSGDI)实现了稳定的稀燃,其油耗比传统进气道喷射(PFI)的发动机降低15%~24%。
GDI 发动机的技术难点是,分层稀薄燃烧的控制难度极大,稀燃催化剂开发的难度和成本很高,以及为满足不断加严的排放法规而使节油效果减弱等。因此,2000年以后,欧洲采取了化学计量比均质混合气的GDI 发动机技术路线,尽管其降低油耗效果只有5%~10%,但动力性的提高也会使整车油耗降低,最主要的是避开了稀燃催化剂和分层混合气控制等难点,
提高了产业化可行性。
图3 日本三菱公司的GDI 发动机
GDI 发动机由于在稀燃条件下工作,无法使用三效催化剂,只能使用稀燃催化剂,其中最成功的是丰田公司开发的吸附还原型催化剂。但这种稀燃催化剂对燃油中硫含量的限制非常苛刻,必须在10~20 g/g 以下。润滑油中的硫含量对稀燃催化剂的影响尚有待研究。
另外,GDI 发动机由于是缸内喷射,液体汽油有可能喷到气缸壁面上,造成稀释润滑油的问题。1.3 HC CI 汽油机
近年来,均质混合气压缩着火(H CCI)燃烧技术成为国际汽车界的最热点研究课题。柴油机采用HCCI 燃烧方式可以使NOx 和微粒(PM)排放同时被降低到接近零,而汽油机采用HCCI 燃烧方式可以使NOx 降低到接近零的同时,热效率有可能提高至现有柴油机水平。HCCI 燃烧方式是有别于传统汽油机均质混合气点燃燃烧、传统柴油机非均质混合气压燃扩散燃烧、GDI 发动机分层混合气点燃燃烧方式的第4种燃烧方式。HCCI 汽油机燃烧特点可概括为:均质稀薄混合气,高压缩比(因为靠压缩着火),大面积多点同时着火因而放热速率高,燃烧
温度低因而NOx 不易生成。另外允许高度稀燃(空
燃比可大于50~100)也使泵气损失减小。
图4为HCCI 燃烧与其他3种燃烧方式的对比,汽油HCCI 燃烧的指示燃油消耗率(ISFC)降低到180~200g/kW ?h,指示热效率超过50%,达到直喷式柴油机的水平,而NOx 排放几乎为零,甚至低于装有三效催化剂的汽油机。
图4 HC CI 燃烧与其他燃烧方式性能对比
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第1期 王建昕.汽车节能与排放控制技术进步及其对润滑油的要求
作为国家 973项目,清华大学正在进行H CCI 发动机的研究开发。清华大学的H CCI燃烧系统采用缸内直喷方式,具有多段喷油形成分层混合气以控制着火、火花点火辅助控制着火以及内部EGR和燃油重整等特点,获得了与图4相同的低油耗及超低NOx排放试验结果。汽油H CCI燃烧中,需要比传统发动机更多的EGR,以控制着火及燃烧速率,因而废气污染润滑油的可能性增大。同时,H CCI 的喷油方式将主要是缸内喷射,容易产生稀释润滑油的问题。
2 柴油机技术进步
柴油机的油耗明显低于汽油机,但排放污染难以控制,因而近年来的主要技术进步集中在排放控制方面。相对于目前的排放法规,CO和HC一般不成问题,最难控制的是微粒(PM)和NOx,因为两者存在Trade-off关系。为满足国#~国?(或欧# ~欧?)的排放法规,柴油机主要采用以改善燃烧为核心的机内净化技术,从国!和欧!阶段开始,柴油机将开始按装排气后处理装置,即机外净化技术。2.1 柴油车的机内净化技术
为满足国?排放法规,柴油车需要采用燃烧室优化设计、废气涡轮增压、电控并高压喷油,并根据需要推迟喷油时间或采用EGR。因此传统的直列机械高压油泵开始被淘汰,代之以高压共轨、单体泵或泵喷嘴等能使喷油压力达100MPa以上的喷油系统。另外,也有少量柴油车采用氧化催化剂(DOC)。
为满足国!排放法规,需要在进一步优化燃烧系统基础上,采用中冷及可变喷嘴的废气涡轮增压系统,进一步提高喷油压力至160M Pa左右,进一步提高电控系统的匹配和控制精度,根据需要进一步加大EGR率。对重型车仅靠这些是不够的,必须同时采用NOx选择还原催化剂(SCR)或微粒捕集器(DPF)。
EGR可以显著降低NOx排放,但与上述汽油机的情况相同,柴油机大量采用EGR时也会产生污染润滑油的问题。
PM一般由碳烟(Soot)、可溶性有机物(SOF)和硫酸盐(Sulfat)组成,各占60%、30%和10%左右。其中SOF来源于未燃柴油和润滑油,用色谱或色-质联机可以进一步将SOF分解成数十种碳氢化合物,一般认为低于C19的HC来自燃油,高于C28的来自润滑油。随着发动机燃烧改善,碳烟排放会显著减少,这使得PM中来源于未燃润滑油的SOF的比重提高,因此现代柴油机对润滑油的消耗也有限值要求。
PM中硫酸盐的多少主要与燃料的含硫量有关,另外也包括其他金属盐和重金属成分。因此从国#到国?阶段,柴油的含硫量由1000 g/g降低到350 g/g,国!阶段考虑到催化剂的应用有可能降到50 g/g以下。随着燃料含硫量的大幅度降低,来自润滑油中的硫和其他成分对PM中硫酸盐的贡献将会增大,因此有必要限制润滑油中硫及各种金属成分的含量。
2.2 柴油车的后处理技术
实用化的柴油机后处理技术主要有氧化催化剂(DOC)、NOx还原催化剂、微粒捕集器(DPF)。
DOC可以通过氧化反应降低排气中的CO和H C成分以及微粒中的SOF,同时对乙醛等尚未限制的有害成分(非常规排放)也有效果。但DOC也会将排气中的SO2氧化成SO3,遇水生成硫酸盐。一般认为,柴油中的含硫量大于100 g/g时,采用DOC后会使PM排放升高,因此必须使用低硫柴油。
目前商品化的DPF一般采用陶瓷材料作过滤体,对PM的净化效率高达90%以上。但随PM在DPF中的积存,排气背压增大,导致柴油机动力性和油耗恶化,必须及时将积存的PM除去,即必须进行再生。目前应用最多的再生方法是在陶瓷滤体表面涂敷白金等贵金属,对PM进行催化氧化,但排气中的硫会使贵金属中毒,很快失活,润滑油中的硫酸盐灰分会堵塞过滤器,造成过滤器不能再生。
目前商品化的柴油机NOx净化技术有:选择催化还原(SCR)法、吸附还原催化(LNT)法。欧洲已于2005年底实施了柴油车的欧!排放法规,重型柴油车广泛采用了以尿素为还原剂的SCR催化剂系统,这种催化剂有较好的耐硫性能,可以用欧?标准的柴油(含硫量%350 g/g)工作。但未来实施欧&和欧?法规时,为进一步降低NOx,需要在SCR催化剂前设置氧化催化剂以增加NO2比重,而DOC 是要求低硫柴油的。LNT法除了在柴油车上应用,在前述的缸内直喷汽油机上也采用,但LNT催化剂十分容易硫中毒。
鉴于上述柴油机后处理装置对低硫燃料的苛刻要求,欧、日、美各国已将其柴油含硫量限制在50 g/g以下,实际中甚至低到10 g/g左右。随着柴油含硫量的大幅度降低,润滑油含硫量的影响可能会凸显出来,因此,2004年ACEA发布的E系列柴
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润 滑 油 2007年第22卷
油机油规格中对润滑油的硫含量、磷含量和硫酸盐灰分都有严格的限制。但其具体影响机理和程度尚缺乏系统的研究。柴油机排放控制技术见图5
。
图5 柴油机排放控制技术
3 替代燃料
汽车的替代燃料有压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)、二甲醚(DME)等气体燃料,以及甲醇、乙醇、甲脂(生物柴油)等液体含氧燃料。特别是液
体含氧替代燃料,不但具有汽车燃料供给系统改造最小便于推广应用的特点,同时由于含氧,可以改善汽车排放特性。目前,含10%乙醇的汽油已在全国10个省市推广应用,车辆可以不作任何改造。这不但有显著的石油替代效果,而且可以降低怠速时CO 和H C 排放。但是高掺混比的乙醇-汽油或甲醇-汽油如(E85和M 85)有可能使润滑油的劣化加快,而用纯乙醇特别是纯甲醇时这种现象会更严重。
将这些含氧燃料应用于柴油机时,还会得到显著的降低排气烟度和微粒的效果。如图6所示,清华大学采用乙醇-生物柴油-柴油混合燃料,在大
负荷时,E10B (乙醇10%、生物柴油10%、其余柴油)、E20B 和E30B 分别比原柴油(E0)的烟度降低了30%,55%,85%。这非常有助于柴油机脱出PM 与NOx 排放的T rade-off
关系怪圈。
图6 用含氧燃料降低柴油机排气烟度的效果
4 总结
油品、燃烧和后处理技术构成了当今汽车节能和排放控制的三角鼎立对策技术框架。改善发动机燃烧以及采用催化剂等后处理技术方面的研究开发工作,经多年的积累已比较成熟,相比之下燃料的影响及其机理尚需系统深入的研究,而润滑油对汽车排放的影响更是存在许多未知问题。因此,为实现节能环保绿色汽车的目标,汽车界与石化界的跨行业精诚合作研究是非常必要的。
THE TECHNOLOGY PROGRESS OF AUTOMOBILE FUEL EC ONOMY AND EMISSIO N CONTROL AND ITS REQUIREMENT ON LUBRIC ANT
WANG Jian-x in
(S tate K ey L aborator y of A utomotiv e Saf ety and Ener gy ,T singhua University ,Beij ing 100084,China)
Abstract:The technologies of automobile fuel economy and emission control pow ered by gasoline engine
and diesel engine are review ed.These technologies include the technology for traditional gasoline eng ine,the new concept combustion technologies such as g asoline direct injection and homogeneous charge compression igni tion,clean combustion in-cylinder and after -treatment technologies for diesel eng ine.M eanw hile,the new requirement of automobile fuel economy and emission control on lubricant are briefly discussed.
Key Words:lubricant;automobile fuel economy;automobile emission control
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第1期 王建昕.汽车节能与排放控制技术进步及其对润滑油的要求
一、填空题 1、汽车排放的污染物主要有_ 一氧化碳_、氮氧化合物_、_ 碳氢化合物__和__微粒____。 2、柴油机氮氧化物的生成主要受三个要素的影响,分别是_ 喷油定时_、 放热规律___和 负荷与转速的影响_。 3、三元催化转化器的起燃特性有两种评价方法,对于催化剂常用__ 起燃温度 __来评价,而对于整个催化转化系统则用__ 起燃时间 _来评价。 4、微粒捕集器的过滤机理存在四种,即_ 扩散机理、 拦截机理_、 惯性碰撞机理_、 重力沉积机理_。 5、电控柴油喷射系统已发展了三代，第一代是 位置控制_ 系统，第二代是_ 时间控制__系统，第三代是 电控高压共轨 系统。 6、目前控制汽油机氮氧化物排放最主要的措施是_ 废气再循环技术_。 7、常用排放污染物取样系统有 直接取样系统___、_稀释取样系统_和_定容取样系统_。 8、汽油发动机中未燃HC 的生成主要来源于_ 燃烧室未燃燃料、 窜入曲轴箱的未燃燃料和 燃油系统蒸发的燃油蒸汽_ 三种途径。 9、缸内直接喷射汽油机与其它汽油机相比，最大区别是_ 汽油喷射的位置_。 10、EGR 率是指 ×100%+返回废气量进气量返回废气量 11、为使三元催化转化器的净化效率达到80%以上，其过量空气系数(Φa) “窗口”应达到的要求是“窗口”很窄，宽度只有_ 0.01~0.02__。 12、生成氮氧化物的三个要素是_ 混合气浓度_、 温度_和 氧浓度_。 13、目前微粒捕集器被动再生的方法主要有 化学催化的方法_。 14、排气成分分析中，CO 和CO2用_ 不分光红外线气体分析仪_测量，NO X 用_ 化学发光分析仪_测量，HC 用 _ 氢火焰离子型分析仪_测量，氧多用 顺磁分析仪_测量。 15、烟度的测量方法主要有两类： 滤纸法__和 消光度法__。 16、目前,各国正纷纷开发各种代用燃料以解决未来石油能源枯竭的问题,其中最主要的代用燃料是 天然气__、液化石油气_、醇类燃料__和 植物油__。 17.汽车排放污染主要来源于 发动机排出的废气 。 18.柴油机的主要排放污染物是 微粒_ 、 氮氧化物 和 碳氢化合物 _。 19.发动机排出的NO X 量主要与 负荷、转速_有关。 20开环控制EGR 系统主要由__EGR 阀__和___EGR 电磁阀__等组成。 21.在开环控制EGR 系统中，发动机工作时，ECU 给EGR 电磁阀通电停止废气再循环的工况有：高速大负荷_、高速小负荷 _、 部分负荷__。 22.随发动机转速和负荷减小，EGR 阀开度将_增大__。 23.三元催化转换器的功能是_ 将发动机排出的废气中的有害气体转变为无害气体，有效地降低废气中的一氧化碳、碳氢化合物及氮氧化物的含量___。 24.给发动机控制模块反馈信号的传感器主要有_ 进气压力传感器__ 、转速传感器___。 27.废气再循环的主要目的是_ 控制氮氧化合物的排放__。 28.减少氮氧化合物的最好方法就是_ 降低进气温度_。 29.废气在循环会使混合气的着火性能和发动机输出功率 _降低_。 30.目前所用的二次空气供给方法有__空气泵系统__ 、__脉冲空气系统__两种。 31.汽油机的主要排放污染物是 CO 、NO X 、HC 。 32.EGR 系统主要有 机械式 EGR 系统和 电控式 EGR 系统。 33.二次空气供给系统在一定情况下，将 额外的空气 送入排气管，以降低CO 和HC 的排放量。
汽车与节能 节能环保是汽车工业可持续发展的必由之路！国外如此，我国更会这样，尽管汽车工业已经成为我国的支柱产业，但节能环保问题正成为制约其快速发展的瓶颈。积极发展节能环保型汽车，符合我国能源供给实际和大众消费水平，有利于缓解能源紧张状况，保护环境，对于落实国家能源发展战略，加快建设资源节约型、环境友好型社会，具有重要意义。 汽车节能还与全球变暖关系密切。欧洲、日本认为全球变暖是地球最大的环境威胁之一，CO2是最重要的温室气体，而传统汽柴油车大量排放CO2。因此，汽车节能也就是控制了CO2排放，节能也可算作广义环保。 什么样的汽车才算节能呢？目前国际上还没有一个统一的定义，一般来说汽车能耗是指模拟道路工况运行条件下的油耗，发达国家定义的先进汽柴油车的节能目标是小于5 L/100km，许多国家规定了一个及格线，不达标就罚款或公布于众。 我国于2004年发布了国家强制性标准GB 19578-2004《乘用车燃料消耗量限值》，分两阶段规定了乘用车分别在2006年、2008年必须达到的油耗目标。目前正在制定轻型商用车油耗限值标准。 节能环保型汽车早已成为世界汽车消费的主流。欧洲、日本等发达国家和地区节能型小汽车占绝大多数。随着油价不断上涨，我国节能小汽车增长迅速，但比例仍然偏低，中国汽车节能还任重道远。 汽车与空气污染 汽车主要污染物为一氧化碳、未燃碳氢、氮氧化物和颗粒物，前三种为气体气态污染物是肉眼看不见的。尽管柴油机在特定工况下会产生可见的颗粒物排放，如黑烟，但通常的颗粒物也是看不见的。汽油机在润滑油燃烧或富油燃烧（如冷启动）也会产生可见的颗粒物。
这些污染物排放与油耗没有直接的联系。 汽车污染物排放水平主要取决于车辆的技术水平和保养情况。其它因素诸如驾驶习惯、行驶工况和环境温度也会影响污染物的排放。 汽车主要污染物对人体的主要危害如下： CO—一氧化碳会降低血液的携氧能力，导致人体关键组织缺氧。CO浓度较高，例如室内煤炉的排烟管堵塞将是致命的；较低的CO浓度就可能危害人体健康，尤其是对有心脏病的人群。 HC—碳氢化合物能增加地表臭氧的形成，对人类的呼吸系统有危害。另外，一部分HC 是致癌物质，而且也是间接的温室气体。 NOx—氮氧化物可以在空气中产生化学反应生成NO2，对健康产生负面影响，尤其是对那些患有呼吸系统疾病的人群。由于呼吸疾病的原因，暴露在高浓度的氮氧化物环境中将会导致医院就诊率的增加，长期的暴露可能影响肺功能，并增加敏感人群的过敏反应。NOx能导致光化学烟雾、酸雨的产生，能破坏植被、导致地表的臭氧形成，并且能与大气反应形成颗粒物（‘二次颗粒物’）。 颗粒物—颗粒物能危害人体的健康，尤其是对那些患有呼吸紊乱疾病的人群。由于呼吸疾病和心血管疾病，颗粒物与医院就诊率的增加有联系，它会导致患有呼吸系统疾病的人提前死亡，并且降低预期的寿命。 国外汽车是城区和靠近繁忙公路地带的最主要空气污染物，随着我国汽车的普及也呈现同样的趋势，为此国内外非常重视汽车污染物的控制。通过提高燃料质量和逐步加严新车的排放限值，上述污染物的排放正在降低。举个例子，目前80辆电喷车的排放可能与1995 年之前的一辆化油器车排放相当。 我国于1989年首次发布工况法排放标准，2000年大幅度降低新车排放限值（通常称为欧Ⅰ标准），促使了先进排放控制技术的采用，例如汽油电喷技术、催化转化器。更加严格的排放限值分别在2004年（欧Ⅱ）和2008年（欧Ⅲ）开始实施，而北京、上海、广州等大城市已经提前实施第三阶段排放标准。
欢迎阅读 一、填空题 1、汽车排放的污染物主要有_ 一氧化碳_、氮氧化合物_、_ 碳氢化合物__和__微粒____。 2、柴油机氮氧化物的生成主要受三个要素的影响,分别是_ 喷油定时_、 放热规律___和 负荷与转速的影响_。 3、三元催化转化器的起燃特性有两种评价方法,对于催化剂常用__ 起燃温度 __来评价,而对于整个催化转化系统则用__ 起燃时间 _来评价。 4、微粒捕集器的过滤机理存在四种,即_ 扩散机理、 拦截机理_、 惯性碰撞机理_、 重力沉积机理_。 5、电控柴油喷射系统已发展了三代，第一代是 位置控制_ 系统，第二代是_ 时间控制__系统，第三代是 电控高压共轨 系统。 6、目前控制汽油机氮氧化物排放最主要的措施是_ 废气再循环技术_。 7、常用排放污染物取样系统有 直接取样系统___、_稀释取样系统_和_定容取样系统_。 8、汽油发动机中未燃HC 的生成主要来源于_ 燃烧室未燃燃料、 窜入曲轴箱的未燃燃料和 燃油系统蒸发的燃油蒸汽_ 三种途径。 9、缸内直接喷射汽油机与其它汽油机相比，最大区别是_ 汽油喷射的位置_。 10、EGR 率是指 ×100%+返回废气量进气量返回废气量 11、为使三元催化转化器的净化效率达到80%以上，其过量空气系数(Φa) “窗口”应达到的要求是“窗口”很窄，宽度只有_ 0.01~0.02__。 12、生成氮氧化物的三个要素是_ 混合气浓度_、 温度_和 氧浓度_。 13、目前微粒捕集器被动再生的方法主要有 化学催化的方法_。 14、排气成分分析中，CO 和CO2用_ 不分光红外线气体分析仪_测量，NO 用_ 化学发光分析仪_测量，HC 用 _ 氢火焰离子型分析仪_测量，氧多用 顺磁分析仪_测量。 15、烟度的测量方法主要有两类： 滤纸法__和 消光度法__。 16、目前,各国正纷纷开发各种代用燃料以解决未来石油能源枯竭的问题,其中最主要的代用燃料是 天然气__、液化石油气_、醇类燃料__和 植物油__。 17.汽车排放污染主要来源于 发动机排出的废气 。 18.柴油机的主要排放污染物是 微粒_ 、 氮氧化物 和 碳氢化合物 _。 19.发动机排出的NO X 量主要与 负荷、转速_有关。 20开环控制EGR 系统主要由__EGR 阀__和___EGR 电磁阀__等组成。 21.在开环控制EGR 系统中，发动机工作时，ECU 给EGR 电磁阀通电停止废气再循环的工况有：高速大负荷_、高速小负荷 _、 部分负荷__。 22.随发动机转速和负荷减小，EGR 阀开度将_增大__。 23.三元催化转换器的功能是_ 将发动机排出的废气中的有害气体转变为无害气体，有效地降低废气中的一氧化碳、碳氢化合物及氮氧化物的含量___。 24.给发动机控制模块反馈信号的传感器主要有_ 进气压力传感器__ 、转速传感器___。 27.废气再循环的主要目的是_ 控制氮氧化合物的排放__。 28.减少氮氧化合物的最好方法就是_ 降低进气温度_。 29.废气在循环会使混合气的着火性能和发动机输出功率 _降低_。 30.目前所用的二次空气供给方法有__空气泵系统__ 、__脉冲空气系统__两种。 31.汽油机的主要排放污染物是 CO 、NO X 、HC 。 32.EGR 系统主要有 机械式 EGR 系统和 电控式 EGR 系统。 33.二次空气供给系统在一定情况下，将 额外的空气 送入排气管，以降低CO 和HC 的排放量。
汽车节能环保论文： 浅谈汽车产业的节能与环保 摘要: 改革开放30年来,汽车产业得到了迅猛发展,取得了令世人瞩目的辉煌成就,为社会的繁荣发展做出了巨大贡献。但同时也带来了一系列的社会问题。目前,汽车产业环境污染状况严重,汽车尾气排放已成为大气的主要污染源。随着我国汽车产业的高速发展、汽车保有量的急剧增加,环境污染将日趋严重,而且巨大的能源消耗和日益减少的石油资源也将成为最大的矛盾,因此,积极推动汽车产业的节能与环保势在必行。 关键词: 节能环保发展新能源汽车 目前,我国汽车保有量已达到5000万辆,汽车在我国能源消耗和大气排放中均占较大比重。其年耗油量已接近全国成品油总量的60%,汽车尾气已成为我国城市大气污染中数量最大、累积性最强的毒气。汽车尾气中的CO、HC、NO、NO2等,在直接危害人体健康的同时,也极大破坏了人类的生存环境。按照近年来的汽车增长速度和油耗水平,有专家预测到2020年,我国汽车保有量将突破1.5亿大关,年耗油量将突破2.5亿吨,大气污染也将更加严重。能源和环境将受到更严峻的考验。我国政府为应对全球气候变化曾作出庄严承诺,“到2020年中国单位国内生产总值一氧化碳排放比2005年下降40%-45%”,这无疑对在生产、销售及售后环节,都会产生大量碳排放的汽车产业提出更高的要求,汽车企业将受到了更多的关注,肩负着重大使命。 汽车产业的节能环保,符合我国能源供给实际和大众消费水平,有利于缓解能源紧张状况,保护环境,对于落实国家能源发展战略,加快建设资源节约型、环境友好型社会,具有重要意义。汽车产业的节能环保既要有汽车企业的自身努力,又要有政府的政策支持,更需要全民环保意识的不断提高。 1 汽车企业自身要实现节能与环保 1.1努力寻找新的替代能源,发展节能环保车 传统燃油汽车已不能适应社会发展的需要,汽车企业要加大对新能源技术研发的重视程度与实际投入,采取有力措施,引进国外先进技术,开发核心技术、关键技术,培育自主品牌,增强自主创新能力,加快推进新能源车型的研究。近年来,新能源电动汽车技术有了突飞猛进的发展。油电混合动力技术已经进入产业化,锂动力电池技术取得了重大突破,车用燃料电池技术不断进步。奥运期间,我国已成功示范使用了新能源电动汽车。接着,国家在公交、出租等公共服务领域示范使用了新能源电动车。车企应重点推进小型电动轿车的产业化发展。小型电动轿车符合我国国情以及电动汽车本身的发展规律。我国有丰富的锂资源、稀土资源和镁资源,可以为电动汽车关键部件原材料提供资源保障。而且我国的电动自行车、电动摩托车等轻型电动车的生产历史和技术经验,为电动汽车的产业化奠定了良好基础。油电混合动力汽车目前虽已量产,但市场接受程度偏低。和传统的燃油汽车相比,油电混合动力汽车的能耗优势不言自明。但是一谈到价格,这款车显然并不占优势。过高成本导致目前油电混合动力汽车难以推广应用, 混合动力汽车除了以往的动力装置外, 至少还必须安装电池, 其成本不可能降至普通汽车的水准。因此, 油电混合动力汽车技术发展的首要难题是降低成本, 这也是有待车企解决的最大课题, 特别是必须降低动力电池、电机驱动系统、电子控制系统等的成本。这样,混合动力车的销售量才会提高,才会真正为节能和排放做贡献。在研发锂动力电池技术方面,锂离子电池具有能量密度高、容量大、无记忆性、性能好等优点,得到各汽车企业的一致认可,是目前车用电池的产业化热点。锂电池根据正极材料不同,主要有锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物和磷酸铁锂四种。由于我国铁资源丰富、铁价格低廉并且无毒,因此,磷酸铁锂是目前最理想的锂离子电池正极材料而且长远来看具有良好的发展前景。经过多年的努力,我国在2009年解决了磷酸铁锂材料改性和规模生产方面的难题,自主设计建成了年产500吨的磷酸铁锂生产线,在国内率先实现磷酸铁锂的规模化生产,推动了我国磷酸铁锂动力电池产业的发展,使得我国在动力电池这一新兴领域占据技术和市场先机。锂电池的价格和安全性还有待进一步提高。车用燃料电池性能好,环保,但价格昂贵,尚未产业化,有待继续研发。 新能源汽车的研发,电池的安全性是首要指标,研发出安全性高、容量大、循环寿命长、成本低的动力电池是新能源汽车技术发展的关键因素。只有电池技术的根本性突破,才会有新能源汽车的产业化和商品化。从某种意义上讲,未来新能源汽车企业之间的竞争,主要是动力电池性能的竞争。谁掌握了动力电池的领先技术并将其产业化,谁就会在未来汽车市场占领先机。 当今,传统燃油汽车仍占据主流地位。就核心技术和研发水平来说,新能源汽车还难以与其抗衡。但是在低碳环保大势所趋的环境下,积极研发新能源汽车是我国车企应该坚持的战略选择。因此,汽车企业应保持清醒头脑,把产品技术研发作为重中之重,从为吸引受众眼球和争取政策补贴的忙碌中摆脱出来,认认真真地投入技术研发。新能源汽
创新研究设计方案 汽车节油技术 班级：11汽车营销（2） 姓名：许文 学号：111301241 科目：创新学
随着能源的日渐紧张和对环境保护的日益迫切，节能工作更加深入；同时，由于工业生产上经济效益需求的提高，作为降低作业成本的直接有效措施，节能工作也应更前进一步。尤其对我国这样一个发展中的大国来说，如何有效地利用和节约资源，使之更好地适应国民经济持续、快速、健康发展的需要，已成为我国一项重要的战略问题。目前，节油技术在汽车设计、制造以及使用方面已得到了广泛的应用，并朝着多元化的趋势发展。 节油技术的分类与实施 一、优化设计燃烧系统 内燃机技术的发展在很大程度上与燃烧技术的发展密切相关。燃烧室结构是影响燃烧过程的主要因素，它涉及到活塞顶和缸盖的形状，火花塞的位置，进、排气门的尺寸和数量，以及进气口的设计等一系列问题。设计者对燃烧室形状、燃烧室布置以及喷射系统进行了优化设计，具体目标是： a)在全部工况下都能实现快速、稳定、连续的燃烧； b)在油门全开时有高的容积效率； c)由燃烧室壁传走的热量损失少； d)排放污染物低； e)抗爆燃性能好。 二、采用电子点火系统 一些现代新型汽油机已越来越多地采用优化的电子点火系统，代替了传统的分电器，最佳点火角可以根据发动机工作范围及一些附加要求(如排放、爆燃界限或驾驶性能等)计算出来，以实现点火提前角的多维优化调节。 燃烧稀混合气是改善火花点火式汽油机燃油经济性，降低CO排放量，特别是使NOx排放符合法规要求的另一有效途径，同时也能放宽所用汽油的种类。但使用稀混合气会降低火焰传播速度，因此，要对传统的结构进行改进，以使混合气加速燃烧。目前主要采取的措施有：高能点火系统、空气喷射燃烧系统、火焰喷射燃烧系统以及分层燃烧等。 三、优化供油系统 现代内燃机向着提高比功率、改善燃油经济性和符合环境保护法规的方向发展，使供油系统有了以下几种发展趋势： a)采用增压技术。这样不仅能提高发动机升功率，还能降低燃油消耗和有害排放物。 b)改善燃油经济性。为达到这一目的，车用柴油机越来越多地采用直喷燃烧系统，并要求较高的喷油压力和喷油率。 c)精确控制喷油过程参数。随着电控技术在供油系统中的广泛应用，实现了内燃机在每个工况点上对喷油过程参数(喷油定时、喷油率、持续时间)的控制，从而达到了最低油耗，控制了排放污染和噪声污染，使供油系统达到最佳化。 四、降低机械损失 汽车的机械损失主要包括运动部件摩擦损失和驱动功率损失，这两大类损失约占总机械损失的90％以上，为此，汽车设计者在降低运动副的摩擦系数和提高传动效率方面做了许多工作，即主要通过减少活塞组、曲轴与连杆、配气机构、传动系统、各驱动装置的机械损失来实现。另外，使用时在润滑油中添加各种减摩剂，也可使各运动副摩擦系数降低。目前使用的减摩剂主要有二硫化钼、石墨和有机钼、有机硼、GRT、YGC 节能减摩剂等，还有一些摩擦改进剂，如磷酸脂、硫磷酸钼、油酸环氧脂等。 五、采用新材料 为适应汽车轻量化的要求，轻金属和非金属材料在汽车制造上的使用量逐年增长，特别是轿车发动机更甚，这样可有效地改善车厢布置，缩小汽车外形尺寸。目前，在汽车制造上主要使用了一些高强度低合金钢、铝合金、镁合金、塑料、陶瓷以及一些纤维
谈汽车排放控制技术的现状及发展 近年来，随着我国经济持续高速增长和城市化进程的逐步加快，汽车已进入人们的生活中，成为人类不可缺少的交通工具，为人们出行带来了方便，随着汽车保有量急剧增加，城市汽车尾气排放量也快速上升，汽车尾气污染问题日益突显，导致大气污染加剧。我国相关部门也采取了措施，并收到了一定的成效，但是要从根本上根治这个问题的可能性微乎其微，我们只能采取更为有效的措施来控制污染的恶化程度。 一、汽车尾气带来的危害： 汽车尾气的恶臭污染主要来自氮氧化物、醛、酮类化合物和碳氢化合物的混合效应，形成一种具有窒息性的刺激气味，这种气味污染可直接破坏城市环境的幽雅气氛，对环境起到破坏作用。 同时，汽车排放污染对人体健康具有潜在的、长久的危害。汽车尾气排放的有害气体可刺激人们的鼻、眼、呼吸道等器官，引发头疼、晕眩等症状，严重时导致眼、鼻、肺疼甚至癌症。汽车尾气污染主要在交通干线等人口密集区，其排气高度接近人体的呼吸带。汽车尾气对人体健康直接造成危害的物质有数十种。这些物质通过不同的生理作用危害人
体的健康，其危害程度取决于有害物的毒性、浓度和浸入量。 二、汽车尾气危害的主要原因： 1、汽车保有量增加较快，而且集中在城市 2008年，中国民用汽车保有量突破6000万辆，达到6467万辆，比2001 年增长了300%，近十年12%的年均速度增长，到2020年中国汽车保有量将超过1.5亿辆。这些量的变化，我们也可以从行驶在大路的汽车牌上发现，据调查，哈尔滨市车牌从“黑A”，到两个英文字母，再到现在的三个英文字母车牌不过十年左右的时间，现在哈尔滨市每天新车落户都在200辆左右，高峰的时候达300多辆，每月上车牌的汽车有5 000多辆而增加的大多数为化油器型机动车，排气量小，油耗大，未达到环保汽车的要求。 2、机动车燃料质量差 机动车尾气排放的大量有害物质与燃料质量有关，目前我国高标号、高质量的90号油的供应还不太多，不少都是质量不太高的低标号油. 另外，重庆市技术监督部门曾经连续7年对成品油进行抽检，1996 年成品油批次合格率只75%.1992 年和1996 年底，重庆成品油短缺，油品质量更得不到保证 3、汽车尾气控制水平低排放合格率低 我国汽车尾气控制水平不高，目前汽车污染控制水平仅相当于国外70 年代中期水平。单车污染物排放比国际水平
浅谈机动车尾气污染物排放和控制 发表时间：2010-01-21T13:50:50.543Z 来源：《现代经济信息》2009年9月下供稿作者：石明辉 [导读] CO是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体，对空气的相对密度为0．9670，它的溶解度很小 石明辉（邢台市环保局河北邢台054000） ［摘要］机动车业的发展和普及，为人们的生活带来许多方便。但是，随着机动车数量的不断增加，排气污染对城市环境的影响越来越明显。对机动车污染现状的分析，探讨如何控制机动车排放物的措施和方法。 ［关键词］机动车尾气污染危害控制措施 随着我国社会的快速发展，人们的生活水平不断提高，各类机动车的使用数量在不断增加，这对我国的空气环境质量带来很大的影响，如何让人们即享受到经济发展后的交通便利，又能有效地降低机动车污染物排放对环境的危害，越来越成为摆在各级环境保护工作者面前的严峻问题。 一、机动车尾气排放中的主要污染物的危害及产生机理 机动车尾气成分非常复杂，有一百种以上，其主要污染物包括：一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、铅(Pb)、苯并芘(B8P)等，这些污染物不仅污染环境，对人体也有巨大危害。 1、一氧化碳(CO) CO是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体，对空气的相对密度为0．9670，它的溶解度很小。吸入过量的CO会使人发生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。长期吸入CO对城市居民身体健康是一个潜在威胁。其生成主要受混合气浓度的影响，在局部缺氧或低温条件下，燃烧中的碳不能完全氧化生成C02，而CO作为中间产物生成。 2、氮氧化物(NOx) NOx是在内燃机汽缸内大部分气体中生成的，NOx的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素。氮氧化合物进人肺泡后，能形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈的刺激作用，增加肺毛细管的通透性，最后造成肺气肿。 3、碳氢化合物 碳氢化合物尽管在汽车尾气中含量不多，但其构成成分中含有一种已被世界公认的强致癌物质。 4、铅 汽车主要靠燃烧汽油(柴油)行驶．而汽油是一种易燃易爆的液体，为了防止爆炸，人们往往在汽油里添加一种抗爆剂——四乙基铅。汽车尾气中的铅很容易通过血液长期蓄积于人的肝、肾、脾、肺和大脑中，进而产生慢性危害，尤其是铅，一旦进入人的大脑组织，便紧紧粘附在脑细胞的关键部位，从而导致人的智能发育障碍和血红素制造障碍等后果。 二、控制机动车尾气污染物排放的措施和方法 1、使用清洁能源型交通工具进行替代 （1）使用电力或太阳能动力来机车代替机动车。近几年来，电动自行车的兴起，部分减少了城市摩托车的使用量，使很多城市的机动车尾气排放量有所降低。但电力机车存在一次充电行驶公里短，载货量小的不便，使电力汽车在使用上并不普及。如果在一定的活动区域内，发展使用电力汽车，或通过增加电动公交车以及电动出租车的使用会对机动车尾气对大气环境的影响具有很大的改善； （2）开辟地铁，施行电力牵引行驶，尤其在大城市人口稠密的地区，开辟地下通道，同时可解决乘车难问题以及减少大气环境污染； （3）建立无车区，建立永久性的行人专用区和禁止汽车行驶的住宅区； （4）使用具有高速、安全、平稳、无震动、不污染环境、节省能源等诸多性能的磁悬浮列车。 2、加强行政管理，减少和消除汽车尾气对大气环境的污染 （1）不断提高我国的汽车排放标准，强化新车准入制度对不符合排放标准的新车采取“三不’措施：不准出厂、不准销售和不准上牌：促使各汽车企业加紧对节能减排汽车的开发。 （2）完善机动车的尾气检测体系，促进机动车的维护保养 机动车尾气排放检查和机动车的定期维护保养对于减少汽车污染非常重要。通过建立严格合理的机动车的尾气检测管理体系，发挥其应有的功效，监督在用机动车的实际尾气排放情况。如《河北省实行机动车环保检验合格标志分标管理实施方案》规定装用点燃式发动机汽车到达国Ⅰ及以上标准的、装用压燃式发动机汽车达到国Ⅲ及以上标准的，核发绿色环保检验合格标志。摩托车和轻便摩托车达到国Ⅲ及以上标准的，核发绿色环保检验合格标志。未达到上述标准的机动车，核发黄色环保检验合格标志，其中5年以内的营运载客汽车，有效期为1年；超过5年的，有效期为6个月； 10年以内的载货汽车和大型、中型非营运载客汽车，有效期为一年；超过10年的，有效期为6个月； 6年以内的小型、微型非营运载客汽车，有效期为2年；超过6年的，有效期为1年；超过15年的，有效期为6个月；摩托车、轻便摩托车、三轮汽车和低速货车有效期为1年；环保检验合格标志正面年份为下次环保定期检验的年份，被打孔的月份为下次环保定期检验的月份。就是对在用机动车进行定期检测，以保证在用机动车尾气达标排放。 3、提高燃油质量 燃油质量是影响汽车尾气污染的关键因素，应尽快建立清洁油品质量标准和有效监管体系。要鼓励兼并或关闭小的炼油企业，防止不合格的燃油流向市场。因此，应当全面提高燃油质量，研制清洁油品、加强监管体系，有效控制机动车尾气污染。 三、机动车尾气净化措施 发动机尾气净化措施是指将汽车尾气由原有毒气体变成为无毒气体，再排放到大气中，从而减少对大气环境的污染。 机动车车尾气净化措施有很多种，其中汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放，减少污染的有效手段。现如今，三效（元）催化剂已在全球范围内得到了普遍应用。三效（元）催化净化器起着对发动机做功产生的废气进行净化的作用，它是利用其滤芯中的钯、铂、铑3种元素，通过氧化法或氧化还原法过滤废气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等3种污染物，使尾气排放合乎要求。 三元催化净化器安装在汽车发动机的排气装置上，当汽车废气通过净化器的通道时，元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水
小议汽车节能与环保技术 陈山 海南海口570311 摘要：在汽车行业中，减少破坏环境的汽车的生产和使用是现在节能减排的当务之急，而相应的互补对策则是尽可能的开发绿色能源去补充动力能源，满足工业发展和人民正常生活的使用和需要。本文主要对汽车节能环保技术进行了探讨分析,可供同行参考。 关键词：汽车;环保控制;节能技术 中图分类号：F407.471文献标识码：A文章编号： 随着汽车保有量的增加,汽车的尾气污染已经成为大气污染的元凶。因此世界各国纷纷出台更加严厉的排放法规,而汽车生产商为了自身发展,迎合消费者日益增加的环保意识,也投入巨大的精力进行汽车环保方面的研究,采用了许多新技术。从环保技术的分类来说,可以分为在现有燃料(汽油/柴油)汽车领域的技术和在利用新能源开发新汽车方面的技术。 1从汽车生产设计开始建立环保理念 可持续发展是人类经过大量实践探索和深刻反思形成的突破性共识,汽车设计也应遵循可持续发展的原则,在产品开发阶段对其整个生命周期予以评价, 最大限度地消除对制造和使用环境乃至生态环境的不利影响,并对产品的可回收性、再生性以及不可回收时对环境所产生的影响予以充分考虑。 1.1汽车设计者应更新观念树立环保意识。汽车开发的传统方法是以人的需要为中心,无视后续的产品生产及使用过程中的资源污染和能源消耗以及对生态环境的影响。只有改变这种意识,树立新的观念,才能适应汽车工业可持续发展的要求。 1.2汽车设计应选用利于环保的零部件及机器总成。(1)选用已经达到先进排放标准的发动机。目前,国内发动机制造技术与国际上差距较大。(2)选择采用先进技术的发动机,例如选择采用均质稀燃技术、进气系统改进技术、复合涡流控制技术及点火系统改进技术的发动机。(3)选用已知对环境无污染的汽车
汽车新能源与节能技术》河南理工大学 一、名词解释： 1.汽车节能——是指汽车在完成相同运输任务（运量或周转量）前提下的燃料或储能的 消耗量下降。 2.粘温性能——润滑油的粘度随温度变化而变化，当温度下降时粘度增大，这种关系及 其变化程度就是润滑油的粘温性。 3．制动能量回收——是指汽车减速或制动时，将其中一部分机械能（动能）转化为其他形式的能量进行回收，并加以再利用的技术。 4.进气管动态效应——进气门的开启和活塞的运动在进气系统产生膨胀波。这个膨胀波从进气门出发，以当地声速传播到管端，在此膨胀波变成压缩波并同样以当地声速反向传回进气门。如果这个压缩波传到进气门时进气门开启，那么进气气流因此而得到增强，气缸充量系数将会提高，转矩也将增大。这种效应称为进气管动态效应。 5.经济车速——当汽车以直接档行驶时，燃油消耗最低的车速，称之为经济车速。汽车的经济车速是随道路状况和载荷等因素的变化而变化的，当道路条件好，载荷小时，经济车速较高；反之，经济车速较低 6.节能——是指在保证能够生产出相同数量和质量的产品，或者获得相同经济效益，或者满足相同需要，达到相同目的前提下的能源消耗量下降。 7.经济车速——当汽车以直接档行驶时，燃油消耗最低的车速，称之为经济车速。汽车的经济车速是 随道路状况和载荷等因素的变化而变化的，当道路条件好，载荷小时，经济车速较高；反之，经济车速较 低。 8.激光拼焊板——是根据车身设计的强度和刚度要求，采用激光焊接技术把不同厚度、不同表面镀层 甚至不同原材料的金属薄板焊接在一起，然后再进行冲压。 9.清净分散性——主要是指发动机润滑油能将老化后生成的胶状物、积炭等氧化产物悬浮在油中，使 其不易沉积在机件上的能力，在一定程度上表示润滑油能将已沉积在机件上的胶状物、积炭等氧化产物清 洗下来的能力。 10.节能管理——包括制定有关运行油耗的法规和标准，完善油耗考核奖惩制度，正确选择与合理使用 汽车，正确选用燃润料与轮胎，推广节能新技术、新产品，进行驾驶员轮训等 11.汽车节能——是指汽车在完成相同运输任务（运量或周转量）前提下的燃料或储能的消耗量下降。 12.稀薄燃烧汽油机一一稀薄燃烧汽油机是一个范围很广的概念，只要a>17,且保证动力性能，就可以称为稀薄燃烧汽油机。
汽车污染途径及控制措施 \ 目录 摘要 绪论 第1章汽车污染的主要途径 1.1汽车内部的污染 1.2汽车尾气污染的种类 1.3汽车噪声污染 第2章汽车污染的防控措施 2.1汽车内部污染的防治措施 2.2汽车排放污染物的防治措施 2.3汽车噪声的防治措施 第3章未来汽车行业的发展趋势 第4章总结 参考文献
摘要 文主要介绍机动车尾气排放的主要成分，排放污染对人类健康和环境的危害。并详细介绍汽车噪声和尾气中的一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、二氧化硫等有害物对环境及人类的危害。以及检测标准、方法，并简要介绍国内外降低气车排放污染的措施。 关键词：汽车尾气污染途径防治措施
绪论 随着社会的发展，人民生活水平的提高，汽车已成为人类必不可少的就交通工具，在人类社会中占据重要的作用。在20世纪对人类生活影响最大的莫过于汽车，发动机的轰鸣声伴随着人类征服了陆地上的每一个角落。在这一历史进程中，人们已经越来越离不开它，夸张点说，人类已经像需要水一样需要汽车。然而汽车的急剧增加，汽车尾气和噪音产生的危害也越来越严重，对生态环境平衡及人类身体健康都造成了一定的损害，主要表现在人体患病率增加以及光化学烟雾的产生。
第1章汽车污染的主要途径 汽车污染主要包括汽车尾气和汽车噪声的污染，汽车尾气是空气污染 的主要因素。我国城市大气污染中汽车尾气排放所占比例已超过百分 之七十，同时汽车噪声污染也影响到人类的日常生活，因此加强汽车 汽车排放和噪声的治理刻不容缓。 1.1汽车内部的污染 “私家车”作为突显个人生活品味，身份地位的象征品，车内的豪华装潢更满足了客户的虚荣，但其殊不知这里还有个严重性的问题存在——装潢过程中使用的化学制品，其中含有甲醛、苯、TVOC、氨等有害化学物质，以及汽车空调产生的霉菌都在危害着人类的身体健康。 相对而言发达国家对这个问题的研究较多。美国人把室内污染作为人类健康的五大危害之一。澳大利亚国家健康和医药委员会在考虑室内环境对健康的影响时，把“室内环境”定义为“一天内度过一小时以上的非工业的室内空间”，除了办公室、教室、购物中心、医院、家庭以外，其中也包括汽车。美国的国际技术评估中心的一篇文章，称车内污染可能是现代社会人体健康的最主要的威胁之一。 1.11汽车室内装饰潜藏的污染 汽车空气污染主要可分为以下三种污染源： 污染源一：车辆在生产时，内饰件要使用大量的塑料制品和黏合剂，这些都是产生车内环境污染的罪魁祸首。例如可以引起白血病的“苯”，就
汽车新能源与节能技术 一、课程说明 1、课程名称（中英文）：汽车新能源与节能技术/Automotive New Energy & Energy Efficient Technology 2、课时学分：32学时, 2学分 3、适用专业：交通运输专业、汽车服务工程专业 4、开课学院：交通运输学院 5、课程负责人：邵毅明 二、课程地位 汽车新能源与节能技术是我院为交通运输专业和汽车服务工程专业学生设置的一门必修课程。 课程主要介绍汽车节能的基本原理，各种新能源汽车的使用情况，各种节能技术结构及工作原理，使学生系统掌握汽车节能知识。课程涉及内容广泛，与现今汽车新技术发展密切相关，在课程教学方面，除了在基本节能原理进行引导分析之外，还要求学生在课余时间广泛涉及相关知识，参与课堂讨论，加深对汽车节能技术的理解。 本课程的前修课程为《汽车构造》、《汽车发动机原理》。 三、课程教材与参考资料 （一）基本教材 邵毅明主编. 汽车新能源与节能技术.人民交通出版社，2008 （二）主要参考资料 1、刘玉梅主编.汽车节能技术与原理.机械工业出版社，2011 2、崔胜民主编.新能源汽车技术.北京：北京大学出版社，2009 3、边耀璋.汽车新能源技术.人民交通出版社，2003 4、陈礼璠、杜爱民、陈明. 汽车节能技术.北京：人民交通出版社，2005
5、熊云.汽车节能技术原理及应用.北京:中国石化出版社,2007 6、李朝辉、杨新桦主编.汽车节能技术.人民交通出版社，2005 7、张滨友.汽车燃料和润滑剂.北京：北京理工大学出版社，2003 8、简晓春、杜仕武.现代汽车技术及运用. 北京：人民交通出版社，2004 9、朗全栋、董元虎.汽车运行材料.北京：人民交通出版社，2002 10、陈军、袁华堂.新能源材料.北京：化学工业出版社，2003 11、蔡凤田等.汽车节能与环保实用技术.北京：人民交通出版社，2002 12、崔心存.现代汽车新技术.北京：北京交通出版社，2001 13、邵毅明.压缩天然气汽车改装与维修.北京：人民交通出版社，2004 14、张铁柱、张洪信.汽车安全、节能与环保.第一版.国防工业出版社，2004 15、傅立敏著.汽车空气动力学. 北京:机械工业出版社，2006 16、李卓森主编.现代汽车造型.北京: 人民交通出版社，2005 17、王文伟，毕荣华编著.电动汽车技术基础.北京:机械工业出版社，2010 四、课程的目的和任务： 通过本课程学习，使学生掌握汽车节能的基本概念、评价指标、影响汽车能耗的主要因素以及汽车节能的主要途径，掌握汽车新能源的主要性质，在汽车上应用的主要方式、对汽车性能的主要影响等。使学生能运用所学知识分析和掌握最新的汽车节能技术及其基本原理，为今后从事汽车运输企业管理、汽车技术服务等方面的工作打下坚实的基础。
第一章绪论 一名词解释和填空题 1)大气污染：随着人类社会发展，人类活动或自然过程使得某些物质进入大气，当他们呈现足够的浓度， 达到足够的时间，就可能危害到人体的舒适和健康，危害到生态环境的平衡 2)大气污染的一般分类：局部污染、区域性污染、全球污染 3)大气污染源分为天然污染源和人为污染源。 4)汽车排放的主要污染物有CO、NO X、HC、光化学烟雾、微粒 二、论述汽车排放污染物的种类、特点和危害 1)一氧化碳：无色无臭，有毒气体；使血液输氧能力降低 2)碳氢化合物：包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物；饱和烃危害不大，不 饱和烃危害很大 3)氮氧化物：是NO和NO2的总称，百分之九十五为NO；NO无色无味，毒性不大，NO2是红棕色气体，对 呼吸道强烈刺激，产生酸雨、烟雾。 4)光化学烟雾：是排入大气氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用产生的一种具有刺激性的浅蓝的烟 雾，包含：臭氧、醛类、硝酸酯类；刺激眼睛和上呼吸到粘膜 5)微粒：微粒越小，越不容易沉积，越容易深入肺部；其次物化活性越高，加剧了生理效应的发生和发展。 第二章汽车排放污染物的生成机理和影响因素 一名词解释和填空题 1)可燃混合气均匀，CO排量几乎取决于可燃混合气的空燃比或过量空气系数 2)柴油机φa大，CO排放比汽油机低，由于柴油与空气混合不均匀，燃烧空间总存在局部缺氧和低温的 地方，低负荷尽管φa很大，CO排放量反而上升。 3)影响CO生成的因素中：进气温度、进气管真空度升高，CO排放量升高；大气压力、怠速转速升高，CO 排放量降低。 4)淬熄层：火焰接近气缸壁，缸壁附近混合气温度低，使气缸壁薄薄的边界层内的温度降低到混合气自燃 温度以下，导致火焰熄灭，边界层的混合气未燃烧或未完全燃烧直接进入排气形成未燃HC，此边界层成为淬熄层 5)体积淬熄：发动机在在某些工况下，火焰前峰面到达燃烧室壁面之前，由于燃烧室压力和温度下降太快， 可能使火焰熄灭 6)排气管HC氧化的条件：管内有足够的氧气、排气温度高于600度、停留时间大于50ms 7)汽油机HC生成区主要在缸壁四周，排放峰值主要是排气门刚打开和排气过程结束 8)绝热温度：混合气燃烧释放的全部热量减去因自身加热和组成变化所消耗的热量而达到的最高燃烧温度 9)柴油机微粒包括白烟、蓝烟、黑烟。白烟和蓝烟为未燃的燃料颗粒，黑烟为C粒子。 二简答题 论述车用汽油机和车用柴油机未燃HC的生成机理和影响因素 生成途径生成机理影响因素 汽油机 A.气缸内未燃或者未然 充分的碳氢燃料； B.漏入曲轴箱的大量未 燃燃料； C.蒸发燃油蒸汽。主要由壁面淬冷、狭隙效应（汽 油机独有，占50%-70%）、润滑 油的吸附和解析、燃烧室内沉积 物的影响、体积淬熄及碳氢化合 物的后期氧化（包括气缸内和排 气管中）所致。 混合气越均匀，越接近理论空燃 比，HC排放越低，适当减小点火提 前角，减小燃烧室面容比，升高壁 温，升高转速，HC排放量降低，此 外空燃比转速不变，负荷变化对 HC排放浓度几乎无影响；
汽车污染途径及控制措施 目录 摘要 绪论 第1章汽车污染的主要途径 1.1汽车内部的污染 1.2汽车尾气污染的种类 1.3汽车噪声污染 第2章汽车污染的防控措施 2.1汽车内部污染的防治措施 2.2汽车排放污染物的防治措施 2.3汽车噪声的防治措施 第3章未来汽车行业的发展趋势 第4章总结 参考文献
摘要 文主要介绍机动车尾气排放的主要成分，排放污染对人类健康和环境的危害。并详细介绍汽车噪声和尾气中的一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、二氧化硫等有害物对环境及人类的危害。以及检测标准、方法，并简要介绍国内外降低气车排放污染的措施。 关键词：汽车尾气污染途径防治措施
绪论 随着社会的发展，人民生活水平的提高，汽车已成为人类必不可少的就交通工具，在人类社会中占据重要的作用。在20世纪对人类生活影响最大的莫过于汽车，发动机的轰鸣声伴随着人类征服了陆地上的每一个角落。在这一历史进程中，人们已经越来越离不开它，夸张点说，人类已经像需要水一样需要汽车。然而汽车的急剧增加，汽车尾气和噪音产生的危害也越来越严重，对生态环境平衡及人类身体健康都造成了一定的损害，主要表现在人体患病率增加以及光化学烟雾的产生。
第1章汽车污染的主要途径 汽车污染主要包括汽车尾气和汽车噪声的污染，汽车尾气是空气污染 的主要因素。我国城市大气污染中汽车尾气排放所占比例已超过百分 之七十，同时汽车噪声污染也影响到人类的日常生活，因此加强汽车 汽车排放和噪声的治理刻不容缓。 1.1汽车内部的污染 “私家车”作为突显个人生活品味，身份地位的象征品，车内的豪华装潢更满足了客户的虚荣，但其殊不知这里还有个严重性的问题存在——装潢过程中使用的化学制品，其中含有甲醛、苯、TVOC、氨等有害化学物质，以及汽车空调产生的霉菌都在危害着人类的身体健康。 相对而言发达国家对这个问题的研究较多。美国人把室内污染作为人类健康的五大危害之一。澳大利亚国家健康和医药委员会在考虑室内环境对健康的影响时，把“室内环境”定义为“一天内度过一小时以上的非工业的室内空间”，除了办公室、教室、购物中心、医院、家庭以外，其中也包括汽车。美国的国际技术评估中心的一篇文章，称车内污染可能是现代社会人体健康的最主要的威胁之一。 1.11汽车室内装饰潜藏的污染 汽车空气污染主要可分为以下三种污染源： 污染源一：车辆在生产时，内饰件要使用大量的塑料制品和黏合剂，这些都是产生车内环境污染的罪魁祸首。例如可以引起白血病的“苯”，就
节能环保汽车技术的发展趋势 全球节能环保汽车技术的发展趋势 能源和环境正在成为影响世界汽车产业发展的两大决定性因素。进入新世纪以来，以混合动力、燃料电池、先进柴油、醇类汽车等为代表的新能源汽车技术呈现出突飞猛进的发展态势。各国政府和各主要汽车厂商均不约而同地将新清洁环保汽车技术视为未来全球汽车产业竞争的制高点。 一、未来节能环保汽车技术发展的若干趋势与前景判断 未来相当长的一个时期内（至少到2020年前），全球节能环保汽车的技术格局将呈现出多元化发展、多种技术相互融合、阶段性不均衡发展、强强联合、政府扶持的态势。 一是多元化发展的格局。国际汽车新能源技术的总体格局是不同技术路线（先进柴油、醇类、纯电动、混合动力、燃料电池、生物质能等）呈现多元化发展的“百花齐放”格局。对于国际汽车厂商而言，多元化发展也意味着不会轻易放弃任何一种可能的技术路线。 二是多种技术融合发展。不同技术路线之间并不是绝对的相互排斥，而是一种你中有我，我中有你的融合与互动关系。如汽油与电动的混合动力技术、柴油与电动的混合动力技术、混合动力与燃料电池技术相融合。 三是阶段性不均衡发展。从时间序列来看，短期内（2010年前），先进柴油技术是技术相对成熟、适合规模化生产的先进适用技术，混合动力处于产业化初始阶段，而燃料电池、纯电动等技术还无法实质性地进入产业化阶段。中期来看（2010年左右），混合动力汽车有望进入大规模商业化阶段，成为产业化条件相对成熟的替代性技术，市场份额会出现较快的增长。长期来看（2020年以后），燃料电池有可能进入规模化生产阶段，但市场化前景仍存在一定的不确定性（主要取决于燃料电池堆和氢存储系统的成本降低方面能否取得突破性进展）。 四是强强联合。强强联合正在成为节能清洁发动机技术发展的一个新趋势。新能源汽车研发投入巨大，如混合动力汽车和燃料电池汽车的研发投入都在10亿美元以上，为了分摊研发成本并提高该项技术上的竞争优势，一些大型的跨国汽车公司开始强强联合，组成新能源汽车研发的技术联盟。 五是政府的大力扶持。政府强有力的推动与扶持也是节能清洁发动机技术发展的重