汽车尾气污染物的主要成分及其危害

毕业论文（设计）任务书姓名学号二﹑题目：汽车尾气污染物的主要成分及其危害三﹑主要研究内容及意义：大气污染已不仅仅是在几个工业化国家中，他已逐渐发展成为世界性的问题，尤其是在一些大中城市。随着汽车保有量的增加（年递增率达到10%以上），汽车排气污染物造成的环境污染情况将日趋严重。虽然我国也确立相关的法制法规来监控与防治汽车的排气污染物，不久以后我过也将实行欧4标准了。柴油车的电控系统相对于汽油车就不那么准确了，大部分学者与生产商都着力于对汽油机的各项研究，对柴油机的减排研究相对于比较少。随着柴油车的不断普及，柴油车的尾气排放量所占的比重也不断的增加，柴油车的尾气所造成的污染也日益严重了。在检测站的机动车的年度中，由于种种的因素，如人为因素等原因造成了很多测量所得的碳烟值或多或少存在着不真实性。这对于尾气的排放没有实质性的预防作用，国家的尾气排放等工作也因此如同虚设。在论文中，着重探讨各种因素造成的柴油车的尾气检测所得值的不准确性。为此有顺便提些建议，希望我国的尾气排放预防和控制能取得更好的效果，为保护环境做出更大的贡献。指导教师签字：年月日学生签字：2011年3月30日II目录前言……………………………………………………………………………………（1）1尾气污染物的主要成分及其危害………………………………………………（1）1.1尾气污染物的主要成分…………………………………………………（1）1.1.1白烟………………………………………………………………（2）1.1.2蓝烟（青烟）……………………………………………………（2）1.1.3黑烟………………………………………………………………（3）1.2尾气污染物的危害…………………………………………………………（3）2柴油车自由加速烟度的检测……………………………………………………（3）2.1检测准备及注意事项……………………………………………………（4）2.2检测方法…………………………………………………………………（4）2.3排放限值…………………………………………………………………（5）3烟度值高的主要原因及防范……………………………………………………（5）3.1混合气过浓………………………………………………………………（5）3.1.1原理………………………………………………………………（5）3.1.2空气量问题………………………………………………………（6）3.1.3供油量问题………………………………………………………（7）3.2机械因素…………………………………………………………………（7）3.3人为因素…………………………………………………………………（8）3.3.1尾气检测员因素…………………………………………………（8）3.3.2引车员因素……………………………………………………（9）3.3.3车主因素………………………………………………………（9）结论…………………………………………………………………………………（10）参考文献……………………………………………………………………………(10)致谢…………………………………………………………………………………（11）3摘要为了汽车有较好的安全性能，汽车年度检测已成为了一项必要的工作了，这本来是件好事。但近年来随着人们对汽车的认识不断深入，或种种因素，人们也不断地想方设法通过种种行为来通过汽车年度检测，使得汽车年度检测的碳烟值的数值缺少了真实性，对环境污染等产生了极大的影响。【关键词】柴油车年检碳烟值影响前言目前，大气污染已不仅仅是在几个工业化国家中，他已逐渐发展成为世界性的问题，尤其是在一些大中城市。随着汽车保有量的增加（年递增率达到10%以上），汽车排气污染物造成的环境污染情况将日趋严重。所以对汽车排气污染物的监控预防治，已处于刻不容缓的地步。要搞好汽车排气污染物的监控与防治，首先必须做好防治工作。对各个影响检测所得的碳烟值的变动进行大体分析，并期望有所提高人们的环境意识，能真正的用废气分析仪和烟度计测定排气污染物的浓度，控制排气污染物的扩散，使其限定在被允许的范围内，达到保护生态环境和自然界生态平衡的目的。1尾气污染物的主要成分及其危害1.1尾气污染物的主要成分汽车排放的主要污染物是：一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）硫化物和微粒物（即炭烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰等组成）。柴油车的尾气中，就CO来说，如果把汽油发动机CO排放量当作1的话，则液化气发动机的CO排放量为1/2，而柴油发动机的CO排放量为1/100。可以看出，柴油发动机与其有发动机相比，其CO排出量要小得多，而且，柴油发动机的HC排出量也较少。但NOx排出量则和汽油机差不多，而且柴油车会排出令人讨厌的黑烟。由此可见，柴油车尾气主要污染物是炭烟。炭烟是柴油发动机燃料燃烧不完全的产物，其内含有大量的黑色炭颗粒。柴油机年检中的尾气检测主要是以炭烟的浓度检测值高低来判定该柴油车是否能否通过年检的，柴油车一般不再需要测得HC值等数值来判4定尾气是否能符合标准的。其中（通常），排烟按照其颜色可分为白烟、蓝烟和黑烟这三种。不同的烟色形成的原因是不同，有的研究认为起决定作用的是温度；在250℃以下形成的烟通常是白色的；从250℃到着火温度形成蓝烟；黑烟只在着火后才出现。下面对这三种不同的烟色分别做一说明：1.1.1白烟白烟一般在低温起动不久及怠速工况时发生。因为此时气缸中温度较低，着火性能不好。混合气中未经燃烧的燃料和润滑油呈液滴状态（直径在1.3μm左右），这随废气排出而形成白烟。当气缸磨损加大，窜气、窜油时，使白烟增多。正常的发动机在暖车后，一般就不再形成白烟。改善起动性可减少白烟。1.1.2蓝烟（青烟）通常是在柴油机尚未完全预热或低负荷运转时发生。此时，燃烧室温度较低，约600℃以下，燃烧着火性能不好，部分燃料和窜入燃烧室的润滑油未能完全燃烧，其中大部分是已蒸发的油，再凝结而成微粒状态，直径比白烟小，在0.4μm以下，随废气排出而成蓝烟。这种烟显蓝色是由于蓝色光在此种大小微粒的作用下折射而成的。排出蓝烟时，同时有燃烧不完全的中间产物（如甲醛等）排出，因而蓝烟常常带有刺激性臭味。产生大量蓝烟也有可能是由于汽缸壁和活塞的间隙过大或活塞环装配不当后产生大量机油进入燃烧室参与燃烧。减少蓝烟方法：注意活塞环的装配及于汽缸壁和活塞的间隙。并且提高燃烧室和室内空气温度，减少室内空气运动，以免燃料很快被吹散形成过稀混合气，减少喷注贯穿力，以免燃料碰到冷的室壁等措施，都可减少蓝烟。但是，上述措施大部分对减少黑烟的措施是矛盾的，因此在新机调试时，要妥善处理。1.1.3黑烟碳烟不是纯碎的碳，而是一种聚合体，其主要成分随柴油机负荷不同稍有改变，一般含C85%-95%，O24%-8%及少量的H2和灰粉。也有人认为碳烟是石墨结晶，由直径0.05μm左右微粒附聚成0.1-10μm的多孔性碳粒构成。通常在柴油机大负荷时发生，例如当汽车加速，爬坡及超负荷时排气就冒黑烟。在5柴油机发展初期到高速强化地今天，柴油机黑烟的排出，仍然是一个限制功率的突出问题，而且黑烟带有的臭味及烟雾给人以直接的不愉快的厌恶感。因此对黑烟的形成，各国早已作了大量的工作，但对其生成机理说法不一。一般认为，黑烟也是不完全燃烧的产物，是燃料的氢先燃烧完了的中间产物。当柴油机高负荷时，喷如燃烧室的燃料增多，由于柴油机混合气形成不均匀，即使平均过量空气系数α＞1，仍不可避免产生局部地区空气不足，此时燃烧室温度又较高，燃料在高温缺氧情况下，由裂解过程释出并经聚合过程形成碳烟。柴油机中燃料的高温裂解反应是不可避免的，特别在空间混合燃烧的柴油机中，高温的气体包围着液态的油滴，造成了进行裂解反应最有利的条件。对燃烧过程的高速摄影已证实，在燃烧初期上止点附近（燃料着火后5°-10°CA）都会出现大量黑烟。但是在一般情况下，含碳燃气与空气混合时又在燃烧过程后期完全燃烧，而使排气无烟。如果气缸中空气不足，混合不佳或由于燃气膨胀而使气缸内局部温度下降到碳反应温度（约1000°C）以下，则碳不能进一步燃烧而保持其固体状态排出气缸外。因此研究指出：废气中是否出现碳烟，取决于膨胀期间温度过分下降以前燃料是否能足够快地与空气混合和燃烧。1.2尾气污染物的危害从历年来的种种报道可知，汽车尾气的危害性极大。其中炭烟的危害也难逃追究，碳烟严重地污染了我们的环境，也造成了许多疾病的引发。柴油车碳烟严重影响市容市貌的文明建设，进一步影响道路上的能见度，并因内含有少量的带有特殊臭味的乙醛，往往引起人们恶心和头晕2柴油车自由加速烟度的检测柴油机（车）年检中的尾气检测主要是以炭烟的浓度检测值高低来判定该柴油车是否能否通过年检的。近年来，由于不透光计具有准确性高、可重复使用等优点，所以现在大部分汽车检测站都使用不透光计来检查柴油车的碳烟值。并且，柴油车一般也不再需要测得HC值等数值来判定尾气是否能符合标准的。2.1检测准备及注意事项(1)车辆在不进行预处理的情况下也可以进行试验。出于安全考虑，必须确保发动机处于热状态，并且机械状态良好。(2)发动机应充分预热。例如：在发动机机油标尺孔位置测得的机油温度应至少为680℃；如果温度低于80℃，发动机也应处于正常运转温度。因车辆结构，无法进行温度测量时可以通过其它方法使用发动机处于正常运转温度，例如，通过控制发动机冷却风扇。（3）引车员在测试前应采用至少三次自由加速过程或其它等效方法对排气系统进行吹拂。（4）废气检测操作员需目测检测车辆的排气系统的相关部件是否泄漏。（5）发动机包括所有装有废气涡轮增压的发动机，在每个自由加速循环的起点均处于怠速状态。对重型发动机，将油门踏板放开后至少等待10秒钟。2.2检测方法（1）废气检测员找到相关车辆信息并将该车登陆检测流程。（2）经过废气检测员的遥控操作，电脑自动使不透光计调零。（3）废气检测员将按不透光计上的取样探头插入被检车辆排气管内至少6D（D为排气管开口处直径）。（4）废气检测通过按不透光计上的K键，激活检测流程，尾气检测正式开始。（5）引车员按照屏幕上的加速提示进行一系列有规律的自由加速（如右图）。在进行自由加速测量时，引车员必须在1秒内，将油门踏板快速、连续地完全踩到底，使喷油泵在最短时间内供给最大油量。对于每一个自由加速测量，引车员在松开油门踏板前，发动机必须达到断油点转速。对带自动变速箱的车辆，则应达到制造厂申明的转速（如果没有该数据值，则应达到断油转速的2/3）。关于这一点，在测量过程中必须进行检查，例如：通过监测发动机转速，或延长油门踏到底后与松开油门前的间隔时间，对于重型汽车，该间隔时间应至少为2秒。（6）计算机通过不透光烟度计取得的三次自由加速测量数值得出的算术平均值,此数据将在仪表板或电子灯牌上显示出来。在计算均值时可以忽略与测量均值相差很大的测7量值。必要时，应重新进行检测。2.3排放限值柴油车自由加速烟度排放限值注：经环境保护行政主管部门认可的汽车烟度监测人员，可采用目测法测量，车辆不许有明显的可见烟度，烟度值不超过林格曼1级。3.烟度值高的主要原因及防范烟度值高，就意味着该柴油车的尾气中可能含有较多的物体小微粒。烟度值高的产生原因主要有可燃混合气过浓、不透光计仪器失灵。由于在汽车在年检时不可避免地一些操作需要检测人员进行，所以，造成烟度值高还可能是人为因素。3.1混合气过浓3.1.1原理空燃比(AF)：是指可燃混合气中空气与燃料的质量比。理论上，1kg燃油完全燃烧需要空气14.7kg。故空燃比为14.7的可燃混合气可成为理论混合气。若可燃混合气的空燃比小于14.7，则意味着其中汽油含量有余（亦即空气量不足），可称之为浓混合气。同理，空燃比大于14.7的可燃混合气则可称为稀混合气。应当指出，对于不同的燃料，其理论空燃比数值是不同的。过量空气系数（α）：α=燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量／完全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量。由此定义表达式可知：无论使用何种燃料，凡过量空气系数α=1的可燃混合气即为理论混合气；α