IIII第十一章

城市機動車污染控制EmissioncontrolofInternalCoitfbustiWJi

主要內容》1?城市交通趨勢及影響》2?汽油發動機污染物的形成與控制》3?柴油發動機污染物的形成與控制》4?新型技術第一節城市交通趨勢及影響一、世界機動車增長趨勢□i丨ii111111iII11I111111111111111111111111111111111111111111111111111□1030103510401B4516501955198010851B7D107S10BD1SB51Q501B05二、中國城市機動車污染現狀隨著經濟快速發展，我國汽車保有量連年高速增長汽車單車排放因子高機動車污染物排放總量大，城市機動車污染分擔率高嚴重影響城市大氣環境質量三、中國機動車保有量增長情況＞近10年來，機動車保有量迅速增加，平均增長速度約14%重點大城市保有量增長更快，北京市平均增長速度超過20%機動車收入彈性系數研究表明：收入增長1%,機動車保有量增長1.02%?1.94%我國經濟發展水平決定城市機動車保有量將會在一定時期內保持迅速增加數量/I數量/I『輛00數量/I數量/I『輛002O4O6O00OOOOOOOOOO

O二

O

O1985198719891991199319951997$中美機動車排放因子比較污染物轎車輕型汽油車重型汽油車HC7.249.6413.17北京CO72.3745.19195.55NOx1.842.844.5HC1.862.246.74美國CO14.0317.772.97NOx1.021.143.29

五、北京市機動車排放污染分擔率污染物年份排放量亦排放分擔率/%濃度分擔率/%城區中心區co1995年107.576.876.586.31998年129.082.784.189.5NOX1995年9.3840.268.4721998年11.542.972.873.6

汽車污染物產生來源▼汽車污染物產生來源▼第二節汽油發動機污染物的形成與控制

一、汽油機工作原理2、發動機氣缸(總容積、壓縮比尸(Vc+Vd)/Vc汽油機￡=6-10,而柴油機尸16?24

,燃燒室容積）23、實際燃燒過程尾氣管排放物》Lead》Hydrocarbons\CarbonMonoxide$OxidesofNitrogen》CarbonDioxide》Particutates?Otherpollutants?WaterVaporAmbientAirRealFuelEngine/EmissionTechnology二、燃燒過程中污染物的形成1、coA空氣過剩系數小于1A局部不均勻A殘余HC汽油(CgH")理論空燃比:約14.7Air■FuelRatio2、HC:A不完全燃燒A壁面淬熄A油膜吸附活塞淬熄層::未完全燃燒混合氣未燃燒混合氣間隙淬滅3、NOX:A熱力型NOA瞬時NOA燃料型NO1.0 1.4 1.8過剩空氣系數3o2oNewCarsAreCleaner

andMoreEfficient+100%-85%-85%Percentchangecomparedtonewcarsofthe1970ModelYear

傳統化油器汽車排放性能的劣化HCemissionsofLDGV5(曰<8)JOtEHU-2SS-UIH5

o.25y二0.0114X+0.6433r2二0.174820 4060AccumulatedMi.1eage(104km)三、主要控制技術?鷲器黑鉛汽油（°?°13g/L）,低硫汽油和柴油（l200ppm但油耗鎰捫環ZR）：20%循環,降低g約60%,》機內控制：發動機設計表面積/容積越小越好；電子控制技術；多氣門技術》機外控制技術：熱反應器，催化反應器（氧化，還原“三效）HCHC體積分數/10“ 燃油耗率/g-kW^-h'1HCHC體積分數/10“ 燃油耗率/g-kW^-h'1NO*NO*體積分數/10_6NO*NO*體積分數/10_6OOOOOO-60017mm50N?ma==110。一5。20。(CABTDC)檸 Loi 264205c0UOHel5c0UOHel電控燃油噴射系統—201化油器?—汽油噴射NOX體積分數/IO淹丿WW(EGR)oo2Oo34oooooo2o46oooo與無再循環燃料消耗率比值?—■—oobbo6ocO2 4 6 00_____0?0ro1*潴時味ttHS三效催化凈化技術(TWC)》同時凈化3種污染物:CO,HC5N0x》只能在很窄的空燃比窗口工作：閉環電控燃油噴射技術13 14 |15 1614.7空燃比5OO517三效催化凈化技術(TWC)(續)》主要使用貴金屬+陶瓷載體,Pt,Rh,Pd》壽命要求80000?160000km,防中毒很關鍵碳氫化合物、一氧化碳、氮氧化物氮氣、二氧碳氫化合物、一氧化碳、氮氧化物氮氣、二氧化碳、水殼體減振密封墊陶瓷載體及催化劑IIIIII曲軸箱通風閥五、燃油蒸發排放控制空濾器來1?吸附罐;厶凈化控制閥,3?壓力平衡閥進氣管$化油器沖■汽油箱▼a第三節柴油發動機污染物的形成與控制一、汽油，柴油發動機的區別》汽油發動機燃燒為預混火焰，柴油為擴散火焰》柴油發動機壓縮比高，熱效率高30%?50%》柴油發動機以噴油霧化方式燃燒,產生碳煙較多》柴油車經濟性好,馬力大》汽油車加速性好，正在開發缸內直噴發動機技術輕質炷氣體輕質炷氣體一-復雜途徑 ＞碳粒輕質炷氣體輕質炷氣體一-復雜途徑 ＞碳粒二、汽油，柴油發動機排放濃度對比SOn/%燃油汽油機柴油機0.5-2.50.05-0.352000-5000200-10002500-4000700-20000.008<0.020.005-0.050,10-0.30排放成分CO/%HC/10-6Nox/106重質炷液滴一-直接脫氫碳化_-碳粒氣相碳煙生成途徑 、聚結成塊(Agglomeration) 溫度] —?1000K碳氫燃料 —凝集芳香族聚乙烘碳煙排放/g?m?3NOx，HC，CO排放的體積分數/10?65 0 5四、柴油車行駛工況與排放》1.C0總是很低約0.1%》2.減速,怠速時HC相對較高，濃度約為400ppm此時NO*較低，約為30?70ppm》3.加速,定速時NO*高，濃度約為:NOX:800?2500ppm此時HC:90?200ppm》4.加速時碳煙最高，約為0.30g/m3

增壓柴油機排放和燃油消耗率一改進發動機控制污染物排放somsom/鏗耍4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.() 7.5 8.0NO/g-kW^'-h微粒質量濃度的變化/%微粒質量濃度的變化/%微粒質量濃度的變化/%微粒質量濃度的變化/%—專山^n^ffi^^顆粒捕集器—排氣后處理技術陶瓷塞 壁第四節新型技術

一、最新控制技術》冷啟動排放控制X催化劑需要一定的起燃溫度才正常工作X催化劑需要一定的起燃溫度