所屬欄目:車輛論文 發布日期:2013-01-30 08:47 熱度:
摘 要:本文作者介紹了汽車尾氣的主要成分及危害,提出了減少尾氣污染的主要有效措施。
關鍵詞:汽車尾氣,污染,對策,分析
汽車作為人類21世紀最重要的交通工具,為我們生活帶來的便利不言而喻。但是,它也的確存在一些弊端,例如交通事故對人類造成的傷害,以及汽車使用中產生的排放污染,早已不是新話題。汽車排放的廢氣導致的環境污染,日益成為全球性問題。伴隨著社會經濟的快速發展,人民生活水平的不斷提高,汽車作為現代化交通工具,在生活中的保有量始終呈增多趨勢。截止2011年8月底,全國機動車保有量已達2.19億輛,其中汽車保有量也已超過1億量。因此,汽車尾氣污染已成為大氣污染的重要因素,節能減排則成為汽車發展的主題,也已成為世界級的重大課題。
1 汽車尾氣的主要成分及危害
汽油的成分非常復雜,主要由氫和氧組成,在正常燃燒時,可以生成二氧化碳、水蒸氣和過量的氧等物質。但是由于汽油作為燃料,還會含有一些其他的雜質和添加劑,使用中,常常不能完全燃燒,排放中就會伴隨一些有害物質的排出,其主要污染物包括一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化合物。
1.1 一氧化碳
一氧化碳是汽車尾氣中的第一大公害。在通常情況下,它是一種無色無味的氣體,難溶于水,非常不易與其他物質發生反應,性質比較穩定,所以在大氣中停留時間較長。一氧化碳中毒,會麻痹中樞神經系統,造成感覺、反應、理解、記憶能力等機能障礙,因為當一氧化碳進入人體后,會使血液中的血紅素與其結合,阻礙血液吸收和輸送氧氣,致使人體缺氧,產生中毒癥狀。
1.2 碳氫化合物
碳氫化合物又叫烴,它包括芳烴、烷烴、烯烴等多種成分,特別是烯烴,在大氣上空被太陽光紫外線作用,與氧化氮起光化反應生成臭氧、醛等煙霧狀物質,刺激人們的眼、鼻、喉等粘膜。一旦烴進入人體后,則容易引發癌細胞的增長,增加癌病的發病率。
1.3 氮氧化合物
主要包括一氧化氮和二氧化氮,以二氧化氮為主。其中一氧化氮為無色氣體,與血液中血紅素的結合能力比一氧化碳還強,更容易造成人體缺氧,嚴重者可導致人體中毒而死亡。二氧化氮是一種紅棕色或暗褐色有毒氣體,對人體健康影響很大,有特殊的刺鼻氣味,損害人的眼睛和肺部。同時,氮氧化合物還會引起氣候變化,它是產生酸雨、光化學煙霧的主要原因。
2 減少尾氣污染的主要有效措施
2.1 清潔燃料與電動汽車的推廣
近幾十年,國內外在不懈探索和研究開發更理想的動力系統,和排放污染更低的清潔燃料,其目的也為了節省能源和開發新的汽車能源,以緩解汽車對石油燃料的單純依賴。清潔燃料的使用是治理汽車尾氣的最根本和最終的途徑,此途徑使汽車根本不產生或只產生很少的污染氣體。目前汽車的新型燃料主要有三種。一是天然氣,這是目前我國使用最多的氣體代用燃料。天然氣汽車可使發動機構造相對簡單,工作平穩,并提高了燃油經濟性。但存在發動機功率下降、加速性能差的缺陷。二是生物柴油,它是一種清潔可再生能源。與常規石油相比,生物柴油排放污染大大下降。三是輕烴,輕烴是石油化工的副產品。輕烴原料來源十分廣泛,中國目前每年生產液態輕烴近1000萬噸,以前由于沒有找到有效的利用方法,這些寶貴的資源白白的浪費掉了。與其它燃油相比,輕烴具有高熱值、無毒害的特點,對環境幾乎達到零污染,更重要的是它克服了目前普遍使用的液化石油氣、天然氣燃料車存在的動力性下降,加速性能差的兩大缺陷。
2.2 先進的尾氣凈化技術
汽車尾氣凈化技術是目前廣泛采用的適用于大部分汽車的凈化技術。它是指在汽車的排氣系統中安裝各種凈化裝置、采用物理以及化學的方法對汽車產生的廢氣進行凈化以減少污染的一項技術。
三元催化器是安裝在汽車排氣系統中最重要的機外凈化裝置,它可將汽車尾氣排出的 CO、HC 和 NOx 等有害氣體通過氧化和還原作用轉變為無害的二氧化碳、水和氮氣。當高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時,三元催化器中的凈化劑將增強 CO、HC 和 NOx三種氣體的活性,促使其進行一定的氧化~還原化學反應,其中 CO 在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳氣體;HC化合物在高溫下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx 還原成氮氣和氧氣。廢氣再循環(EGR)系統用于降低廢氣中的氧化氮(NOx)的排出量。氮和氧只有在高溫高壓條件下才會發生化學反應,發動機燃燒室內的溫度和壓力滿足了上述條件,在強制加速期間更是如此。所以廢氣再循環系統控制排氣中的少部分廢氣經EGR 閥進入進氣系統,與混合氣混合后進入氣缸參與燃燒。少部分廢氣進入氣缸參與混合氣的燃燒,降低了燃燒時氣缸中的溫度,因 NOx 是在高溫富氧的條件下生成的,故抑制了 NOx的生成,從而降低了廢氣中的 NOx的含量。
二次空氣噴射系統已經被廣泛地應用在汽車上,它也是一種尾氣排放控制實用技術,用以減少排氣中的 HC和 CO的排放量。而且實踐證明,空氣噴射系統在汽車上都能取得良好的效果。它的工作原理是空氣泵將新鮮空氣送入發動機排氣管內,從而使排氣的 HC和 CO 進一步氧化和燃燒,從而降低了排氣中的HC和CO的排放量。
2.3 燃油分層噴射技術
燃油分層噴射,也就是缸內直接噴射,簡稱FSI。該技術的運用使FSI發動機與傳統發動機相比擁有更低的油耗、更好的環保和更大的輸出功率和扭力。燃油分層噴射技術是發動機稀薄燃燒技術的一種。傳統的汽油發動機,汽油在進氣歧管內開始混合,然后再進入到汽缸中燃燒。由于汽油跟空氣是在進氣歧管內混合,所以必須達到理論空燃比才能獲得較好的動力性和經濟性。但由于噴油器離燃燒室有一定的距離,汽油同空氣的混合情況受進氣氣流和氣門開關的影響較大,并且微小的油顆粒會吸附在管道壁上,理論空燃比很難達到,這是傳統發動機很難解決的一個技術問題。FSI發動機則是利用一個高壓泵,使汽油通過一個分流軌道(共軌)到達電磁控制的高壓噴射氣門。它的特點是在進氣道中已經產生可變渦流,使進氣流形成最佳的渦流形態進入燃燒室內,以分層填充的方式推動,使混合氣體集中在位于燃燒室中央的火花塞周圍。如果稀燃技術的混合比達到25:1以上,按照常規是無法點燃的,因此必須采用由濃至稀的分層燃燒方式。通過缸內空氣的運動在火花塞周圍形成易于點火的濃混合氣,混合比達到12:1左右,外層逐漸稀薄。濃混合氣點燃后,燃燒迅速波及外層,保證了在順利點火的情況下盡可能的實現稀薄燃燒。FSI發動機按照發動機負荷工況,基本上可以自動選擇運行模式,在低負荷時為分層稀薄燃燒,在高負荷時則為均質理論空燃比(14.6~14.7)燃燒,發動機運用此項技術,同樣可以提高燃油經濟性。
3 結束語
汽車作為交通工具,為我們帶來方便快捷的同時,也帶來了嚴重的環境污染,尤其是大氣污染,節能減排則成為了汽車發展的重要主題,汽車尾氣的吸收與處理,關系著環境的狀況以及人們的身體健康,也已成為世界級的重大課題。綜上所述,可以找到一些減少尾氣污染的常用方法,另外,也可以通過宣傳環保知識,增加人們的環保意識,政府出臺相應的法律法規,或加強道路建設與交通管理的方法,特別是在用車輛的尾氣定期檢測,積極防治和減少汽車尾氣污染。因此,對于汽車尾氣污染問題,應引起社會各界的重視,也需要社會各界的共同努力。創建綠色的家園,需要在未來汽車新能源、新環保科學技術的創新中做出貢獻。
參考文獻:
[1] 周民良.中國城市的環境污染與可持續性發展[J].中國地質大學學報(社會科學版),2008.
[2] 裴軍.城市環境污染的現狀、原因及對策建議[J].中國科技論壇,2009.
文章標題:汽車尾氣污染及對策分析
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