汽车节能技术论文

汽车作为一种现代化的交通工具,给人们的生产和生活带来了极大的便利,但其尾气排放对大气环境造成了严重的污染。我国某市对本市机动车尾气污染程度做了如下初步调查:目前本市机动车654.38+0.3万辆,年增长率为654.38+0.5%。机动车一年排放4.4万吨一氧化碳,相当于本市工业企业的46倍。市区主要交通道路中心点65%一氧化碳超标2倍以上。交通流量高峰时,部分监测点一氧化碳浓度高达每立方米70毫克,超标6倍。在车流量相对集中的火车站,氮氧化物平均测点为每立方米0.059mg,超标0.18倍。这些数据充分说明,本市汽车尾气污染已经上升为主要的大气污染,而过去以二氧化硫为主的煤烟污染已经转变为以一氧化碳和氮氧化物为主的汽车尾气污染和以二氧化硫为主的煤烟污染并重的格局。

为此,一些城市政府会同有关部门制定了相应的法律法规。广州市政府颁布了《关于基本销售和使用含铅汽油的通知》和《广州市机动车排气污染防治规定》。北京市政府先后发布了《关于采取紧急措施治理北京市大气污染的通知》、《关于进一步落实大气污染防治措施努力改善环境质量的决议》和市环保局组织实施的《北京市轻型汽车排气污染物标准》。这些地方性法规主要是控制机动车尾气对大气环境的污染,给广大市民一个清洁的大气生活空间。

1,汽车尾气的有害成分及危害

汽车排放的尾气,除了空气中的氮气和氧气,燃烧产物CO2和水蒸气,都是有害的。汽车发动机排放的尾气中的一些有毒物质是由于燃料燃烧不完全或气体温度低造成的。特别是在顺序起动、喷油器喷射不良和过载运行时。燃料氧化不能很好的燃烧,会产生大量的CO、HC和碳烟。另一部分有毒物质是由于燃烧室中的高温和高压而形成的氮氧化物化合物氮氧化合物(氮氧化合物(氮氧化合物、NO和NO2)的总称。

而上述CO是一种无色无味的有毒气体,不易与其他物质发生反应,成为大气成分中相对稳定的一部分,可停留2 ~ 3年。当人吸入过多的CO时,CO可与血液中的血红素结合,使血液不能吸收氧气和输送氧气,导致中毒死亡。它造成的污染被称为汽车尾气第一废气污染。

CH类化合物,尤其是烯烃,在太阳光和紫外线的作用下,会与空气中的氮氧化物发生光化学反应,生成臭氧、醛类等类似烟雾的物质,这些物质会刺激人的咽喉、眼睛、鼻子等粘膜。它不仅危害人畜,而且破坏生态环境,严重影响农作物生长,降低农业产量,还具有致癌作用。已成为汽车尾气排放的第二大公害。

MOx是NO和NO2的统称,其中NO与血液中血红素的结合能力比CO强..容易毒死人,容易死。NO2是一种棕色的有毒气体,有一种特殊的刺激性气味,损害人的眼睛和肺部。它是酸雨、气候变化和烟雾的主要原因。已经成为汽车尾气的公害。

汽车尾气排放的颗粒物一般由直径为0.1 ~ 40μ m的多孔碳颗粒组成..能附着SO2、苯并芘等有毒物质,气味难闻,对人的呼吸道危害极大(粒度大的碳颗粒能迅速沉淀,不易排出肺部)。此外,铅化合物、硫化合物等也是有害成分。

综上所述,汽车尾气排放的污染物给人类赖以生存的大气环境带来了严重的污染。在交通干线等人口密集区域,排气高度接近人体呼吸带,对人体健康造成了严重危害。因此,必须采取有效措施减少或消除汽车尾气的排放。

2.汽车尾气净化技术。

由于汽车运行的严重分散性和流动性,也给净化技术带来了一定的限制。除发展机内净化技术外,还应大力发展机外净化处理技术。这要从两方面入手:一是控制技术,主要是提高燃料的燃烧率,安装防污染处理设备,开发新型发动机;二是行政管理手段,如报废更新,淘汰老车,开发新车(即无污染物排放的车辆),从控制燃料使用标准入手。

2.1转用汽车燃料

(1)用无铅汽油代替含铅汽油,可以减少汽油尾气中有毒物质的排放。

首先要注意汽车机油的开关。用无铅汽油取代四乙基铅汽油。这种汽油以甲基丁基醚为基础,不仅不含铅,还能减少汽车尾气排放的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物。目前,为减少汽车尾气排放,改善城市大气环境质量,国家规定从1999年7月1日起,在全国范围内基本使用含铅汽油。从2000年7月1开始,含铅汽油基本上在市场上销售。因为汽油中有铅,所以添加了抗爆剂——四乙基铅,易挥发,即使在0摄氏度,易挥发的铅粉也以蒸汽和烟雾的形式存在于空气中。但是,铅污染的程度与交通密度(每小时通过的车辆数)和汽油中的铅含量密切相关。

虽然我国城市交通密度低于发达国家,但含铅汽油燃烧造成的铅污染不容忽视。因为铅是一种累积性毒物,通过人的呼吸、饮水、食物等途径进入人体。对人体的毒性作用是腐蚀造血系统、神经系统和肾脏。还可能出现血管系统、生殖系统、癌症致畸等毒性作用。

⑵添加添加剂改变燃料成分。

在汽油中掺入15%以下的甲醇燃料或使用10%水分的水汽油燃料,可在一定程度上降低或消除一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物和铅尘的污染影响。如果使用“甲醇燃料”,它是由甲醇和其他醇类与汽油混合而成的燃料。当甲醇占30% ~ 40%时,基本可以消除汽车尾气排放的污染物。

⑶选择合适的润滑添加剂-机械摩擦改进剂。

在机油中加入一定量(3%-5%)的石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉等固体添加剂,可节省发动机燃油5%左右。此外,采用固体润滑剂可以大大提高汽车发动机气缸的密封性能,增加气缸压力,使燃烧更加完全。尾气排放中CO和碳氢化合物的含量降低,可以减少对大气环境的污染。

⑷使用绿色燃料还可以减少汽车尾气中有毒气体的排放。

美国俄亥俄州一家研究机构称,将大豆油与甲醇、烧碱混合,然后去除甘油,就可以得到“大豆柴油”。“大豆柴油”与普通柴油以3∶7的比例混合,可用于柴油车。它能大大降低发动机工作时排放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟雾。因此,它被称为绿色燃料。

5]使用多种燃料作为汽车的燃料来源。

随着科学技术的发展和计算机的广泛应用,确保了环保法规和节能措施的实施:新配方汽油、电力、压缩天然气、太阳能和生态燃料电池可广泛应用于汽车。但这种车是装电脑的,在行驶中不断提前分配组合,让车发挥最佳性能。采用计算机控制的点火系统,对发动机的不同工况做出快速反应,可以达到最佳的燃油经济性和发动机动力性能,减少废气对大气的污染。

[6]节约能源,造福环境,大力推广车用乙醇汽油。

据专家介绍,发展乙醇替代汽油,既能节约能源,又能消化老粮食,减少汽车排放的有害蒸气,是一个有利于保护环境和资源的新课题。

如果乙醇汽油比为1∶9,用20万吨乙醇,可以制得200万吨左右的乙醇汽油,200万吨乙醇只消耗70万吨粮食。因此,开发和使用专用乙醇汽油可以解决储粮的转化问题,并可以在一定程度上替代汽油,缓解我国原油供应紧张的局面。因为乙醇是小麦、玉米等原料生产的变性燃料,乙醇和汽油按一定比例混合,已列入十五发展规划。与纯汽油相比,汽车尾气中一氧化碳可减少约1/3,碳氢化合物可减少13.4%。该方案的推广使用将对改善城市空气污染、保障人民健康起到重要作用。

2.2汽车发动机内部调试可以减少排气污染物的排放。

(1)减小喷油提前角。减小喷油提前角可以降低发动机的最高工作温度(1500摄氏度),减少氮氧化合物的产生量。

⑵提高喷油器的质量,控制燃烧条件(燃料比、燃烧温度和燃烧时间)可以使燃料充分燃烧,从而降低CO、HC和碳烟。

⑶调节喷油泵的供油量,可以降低发动机的功率,使雾化的燃油有足够的氧气进行完全燃烧,从而减少CO、CH和碳烟的生成。

2.3发动机外部排气净化措施

即汽车尾气从原来的有毒气体变成无毒气体,然后排放到大气中。从而减少对大气环境的污染。

⑴使用催化剂:一氧化碳被氧化成二氧化碳,碳氢化合物被氧化成二氧化碳和H2O,氮氧化合物被还原成N2。所用的催化剂是氧化锰-氧化铜;金属氧化物如氧化铬-氧化镍-氧化铜和贵金属如白色金属(铂)。它们可以净化一氧化碳和碳氢化合物。催化反应器布置在排气系统中的排气歧管和消声器之间。

⑵水洗:通过水箱对汽车尾气中的煤烟颗粒进行洗涤、过滤和蒸汽喷淋,可以分离附着在碳粒上的有毒物质,使碳粒膨胀而被去除。

2.4发动机内部净化处理措施

(1)曲轴箱强制通风系统的设计:将从气缸逸入曲轴箱的气体(主要是未燃烧的气体)回收到进气歧管中使其重新燃烧,改变了过去直接排入大气造成的污染。

⑵废气再循环设计:发动机的排气口通过控制阀与进气歧管相连,使排出的气体再循环,减少氮氧化物的排放。

⑶蒸发排放控制系统的设计:将化油器浮子室中的汽油蒸气引入进气系统,油箱中的蒸气引入储存系统,可以大大减少污染物的排放。

2.5加强行政管理,减少和消除汽车尾气对大气环境的污染。

(1)淘汰旧车,采取报废迎接新车。开发和采用多种燃料的新型汽车是未来汽车的发展方向。电瓶车、太阳能车、电动车、双联车、液化气车、甲醇车等。以氢气为燃料。它们是低污染、最有前途的新车。同时,目前改装汽车发动机的汽车也可以是柴油发动机。虽然柴油发动机的燃料成本高,但产生的CO量少。如果氮氧化合物和灰尘排放相对有限,那么柴油发动机汽车也是未来最好的汽车。

(2)严格执行国家质量技术标准,控制燃料标准。

根据国家规定,不符合标准的燃料不能使用,劣质燃料不允许在市场上销售。然而,禁止汽车使用含铅汽油的禁令已经颁布,但很难奏效。主要原因是公众对这项政策了解不够。含铅的70号汽油和无铅的90号汽油与90号汽油的差价比较大,没有有效的措施和有效的宣传。另外,个别城市周边地区也没有禁止含铅汽油。市场调查结果显示,含铅汽油库存仍然较大,车辆运输的流动性使禁令难以实施。因此,应大力加强“禁令”的宣传和实施,确保大气环境的清洁。

为了保护自然环境和国家资源,防止汽车尾气污染大气环境和造成公害,保障人民生命安全和健康。国家专门制定了环境质量标准、污染物排放标准、污染物控制标准等。笔者认为,为了保证上述法律法规的实施,我们还可以从以下几个方面着手:

⑴车辆分开行驶:在人口密集的城区,交通密度高,汽车尾气的排放在某一时段相对集中,因此该区域的空气污染程度在某一时段会急剧增加,危害人体健康。这时,汽车可以分流行驶。一方面可以解决堵车和骑行难的问题;此外,还可以降低本地区的大气环境污染程度,更好地落实大气环境质量标准的实施。

(2)开地铁,电力牵引驱动。特别是在大城市人口密集区,开设地下通道可以解决乘车难的问题,减少大气环境污染。

⑶在未来的现代城市建设中,也要考虑自己的圆形和多功能的结构形式。合理设计城市居民的日常生活,完全用台阶代替汽车,汽车只在城外使用。城市中风能、太阳能、循环水的高效利用,也能使人们在很大程度上摆脱不可再生资源的污染和浪费。

(4)加强和提高人们的环保意识——从自身做起,从家庭做起。

上述汽车尾气排放是大气环境污染的重要组成部分。但是,个人和家庭污染在大气污染源中占有一定的比例。人们生活中产生的垃圾、废气、废水,在使人们享受便利的同时,也加剧了大气环境污染,是我们不能忽视的一部分。