车用柴油机排放控制现状与技术进展
文章编号:1000-0925(2004)03-071-04
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车用柴油机排放控制现状与技术进展
杜愎刚,朱会田,许 力(汽车管理学院,蚌埠233011)
The Status and Progress of Vehicle Diesel Exhaust Emission Control
DU B -i gang,ZHU Hu -i tian,XU Li
(Automobile Management Institute,Bengbu 233011,China)
Abstract:This paper briefly introduces the characteristic of diesel ex haust emissions and analyzes the status
of the vehicular diesel eng ine em ission control in our country.Focusing on the status in domestic and international,it summarizes the new technology of diesel exhaust emission control in fuel,combustion and exhaust after -treat -ment for sufficing EU -óem ission standard in detail.
摘要:本文简要介绍了车用柴油机排气污染的特点,分析了我国车用柴油机排放控制现状
和存在的主要问题。针对目前国内外的研究状况,从燃料、燃烧和排气后处理三方面概述了控制柴油机排放的技术措施,并总结了车用柴油机达到欧-ó排放标准所需采取的技术对策。关键词:内燃机;柴油机;排放;现状;进展
Key Words:I.C.Engine;Diesel;Emission;Status;Progress
中图分类号:T K421.5 文献标识码:A
1 概述
柴油机以其优良的动力性、经济性在载重车、大
中型客车、特种车乃至轿车上得到了越来越广泛的应用。近十几年来,我国柴油车的保有量持续以较快的速度增长,但由于多种原因,造成我国柴油车运行状况不佳,污染物排放量大。随着排放法规的日益严格,柴油车排放污染成为社会关注的热点,车用柴油机排放控制面临前所未有的挑战。近几年,国内各柴油机生产厂纷纷投入大量的人力物力开展柴油机排放控制新技术的研究和应用,大部分新产品已达到了欧-ò标准。但是,面临未来更加严格的汽车排放标准,必须不断地对柴油机排放控制技术进行深入的研究,才能迎接新的挑战。2 车用柴油机排放污染的特点
车用柴油机尾气排放的有害物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(H C)、氮氧化物(NO X )、颗粒(PM )和二氧化硫(SO 2)。与汽油机相比,车用柴油
收稿日期:2003-11-19
作者简介:杜愎刚(1962-),男,讲师,主要研究方向为汽车发动机排放控制技术,E -mail:du bigang@s https://www.360docs.net/doc/c3424543.html, 。
机排放污染的特点是CO 、HC 和NO X 排放较低,PM 排放较高,排气中还含有硫化物。从产生的量来看,由于柴油机燃烧温度比汽油机低,NO X 排放量比汽油机少,特别是低负荷时,柴油机的NO X 排放量更
低。但是,由于汽油机普遍采用了电控汽油喷射和三元催化转化装置,NO X 已经控制到了可接受的水平,而当前柴油机NO X 排放控制技术还未达到汽油机的水平,因此,柴油机NO X 排放有待改善。3 我国车用柴油机排放控制现状
与发达国家相比,我国车用柴油机排放污染控制起步较晚,生产技术和零配件质量与国际水平相比也有较大的差距。虽然柴油车保有量增长速度较快,但是与国外大城市相比,我国重点城市的柴油车保有量并不大,而污染状况却比较严重。造成污染严重的原因主要可归纳为以下几个方面。
3.1 排放标准要求低
我国于1983年开始陆续颁布汽车排放标准,
第25卷(2004)第3期
内 燃 机 工 程 N eiranji Gongcheng
Vo l.25(2004)No.3
1994年5月开始实施,起步较晚。目前已颁布多项汽油车、柴油车排放限值和测量方法标准。这些标准是在参考欧洲、美国和日本的排放法规基础上制订的。我国颁布的法规中,控制轻型汽车的排放标准GBl8352.1-2001,其排放限值和测试方法相当于欧洲20世纪90年代初实施的轻型汽车欧-?标准,GBl8352.2-2001相当于欧洲20世纪90年代中实施的轻型汽车欧-ò标准。控制重型汽车的排放标准GBl7691-2001,其排放限值和测试方法相当于欧洲发布实施的重型汽车欧-?(1992年)和欧-ò(1995年)标准。国家环保局要求轻型汽车污染物排放于2000年达到欧-?标准,于2004年达到欧-ò标准。我国对于汽车排放的控制计划是到2010年与国际排放标准接轨。
3.2 柴油机设计制造及排放控制技术相对落后
目前我国车用柴油机排放控制技术大致相当于国外20世纪90年代的水平,而2000年以前生产的柴油车仅相当于国外20世纪70年代水平。由于柴油机排放的CO 及HC 化合物较汽油机少,加之排放法规宽松,柴油机排放控制措施不够完善,采用排气净化装置的很少,采用电控燃油喷射的柴油机更少。3.3 相关管理措施力度不够
虽然公安、交通及环保等管理部门强制实行车辆年审和季度检测等制度,但有的流于形式。在检测时想办法过关,检测后无人问津,车辆超标排放照常运行;不参加年审的老旧甚至报废车辆时有出现;车辆超载现象严重;车辆维修服务体系不够完善,在用车技术状况普遍较差;城市配套交通设施发展跟不上,车辆运行条件较差;燃油市场上的劣质柴油、汽配市场上的伪劣配件等等管理措施力度不够,造成柴油车排放污染严重。3.4 驾驶维修人员水平亟待提高
驾驶维修人员水平是影响车用柴油机排放污染的重要因素。为了满足更高的排放标准,新型柴油机采用了更多排放控制技术,如电控技术、进气增压、增压中冷、废气再循环和排气后处理技术等,驾驶维修人员必须了解和掌握这些新技术的使用维修要点,使车辆保持良好的技术状态,充分发挥新技术装备应有的作用。
4 车用柴油机排放控制技术进展
目前采用的排放控制技术主要包括燃料、燃烧和排气后处理三个方面。具体控制技术、控制对象和实施方法见下表[1]:
表 降低车用柴油机排放的技术措施
控制类型控制技术控制对象实施方法1
燃料
降低含硫量PM 燃料中含硫量低于0.05%
降低燃烧温度NO X 柴油乳化
掺烧消烟剂PM 钡、镁、锌溶性碱化盐或中性盐中作为消烟添加剂燃烧
推迟喷油提前角NO X 适当减小喷油提前角并加速燃烧废气再循环(EGR)
NO X EGR,中冷EGR
加水燃烧
NO X 进气喷水(水蒸汽),缸内喷水燃烧室设计NO X 、PM 设计参数优化,新型燃烧方式喷油规律改善NO X 喷油规律曲线形状,预喷射,多段喷射
高压喷射PM 电控高压油泵,共轨系统,泵喷嘴进排气系统改进PM 进排气动态效应,可变进气涡流,多气门增压及中冷PM 增压,增压中冷,可变几何参数增压排气后处理
加装氧化催化转化器
PM 、CO 、HC
用铂(Pt)作为氧化催化剂
颗粒捕集器及再生技术PM 捕集排气中PM ,并定期除去颗粒,使过滤器再生
NO X 还原催化转化器PM
四效催化转化器
PM 、HC 、CO 及NO X
正在研制4.1 燃油的改质
燃油的品质对柴油机排放影响极大,增加柴油的十六烷值能有效地降低发动机排气PM 、CO 和NO X 排放;降低燃油中S 的含量,可降低13%~22%的颗粒排放;减少燃油中的芳香烃成分可以减少NO X 排放。燃油改质应从以下几方面进行。
(1)降低燃油中的含硫量。在燃烧过程中,柴油中的硫约有98%转化为SO 2,其余成为硫酸盐颗粒,部分SO 2被进一步氧化并与燃烧过程中生成的H 20
结合,形成硫酸盐,增加了颗粒的排放量。当燃料中的S 从0.12%下降到0.05%时,颗粒排放量将减少8%~10%,但进一步减少S 含量对颗粒的排放量不再有影响[2]。
(2)减少燃油中的芳香烃成分。
(3)根据燃油的溜程合理提高燃油的十六烷值。(4)进行柴油的乳化处理。在柴油中加入适当的乳化剂,通过燃料中的水汽化来降低气缸温度和燃烧温度,减少NO X 的排放;另外,乳化燃料中的水
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分子迅速汽化、膨胀,促进了燃料与空气的迅速混合,加速了燃烧,减少了气缸内的激冷层,有利于减少H C的生成。
(5)在柴油中掺烧消烟添加剂。将金属钡、镁、锌等溶性碱化盐或中性盐中作为消烟添加剂,通过促进碳烟粒子在膨胀过程中再燃烧,消除喷油嘴头部的积炭,可减少30%~50%碳烟颗粒排放。
4.2柴油机机内净化
柴油机机内净化的核心是对燃烧过程进行优化,使发动机达到混合均匀、燃烧充分、工作柔和、起动可靠、排放较少的要求。
(1)提高喷油压力和减小喷孔直径
提高喷油压力和减小喷孔直径可明显地降低颗粒中碳的排放。为了避免高压喷射导致NO X的增加,要求适当降低空气涡流运动、提高压缩比和可变定时燃油喷射与其相适应,以达到控制颗粒和NO X 排放的目的。高压喷射系统需要和燃烧室良好匹配,有效避免过多的燃油喷射到气缸壁冷表面上,减少HC和颗粒中有机可溶物SOF排放;同时减少喷嘴压力室容积或采用无压力室喷油嘴能使颗粒和HC排放大量减少;通过燃油喷射率的优化,如采用双弹簧喷油器,可降低颗粒和NO X的排放。
(2)改进燃烧系统
改进燃烧系统指的是燃烧室的形状、供油系统、进气流动的最佳匹配。应保证在发动机整个工况范围内,燃油在燃烧室中均匀分布,有合适的气体流动,有合理的喷油规律和喷油定时。采用电控喷油泵、电控泵-喷嘴、电子调速器、可变涡流系统、多气门和中央配置喷油器等措施既可改善柴油机性能,又可降低柴油机尾气排放物,尤其是颗粒的排放。
改进燃烧系统的具体措施包括进气旋流的优化,在高压喷射的情况下采用低涡流比有利于减少颗粒排放。采用可变涡流进气技术可使运行中的涡流比在0.2~0.5之间变化,使发动机性能及颗粒排放特性在整个范围内得到优化;采用四气门技术,使活塞顶部的燃烧凹坑和缸盖上的喷油嘴布置在燃烧室中央,改善进气涡流和油雾分布,使燃烧状况明显优化,同时也改善活塞和喷嘴的冷却条件,减少颗粒排放;采用陶瓷材料,用陶瓷材料制成的燃烧室、活塞顶和缸套可以提高燃烧室的绝热效果,用陶瓷材料制造气门摇臂等运动部件,可减少摩擦阻力、降低机油耗,从而减少颗粒排放;采用分隔式燃烧室(涡流室式和预燃室燃烧室),可以改善燃烧室内燃油和空气分布,使燃油空气充分混合,有效地减少颗粒和HC排放,减少滞燃期内与空气混合的燃油量,防止柴油机工作粗暴。分隔式燃烧室比同规格的直喷式燃烧室NO X的排放低1/3~1/2。
(3)防止机油窜入燃烧室
由于柴油机排放颗粒状物质(如蓝烟),其中一部分是来自窜入燃烧室的机油燃烧造成的,所以应尽可能地减少窜机油量,通过加强机体刚度、改善气缸盖与机体的连接、减少气缸工作面的变形;改善活塞、活塞环和气缸表面的设计、加强机油控制、减少从气门推杆泄漏机油等措施来实现。
(4)增压中冷
废气涡轮增压提高了平均有效压力、过量空气系数和整个循环的平均温度,可使柴油机颗粒物质的排放量降低50%左右,并减少了CO和H C的排放。所以采用增压中冷是降低车用柴油机尾气排放物的有效措施之一。
(5)采用电控高压喷射技术
柴油机电控技术已从第一代的位置控制、第二代的时间控制发展到目前的共轨式电控高压喷射。电子控制柴油机高压喷射技术(如电控高压共轨喷射)的应用可使柴油机通过最佳喷油定时、最佳喷油速率和预喷射与发动机转速、负荷之间的关系进行连续调节,使颗粒排放降低40%以上[2],并且发动机过渡工况的排放性能也得到显著改善。
电控高压喷射控制对喷油规律进行控制,能根据发动机运行工况实现最佳喷油,同时通过控制预混合燃烧与扩散燃烧的比例,降低有害排放和控制发动机的空燃比,有利于实现有效的机外净化措施。
(6)采用可变技术
柴油机采用可变技术使发动机在不同工况下的性能都较为理想,使不同工况下排放和经济性都得到改善。可变技术包括喷油定时的可变控制、可变涡流控制和增压系统的可变控制,这些措施的合理使用可使HC和颗粒排放减少近35%[2]。
4.3柴油机排气后处理技术
(1)氧化催化转化器
柴油机氧化催化转化器中使用的氧化催化剂铂(Pt),主要目的是降低颗粒排放。尽管由于柴油机排气温度较低,使得颗粒中的碳烟难以氧化,但颗粒中的可溶性有机成分可以得到催化氧化,最终获得降低颗粒排放的效果。同时HC和CO排放量进一步降低。
(2)颗粒捕集器及再生技术
颗粒捕集器的主体是过滤介质即滤芯。滤芯是决定过滤器过滤效率、工作可靠性、使用寿命以及再生技术的使用和再生效果的关键。滤芯应满足的性能要求:1具有较高的过滤效率和大的过滤面积;o耐热冲击性好,具有较强的机械性能指标,热稳定性好,能承受较高的热负荷;?具有较小的热膨胀系数;?通过性好,流通阻力小;?在外形尺寸相同的
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2004年第3期内燃机工程
情况下,背压小,背压增长率低,适应再生能力强;?质量轻。目前,最常用的过滤材料为堇青石(其主要成分为MgO 、Al 2O 3、SiO 2)和碳化硅晶体SiC 。颗粒捕集器对碳的过滤效率较高,可达到60%~90%。在过滤过程中,颗粒捕集在过滤器内会导致柴油机排气背压升高,当排气背压达到16~20kPa 时,柴油机性能开始恶化,因此必须定期除去颗粒,使过滤器恢复到原来的工作状态,即过滤器再生。柴油机颗粒捕集器的再生方式可分为/被动0再生和/主动0再生:/被动0方式即为催化再生,是在过滤器载体上浸渍催化剂或在燃油加入添加剂来降低颗粒的氧化反应的活化能,降低碳粒的起燃温度实现颗粒捕集器的再生;/主动0再生方式又称为/热再生0,即外加能量(热能)的再生方式,利用外部热源使积存在过滤体内的颗粒升温、自燃,以减少过滤体内的颗粒。根据外加能量的形式分为:全负荷再生、喷油助燃再生、电加热再生、电自加热再生和微波再生等。另外还有节流再生、逆向喷气再生、振动再生等几种非加热再生方式。
(3)NOx 还原催化转化器
三元催化剂早已在汽油发动机上得到了普遍的应用,但在车用柴油机上却无法应用,而针对车用柴油机开发的还原催化剂是一项难度很大的研究工作,尚未达到实用阶段。
目前研究开发中的柴油机NO X 后处理方法有四种:选择非催化还原、选择催化还原、非选择催化还原和吸附还原催化剂。
(4)四效催化转化器
三元催化剂中CO 、HC 和NO X 互为氧化剂和还原剂,如果能使颗粒和NO X 也互为氧化剂和还原剂,则有可能在同一催化床上同时除去CO 、H C 、PM 和NO X ,实现一种柴油车用/四效催化剂0,这将是一种最理想的柴油机废气净化方法。近年来,对这种四效催化剂的研究已经开始。
4.4 满足欧-ó标准的排放控制关键技术
(1)柴油机喷油延迟,以便更好地控制燃油在适宜的时刻喷入燃烧室并充分混合和燃烧。
(2)燃烧室结构改进,可改善气体流动,使燃油得到更充分的燃烧。
(3)喷油器结构改进,提高燃油喷射系统的压力和精确性,使燃油能充分燃烧。喷油泵、喷油器的材料和工作过程都得到改进。
(4)采用电子控制,使喷油时间更加精确。
(5)采用高压共轨燃油喷射系统。随着电控高
压喷射柴油机的迅速发展,目前第三代共轨式电子控制高压喷射柴油机,如大众公司生产的的3升Lupo 采用电控高压共轨喷射加增压中冷技术的TDI 发动机,百公里油耗仅为2.997L,尾气排放达
到了欧洲目前最为严格的/欧-?0排放标准。
(6)采用变喷嘴涡轮(VNT),发动机在不同的转速和负荷下,对涡轮的流量要求是不同的。Garrett 公司的变喷嘴涡轮技术可以满足发动机整个运转范围的要求:发动机怠速和低速时,喷嘴叶片关闭或开度很小,提高了发动机的低速扭矩,改善了响应性;发动机高速运转时,喷嘴叶片全开或开度很大,保证发动机获得所需要的空气和动力。一般的可变喷嘴结构控制装置是气动的,为了提高响应性和控制的精确度,Garrett 开发了液压控制的AVNT 技术。
(7)废气再循环技术(EGR),通过将冷却后的发动机废气再次送回燃烧室中燃烧,减少氮氧化物生成。当废气与新鲜空气和燃油混合后,峰值燃烧温度被降低了,从而降低了氮氧化物的排放,但是引起颗粒物和碳氢化合物排放增加。所以废气循环系统应与颗粒物捕集器配合使用。EGR 系统在汽油车和柴油小轿车上已经是非常成熟的技术,将逐步在重型柴油车上得到应用。采用EGR 来降低NO X 的排放需要与电子控制结合,根据柴油机负荷、转速、冷却水温度传感器及起动开关信号,由ECU 进行对EGR 率和EGR 时机进行控制,保证在柴油机性能影响不大的条件下,降低排气中NO X 的排放。5 结论
燃料、燃烧和排气后处理是实施内燃机排放控制的三个方面。对柴油机燃烧系统、进排气系统、燃油供给系统和燃烧室结构的优化设计;采用新材料、新工艺;采用增压中冷和电控高压喷射控制技术和排气后处理技术对柴油机排放进行综合性优化控制将是车用柴油机的发展方向。参考文献:
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(编 辑:李 贞)
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柴油机PM排放控制技术探讨
柴油机PM排放控制技术探讨 摘要 本文针对车用柴油机PM的组成及对人类生活的危害所面临的若干问题，通过对柴油机污染物的生成机理、影响因素等方面的知识，进一步地阐述对柴油机污染物的净化措施等较高问题的本质，优化排放质量，以便使车用柴油机符合环保要求，更进一步的保护我们懒以生存的家园。 本论文共分四章：第一章绪论部分简要概述了本课题的研究思路、现状分析及净化措施；第二章阐述了柴油机的有害排放物的生成机理及危害，提出了本论文主要研究工作和基本思路；第三章讲述了柴油机有害排放物的净化措施等问题并进行了讨论；第四章对本课题的研究结果进行了总结。 关键词：车用柴油机；有害排放物；净化措施 Abstract This paper and composition of the vehicle diesel engine to human PM the dangers of life facing some problems, through the creation of pollutants of diesel mechanism, influencing factors and other aspects, further describes the purification of diesel engine pollutants nature of problems measures to higher quality, optimizing the emissions vehicle diesel engine, so as to meet environmental requirements, further protect us lazy to survive homes. This paper is divided into four chapters: the first chapter the introduction section of this topic briefly summarizes the current research approach, analysis and purification measures; The second chapter expounds the harmful emissions from diesel generating mechanism and harm, proposed the this thesis mainly research work and basic ideas; The third chapter of a diesel engine harmful emissions purification measures and discussed issues; The fourth chapter of this topic research results are summarized. Keywords: automotive diesel engine; Harmful emissions; Purification measures
柴油机尾气后处理技术基础介绍
柴油机尾气后处理技术
基础开发室性能组
李兴民 2009.4
内容
尾气后处理技术简介 柴油机尾气的组成 后处理基础知识 典型后处理布置方案
DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD
尾气后处理技术简介
为什么要采用尾气后处理技术？ 为了满足越来越苛刻的环保法 规要求，仅仅依靠发动机本体 的技术措施已经不能满足法规 的要求，专门针对发动机尾气 采用物理、化学方法进行净化 处理的方法叫做发动机尾气后 处理技术
DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD
排放法规
2 (8%)
cu rve
8 (9%) 10 (8%)
Torque
Fu ll l oa d
6 (5%)
4 (10%) 75% load
12 (5%)
5 (5%)
3 (10%) 50% lo ad
13 (5%)
7 (5%)
9 (10%)
25% load
11 (5%)
1 (15%) idle
250
A
B
C
Engine speed
100 Torque [%]
200
50
150
0
Engine speed [%]
100
-50
50
-100
0 0
Urban
600
Rural Time [sec]
-150 1200 Motorway 1800
DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD
我国汽车尾气排放控制现状与对策分析解析
南京信息职业技术学院 毕业设计论文 作者学号 系部 专业 题目我国汽车尾气排放控制现状与对策指导教师 评阅教师 完成时间：年月日
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浅谈柴油机排放控制技术 摘要：本文针对车用柴油机PM的组成及对人类生活的危害所面临的若干问题，通过对柴油机污染物的生成机理、影响因素等方面的知识，进一步地阐述对柴油机污染物的净化措施等较高问题的本质，优化排放质量，以便使车用柴油机符合环保要求，更进一步的保护我们懒以生存的家园。 关键词：车用柴油机；有害排放物；净化措施 1 车用柴油机的排放物 1.1 柴油机的排放物及危害 柴油机排放的废气中，氮气（N）占75.2%，二氧化碳（CO2）占7.1%，氧气及其他成分占16.88%，有害排放占0.82%。其中有害排放的主要成分包括：氮氧化合物占35.4%，一氧化碳占35.4%，硫化物及微粒主要是炭烟，还包括油雾、金属颗粒等占20.66%。与汽油机相比，柴油机排放的CO和HC要少得多，NOx与汽油机在同一数量级，而微粒及炭烟的排放要比汽油机多十几倍甚至更多。因此柴油机的排放控制，重点是NOx和微粒及炭烟，其次是HC。柴油机的燃烧过程比较复杂，影响因素较多，由于诸多原因的影响使柴油与空气难以达到完全燃烧的程度，可能会造成局部或整个燃烧空间出现不完全燃烧，所以产生出不完全燃烧产物和燃烧中间产物，这些燃烧产物大部分是有毒的，或者具有强烈的刺激性和致癌作用，造成了对大气环境的污染和对人体的危害，必须加以控制。 （1）一氧化碳，一氧化碳是柴油在空气不足的情况下燃烧的中间产物，在柴油机排气中一般含量较低，当柴油机燃烧局部缺氧时容易产生。一氧化碳生成量的多少取决于空燃比，由于柴油机空燃比较大，因此一氧化碳排放量不大。一氧化碳浓度达到一定程度就能引起人体慢性中毒，导致人体组织缺氧，危害中枢神经，引起头痛、头晕、四肢无力等中毒症状，严重时会导致生命危险。 （2）氮氧化物，氮氧化物是在柴油机燃烧高温条件下产生的，其生成取决于燃烧过程中的温度和反应时间的长短。在直接喷射柴油机中，由于空燃比较大，氧气较为丰富，燃烧温度也高，使氮氧化物的生成量较大。在间接喷射柴油机中，燃烧首先在极缺氧的涡流室中进行，燃烧温度相对较低，当火焰喷入主燃烧室时，使燃烧在有充足空气中且燃烧温度较低的情况下进行，可避免氮氧化物的生成时机，所以氮氧化物排放量相对较低。氮氧化物中NO、NOx都具有毒性对人体和环境破坏较大。人吸入氮氧化物后出现眩晕、无力等，严重时出现窒息。另外，还会与碳氢化合物一起引起光化学反应，造成更严重的危害。 （3）碳氢化合物，在柴油机排气中碳氢化合物的生成的主要途径为燃料不完全燃烧、
柴油机的排放与控制
柴油机的排放与控制 第一节柴油机的废气排放及生成机理的认知 柴油发电机组中，柴油机的废气排放是造成环境污染的重要来源，其中成份中除99.7%（75.5%的N2、10%的CO2、8%的水蒸汽和6%的O2）对人类无害外，其余的0.3%（0.2%的NO、0.01%的NO2、0.03%的HC和0.05%的CO、0.01%的SO2和小于0.01%的PM）都是有害物质，它是形成酸雨和破坏臭氧层的罪魁祸首。柴油机对环境的污染主要有下列三个方面：一是柴油机的废气排放物对大气的污染；二是噪声对环境的污染；三是废油、废水对土壤或地表水的污染。其中，尤以废气排放对人类健康的危害最大。柴油机排放的废气中包含有气态、液态及固态的污染物。气态污染物中含CO2、CO、H2、NO X、SO2、HC、氧化物、有机氮化物及含硫混合物等。 柴油是在533K～625K的温度范围内从石油中提炼出来的碳氢化合物。其中各成分质量分数分别是碳87%,氢12.6%,氧0.4%。碳氢化合物燃料完全燃烧时,将只产生CO2H2O,没有其它成分。和汽油机相比,柴油机的CO和HC排放均比较小,这是因为柴油机总体来说在稀混合气下运转,平均过量空气系数一般在1.5～3之间,CO生成后可以得到进一步的氧化;作为汽油机HC排放的主要来源——狭缝效应在柴油机中大为弱化,原因是柴油机中进入狭缝的是空气而不是可燃混合气,因此HC排放得到大幅度降低。NO x的排放与汽油机在同一个数量级,微粒排放则要大几十倍甚至更多,所以NO x和微粒是柴油机最主要的排放物。
近年来随着科技水平的发展和对柴油机研究的深入,通过机内机外净化措施已经大大改善了柴油机的排放水平。为防止高压喷射带来的氮氧化物排放增加,必须延迟喷油,这样又导致热效率下降。要想从根本上解决排放问题,需要对NO x和微粒这两种主要排放物的生成机理有深刻的认识。 一、NO x的生成机理 氮氧化物包括NO、NO2、N2O3 、N2O、N2O5、N2O4、NO3等,在化石燃料的燃烧过程中生成的氮氧化物主要是NO和N2O,其中以NO 为主。以煤的燃烧为例,NO占90%以上, N2O占5～10%。燃烧过程中NO x来源于燃料中的氮化合物和空气中的氮气的氧化过程,过去已经有大量的研究人员从事NO x的生成机理方面的研究。按其生成的基础理论,NO x可分为热力型NO x和燃料型NO x两大类,其中热力型NO x 又分为捷里德维奇(Zeldovich)NO x和快速型NO x。燃料中含氮量的不同以及氮元素在燃料中的存在形态的不同和燃烧方式的不同,使这两种氮氧化物的比例有很大区别。 1.热力型NO x。热力型NO x源于燃烧过程中空气中的氮气被氧化成NO,它主要产生于温度高于1800 K的高温区,其反应机理可以捷里德维奇(Zeldovich)模型描述,而且从扩大的模型的常用反应常数看,生成速度比较缓慢: N2 02 →NO NN 02 →NO 0N 0H →N0 H 热力型NO x的主要影响因素是温度和氧浓度。随温度和氧浓度的增加,热力型NO x的浓度增加。因此,降低热力型NO x的基本原理就是降
柴油机排气后处理装置技术要求第5部分：后处理器机械性能
中国环境保护产业协会标 T/CAEPI □□－20□□ 柴油机排气后处理装置技术要求 第5部分：后处理器机械性能 Technical Requirements of Diesel Emission Aftertreatment Devices Part 5: Mechanical Performance of After-treatment Converter （征求意见稿） 中国环境保护产业协会发布
T/CAEPI XXX-201X 目 录 前 言...........................................................................III 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 技术要求.......................................................错误！未定义书签。 4.1 一般要求 (3) 4.2 机械性能要求 (3) 5 试验程序 (4) 6 试验方法 (4) 6.1 密封性试验 (4) 6.2 轴向推力试验 (4) 6.3 水急冷试验 (4) 6.4 热振动试验 (5) 6.5 热疲劳试验 (6) 7 检验规则 (7) 7.1 检验分类 (7) 7.2 检验项目 (7) 8 标志、包装、运输、储存 (8)
T/CAEPI XXX-201X 前 言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，促进环保技术装备发展，规范柴油机排气后处理装置的技术要求和试验方法，降低柴油机尾气排放中的污染物对空气质量的影响，制定本标准。 CAEPI XXX-201X《柴油机排气后处理装置技术要求》分为如下5个部分： ——第1部分：氧化型催化转化器（DOC）； ——第2部分：选择性催化还原器（SCR）； ——第3部分：柴油机颗粒捕集器（DPF）； ——第4部分：氨逃逸催化器（ASC）； ——第5部分：后处理器机械性能； 本部分为T/CAEPI XXX-201X 第5部分。 本部分规定了柴油机排气后处理装置后处理器的机械性能技术要求和试验方法。 本部分是对HJ451-2008《环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置》的修订，与原标准相比主要变化如下 ——增加了后处理器封装单元的技术要求和测试方法 ； ——增加了后处理器总成热疲劳要求和试验方法 ； ——修改了密封性技术要求，将压降要求改为泄漏量要求； ——修改了轴向推力试验方法，根据载体的大小，线性关系增加轴向力； ——修改了预处理条件，调整了预处理温度； ——修改了水急冷试验方法，将四段式循环方式改为两段式； ——修改了振动试验方法； ——修改了试验条件和试验程序； ——修改了检验规则。 本标准由中国环境保护产业协会组织制订。 本标准起草单位： 本标准主要起草人：
浅谈机动车尾气污染物排放和控制
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
船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案
船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案MEPC 58/23/Add.1 船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案 (2008年氮氧化物技术规则) 引言 前言 1997年9月26日，《经1978年议定书修正的〈1973年国际防止船舶造成污染公约〉》(MARPOL 73/78)当事国大会以大会决议2通过了《船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则》(《氮氧化物技术规则》)。《防污公约》附则VI,《防止船舶造成空气污染规则》于2005年5月19日生效后，该附则第13条适用的所有船用柴油机都必须符合本规则的规定。2005年7月，环保会第53届会议同意修订《防污公约》附则VI和《氮氧化物技术规则》。2008年10月，环保会第58届会议完成了审议，本《氮氧化物技术规则》(以下简称本规则)就是该过程取得的结果。 作为一般性的背景信息，在燃烧过程中形成氮氧化物的先决条件是氮和氧。这些成分一起构成柴油机吸入空气的99,。在燃烧过程中氧气将被消耗，多余氧气的数量是空气/燃料比的函数，柴油机在此情况下运转。氮在燃烧过程中大多未起反应;但有很小一部分将被氧化形成多种形式的氮氧化物。能够形成的氮氧化物(NO)包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO)，其总量主要是火焰或燃烧温X2 度的函数，以及存在于燃料中有机氮(如果存在)数量的函数，氮氧化物的形成还是氮和多余氧气在柴油机燃烧过程中暴露在高温下时间的函数。换句话说，燃烧温度愈高(如高峰值压力、高压缩比、高供油比率等)，所形成的氮氧化物总量就越大。通常低速柴油机所形成的氮氧化物量比高速机要大。氮氧化物能引起酸化，形成对流层臭氧，营养富集等不良环境影响，对全球人类健康造成危害。
柴油机NOx排放控制技术
柴油机NOx排放控制技术 ( 本站提供 应用行业： 阅读次数：4 )【字体：大中小】 柴油机自1892年问世以来，凭借其良好的动力性、经济性和耐久性等优点在各种动力装置、船舶和车辆上得到日益广泛的应用。欧洲和日本在70年代就基本实现了载货汽车和大型客车的柴油机化。从80年代后期开始，轿车上也越来越多的应用柴油机，例如目前德国生产的1.4L-2.0L排量的小轿车中，柴油机轿车占61%，而法国轿车柴油机的比例高达88%。从世界范围来看，汽车柴油化已经成为一种不可逆转的趋势。柴油机与同等功率的汽油机相比，微粒和NOX是排放中两种最主要的污染物。目前，世界各国都在致力于减少柴油机颗粒排放的技术研究，并且已经取得了实质性的进展。由于柴油机排气微粒与NOX的生成机理不同，因此减少微粒的同时又增加了NOX的排放，同时微粒的减少又使得催化剂中毒得以有效的扼制，从而使采用机外催化技术净化NOX成为可能。今后研究的重点应转向使柴油机排放的微粒与NOX同时减少。 2 柴油机NOX排放的危害和生成机理 2.1 柴油机NOX排放的危害 柴油机排出的NOX中，NO约占90%，NO2只是其中很少的一部分。NO无色无味、毒性不大，但高浓度时能导致神经中枢的瘫痪和痉挛，而且NO排入大气后会逐渐被氧化为NO 2。NO2是一种有刺激性气味、毒性很强(毒性大约是NO的5倍)的红棕色气体，可对人的呼吸道及肺造成损害，严重时能引起肺气肿。当浓度高达100×10-6体积浓度以上时，会随时导致生命危险。 NOX和HC在太阳光作用下会生成光化学烟雾，NOX还会增加周围臭氧的浓度，而臭氧则会破坏植物的生长。此外，NOX还对各种纤维、橡胶、塑料、电子材料等具有不良影响。 基于上述原因，柴油机排放物中的NOX对环境的严重污染引起了世界范围的普遍关注，因此各国限制其排放的法规亦越来越严格，表1是美国、日本、欧洲对重型柴油载货车NOX排放的有关规定。 表1 柴油机NOX排放的限值 单位：g/kW.h 试验循环工况 过渡工况 日本十三工况 欧洲十三工况 采用年份 美国 日本 欧洲 1997 6.67 7.75(直喷)6.76(非直喷) 7.96 1998 5.33 - - 1999 - 4.48(建议) 4.97(建议) 2004 2.67 - -
柴油机后处理净化技术
柴油机后处理净化技术 1.氧化催化转化器 氧化催化转化器是利用催化剂，象滤清器那样通过排气，将有害成分HC、CO、NOx进行化学反应转化为无害的CO2、H2O和N2的反应器。 减小污染物浓度的原理： 把一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和颗粒中的可溶性有机物SOF成分氧化成二氧化碳和水。 氧化催化转化器的结构： 主要由壳体、衬垫（减震层）、载体和催化剂涂层四个部分组成。 ①壳体通常为不锈钢材料，防止高温氧化脱落。 ②衬垫通常为陶瓷材料；隔热性、抗冲击性、密封性和高低温冲 击性优于金属网。 ③载体材料主要有蜂窝陶瓷载体和金属载体两种。 ④催化剂涂层。涂层（γ-Al2O3）+主催化剂（铂Pt、钯Pd） 2.NOx机外净化技术 （1）吸附催化还原法(LNT) 催化剂活性成分：贵金属和碱土金属 在富氧气氛下，用吸附剂MO先将NOx储存起来： 然后在贫氧的还原气氛下进行分解和还原，其反应如下：
（2）选择性催化还原(SCR) NOx的催化还原技术有：选择性非催化还原（SNCR）、非选择性催化还原（NSCR）和选择性催化还原（SCR）三种方式，其中以选择性催化还原（SCR）技术在柴油机上的研究最为广泛。 工作原理： 以NH3或者HC作为还原剂，在催化剂的作用下将NOx转化为无害的氮气（N2）和水蒸气（H2O）。 （3）等离子辅助催化还原(NTP) 机理：空气经过低温等离子体作用后，产生一系列氧化性极强的自由基（OH*、HO2*）、原子氧（O）、臭氧（O3）等强氧化物质，这些物质将发动机尾气中的NO氧化，并转化为NO2
3. 颗粒物机外净化技术 微粒捕集器（DPF ）对颗粒物进行捕集是最可行的一种后处理技术。此外，也有使用等离子体净化技术和静电分离技术等法对颗粒物进行脱除。 （1）DPF 结构 陶瓷蜂窝载体 陶瓷纤维编织物 22O O ??→2O N NO N +??→+2N O NO O +??→+*N OH NO H +??→+2NO O NO +??→*222NO OH NO H O ++??→** 22NO HO NO OH +??→+323NO O NO +??→
HW：柴油机后处理技术概述
当下常用柴油机后处理技术： 1SCR（Selective Catalytic Reduction选择性催化还原技术） 1.1NH3- SCR 1.1.1反应原理 使用尿素水溶液作为氨气来源，这种溶液尿素质量分数为32.5%，符合DIN V70070国际标准，市 场上也称之为“AdBlue”溶液。当尿素水溶液被喷射到排气管中后，与高温的废气混合，尿素水溶 液经过气化、热解和水解等一系列复杂的化学反应生成氨气和二氧化碳，简单可以分为两步。 第一步: 热解反应 CO(NH2)2→加热→NH3+ HNCO 第二步: 水解反应 HNCO+H2O→催化剂→NH3+CO2 尿素分解释放出的氨气与废气中的NO x发生化学反应，具体反应方程式如下 4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O 4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O 8NH3+6NO2→7N2+12H2O 1.1.2控制方法 尿素SCR系统主要由后处理控制单元( DCU)、尿素泵( SM)、喷嘴( DM)、尿素罐、SCR 催化器及 相应液力管路和电气线束构成，如下图所示。 DCU为主控制单元，处理传感器信号、计算尿素喷射量并对各种执行器进行控制。SCR 系统开始 工作时，DCU首先确认系统是否处于正常状态，然后发出指令使尿素泵开始加压，压力使尿素水溶 液开始流动。控制单元通过CAN总线与发动机的ECU进行通讯，获得发动机的运行参数，再加上 催化器上游温度信号，计算出尿素喷射量，驱动喷嘴将适量的尿素水溶液喷射到排气管内，按反应 机理还原尾气中的NO x，多余的尿素被送回到尿素罐内。 1.1.3存在的问题 1.1.3.1低温工况下NO x转化率低 尿素在废气温度为160℃左右时，开始发生热解反应产生异氰酸(HNCO)和一部分氨气。由于尿 素热解需要吸收大量的热量，当排气温度较低时热解速度较慢。有关研究表明，温度为330℃时 仅有20%左右的尿素可以发生热解，而400℃时有50%的尿素发生热解，剩下的尿素只能到达
我国汽车尾气排放控制现状与对策
海南经贸职业技术学院 毕业论文 学院：工程技术学院 专业：汽车检测与维修技术 班级： 13汽修3 姓名：殷礼典 指导教师：王晓光 2016年 03月30日
内容摘要：随着柴油车的应用越来越普遍，其排放的尾气危害也就日益严重，已成为我国城乡大气污染的重要源头之一。本文首先对尾气排放的成因及危害进行了分析，然后再分别从柴油机机内外、提高燃油品质及采用代用燃料的角度详细地探讨了其尾气排放的控制措施。随着经济的高速发展，21世纪的今天，汽车是人类不可缺少的交通工具，但汽车尾气却是大气的主要污染源。本文的目的在于帮助大家认清汽车尾气污染的危害性，增强人们的环保意识，唤起人们加快治理汽车尾气污染的步伐。环保和节能,是当今和未来经济社会发展中人类面临的重大课题。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70%,因此,加强汽车排放治理刻不容缓。我国汽车石油消耗量约占全国石油消费的1/3以上,而且随着汽车保有量的增加,我国汽车污染物排放总量也日趋上升,汽车排放造成的大气污染严重影响了人们的生活和身心健康。因此，在汽车工业发展和环境保护之间,需要寻求新的平衡。 关键词：柴油车尾气排放；尾气分析；排放控制;环境污染；健康；
在我国随着人们对“低碳生活”理念不断加深与认同，汽车用户市场对环保、节能新动力汽车的呼声越来越高。在此背景下，柴油机因具有燃烧效率高、耐用性好、保养要求低等优势，得到了汽车制造企业和用户的青睐。但是柴油车并不是无污染、零排放，它排放的尾对人们的生活环境同样造成危害。如何对柴油车的尾气排放进行控制，使之危害降到最低，已成为汽车行业亟待认真研究的重要课题。本文首先对我国柴油车排放的尾气进行分析，然后分别从柴油机机内外、提高燃油品质及采用代用燃料的角度探讨了柴油车尾气排放控制技术。 一、我国汽车尾气污染现状 目前全世界的汽车保有量已超过6亿辆，全世界每千人拥有汽车110辆。全世界的汽车保有量以每年3000万辆的速度增长预测到2017年全球汽车数量将增到25亿辆。 来自联合国教科文卫组织和环境组织的联合调查显示:现代城市污染中，汽车污染占34%。其尾气污染至少在20年内无法排除，而这20年将给都市人带来不可估量的灾难，将给人的呼吸、视觉、听觉、精神造成巨大损害。 中国的汽车保有量已超过500万辆，并以每年10%的数量增加。目前我国定期发布空气质量周报的47个城市中，有相当一部分城市的空气质量不容乐观，甚至呈现中度、重度污染。环保部门监测表明：大气中HC的96%，CO的86%，NOx的56%来自机动车排放，北京、上海、广州等十余个城市已经出现最为严重的光化学烟雾的先兆。北京市中心区二氧化硫浓度日超标率达10%至15%，一氧化碳和氮氧化合物浓度日超标率达60%至70%，最大浓度时大气污染超过国家二级标准1至3倍。上海市机动车排放的碳氢化合物占总排放量56%以上：氮氟化合物20%以上；四川机动车每年排放一氧化碳142万吨、其他有害物超过60万吨，80%的一氧化碳和90%的氮氢化合物等，均来自机动车排放哈市机动车保有量达二十三万余辆，并以每年10％的数量增加。在车辆不多的情况下，大气的自净能力尚能化解车辆排出的毒素。但眼下已车满为患，交通拥堵成为家常便饭，
船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案详解
船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案 (2008年氮氧化物技术规则) 引言 前言 1997年9月26日，《经1978年议定书修正的〈1973年国际防止船舶造成污染公约〉》(MARPOL 73/78)当事国大会以大会决议2通过了《船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则》(《氮氧化物技术规则》)。《防污公约》附则VI－《防止船舶造成空气污染规则》于2005年5月19日生效后，该附则第13条适用的所有船用柴油机都必须符合本规则的规定。2005年7月，环保会第53届会议同意修订《防污公约》附则VI和《氮氧化物技术规则》。2008年10月，环保会第58届会议完成了审议，本《氮氧化物技术规则》(以下简称本规则)就是该过程取得的结果。 作为一般性的背景信息，在燃烧过程中形成氮氧化物的先决条件是氮和氧。这些成分一起构成柴油机吸入空气的99％。在燃烧过程中氧气将被消耗，多余氧气的数量是空气/燃料比的函数，柴油机在此情况下运转。氮在燃烧过程中大多未起反应；但有很小一部分将被氧化形成多种形式的氮氧化物。能够形成的氮氧化物(NO X)包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)，其总量主要是火焰或燃烧温度的函数，以及存在于燃料中有机氮(如果存在)数量的函数，氮氧化物的形成还是氮和多余氧气在柴油机燃烧过程中暴露在高温下时间的函数。换句话说，燃烧温度愈高(如高峰值压力、高压缩比、高供油比率等)，所形成的氮氧化物总量就越大。通常低速柴油机所形成的氮氧化物量比高速机要大。氮氧化物能引起酸化，形成对流层臭氧，营养富集等不良环境影响，对全球人类健康造成危害。 本规则旨在为船用柴油机试验、检验和发证规定强制性程序，以使柴油机制造厂、船东和主管机关能够确保所有适用的船用柴油机符合附则VI第13条规定的关于氮氧化物排放限值。在制定一系列简单实用的要求(其中对确保符合氮氧化物排放允许值的措施作了定义)时，已认识到精确制定船用柴油机实际加权平均氮氧化物排放量的困难。 鼓励主管机关在适当受控条件下能进行精确试验的试验台上，对船用推进系统和辅柴油机的排放性能进行评估。本规则的一个重要特点就是在这个初始阶段确保符合附则VI第13条。其后的船上试验将不可避免地受限于范围和精确度两方面，其目的应为推理或推断排放性能和证实柴油机的安装、操作和维护遵循了制造厂的规范，以及任何调整或改装没有偏离制造厂初次试验和发证确立的排放性能。
高效清洁柴油机技术-5柴油机排气后处理
现代动力技术之二 现代高效低排放柴油机技术 (五)柴油机排气后处理 石磊 上海交大内燃机研究所
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式（1）一氧化碳（CO）：不完全燃烧产物。 （2）碳氢化合物（HC）：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产物。 （3）氮氧化合物（NOx）：在燃烧过程中和排入大气后造成的氮的各种氧化物（NO、NO2为主）的总称。 （4）颗粒排放物(PM）：主要是碳烟、未燃燃油和润滑油液态颗粒，以及其他碳氢化合物、硫化物、含金属的灰分等。 （5）二氧化碳（CO2）：燃烧的必然产物。
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式 一氧化碳（CO） （1）形成原因 汽油机——主要是由可燃混合气过 浓造成的。 柴油机——主要是由燃烧室内部缺 氧或温度过低造成的。 （2）危害 是一种无色、无味的有毒气体，吸 入人体后，能以比氧强210倍的亲和 力同血液中的血红蛋白结合，形成 碳氧血红蛋白，阻碍血液向心脏、 脑等器官输送氧气，从而引起各种 中毒症状，直至使人窒息死亡。
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式 碳氢化合物（HC） （1）形成原因 汽油机——主要是因为低温缸壁的 冷激作用，使火焰消失；电火花太 弱，不能点燃混合气；进排气门重 叠期间，新鲜混合气泄漏；曲轴箱 窜气，汽油箱或化油器浮子室内汽 油蒸发等。 柴油机——主要是混合气形成不良 或温度过低而形成。 （2）危害 HC吸入人体后会破坏造血机能，造 成贫血、神经衰弱等，同时也会致 癌。
浅谈我国汽车尾气排放控制现状与对策
目录 【摘要】 (3) 【关键词】 . (3) 【前言】 (3) 1.我国汽车尾气排放现状 (3) 2............................................................................................... 汽车尾气排放的主要成分及危害. (4) 2.1主要污染物 (4) 2.2污染物的危害介绍 (5) 2.2.1一氧化碳 (CO) (5) 2.2.2碳氢化合物 (HC) ............. . 5 2.2.3氮氧化合物 ( NOx) (5) 2.2.4固体悬浮颗粒 (6) 2.3 危害 (6) 2.3.1城市温度急剧增高 (6) 2.3.2危害人体健康 (6) 2.3.3地球气候不正常 (6) 3.汽车尾气造成危害的主要原因 (6) 3.1汽车排放性能差,汽车保养及淘汰制度不严格 (7) 3.2汽车保有量增加过快 , 而且集中在城市 (7) 3.3中国的汽车尾气有关政策法规比较落后 (7) 4.汽车尾气排放的影响因素 (7) 4.1汽油对排放的影响 (7) 4.1.1辛烷值的影响 . (7) 4.1.2硫含量的影响 (8) 4.1.3添加剂的影响 (8) 4.2发动机负荷对尾气的影响 . (8) 4.2.1发动机负荷对一氧化碳 CO的影响 . (8) 4.2.2发动机负荷对碳氢化合物 HC的影响 (9) 4.2.3发动机负荷对 NOx的影响 (9) 4.3发动机转速对尾气的影响 . (9) 4.3.1发动机转速对 CO的影响 (9) 4.3.2发动机转速对 HC的影响 (10) 4.3.3发动机转速对 NOx 的影响 (10) 5.我国与国外汽车排放标准对比分析 (10)
柴油车排放污染物的控制技术
第一节柴油机排放的特点 一、柴油机排气污染物的种类及特点 柴油机排气的有害成分主要有CO'HCNO-、硫化物以及颗粒物、臭味气体等。由于沾油机使用的混合气的平均空燃比较理论空燃比大，故其C0及HC排放明显低于汽油机;但柴油机NO,的排放、颗粒物及臭味气体却十分突出11]9 柴油机颗粒物的排量远髙于汽油机，这已被大量的试验证明。图6-1为柴油车与汽油车的微粒排放数量比较[2:,图中D和G分别表示柴油车和汽油车，D和G后面的字母a、b、c 等表示车辆编号，试验车辆均满足日本2000年的排放标准。柴油车和汽油车的微粒排放平均浓度分别为2.13 xlO8个/cm3和5.48 xlO5个八.m3,柴油车和汽油车的平均微粒排放数量分别为5.23 x 1014个/km和6. 36 x 10"个/km。可见，柴油车排放的微粒数量远高于汽油车。另外，试验时环境大气中的微粒物平均浓度为2. 92 x如个/cm3,可见,汽油车的微粒排放浓度远大于环境大气。表6-1为装备柴油机的2t载重车与其他发动机的汽车排气中的污染物NO,和PM比较。柴油车排放的也远高于汽油车：如第二章听述,颗粒物的危害性很大,有致癌和致突变的嫌疑，因此柴油车排气的危害远高于其他汽车。 225
225 由于柴油中挥发性差的大分子碳氢化合物含量高于汽油，因此，柴油机排放的HC 与 汽油机有所不同：在柴油机燃烧过程中，喷雾中氧气不足使大量的燃油分子髙温分解，并 引起烃分子之间的化学反应，导致HC 成分复杂、含有高沸点（多为高相对分子质量)的碳 氢化合物成分多。图6 - 2为柴油机NM0G 排放中不同C 原子数的HC 排放量比较,与使 用普通柴油的发动机HC 排放相比，安装了DPF 并使用低硫柴油的发动机和使用低芳烃 及低硫柴油的普通柴油机可降低绝大多数成分的碳氢化合物排放量。 二、柴油机排气污染物控制的困难 柴油车的排放特点是，危害很大的PM 和N0，的排放远高于其他车辆，HC 和C0的 排放不多,问题不突出。因此柴油车的NO,和PM 的降低一直是柴油机排放控制的重点， 各个国家或地区的法规对这两类污染物的限制越来越严格（图6-3和图6-4)。从1994 年以来，欧盟各成员国及美国和日本的柴油轿车N0X 和PM 的限值分别沿着Eurol — Euro2—>Euro3—?Euro4—+Euro5、TieiO —Tierl ~*Tier2( Bin9) —>Tier2 ( Bin5 )和短期一》■长期 新短期—新长期—新长期后的路线不断加严EUR 06标准也已制定,这使柴油车的污 染物控制面临空前的挑战。欧盟各成员国和日本的柴油载重车NO,和PM 限值的路线与 柴油轿车基本相同，美国的则与柴油轿车有较大差别。