环保测功机可显示O2,CO2,功率空燃比比的数据吗

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1.汽车是在什么时间诞生的?诞生于哪个国家?&32.世界上有多少汽车?主要分布情况如何?&33.世界每年汽车的生产量和增长率是多少?&44.城市中的主要空气污染物有哪些?&45.城市主要空气污染物的来源有哪些?&56.空气污染综合指数是什么?&67.什么是光化学烟雾?&68.汽车对大气环境的污染主要表现在哪些方面?&79.世界上由于汽车造成的污染事件最早发生在何时、何地?&710.世界上有哪些国家发生过由于汽车排放造成的污染事件?&811.世界上第一个有关汽车排放的控制法规是在何时、何地颁布的?&912.我国目前机动车保有量有多少?&913.我国目前汽车污染严重吗?&1014,什么是汽车污染分担率?&1015.如何计算汽车污染分担率?&1116.什么是点燃式发动机和压燃式发动机?&1217.汽油车与柴油车排放的污染物有哪些区别?&1218,汽车排放的污染物对人体健康有什么影响?&1319,如何控制汽油车的污染物排放?&1420.什么是机械式点火系统?什么是电子点火系统?&1521.什么是机内净化技术和机外净化技术?&1622.什么是电喷发动机?&1623.什么是开环控制和闭环控制?&1724.什么是三效催化转化器?它的作用是什么?&1725.什么是氧化型催化转化器?它的作用是什么?&1826.如何判断催化转化器是否正常工作?&1827.如何保证催化转化器长期有效地使用?&1928.什么是闭式曲轴箱强制通风系统(PCV)?&2029.为什么要控制曲轴箱污染物排放?&2130.什么是废气再循环装置?&2131.为什么要采用废气再循环装置?&2232.什么是燃油蒸发炭罐?&2233.为什么要安装燃油蒸发炭罐?&2234.柴油车与汽油车相比有什么优缺点?&2335.柴油车排放有什么特点?&2336,柴油车冒黑烟是什么原因造成的?该怎样解决?&2437.如何控制柴油车氮氧化物的排放?&2538.什么是可吸入颗粒物PM10、PM2.5?&2639,如何控制柴油车颗粒物排放?&2640,我国已成为摩托车生产大国了吗?&2641,目前我国的摩托车产量是多少?摩托车保有量有多少?&2742.我国目前的摩托车生产水平如&2843.摩托车排放有什么特点?&2944.汽车、摩托车冒出的蓝色烟雾是什么?对人有害吗?&3045.二冲程摩托车冒黑烟该怎么解决?&3046,如何控制摩托车污染物的排放?&3147.铅在汽油中起什么作用?&3348.为什么要使用无铅汽油?&3349.铅对人有什么危害?&3450.世界上最早使用无铅汽油的国家有哪些?&3451.使用无铅汽油后会对汽车的使用性能有影响吗?&3552.为什么要在汽油中添加清净剂?&3553.汽油的油品组分和质量对汽车的污染物排放会有什么影响?&3654.柴油的油品质量会对其污染物排放有影响吗?&3855.什么叫清洁代用燃料?&4057,液化石油气车辆的优点有哪些?&4058.天然气汽车有什么优点?&4159.我国是否有充足的液化石油气气源和天然气气源?&4260.醇类燃料车辆有什么特点?&4361.什么是零排放汽车?&4562.什么是电动汽车?电动汽车有什么优点?&4664.什么是燃料电池汽车?它有什么优点?&4665.未来的清洁汽车发展趋势是什么?&4766.如何进行化油器车辆的保养,降低车辆的尾气排放?&4867.经维修、保养、调整,使汽车尾气达标排放,会对其使用性能有什么影响?&4868.汽车怠速一氧化碳排放超标怎么办?&4969,汽车怠速碳氢化合物排放超标怎么办?&4970.为什么空气滤清器的干净与否会影响尾气排放?&5071,点火系统零部件会影响尾气排放吗?&5072.点火提前角也会影响尾气排放吗?应如何调整呢?&5173.为什么说化油器是影响尾气排放的重要零部件?&5174.为减少污染物排放,柴油车进行维修保养时应注意些什么?&5275.世界上哪些国家对汽车污染物排放要求严格?&5276.为什么要经常对车辆进行尾气检查?&5377.什么是双怠速排放标准?&5378.双怠速排放标准有什么优点?&5479.什么是简易工况排放标准,为什么要使用简易工况法?&5480.什么是欧洲I号标准和Ⅱ号标准?&5581.世界上主要机动车排放法规体系有哪些?&5682.汽车的行驶速度对尾气排放有什么影响?&5783.汽车的行驶工况对尾气排放有什么影响?&5884.我国《机动车排放污染防治技术政策》主要有哪些规定?&5985.我国也建立了检查/维护制度吗?&6086.目前我国有哪些机动车排放标准?&6287.对汽油车、柴油车、摩托车都分别控制哪些污染物排放量?&6388.如何检查汽车的污染物排放量?&6489.什么是收集法和密闭室法?&6690.什么是工况法?&6691.什么是十五工况、EUDC工况、九工况和十三工况?&6892.什么是自由加速烟度法?&7093.测量柴油车自由加速烟度用什么仪器?&7194,汽车为什么要报废?&7195.汽车报废的标准是什么?&7296.为什么不同用途的汽车报废的年限有不同的规定?&7397.汽车与全球气候变暖有关系吗?&7398.汽车空调制冷剂的主要成分是什么?&7499.汽车空调的制冷剂对环境有危害吗?&74100.为什么要将汽车空调的制冷剂改为无氟制冷剂?&75
1.汽车是在什么时间诞生的?诞生于哪个国家?世界上最初可载入的自备动力的车辆就是蒸汽汽车了。最早的一辆是法国人尼古拉斯?古诺在1769年制造的,这是第一辆完全依靠自身动力行驶的蒸汽机汽车,车身为框架 式,用木头做成。这辆用来拉炮的蒸汽三轮汽车,由一个硕大的铜制锅炉为动力装置,放置在前轮的前方,蒸汽靠燃用木柴来产生,然后进入两个汽缸,使两个活塞交替运动,由于没有曲轴,故活塞的作用力通过车爪传给前轮。因为锅炉、汽缸等机件的重量都加在前轮上,使得方向操纵十分困难。这辆汽车试车时速仅3.6千米/小时,只行驶了1千米左右就发生锅炉爆炸,汽车失去了控制,还撞坏了路边房屋的墙壁,车子本身亦受到严重损坏。尽管如此,这毕竟使汽车朝实用化方向迈出了第一步,开创了轮式车辆用自备动力装置进行驱动的新纪元。第二年,亦即1770年,这辆车过修整作为世界上第一辆汽车,至今珍藏在巴黎的国家技术及机械品博物馆内。&&& 1886年德国人卡尔?本茨制造出由四冲程汽油机驱动的三轮车;之后德国人戈特利布?戴姆勒改制为功率0.8千瓦的汽油内燃机四轮汽车,被称为第一辆实用汽车,为日后的汽车产业蓬勃发展作出了重要贡献。
2.世界上有多少汽车?主要分布情况如何?& 目前世界上汽车的保有量约为5.5亿辆左右,预计到2005年将达到5.93亿辆,2020年至2030年前后将突破10亿辆大关(其中包括大客车、商用车、越野车、摩托车和农用运输车)。估计在未来10年里将达到每10人拥有一辆汽车的水平。&& 美国是汽车的天堂,汽车保有量占全球机动车保有量的1/4以上,1997年人口为2.8亿,汽车保有量达到1.6亿辆,其中载货汽车为7200万辆(含680万辆轻型货车),人车比例不足2:1。加拿大的人口为3060万,汽车保有量大约为1400万辆(含250万辆轻型货车)。&& 在欧洲,西欧人口约4.5亿,人车比例约为100:38,汽车保有量大约为1.72亿辆。东欧、中欧人口4.15亿,人车比例约为100:13,汽车保有量大约为5500万辆。&&& 在拉丁美洲,人口超过3.65亿,人车比例约为10:1, 汽车保有量大约为3760万辆。&&& 在亚洲,日本人口1.262亿,人车比例约为100:38,汽车保有量大约为4800万辆。澳大利亚人口1900万,人车比例约为100:46,汽车保有量大约为880万辆。我国1997年统计表明,汽车拥有量为1446万辆,摩托车2022万辆,人车比例约为100:2。
3.世界每年汽车的生产量和增长率是多少?1999年全世界汽车生产总量约为5900万辆,年增长率在3%左右。按汽车生产量排序的前10个主要生产国分别为:美国、日本、德国、法国、加拿大、韩国、西班牙、英国、巴西、意大利。我国汽车生产总量排在第11位,但轿车生产量只能排到第18位。世界上汽车生产的集中度很高,60%左右的汽车出自14个年产量在100万辆以上的公司。它们是:美国通用汽车公司、美国福特汽车公司、日本丰田汽车公司、美国克莱斯勒公司、日本日产汽车公司、德国大众公司、法国雷诺公司、日本本田公司、意大利菲亚特公司、日本三菱公司、法国标致公司、日本马自达公司、韩国现代公司和日本铃木汽车公司。
4.城市中的主要空气污染物有哪些?城市空气污染物主要有:一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、臭氧(O3)、碳氢化合物(HC)、硫氧化物和颗粒物(PM)等。&&& 一氧化碳是一种无色、无味、无臭的易燃有毒气体,是含碳燃料不完全燃烧的产物,在高海拔城市或寒冷的环境中,一氧化碳污染问题比较突出。氮氧化物主要是指一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)两种,它们大部分来源于矿物燃料的高温燃烧过程。一氧化氮相对无害,但它迅速被空气中的臭氧氧化,转化为二氧化氮。燃烧含氮燃料(如煤)和含氮化学制品也可以直接释放二氧化氮。一般来说机动车排放是城市氮氧化物主要来源之一。&&& 臭氧是光化学烟雾的代表性污染物,主要由空气中的氮氧化物和碳氢化合物在强烈阳光照射下,经过一系列复杂的大气化学反应而形成和富集。虽然在高空平流层的臭氧对地球生物具有重要的防辐射保护作用,但城市低空的臭氧却是一种非常有害的污染物。自然界中的碳氢化合物主要由生物的分解作用而产生,如甲烷、乙烯等。甲烷是惰性气体,不会引起光化学污染的危害,但乙烯的光化学活性较强,还会产生甲醛而刺激眼睛。人为的碳氢化合物排放主要来自不完全燃烧过程和挥发性有机物的蒸发。城市中大部分碳氢成分虽然对人体健康无害,但它能导致有害的光化学烟雾的形成。硫氧化物主要是指二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)和硫酸盐。城市中的硫氧化物主要是由人为污染源排放的,如燃烧含硫煤和石油等。此外,火山活动等自然过程也排出一定数量的硫氧化物。二氧化硫对人体健康有重要影响,并进一步与空气中的水反应形成酸雨污染。颗粒物质主要指分散悬浮在空气中的液态或固态物质,其粒度在微米级,粒径大约在0.微米之间,包括气溶胶、烟、尘、雾和炭烟等多种形态。
5.城市主要空气污染物的来源有哪些? 一氧化碳(CO)是城市大气中数量最多的污染物(约占大气污染物总量的三分之一)。发达国家城市空气中的一氧化碳有90%是由汽车排放的。北京市1998年机动车排放一氧化碳的分担率也达到了82.7%,我国其他一些城市的机动车尾气对一氧化碳的贡献率正在逐步升高。城市中的氮氧化物(NOX)大部分来源于矿物燃料的燃烧过程,包括燃煤和燃油锅炉以及汽车内燃机的排放。也有部分来自硝酸生产或使用过程中的废气排放,其他工业源还有氮肥厂、黑色以及有色金属冶炼厂等。北京市1998年机动车排放氮氧化物的分担率为42.7%,在城区空气中的浓度分担率达到72.8%,也就是说在北京市城市区域中,机动车排放也已成为氮氧化物污染的主要来源。&&& 我国绝大多数城市中,尤其是北方城市,硫氧化物(SO,)和颗粒物(PM)污染主要来自燃煤过程的排放。国外二氧化硫也部分来自含硫较高的燃油排放。此外,有色金属冶炼厂、硫酸厂等也排出相当数量的硫氧化物气体。颗粒物的来源包括燃煤电厂、工业锅炉、垃圾焚烧炉、生活取暖、各种破碎工艺、柴油机、建筑、采矿、水泥厂等等。碳氢化合物(HC)的来源除了汽车尾气及汽油挥发排放外,部分植物(如树木)的排放也是重要的自然源,此外,各种有机溶剂的使用也是空气中挥发性有机气体的重要来源。
6.空气污染综合指数是什么?空气污染综合指数是用一个简单的数值来表示空气污染的严重程度,不同国家对它的具体定义和计算方法往往有所差别,但其核心思想是,将实际的几种主要空气污染物浓度与环境空气质量标准进行比较,按照一定的数学方法进行量化,最后得到一个综合的指数。空气污染综合指数能以简明的数值综合反映大气环境质量,便于进行各地区环境质量的比较,但由于许多污染物的综合作用机理还不完全清楚,因此,目前所应用的各种指数只能反映大致的环境质量状况。我国目前采用的空气污染综合指数,是用实际监测的污染物浓度,与国家环境空气质量标准进行比较,正好等于二级标准规定的浓度时污染指数定义为100,浓度越高则污染指数越大,取5种主要空气污染物的污染指数中最大者作为首要污染物。空气污染综合指数的概念由白勃考于1970年首先提出,当时考虑了颗粒物(PM)、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、烃类和光化学氧化剂等6项指标。具体计算方法是:根据大气中6项污染物浓度的实测数据(24小时平均浓度),按照光化学反应的原理对氮氧化物、光化学氧化剂和二氧化氮(NO2)进行修正,然后将5项污染物(除烃类外)的浓度,分别除以相应的大气质量标准(24小时平均浓度),得各污染物的分指数,其总和即为综合指数。
7.什么是光化学烟雾? 光化学烟雾是大气中的碳氢化合物(HC)和氮氧化物 (NOx)在阳光紫外线作用下,发生一系列链式大气化学反应而生成以臭氧(O3)为代表的刺激性二次污染物,其中臭氧约占80%,过氧乙酰基硝酸酯(PAN)约占10%,?其他还有醛类等多种复杂化合物。1946年光化学烟雾首先在美国洛杉矶被发现。其表征是白色或淡棕色烟雾,大气能见度降低,具有特殊气味,刺激眼睛和喉粘膜,使呼吸困难。光化学烟雾一般发生在温度较高的夏季晴天,峰值出现在中午或刚过中午,夜间消失。光化学烟雾形成的机理,在20世纪50年代以前还不很清楚。1951年首先由加利福尼亚大学哈根?斯密特博士提出了光化学烟雾的理论。他认为洛杉矶烟雾主要是由汽车排放尾气中的氮氧化物、碳氢化合物在强烈太阳光的作用下,发生光化学反应而形成的。目前许多学者证明,形成光化学烟雾的碳氢化合物,主要是活性较高的烯烃和少数芳香烃类化合物。光化学烟雾多出现在逆温层和低风速、空气接近停滞状态、阳光充足的气象条件下。
8.汽车对大气环境的污染主要表现在哪些方面?&& 汽车排出大量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、细微颗粒物及硫化物等。这些一次污染物还会通过大气化学反应生成光化学烟雾、酸沉降等二次污染物。它们对城市大气环境和人类健康以及生态系统造成一系列的不利影响。近20年的研究结果表明,汽车的排放污染物对环境影响不仅是局部的,许多影响还可以扩展到大气层中很远的距离及其他地区,并存在很长时间。通过对空气污染的全面分析,可将汽车排气污染的特征划分为:①局部的有害影响,如一氧化碳(CO)等;②区域性有害影响,如光化学烟雾、酸沉降;③洲际性有害影响,如细微颗粒、硫氧化物(SOX)、氮氧化物(NOx);④全球性有害影响,如二氧化碳(CO2)等。因此,控制汽车污染物排放,对我国甚至世界都非常必要。
9.世界上由于汽车造成的污染事件最早发生在何时、何地?&& 世界上很多城市都存在着严重的空气污染问题,洛杉矶是世界上第一个出现严重光化学污染事件的城市。洛杉矶盆地位于美国的西海岸,既是一个有名的汽车城,也是有名的烟雾城。洛杉矶首次光化学烟雾发生在20世纪40年代,1946年洛杉矶的800多万辆汽车是产生空气污染的最大元凶。洛杉矶的居民和游客饱尝这种烟雾之苦,它刺激眼睛,灼伤喉咙和肺部,引起胸闷等,其影响对人体健康是长期的。调查表明,洛杉矶长大的儿童肺功能因此下降了10%一15%。据估计,洛杉矶空气污染对人体健康造成的损失大约在100亿美元左右。仅仅将所有汽车排放的细微颗粒物(PM10)降低至美国联邦标准一项,也会使因患慢性呼吸道疾病而早逝的人数每年减少1600人。
10.世界上有哪些国家发生过由于汽车排放造成的污染事件?&&& 自从20世纪40年代,洛杉矶发生了世界上第一个由于汽车排放造成的严重光化学污染事件后,随着汽车的发展和数量的增加,在世界各地多次发生由于汽车排放造成的污染事件。其中有欧洲雅典、美洲的墨西哥和亚洲的曼谷等。&&& 雅典是一个人口超过400万的城市,一面临萨罗尼克海湾,三面环山,复杂的地理气候条件使得污染物在雅典盆地不易扩散,20世纪70年代末以来,雅典市区的汽车尾气排放量大大增加,经常出现光化学烟雾。雅典有80万辆小汽车和卡车,多数已经用过10年以上,还有1.7万辆老式柴油出租车,5000辆车况差的公共汽车和23万辆摩托车。在这里,地中海气候常出现逆温,阳光强烈,气温较高,再加上风速比较小,所以在大气中很容易出现高浓度的污染物,特别有利于臭氧和二氧化氮的形成。以1991年为例,空气质量超过健康标准对人体健康构成危害的天数高达180天,而且臭氧和二氧化氮浓度较高,又多出现于夏季高温,生病住院的人数成百上千地增加。光化学烟雾引起的常见症状有咳嗽、流泪、头晕、心悸等,每年会有1000多人因空气质量问题而死亡。&&& 墨西哥城有2200万人口,3.5万家工厂和400万辆汽车。由于地处海拔2250米的高原,墨西哥城空气中的氧气浓度只有海平面的1/4。这意味着燃料的燃烧效率非常低,加之当地的亚热带气候,墨西哥城光照充足,导致光化学反应强烈,臭氧浓度特别高。1992年11月墨西哥城西部臭氧浓度达到令人震惊的1200微克/立方米,在这些月份里,臭氧浓度几乎每天都超过世界卫生组织(WHO)的指导值,其中半数以上的日子超过WHO指导值的2倍。墨西哥城最严重的污染是以臭氧为标志的光化学污染。导致光化学反应产生臭氧的前体物包括挥发性有机物、氮氧化物及一氧化碳。有关资料表明,墨西哥城机动车排放的挥发性有机物占到整个排放量的60%, 氮氧化物占到80%,一氧化碳占到95%。泰国首都曼谷的空气污染问题主要是悬浮颗粒物,特别是可吸入颗粒物,以及一氧化碳和铅。这些空气污染问题主要发生在曼谷的交通主干道附近区域,其浓度足以对人体健康产生严重影响。世界卫生组织规定的年平均铅浓度范围是0.5—1.0微克/立方米,曼谷的大气中铅浓度已达到2.0微克/立方米以上,而铅的来源主要是机动车使用含铅汽油造成的。因此,曼谷市将尾气污染的治理重点放在了对高含铅量汽油的逐步淘汰上。经过近十年的努力,曼谷市的汽油含铅量从1984年的0.84克/升,降低到1992年的0.15克/升,并在1994年实现了完全淘汰含铅汽油。
11.世界上第一个有关汽车排放的控制法规是在何时、何地颁布的?&&& 美国加利福尼亚州的洛杉矶地区因自然条件特殊、汽车密集,20世纪40年代就出现了著名的“洛杉矶光化学烟雾事件”,因此,加州是美国也是全球第一个发布机动车排放标准的州,至今仍是美国唯一有权力制定自己的排放标准的州。作为当今世界控制汽车排放污染物最严格的国家,美国有多种不同的汽车排放法规和标准,但主要分为加利福尼亚和美国联邦两大类,一般以加州制定的标准最为严格,而且往往要早于联邦标准1—2年。加州的第一个汽车排放法规是在1955年发布的,主要是控制轻型汽油车尾气排放污染物的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)浓度。
12.我国目前机动车保有量有多少?中国是一个发展中国家,在过去二十年里随着经济的增长,机动车保有量增长较快,年平均增长率接近15%。截止1995年,全国机动车总保有量达到2450万辆,其中汽车总保有量1050万辆(含轿车180万辆),摩托车约1400万辆。
图1为年我国机动车保有量增长情况。&& 1997年,我国机动车总保有量已达到3468万辆,其中汽车保有量1446万辆(包括普通货车880万辆,客车529万辆,特种车37万辆),摩托车2022万辆。1998年我国汽车保有量约为1500万辆。
13.我国目前汽车污染严重吗?近年来,我国机动车保有量增长迅速,但机动车排放控制技术仅相当于国外20世纪70年代的水平,而且绝大多数机动车集中于城市,使得城市机动车污染成为普遍关注的问题。目前,我国大城市机动车污染已经达到比较严重的程度,与机动车相关的污染物超标情况时常发生:北京市1998年四环以内道路附近年日均浓度统计表明,氮氧化物(NOx)超标率为85%~89%,一氧化碳(CO)超标率为35.0%~86.5%;四环路旁年日均浓度氮氧化物超标率也达到70%。近几年氮氧化物浓度稳步上升的趋势非常明显。同时,近几年来北京市臭氧(O3)超标天数已经由20世纪80年代末期的43天发展到70天以上。可见,臭氧超标日趋严重,潜在着发生光化学烟雾的危险。&&& 广州的情况与北京相似,近五年来氮氧化物城区平均浓度均超过国家二级环境质量标准,城区监测平均值高于北京。除广州和北京之外,其他城市的监测数据也反映了目前机动车污染的严重程度:上海市15个交通路口的监测结果表明,氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物日平均浓度值分别为0.363毫克垃方米、11.2毫克垃方米和2.25毫克/立方米;一次测定最高值分别为0.68毫克/立方米、22.1毫克垃方米和4.69毫克/立方米;氮氧化物和一氧化碳浓度比对照点分别高10倍和6倍,均超过国家三级标准。天津市区主要交通干线一氧化碳和氮氧化物超标几倍至十几倍;武汉市航空路口一氧化碳浓度100%超标;长沙市交通干道中心点一氧化碳超标4倍,年超标率为40%;乌鲁木齐市主要街道两侧一氧化碳和氮氧化物浓度日均值均超过国家二级标准。因此,目前大城市的机动车排放污染物已经接近或超过了环境容量,机动车排放污染日趋严重。及时地研究造成机动车污染的原因,并进行有效的控制已经迫在眉睫。
14,什么是汽车污染分担率?在城市大气中某一种污染物可能来自不同的污染源,例如一氧化碳(CO),既可能由燃煤固定源产生,也可能来自汽车尾气排放。为了确定不同污染源对一种大气污染物的贡献,经常引入污染分担率的概念。汽车污染分担率就是确定汽车排放的某种污染物在城市大气污染中的贡献大小。&&& 汽车污染分担率分为排放分担率和浓度分担率(或质量分担率)两类。排放分担率定义为汽车排放某种污染物占该污染物总排放量的比例。浓度分担率则表示在一定范围的实际空气污染浓度中,有多少比例是源自于汽车排放。经常采用汽车道路污染浓度分担率和汽车区域污染浓度分担率的概念来分别说明在某条道路附近或某个区域内汽车源的污染浓度分担率。由于不同污染源的排放高度不同,扩散特性也有差别,因此,同一地点的排放分担率与质量分担率可能相近,也可能不同。例如北京市城区1998年的机动车一氧化碳排放分担率为84.1%,而浓度分担率则为76.8%;氮氧化物(NOx)的排放分担率为42.7%,而浓度分担率却为72.8%。
15.如何计算汽车污染分担率?汽车排放分担率N排的计算方法是:调查计算区域内该污染物的详细排放清单,即排放该污染物的各种污染源(固定源、流动源、天然源等)的具体排放量,然后用汽车源的排放总量除以区域的总排放量,即得汽车污染排放分担率:&&&&&&&&&&&&&& Qi&&&&&&&&& N排=& -&&& ×100﹪&&&&&&&&&&&&&&&&&& Q & 式中& Qi——汽车在某区域内排出某种污染物的量;&&&&&&& Q——某区域内各种污染源排出该种污染物的总量。&&& 其中汽车污染排放量Qi主要由该区域的汽车保有量,各车型的平均年行驶里程,平均行驶车速,以及各车型的污染物排放因子决定。汽车污染浓度分担率的计算则比较复杂。在调查获得区域内详细排放清单的基础上,可以采用经过验证的区域多源扩散模式(如ISC ST3)来计算和分析不同污染源在不同季节和不同地点的浓度分担率。汽车污染浓度分担率也可以根据监测数据来近似分析。如果测得道路附近的浓度为c,该区域内远离道路的污染浓度为c1,则可以计算道路附近汽车污染浓度分担率为:&&&&&&&&&&&&&&& c-c1& 浓度分担率=&&&&&&&&& ×100﹪c要计算区域汽车污染浓度分担率,除了监测区域内和区域外远离污染源的背景浓度外,还需要对污染浓度的变化与排放源强的变化进行对应监测,至少获得两组数据,才能采用类似的方法计算出汽车源的浓度分担率。
16.什么是点燃式发动机和压燃式发动机?汽车发动机是通过燃烧油料作功来工作的,使油料燃烧的方法有两种:采用高压电火花点燃或通过压缩空气产生高温使油料自燃。用电火花点燃油料进行燃烧的发动机称为点燃式发动机,如汽油机;利用压缩空气产生的高温点燃油料进行燃烧的发动机称为压燃式发动机,如柴油机。随着其他燃料的广泛应用和发动机技术的进步,点燃式发动机不只局限于汽油机,其他燃料的发动机也有用点燃方式的。压燃式发动机不只局限于柴油机,其他燃料的发动机也有用压燃方式的。而且同一种燃料既可以用点燃方式燃烧也可以用压燃方式燃烧,如压缩天然气发动机。区分点燃式还是压燃式发动机要看引起燃烧的点火方式。
17.汽油车与柴油车排放的污染物有哪些区别?汽油车和柴油车由于使用油料不同,发动机结构、混合气形成方式和燃烧方式不同,其污染物排放规律也不同。表现在下列几方面。&&& (1)汽油具有很强的挥发性,而柴油很难挥发,因此汽油车污染物中有燃料蒸发排放物,其组分是碳氢化合物(HC)。&&& (2)汽油具有容易与空气混合,且混合后不易分离的特性。汽油车燃料混合气的形成是在发动机燃烧室外进行的[在化油器和(或)进气管],在点燃之前又经过进气、压缩过程,有相对较长的混合时间,因此汽油与空气可以混合得很均匀,基本不存在局部过浓或过稀和液态油滴的情况,汽油的分子又小,决定了汽油车排放物中颗粒物(PM)较少。进入发动机燃烧室的空气与汽油的比例基本控制在理论空燃比附近(所谓理论空燃比是指在理论计算上燃烧1千克的燃料所需要的空气量,对汽油来说通常在14.7左右),采用火花塞放电点火燃烧,燃烧速度很快;汽油机压缩比低、燃烧最高压力低、最高温度高,燃烧后产物发生高温离解的倾向比较严重,某些死区点不着火或在某些工况下断火,使汽油机排放物中有较多的一氧化碳(CO)、碳氢化合物。同时发动机燃烧室内温度很高,又导致了氮氧化合物(NOx)的产生。因此,汽油车排放的特点是一氧化碳、碳氢化合物排放量高,而颗粒物排放量低,氮氧化合物(NOx)排放与柴油车基本相同(见表1)。表1& 汽油机和柴油机污染物排放比较污染物种类&柴油机&汽油机&备&&& 注CO/%HC×10‐6NOx×10‐6颗粒物/(g/㎞)&&0.5&5000.5&&10&30000.01&汽油机为柴油机的20倍以上汽油机为柴油机的5倍以上二者相当柴油机为汽油机的50倍以上(3)柴油车燃料混合气的形成是在发动机燃烧室内进行的,柴油高压喷入燃烧室,压缩着火后进行边喷边燃烧的扩散燃烧方式。这种工作方式,决定了柴油与空气的混合是不均匀的,不可避免地存在局部缺氧或局部富氧情况。油料在高温缺氧时,易炭化形成碳烟。柴油车负荷的调节是通过改变喷油量来控制的。柴油车混合气始终处于比较稀的状态下,也就是说柴油机的燃烧室内始终存在富余的空气。这些富余的空气在高温作用下容易产生氮氧化物,而一氧化碳和碳氢化合物则不容易形成。因此,柴油车排放特点是颗粒物和氮氧化物排放量多而一氧化碳和碳氢化合物排放量少(见表1)。此外,柴油燃烧后会生成一些有臭味的有机气体(如甲醛等),因此,柴油机排放中还有臭味。
18,汽车排放的污染物对人体健康有什么影响?汽车排放的主要污染物对人体健康的影响如下。&&& (1)一氧化碳& 一氧化碳与血红素的亲合力比氧气与血红素的亲合力要大210倍,因此,一氧化碳侵入人体,便会很快与血液中的血红素相结合而成为一氧化碳血红素。当一氧化碳血红素占到人体内总血红素的10%时,就会对人的学习、工作带来不良影响;当占到20%时,就会使人感到头痛、头晕,出现中毒现象;占到60%~65%时,人即会死亡。因此,大气中过高的一氧化碳含量对于人体的危害很大,当含量达到百万分之十时,人长期接触就会慢性中毒;当含量达到1%时,人只能活2分钟即死亡。&&& (2)碳氢化合物& 汽车排放的碳氢化合物中包含有200多种有机物成分。各种碳氢化合物对于人体健康究竟会产生什么直接影响,目前还不十分清楚。但是,部分有机成分被证明是致癌物质,如苯等多环芳烃类物种。这些致癌物质在人体内具有长期积累效应,因此,控制挥发性有机物排放是重点。此外,汽车排放的碳氢化合物与氮氧化物在强烈的日光作用下会进一步发生光化学反应,形成毒性很大的光化学烟雾。光化学污染是汽车排放废气造成的极为严重的大气污染现象,对人体健康和生态环境带来严重的危害。(3)氮氧化物& 这是汽车排放尾气中含量较多的一氧化氮和含量较少的二氧化氮的总称。据医学研究表明,高浓度的一氧化氮会引起人体中枢神经的瘫痪和痉挛。虽然低浓度的一氧化氮毒性不大,但二氧化氮则是一种毒性很强的气体。它是红褐色有刺激性气味的气体,当含量达到百万分之五时,就会闻到很强烈的臭味,对人的呼吸系统和免疫功能有很大危害。若二氧化氮浓度超过百万分之一百时,人在其中只要生活0.5~1小时,就会得肺水肿而死亡。此外,氮氧化物也是光化学烟雾的主要前提物。
19,如何控制汽油车的污染物排放?&&& 控制汽车污染物排放的技术可以分为两类:降低污染物生成量的技术,又称为机内净化技术;净化或处理发动机排出后污染物的技术,又称为机外净化技术。随着发动机技术的进步和发展,目前车辆排放控制的机内、机外净化技术都达到了比较完善的地步。现代汽油发动机排放控制较为成熟的技术主要有以下几个方面。&&& (1)发动机结构优化技术& 如采用多气阀进气机构、组织进气气流、对燃烧室加以改进等。通过改善发动机燃烧状况,提高燃烧效率,降低发动机一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)的生成量。&&& (2)闭环电控发动机管理技术& 包括电控燃油喷射和电控点火。这是一种精确控制发动机供油过程和点火过程的技术,并能根据反馈控制使发动机始终工作在最佳状态。一方面可以有效降低发动机一氧化碳、碳氢化合物的生成量,另一方面为加装三效催化转化器提供空燃比条件(三效催化转化器为保证正常有效的工作,要求空燃比始终在理论要求值附近)。&&& (3)燃油蒸发污染物控制技术& 这是一种对油箱和供油系统排出汽油蒸气污染物进行控制的技术,在国外是从20世纪80年代就较为普遍使用的技术。可控制汽油车20%左右的碳氢化合物排放。&&& (4)闭式曲轴箱强制通风技术& 这是一种控制发动机曲轴箱窜气造成环境污染的技术。该技术国内1990年就开始普遍使用,可控制汽油车20%左右的碳氢化合物排放。&&& (5)废气再循环技术& 这是一种将发动机排气引入到进气中,通过降低发动机气缸内氧气的相对含量和最高燃烧温度来减少氮氧化物(NOx)生成量的技术。可降低40%~60%氮氧化物的生成量。采用废气再循环技术必须十分谨慎,因为废气再循环量过大会破坏发动机正常的燃烧状况,使车辆动力性和经济性等各项性能下降。&&& (6)三效催化转化器技术& 这是一种利用氧化和还原反应,将汽车排气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物同时转化成无害的二氧化碳(CO2)、氮气(N2)、水(H2O)的技术。在一定条件下,对污染物的转化效率可达80%以上,是目前最为有效的汽油车机外净化技术。但是,为保证其工作效能,需要发动机具备闭环电控系统,并燃用无铅汽油。&&& (7)改进油料& 燃油的质量、组分、添加剂对排放均有一定影响。因此,改进油料的质量和组分,是进一步降低车辆污染物排放的有效方法。
20.什么是机械式点火系统?什么是电子点火系统?点火系统是点燃式发动机为了正常工作,用于提供点火能量和控制各个气缸点火顺序、点火时刻的装置。通常包括点火线圈、分电器、点火提前控制装置、火花塞等。经过多年发展,点火系统由早期的机械式有触点点火系统、无触点晶体管点火系统到目前先进的电子控制点火系统。机械式点火系统由机械装置完成点火能量的形成、点火顺序控制和点火时刻的控制整个点火过程。工作过程是这样的:由曲轴带动分电器轴转动,分电器轴上的凸轮转动,使点火线圈次级触点接通与闭合而产生高压电,这个点火高压电通过分电器轴上的分火头根据发动机工作要求按顺序送到各个气缸的火花塞上,火花塞发出电火花点燃燃烧室内的气体。分电器壳体可以手动转动来调节基本的点火提前角(即怠速运转时的点火提前角),同时还有真空提前装置,它根据进气管内真空度的变化提供不同的提前角。电子点火系统与机械式点火系统完全不同,它有一个点火用电子控制装置,内部有该发动机在各种工况下所需的点火控制曲线图,称为MAP图,通过一系列传感器,如发动机转速传感器、进气管真空度传感器(发动机负荷传感器)、节气门位置传感器、曲轴位置传感器等来判断发动机的工作状态,在MAP图上找出发动机在此工作状态下所需的点火提前角,按此要求进行点火。然后根据爆震传感器信号对上述点火要求进行修正,使发动机工作在最佳点火时刻。电子点火系统也有闭环控制与开环控制之分,带有爆震传感器,能根据发动机是否发生爆震及时修正点火提前角的电控系统称为闭环控制系统;不带爆震传感器,点火提前控制仅根据电控单元内设定的程序(MAP图)控制的称为开环控制系统。
21.什么是机内净化技术和机外净化技术?控制汽车污染物排放的技术很多,从控制方式来分有机内净化技术和机外净化技术两大类。&&& 从发动机有害污染物的生成机理及影响因素出发,通过对发动机进行调整或改进,达到控制燃烧,减少和抑制污染物生成的各种技术称为机内净化技术。简单说就是降低污染物生成量的技术,如改进发动机的燃烧室结构、改进点火系统、改进进气系统、采用电控汽油喷射和电控点火技术、采用废气再循环技术等。这是一种通过改进发动机燃烧过程,减少污染物排放的方式。&&& 在汽车发动机燃烧生成的废气排出发动机排气门后,但还未排入到大气环境之前,进一步采取净化措施,以减少最终汽车污染物排放的技术,被称为机外净化技术。简单说就是对排出发动机排气口的污染物进行进一步处理和净化的技术。如二次空气喷射技术、热反应器技术、氧化催化转化技术、三效催化净化技术、颗粒物捕集技术等。目前,应用最多的机外净化技术是在汽油车上采用的三效催化转化技术。机内与机外净化技术结合起来,就能更好地解决汽车排放污染问题。
22.什么是电喷发动机?电喷发动机是从发动机的燃油供给方式来称谓的。传统的发动机是采用机械方式使燃料与空气混合进行燃烧的,如汽油机就是通过化油器,利用进气真空,将汽油从浮子室中吸到进气管中雾化,并与空气混合后进入燃烧室燃烧;柴油机则是通过高压油泵和喷油嘴将柴油喷入燃烧室中雾化,并与燃烧室内的空气混合形成可燃混合气进行燃烧的。电喷发动机采用电子控制装置以及各种传感器和执行器取代传统的机械系统(如化油器)来控制发动机的供油过程,从而动态地对发动机提供精确的供油量和供油时刻。如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度、空燃比、油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置,电子控制装置根据这些信号参数,计算并控制发动机各气缸的需要的喷油量和喷油时刻,将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化。并与进气气流混合,进入燃烧室燃烧。闭环控制的电喷发动机还可通过氧传感器检测排气中氧气的含量,确定进气混合气是浓还是稀,来调整喷油器的喷油量,使发动机的进气混合气始终保持在理论空燃比附近,从而确保发动机和催化转化器工作在最佳状态。这种由电子系统控制将燃料由喷油器喷入发动机进气系统中的发动机称为电喷发动机。
23.什么是开环控制和闭环控制?&& 这是对电控发动机而言的一种控制方式。所谓开环控制就是指发动机的电控过程完全根据电控单元内部在开发和匹配该发动机时设定的程序运行,不带有反馈控制的电控系统。带有反馈控制,能根据发动机实际工作状态随时修正电控单元控制过程的电控系统称为闭环控制系统。&&& 通常有电控燃油喷射的开环控制与闭环控制,电控点火系统的开环控制与闭环控制两种。电控燃油喷射的闭环控制是指带有空燃比反馈(通常通过氧传感器来实现)控制的系统。电控点火的闭环控制是指带有爆震反馈控制的系统。一般可以从外观上区分开闭环控制和开环控制系统,在排气歧管或排气管上安装有氧传感器的电控发动机为闭环电控燃油喷射,在发动机机体上带有爆震传感器的电控发动机为闭环电控点火发动机。
24.什么是三效催化转化器?它的作用是什么?&&& 三效催化转化器(俗称三元催化器)是指安装在发动机排气管路中,通过氧化与还原反应,能将发动机排气中的三种污染物[一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)]同时转化成无害的水(H2O)、二氧化碳(C02)和氮气(N2)的装置。它作为一种有效的机外净化技术,广泛应用于汽车污染物排放控制中。&&& 催化转化器由载体、催化剂涂层、隔热防震垫层、壳体和连接管组成。载体是支撑催化剂涂层的骨架,有蜂窝陶瓷型和金属型两种,目前绝大多数为蜂窝陶瓷型。催化剂涂层决定催化转化器的催化转化性能,根据不同的发动机、不同的车辆有不同的配方和加工工艺,催化剂成分基本是由贵金属铂、铑、钯,或其他非贵金属组成。隔热防震垫层保护并支撑载体,要求在第一次加热塑性膨胀后能保持一定的紧固N力,通常由蛭石与有机溶剂组成。要使三效催化转化器同时高效地降低排气中一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的排放量,车辆发动机需要采用闭环电控供油系统,并燃用无铅汽油。&&& 25.什么是氧化型催化转化器?它的作用是什么?&&& 氧化型催化转化器是安装在发动机排气管路中,通过氧化反应,将发动机排气中一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)转化成无害的水(H2O)和二氧化碳(CO2)的装置。它是催化转化器技术中的早期产品。结构形式与三效催化转化器基本相同,只是催化剂涂层有所不同,只具有氧化能力,没有还原能力。氧化型催化转化器通常需要二次空气喷射装置配合工作,提供氧化反应所需的氧气,用来降低排气中一氧化碳和碳氢化合物的排放量。
26.如何判断催化转化器是否正常工作?& 判断催化转化器是否正常工作可以从下面几方面来进行。&&& (1)物理性能& 首先确定催化转化器载体是否破碎,可以通过观察排气中是否有碎末、催化转化器和消声器在发动机工作时是否有异常声音,以及拆下催化转化器从端部观察载体是否有损坏或裂纹等。催化转化器不能有明显磕碰,出现明显凹坑时会造成催化转化器载体碎裂。(2)化学性能& 催化转化器靠化学反应进行工作,测量催化转化器前和催化转化器后各污染物浓度的变化,可以判断催化转化器是否在工作。简单的方法是将车辆高速行驶一段时间后,检测尾气中(催化转化器后)污染物的浓度,如果测量值非常低,仪表读数接近零,说明催化转化器在正常工作。(3)堵塞& 催化转化器可能由于油料中的杂质、油料燃烧后的胶质物和铅、硫氧化物等的沉积,造成催化转化器孔隙的堵塞。发生堵塞时排气背压会明显增高。可以从发动机的工作状况来判断催化器是否发生故障,如果发动机油耗明显增加,功率下降,发动机启动困难时,应检查催化转化器是否堵塞。此外,对于带有车载诊断系统(OBD—11)的车辆,当催化转化器转化效率降低时,会使故障指示灯点亮。
27.如何保证催化转化器长期有效地使用?&& &要使催化转化器长期有效工作,必须了解催化转化器正常工作需要的条件。这些条件概括起来有温度、燃油、空燃比控制、发动机工作状况等。满足了催化转化器的这些工作条件,催化转化器就能正常、有效地工作。&&& (1)温度& 常温下催化转化器是不具备催化能力的,催化剂必须加热到一定温度后才具有氧化或还原能力,通常用起燃温度来表示催化剂开始工作或催化剂的温度性能。起燃温度是指某一污染物转化率达到50%时催化转化器入口处的温度。通常催化转化器的起燃温度在250—350℃,正常工作温度一般在400—800℃。催化器工作温度过高(如1000℃以上),会使催化转化器高温烧结而损坏。因此,催化转化器安装的位置必须保证催化转化器在发动机正常工作时有一定的温度,同时在车辆以最高车速行驶时不会烧结损坏。&&& (2)燃油& 汽油中的铅、硫等成分在发动机中燃烧后形成氧化物颗粒,沉积在催化转化器载体的微孔表面上,?使催化转化器中的催化剂无法与排气接触,从而失去催化作用,造成所谓中毒现象。因此带有催化转化器的车辆必须使用无铅且低硫的燃油。&&& (3)空燃比控制& 催化转化器是通过氧化与还原反应来转化污染物的。而氧化反应需要足够的氧气才能有较高的效& 率,还原反应则不能有氧气存在,因此为保证催化转化器同& 时具有较高的氧化与还原能力,必须精确控制排气中氧气的含量。这个条件只有采用闭环电控的车辆能满足。因此使用三效催化转化器的车辆必须是具有空燃比闭环控制的车辆。&&& (4)发动机工作状况& 发动机中排气状况,如排气温度、排气污染物各成分浓度、污染物排放总量、氧气的含量等对催化转化器的工作效能有很大影响。催化转化器对污染物的转化能力有一定限度,因此必须通过机内净化技术将发动机原始排放量降到最低,即进入催化转化器需要进行转化的污染物量降低到最低水平。做到这一点,一方面需要发动机采用先进技术,如电控喷射技术、废气再循环技术等,另一方面需要对发动机进行良好维护和保养,使发动机始终保持良好状态。& (5)催化转化器必须与车辆相匹配& 即使是同样的发动机、同样的催化转化器,车型不同,发动机常用的工作区间就不同,排气状况就发生变化,而且可以安装催化转化器的位置不同,所有这些都会影响催化转化器的催化转化效果。因此不同车辆,应使用不同的催化转化器。&&& 因此,保证催化转化器正常工作的条件归纳起来有下面几点:&&& ?使用合格的无铅和低硫汽油;&&& ?发动机进行正常的维护保养,保证工作状况良好;&&& ?使用与车辆匹配的催化转化器;&&& ?防止催化转化器意外磕碰损坏;&&& ?不要拔下高压线进行断缸检查,否则未燃烧的混合气进入催化转化器会产生剧烈燃烧甚至爆炸,而损坏催化转化器。
28.什么是闭式曲轴箱强制通风系统(PCV)?通过控制阀(简称PCV阀)和通风管将发动机进气系统和曲轴箱相通,利用发动机进气系统真空,强行将曲轴箱中窜气引入燃烧室中进行燃烧并将新鲜空气送入曲轴箱中,从而消除曲轴箱污染物排放的装置称为闭式曲轴箱强制通风系统。曲轴箱强制通风系统有开式与闭式两种。最早使用的曲轴箱强制通风系统为开式系统,这种系统仅在进气管与曲轴箱之间加装一个带有PCV阀的通风管。工作过程是:外界的新鲜空气在进气真空作用下,通过加机油口盖等处与大气相通的通风口进入曲轴箱中与曲轴箱中窜气混合后,通过PCV阀被吸入进气系统中进入燃烧室燃烧。这种系统结构简单,安装维护方便简单,但在某些工况下不能将所有曲轴箱窜气吸入进气系统中,尤其是大负荷下,曲轴箱窜气增大,进气管真空降低不能将所有窜气全部吸入进气系统,部分窜气从加机油口盖处排入大气中,从而造成对环境的污染。对开式系统进行改进后形成了闭式曲轴箱通风系统。这种系统是在开式系统的基础上密封曲轴箱,在空气滤清器与化油器(电喷发动机为节流阀体)之间增加一与曲轴箱连通的通风管,新鲜空气先经空气滤清器、通风管进入曲轴箱中与窜气混合,在进气管真空作用下经过PCV阀进入气缸进行燃烧。当发动机在大负荷下工作时,多余的窜气经通风管进入空气滤清器后方,与发动机进气混合进入气缸进行燃烧。闭式系统既不会使窜气排入大气,又能用新鲜空气进行曲轴箱换气,目前在世界上被普遍采用。
29.为什么要控制曲轴箱污染物排放?&&& 发动机的活塞与气缸套、活塞环与活塞之间由于要运动,加之有很大的温度变化,不可避免地需要有一定间隙。当活塞将燃烧室内气体压缩,以及气体爆炸、膨胀作功时,燃烧室内气体的压力大大高于大气压力,高压气体从这些间隙排向曲轴箱中,形成曲轴箱窜气。曲轴箱窜气主要是未完全燃烧的碳氢化合物(HC)和少量的一氧化碳(CO)。这些气体排向大气,就造成了大气污染。曲轴箱窜气造成的污染物排放是汽油车污染物排放的组成部分,其排放量占汽油车排放总量中碳氢化合物的20%左右和一氧化碳的1%~2%。&&& 曲轴箱窜气不仅对大气环境造成污染,同时窜气中的酸性物质对发动机会造成腐蚀,加速发动机零件磨损。窜气中的颗粒物形成油泥,妨碍正常的润滑,碳氢化合物溶入润滑油中会稀释、降低润滑油作用,导致发动机早期损坏。碳氢化合物就是未燃烧的汽油,碳氢化合物(HC)排放就是能源的直接浪费,同时碳氢化合物是进行光化学烟雾反应的主要物质之一,因此必须对曲轴箱窜气进行控制。通常采取强制通风将其引入燃烧室燃烧来解决。
30.什么是废气再循环装置?&&& 废气再循环装置(EGR)是一种将一部分发动机排气引入气缸中,利用发动机排气具有低氧气含量和高热容量的特点,降低气缸内氧气含量和最高燃烧温度,从而降低氮氧化物(NOx)生成量的装置。发动机排气中的氧气含量低,同时具有很大的热容量,使之返流进入进气系统后,减少了进气量,就是减少了氧气总量,同时对进气进行稀释,减少了混合气的能量,实现降低最高燃烧温度和氧气的相对含量,从而能有效降低氮氧化物的生成量。但是废气再循环装置降低氮氧化物排放是以降低发动机燃烧效率,牺牲动力性和经济性为代价的。因此废气的再循环量必须控制在一定范围内,使动力性和经济性的影响控制在可接受范围内。当再循环量增大到一定程度时,会使燃烧速度太慢,燃烧的波动增加,碳氢化合物(HC)排放量增加,功率和燃料经济性严重恶化。通常再循环量应控制在20%以下。
31.为什么要采用废气再循环装置?&&& 随着汽车制造技术的不断进步和先进技术的广泛应用,发动机燃烧控制越来越精确,燃烧越来越充分,发动机的热负荷也越来越大,燃烧室内最高燃烧温度也越来越高。带来一个问题就是氮氧化物(NOx)排放量大量增加。氮氧化物是发生光化学烟雾的重要成分,而且一旦产生不容易消除。从氮氧化物的生成机理我们知道,氮氧化物是在高温状态下空气中的氧气与氮气反应的产物,其生成量与发动机燃烧室内最高燃烧温度和氧气含量密切相关,只有降低燃烧室内最高燃烧温度和氧气含量才能有效降低氮氧化物的生成量。大量研究表明,采用废气再循环装置是降低氮氧化物生成量的十分有效方法。排气废气中的氧气含量低,引入燃烧室后降低了燃烧室中氧气的相对含量;同时排气废气的热容量大,在燃烧过程中可以吸收大量的燃烧热能,从而降低发动机的最高燃烧温度,通过两方面的作用,可以大大降低氮氧化物的生成量。通常降低率在30%~50%。
32.什么是燃油蒸发炭罐?&&& 燃油蒸发炭罐是用于控制汽油车燃油供给系统中由于汽油蒸发造成碳氢化合物(HC)从燃油供给系统的通大气口排放的装置。&&& 炭罐系统通常安装在汽油箱与发动机进气系统之间,通过蒸气管路与二者相连。当车辆停车、发动机不工作时,汽油箱中蒸发出来的汽油蒸气通过管路和控制阀进入到炭罐中,储存在活性炭的微孔中,不再排向大气。当车辆行驶、发动机正常工作时,外界空气在发动机进气真空作用下,从炭罐的通大气口吸入,流经活性炭,携带着活性炭中的汽油蒸气,经过发动机进气管进入气缸中燃烧,使活性炭恢复吸附汽油蒸气的能力。从而消除汽油蒸发造成的碳氢化合物排放。燃油蒸发炭罐系统通常由油气分离阀、真空压力控制阀、活性炭罐、脱附控制阀、化油器控制阀等装置中的部分 或全部装置组成
33.为什么要安装燃油蒸发炭罐?&&& 汽油箱中的汽油具有很强的挥发能力,在环境温度和大气压力发生变化时,会产生一种“呼吸作用”,当环境温度升高或大气压力下降时,汽油箱中的汽油蒸气通过通大气口排出汽油箱(如油箱盖上的通风口、化油器上的外平衡口);当环境温度下降或大气压力升高,或汽油被使用掉时,汽油箱中会形成真空,外界空气通过通大气口进入汽油箱,释放油箱中的真空。在这种“呼吸过程”中,碳氢化合物(HC)被排到空气中,形成大气污染和能源的浪费。这部分污染物总量在汽油车碳氢化合物污染物排放总量中占20%左右。汽油的蒸发是不可避免的,因此解决汽油车蒸发污染物排放的唯一措施就是安装炭罐系统。用这种被动收集、回收利用的方式消除其对大气的污染和能源的浪费。这也是目前国际上普遍采用的控制措施。
34.柴油车与汽油车相比有什么优缺点?&& 柴油车与汽油车相比,主要有两方面的优势,首先,柴油价格比汽油低,而柴油车的单位功率油耗量(每千瓦小时耗油量)比汽油车低,因此柴油车的经济性好。其次,柴油发动机没有尺寸上的限制,可以制造出大功率的发动机,如重型货车用发动机。此外柴油车排放的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)很低。&&& 柴油机也有其不可避免的缺点,柴油机由于气缸工作压力很大,所以要求各有关零部件具有较高的结构强度和刚度,这使柴油机和同等水平的汽油机相比重量重,尺寸大;柴油机工作时是通过高压将柴油喷入高压的气缸中进行雾化燃烧,需要装用高精密的高压喷射油泵及喷油嘴,这使柴油机制造成本增高;此外,柴油机工作粗暴、振动和噪声大,也是轿车等轻型车不易接受的原因;柴油机容易产生颗粒物排放,这种微小的颗粒物是强致癌物质,并且排放后长时间漂浮空气中,不容易消除。汽油机由于采用点燃方式燃烧,气缸的尺寸受到限制,不可能太大。否则离火花塞较远的地方由于火焰传播时间太长,火焰传播不到而不能正常着火燃烧,或者在高温下产生不正常点火,使发动机工作不正常。因此汽油机通常单缸功率不太大,气缸直径一般在200毫米以下。柴油机就不同了.,由于柴油机采用压燃方式,对气缸尺寸可以放的很宽。因此柴油机可以做的很大,气缸直径可达到数米。单缸功率可以达到非常大。
35.柴油车排放有什么特点?&&& 由于柴油的挥发性很差,柴油机混合气形成方式和燃烧方式与汽油机完全不同,因此其排放也有不同。柴油机的进气过程,直到压缩终了、喷油开始前完全是纯净的空气,当接近压缩终了时,柴油以高压雾状喷入燃烧室,靠进气涡流将油气混合。这种混合气形成方式势必会造成部分区域高温缺氧,如喷油油束附近。在这种高温缺氧区域柴油裂解、聚合、炭化形成黑烟,同时也会有未燃烧的产物形成,如一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)。在部分区域,如远离油束的地方,会产生高温富氧,这时氮氧化物(NOx)会大量生成。柴油燃烧后有少量其他有机物生成,这些有机物有臭味,因此柴油车的排气中还会有臭味。从总体来看,柴油机工作在富氧状态。因此,柴油机的碳氢化合物、一氧化碳排放浓度很低,氮氧化物排放量与汽油机处于同一个数量级,柴油机略低;柴油机的颗粒物(炭烟)排放浓度和排气臭味较高。两种发动机污染物排放量对比见表1。
36,柴油车冒黑烟是什么原因造成的?该怎样解决?&&& 柴油机的排气黑烟是一种聚合体,85%以上是碳,还有少量的氧、氢、灰分和一系列多环芳香烃化合物。黑烟有臭味并形成烟雾。由于柴油机的燃料喷射是在燃烧开始前的瞬间进行的,不利于燃料的汽化和混合气的形成,在燃烧开始后,燃烧室内还存在大量的油滴群(甚至部分燃料仍在喷入),这些油滴群处于氧气不足状态中,在燃烧高温焙烤下炭化形成烟粒子。一般情况下,烟粒子都能在随后的燃烧中找到空气而完全燃烧,使排气无烟。但是如果气缸内空气不足,混合过程进行缓慢,那么由于膨胀行程开始而使温度下降,或者烟粒子碰到了冷的气缸壁而温度降低,烟粒子则不能燃烧完全并凝聚变大成为炭烟排出。当车辆在大负荷(如加速、爬坡、超负荷)时,由于燃烧室温度高,喷入的燃料多,混合气形成不均匀,不可避免地出现局部地区高温缺氧,燃油裂解、聚合、炭化,形成黑烟。要解决黑烟生成,可通过改善混合气形成、减少局部缺氧、降低燃烧室高温、改进燃烧室来解决。具体措施有:采用电控喷油技术、提高喷油速度、采用间接喷油方式、组织合适进气涡流、采用低十六烷值柴油、降低柴油中芳香烃含量、柴油中加入添加剂、降低功率使用、采用增压加中冷技术、提高喷油压力、加装催化转化器、加装颗粒捕集器等。
37.如何控制柴油车氮氧化物的排放?氮氧化物(NOX)是在高温下空气中的氮气与氧气反应形成的,在氧气充足的情况下,空气中的氮将完全氧化,形成二氧化氮(N02),如果氧化不完全,将形成一氧化氮(NO),柴油机的气缸内主要形成的是一氧化氮,生成量决定于下列三个可逆反应方程式:&&&&&&&&&&& 高温& &&& N2+O&&&&&&&& N+NO高温&& &&& N+02&&&&&&&&&&&&&& NO+O&&& &&&&&&&&&&& 高温&&& N+OH&&&&&&& NO十H氮氧化物生成的三个条件如下。(1)燃烧室内有过剩的氧气& 由于柴油机混合气形成的特点,在燃烧室内局部总会存在有过量的氧气,这就给氮氧化物的生成提供了一个条件。过剩的氧气量越多,则氮氧化物数量增加的可能性越大。(2)燃烧过程的高温& 由于柴油机压缩比较高,膨胀过程进行得很充分,使柴油机燃烧室内最高温度与最低温度相差很大。燃烧最高温度越高,生成的氮氧化物量也就越多。(3)高温持续时间& 从化学动力学来看,氮氧化物的生成速度和分解速度相对于内燃机燃烧过程持续时间来说是比较缓慢的。最高温度持续时间越长,生成氮氧化物数量越多。柴油机通常转速较低,最高温度持续时间较长,氮氧化物生成量较多。原则上说,柴油机中氮氧化物的形成是不可避免的。但是,可以在燃烧过程中控制燃烧最高温度、过量的空气量和空气在高温中停留的时间来限制氮氧化物的生成量。目前主要控制措施有,采用电控喷油技术、延迟喷油时间、提高喷油速度、采用间接喷射、废气再循环(EGR)、增压中冷、采用低十六烷值柴油、降低功率使用(大功率发动机用于较小车型)、改变气门重叠角等机内净化技术。同时也可以采用催化转化器技术进行后处理。
38.什么是可吸入颗粒物PM10、PM2.5? 空气中的颗粒物通常称为悬浮颗粒物(SPM)或总悬浮颗粒物(TSP)。颗粒的大小对研究悬浮颗粒物与健康的关系十分重要,一般用其粒径大小来描述。因此,PM10是指直径小于10微米的颗粒物;PM2.5是指粒径小于2.5微米的颗粒物。这些细小的颗粒能够通过呼吸过程进入人体的呼吸道和肺部,因此,直径小于10微米的颗粒物通常又称为可吸入颗粒物。&&& 人们在吸入空气时直径为15~100微米的大颗粒通常被阻止在鼻孔和咽喉(鼻咽区)处,而5—10微米的颗粒则能达到肺的上部,气管与支气管区域。直径小于2.5微米的颗粒可以进入细支气管(呼吸支气管)和肺泡区。由于细颗粒一般多为燃烧的产物,其化学成分通常比来自土壤粘土的较粗的颗粒物对人体危害更大。&& 近年来人们认识到,是细粒子的浓度而不是悬浮颗粒物的总量导致了城市人口患病率和死亡率的增加。细颗粒是导致心血管和呼吸疾病的主要原因,对人体健康产生严重危害。
39,如何控制柴油车颗粒物排放?柴油车颗粒物的形成主要在燃烧室高温缺氧状态下产生。实际车辆行驶时表现在车辆急速加油和大负荷(如超车、满载或超载)状态,这时供油量剧增或供油量很大,容易形成高温缺氧条件,柴油炭化,形成颗粒大量排出。解决颗粒物排放的技术主要有:采用增压,通过增加空气量,减少或减弱缺氧状态;采用中冷,降低燃烧室内最高温度;降低供油量,如适当减少启动油量,可降低低速、低负荷时的颗粒物排放;适当降低最大供油量,可降低全负荷条件下的颗粒物排放,但是降低供油量会造成车辆动力性下降,必须慎重;采用非直喷燃烧室;采用颗粒物捕集器等。
40,我国已成为摩托车生产大国了吗?&&& 世界摩托车的发展,至今已有一百多年的历史。我国的摩托车工业是解放后才起步,至今只有50年的历程。中国摩托车工业的发展大致可划分为两个阶段:即从20世纪50年代初至70年代,为我国摩托车工业初步形成期;从80年代开始到90年代中期为我国摩托车工业高速发展期。1950年第一辆国产摩托车在北京诞生,到1980年,生产企业有24家,生产750毫升、250毫升和50毫升三种排量、不同牌号和型式的摩托车,年产量仅4.9万辆。进入80年代,改革开放的春风为我国摩托车工业带来了蓬勃发展的生机和活力。经过“六五”、“七五”、“八五”和“九五”四个五年计划的持续发展,摩托车市场需求不断增长,摩托车生产企业也不断增加,1993年达150多家。1994年国家颁布了汽车产业政策,最终形成了130家企业的格局。目前摩托车工业已成为我国国民经济中具有发展潜力的产业之一。自1993年起,我国摩托车产量超过日本,成为世界最大的摩托车生产国;1997年我国摩托车产量达1003万台,占世界总产量的43.6%。1999年我国摩托车产量为1127万辆,再创历史新高。年我国的摩托车产量如图8所示。经过50年的发展历程,我国作为世界摩托车生产大国已成为不争的事实。然而,自主开发能力的薄弱和出口数量少等因素,仍然制约着我国向摩托车强国目标迈进的步伐。努力提高自主开发能力,实现行业的集团化重组,已经成为摩托车工业目前乃至跨世纪的紧迫任务。我国真正成为摩托车强国的日子已为期不远了。
41,目前我国的摩托车产量是多少?摩托车保有量有多少?1999年我国摩托车行业产销量再创历史新高。总产销量超过了历史最高的1997年,产量达1127万辆,销量达1117万辆,产销率高达99.1%。1999年全行业出口也达到了历史最高水平。产销形势令人鼓舞。目前我国摩托车保有量为5000万辆,预计到2005年,摩托车年产量将达到1200万辆以上,保有量达7000万辆以上。& & 目前,我国摩托车行业中整车综合生产能力达20万辆以上的企业有18家。这18家企业1997年占全行业总产量的71.45%。
42.我国目前的摩托车生产水平如我国摩托车工业经过50年的发展,各制造厂家的生产条件和工艺装备水平得到了极大的改善与提高。一些企业的部分工艺设备在世界同行业中属先进水平。但就整个行业而言,发展是不平衡的。据分析显示,经济效益较好的企业每年都在利用自有资金进行局部技术改造,使得全行业的生产能力不断增加。目前,全国有10多家企业已发展成为整车装配、涂装、冲压、装焊四大工艺生产条件完善,并形成经济规模的大型生产企业;有20家左右的企业具备四大工艺的生产条件,但各工艺生产能力有大有小,不能完全匹配,发动机生产能力较小,装配能力大于零部件加工能力,而零部件加工能力也参差不齐;有60家左右的企业在四大工艺 中只具备两三项,部分企业还不具备发动机装配能力;有30家左右的企业只有整车装配线,零部件和发动机全部靠外购配套。&&& 从总体上看,全行业少数企业整车和发动机生产条件比较完善,大部分企业生产条件还不完善,需要依靠外购部分或全部零部件组织生产;我国约有10余家企业在生产规模、产量、工艺装备水平等方面与世界知名企业不相上下。而这些企业在摩托车产品水平方面,主导着我国察托车工业的发展。从产品水平来看,部分实用型中、小排量摩托车的性能、外观、质量和可靠性已接近或赶上国外同类I欠平,但大部分产品外观一致性、性能稳定性及耐久性方面还有一定差距。&&& 我国摩托车产业的技术发展落后于产业觇模的扩张,导致行业自主开发能力差。开始于20世纪80竿代初的摩托车技术引进工作,成功地解决了我国工业技)C水平低、生产规模小这样一个行业发展初期所面临的主要牙盾,使我国摩托车行业在短时间内技术水平得以迅速提高。但是,在引进技术的同时,未能将企业提高到具有自主开拨能力的重要位置上来。国内企业提高产品档次的主要手段羞本上还是靠技术引进,由于自主开发能力弱,企业科技投入少,很难赶上和超过世界潮流。面临着激烈的国际竞争和国内的价格寸战,越来越多的摩托车企业感到,中国摩托车的发展只有茸技术创新。市场的空间有限,但技术的空间很大,中国摩托车行业也开始由规模扩展向技术创新阶段过渡。产品创新是技术创新的载体。技术创新的重点应是发动机。目前电喷射技术、催化转化器技术、朋S防抱死制动技术、高技术欠排量摩托车发动机、多缸和多气门发动机技术、水冷发动机以及发动机活塞及缸套新材料表面处理技术均已在我国走步。工艺技术可能会被选作摩托车技术创新的突破口,如采用热轧成型齿轮、陶瓷涂层的活塞或碳—碳复合材料的招塞等。我国摩托车行业向国际先进水平挑战的序幕已经拉于,赶超世界先进水平,真正成为摩托车强国已是大势所趋,更是民心所向。
43.摩托车排放有什么特点?&&& 与轻型汽车相比,摩托车排放有自己的特点。&&& 第一,我国除有四冲程摩托车外,二冲程摩托车占有相当大的比例。据统计,1999年二冲程摩托车约占年销售量的26%。&&& 由于产品技术和制造质量未能相应提高,再加上摩托车本身结构简单,造价低廉,摩托车单车排放始终较高。按排量计算,四冲程汽油机摩托车的排放高于未控制排放的汽油机轿车,而二冲程汽油机摩托车由于气口扫气的短路损失及低速失火使其碳氢化合物(HC)排放量比汽油轿车高许多,通常是2~3倍。同时二冲程摩托车发动机的颗粒物(PM)浓度高,已成为很突出的排放问题。特别是摩托车在城市使用中经常穿行于城市的小路窄巷,更使这些地区的污染特别严重。&&& 天津摩托车技术中心对百余种国产摩托车按ECE 40法规进行了工况法排放检测。排放结果建立了摩托车排放数据库。图12、图13分别给出由数据库所得国产二冲程、四冲程摩托车目前工况法排放现状及与欧盟和我国台湾限值的相对关系。从图中可以看出:对于四冲程摩托车,大约有一半以上无需采用任何措施就可满足欧盟1999年即摩托车EU—RO—工的限值要求,其余的摩托车可以分成两类,在不采用任何措施的前提下,分别可以满足EURO—工的一氧化碳(CO)和碳氢化合物之一的限值要求。两者全不合格的仅占极少数,而且大都是较老的即将淘汰的车型。二冲程摩托车的情况就很不相同,几乎所有的二冲程车均不能满足EU—RO—工的限值要求。为要使其满足EURO—I的限值要求,一氧化碳和碳氢化合物排放均需下降50%以上。&&& 第二,由于摩托车发动机最高工作温度低,使其排气污染物氮氧化物(NOX)低于普通轿车排量。根据天摩中心检测结果,氮氧化物排放量仅为EURO—工限值的十分之一左右。因此,在摩托车排放处理初期,仅采用氧化型二元催化剂,解决一氧化碳和碳氢化合物达标问题而随后再考虑氮氧化物的还原问题,是可行的技术方案。国外摩托车采用催化转化器的历史也证实了这一技术路线。&&& 第三,摩托车与轻型汽车相比,价格便宜,相差悬殊。这样摩托车采用降低排放措施所需增加的费用占其成本的比例大,所以降低摩托车排放就面临比汽车更严峻的价格挑战。第四,我国各大城市摩托车上牌照的政策不同,这对摩托车排放在不同城市的分担率有很大的影响。目前,北京、上海、天津、广州、青岛、烟台、石家庄、厦门等40多个大中城市都已开始限制摩托车上牌照。
44.汽车、摩托车冒出的蓝色烟雾是什么?对人有害吗?&&& 一般说来,车辆排气管冒蓝烟说明车辆发动机在燃烧过程中有润滑油(机油)参加燃烧,并且机油的掺烧量较大,到了不正常的状态,其中大部分是已蒸发的油,再凝结而呈微粒状态,直径为0.4微米以下,随排气排出形成蓝烟。烟的蓝色是这种微粒由蓝色光折射而成的。这种蓝色烟雾,由于其主要成分是液态颗粒物,本身携带有致癌物,同时有燃烧不完全的碳氢化合物(如甲醛等),因而蓝烟常常带有刺激性臭味,对人身体十分有害。&&& 当发现车辆冒蓝烟后,如果是汽车,说明其发动机烧机油严重,很可能是汽缸缸套磨损严重,或者活塞环密封不严,应及时检查汽缸压力,尽快进行必要的修理,并同时注意经常检查机油消耗量,避免机油消耗过量,发动机机油压力下降,发生事故。对于二冲程摩托车,由于车辆本身需要掺烧机油,因此有可能是机油掺烧比例过大,应首先注意减少机油掺烧量,同时对发动机进行必要的检查和修理。采用低烟或无烟二冲程机油是解决二冲程摩托车冒烟最直接最有效的方法。
45.二冲程摩托车冒黑烟该怎么解决?&&& 二冲程摩托车在行驶过程中,若排气管冒黑烟,这说明排出的废气中含有过多的炭颗粒,是发动机不完全燃烧造成的。可以从以下几方面找原因排除故障。&&& (1)可燃混合气过浓,应适当调整。&&& (2)使用的机油牌号不对,当机油量过多或机油质量差时,混合气中机油不能完全燃烧,造成冒黑烟。&&& (3)机油泵失调,供机油过多,造成冒黑烟。(4)曲轴油封损坏,变速箱中机油窜入曲轴箱,随混合气进入燃烧室,造成混合气中机油过多,排气管冒黑烟。
46,如何控制摩托车污染物的排放?&&& 摩托车排放控制一方面要对曲轴箱窜气、汽油蒸发进行控制,另一方面是对发动机的换气、燃烧方式本身进行改进,抑制其有害成分的产生或在机外设置净化处理装置,使发动机已产生的污染物在净化装置中减少;再一方面是大力发展低排放或零排放摩托车。&&& (1)曲轴箱窜气、汽油蒸发及其控制& 可采用将窜气引入气缸内燃烧掉的曲轴箱强制通风系统,简称PCV,对曲釉箱窜气进行控制。& 闭式曲轴箱强制通风系统,其进气口是密封的,新鲜空从空滤器引入曲轴箱,和窜入曲轴箱的废气混合,然后经PCV阀吸入进气管。PCV阀可根据发动机的不同工况,利用进气管的真空度,自动控制曲轴箱窜气量。&&& 摩托车与汽车不同,其油箱与化油器直接暴露在外,造成燃油损失和污染。&&& 为防止燃油蒸发排放污染,国外摩托车加装了炭罐等燃油蒸气回收系统。&&& 为了防止化油器浮子室排污,有的摩托车采用真空膜片代替普通汽油开关,有的采用无浮子等真空化油器代替普通化油器。&&& (2)二冲程摩托车发动机污染物排放控制& 二冲程、四冲程摩托车发动机工作过程不同,其降低排气污染物的措施也有所区别,但均遵循先机内净化,再进行机外净化的原则。&&& 二冲程摩托车由于扫气过程中进排气口重叠造成未燃混合气直接从排气口排出的短路损失,再加上轻负荷时的不稳定燃烧,其碳氢化合物排放量高。因此,二冲程摩托车主要是控制碳氢化合物排放量,其主要措施如下。&&& ①采用先进的燃料计量系统& 首先是化油器的精调和改进,进而可采用电控化油器、扫气道或缸内喷射系统,以达精确控制空燃比,并能部分或全部消除短路损失。采用缸内直接喷射系统可以达到极低排放,并能大幅度节油,问题是可否使该系统的价格降低到市场可接受的水平。&&& ②改进扫气特性,要兼顾发动机动力性能和排放指标,或是实现分层燃烧。&&& 分层燃烧系统可将供给气缸的混合气分成空气、稀薄混合气和浓混合气三种气体状态,利用空气扫气大大减少未燃扫气中的燃油成分,降低排污量;利用浓混合气引燃火焰;利用稀薄混合气正常燃烧,从而显著提高了发动机的热效率,大大降低了发动机排污量。&&& 另外,对性能影响最小,提高扫气效率的方法是采羽排气可变控制技术。&&& ③其他发动机改动& 包括燃烧室和活塞形状的敢进,点火定时和能量的优化控制等。随着计算机技术和大胡莫集成电路的发展,目前,微机控制喷射、点火以及发动枕察中控制系统均有出现。&&& ④排气后处理技术& 加装催化转化器是有效的机外净化措施,但需注意与发动机的匹配及化学和机械耐久性问题。采用二次空气供给和热反应器以及废气再循环也是机外净化的有效措施。&&& ⑤采用低烟度二冲程机油& 这也是解决摩托车颗粒物排放最有效的措施。&&& (3)四冲程摩托车发动机污染物排放控制& 四冲程摩托车主要是控制一氧化碳(CO)排放,其主要控制措施如下。&&& ①采用电子喷射系统& 除降低排放和油耗外,采用电子喷射技术可以有效地改善发动机低速扭矩。&&& ②可变进气口技术& 在不同工况下产生不同的谜气运动,进而实现稀油快速燃烧,有效地降低排放和油耗币维持发动机高功率输出。&&& ③其他发动机改动& 燃烧室优化设计和点火定81及能量的优化控制,微机控制技术的应用等。&&& ④排气后处理技术& 除加装催化转化器外,可向排气管中喷射空气。在摩托车上,这种附加空气通常是采用单向阀系统提供的。(4)大力发展低污染摩托车& 随着高新技术的不断创新,压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)等代用燃料摩托车、太阳能摩托车、氢燃料摩托车均在研制,有的已有了产品。特别是采用电动摩托车取代现有内燃机摩托车是长远的达到零排放的有效措施。
47.铅在汽油中起什么作用?汽油中的铅是通过一种叫作四乙基铅的有机化合物添加到汽油中的。四乙基铅是一种有水果香味、无色透明的剧毒液体,易溶于有机溶剂和油脂中,挥发性强。四乙基铅是一种抗爆剂,将四乙基铅添加到汽油中,其目的就是为了提高汽油的抗爆性能。汽油的抗爆性能通常用辛烷值指标来表示,辛烷值越高,汽油的抗爆性能就越好,汽油发动机工作时越不容易爆震。所谓爆震,是发动机的一种不正常燃烧,发动机发生爆震后,会使发动机的功率下降、油耗增加、磨损加剧等。从20世纪20年代初期,美国开始将四乙基沿用作汽油抗爆剂以后,由于它成本低、效果好,便很快得到了普遍应用,并曾经被认为是汽油的一种必要的添加剂。含铅汽油经汽车发动机燃烧后,其中的铅化物随尾气排入大气中,由于其微粒小(一般小于0.2毫米),可长时间地漂浮在大气中,造成汽车集中的城市大范围污染。半个多世纪以来,经汽车燃烧排入大气环境中的铅已有数百万吨,由于汽车排放的铅毒性大、污染面广,已成为一种公认的全球性的污染,是当今世界令人注目的重要公害之一。
48.为什么要使用无铅汽油?&& 众所周知,铅是有毒物质。含铅汽油经燃烧后,85%左右的铅排入大气中造成空气中的铅污染。研究表明,大气中的铅污染主要来自于汽车燃用含铅汽油。使用无铅汽油,首先将消除汽油所带来的铅污染,使大气中的铅浓度逐渐下降。铅污染对人的身体健康有很大危害,铅对人体的许多器官和系统都会带来不良影响,特别是对大脑、肾脏、生殖器官、心血管系统影响较大。这些影响表现为智力下降(尤其是对儿童的智力发育有很大影响)、肾损伤、不育症以及高血压。另外,更重要的是无铅汽油的使用,将为汽车采用更有效的控制技术——电控汽油喷射和三元催化净化技术创造必要的条件。因为铅会使催化剂和电控系统中的重要部件氧传感器中毒,因此这种技术不适用于含铅汽油。新控制技术的采用,将使汽油车一氧化碳(CO)碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)污染物的单车排放量下降80%以上,将会非常有效地减少汽油车辆的排放污染。
49.铅对人有什么危害?&&& 汽车排入大气环境中的铅化合物,可通过肺部、消化器官、皮肤等途径进入人体,在人体内逐渐积蓄起来。经大量的研究证实,它能妨碍红血球的生长和发育,摧残人的中枢神经,造成智力下降。当成年人的血铅含量(血液中的含铅量)超过10~60微克/100毫升时,将引起贫血、牙齿变黑、神经麻痹、腕臂不能屈伸、肝功能障碍等慢性中毒症状,而且提高便秘、血管病、脑溢血和慢性肾炎的发病率。当血铅含量超过60~80微克/100毫升时,随着血液中红血球状态的变化会出现四肢肌肉麻痹、严重腹痛、脸色苍白以至死亡等典型铅中毒症状。铅一旦进入人体,即使通过药物治疗也难排出。大气环境中铅污染最大的受害者是儿童,如果儿童体内增加微量的铅,就会导致智力下降,影响正常发育,甚至引发多种疾病。儿童之所以对于铅特别敏感,主要是因为儿童身体弱小,肠胃系统吸收率较高,且儿童正处于生长发育阶段,特别容易受到铅的伤害。铅污染对于儿童产生的不良影响主要是对中枢神经系统功能与发育方面,导致各种行为失常,如精神不能集中、不服从要求或命令、语言能力差、智商较低等。研究表明,血铅每升高10微克/公升,儿童智商数平均下降2.5。
50.世界上最早使用无铅汽油的国家有哪些?&&& 目前,世界汽油市场中无铅汽油发展迅速,比例持续增加,无铅汽油使用已很普遍。西方发达国家由于受汽车排铅污染最早、最严重,因此在汽油中采取限铅和禁铅的行动也最早最快。日本在1975年实现了普通汽油无铅化。1978年对优级汽油铅含量限制在0.13~0.23克/升,1987年车用汽油已全部不加铅,成为世界上汽油无铅化最早的国家。美国从1975年开始限铅,到1988年基本实现了汽油无铅化。原西德、荷兰、比利时、卢森堡和丹麦等国都已取消了含铅汽油。发展中国家和地区限铅起步较晚,速度较慢,但近几年来,限铅和禁铅工作也引起了高度重视,并正在付诸实施。自1996年以来,我国积极开展了淘汰含铅汽油,推广尤铅汽油的工作。日,北京市率先实现了汽抽无铅化。随后,上海市、广州市、天津市等20多个城市也都逐步实现了汽油无铅化。1998年9月国务院发出通知,全国分两个阶段淘汰含铅汽油,实现汽油无铅化。日起,全国46个环境保护重点城市实现车用汽油无铅化。日,全国范围停止生产车用含铅汽油,改产无铅汽油;日,在全国范围内全面禁止销售、使用含铅汽油。
51.使用无铅汽油后会对汽车的使用性能有影响吗?&&& 铅在汽油中的作用是提高汽油的抗爆性能,去除铅之后,为了保证无铅汽油的抗爆性能,无铅汽油的生产工艺将进行改进,或者添加其他抗爆剂,但只要其抗爆指数相同,就能够保证汽油的使用性能,是否含铅并不重要。因此,对汽车的使用性能真正起关键作用的是汽油的辛烷值和抗爆指数。但由无铅汽油引出的另外一个问题是有可能造成发动机的气门阀座磨损、下陷。含铅汽油燃烧后的铅化合物沉积在阀座表面,形成一层保护层,起润滑剂的作用,可防止阀座磨损,而无铅汽油则不能做到这一点。这个问题曾经是困扰无铅汽油使用的一个实实在在的问题,但问题也并没有那么严重,无铅汽油对气门阀座是否有影响主要取决于发动机气门阀座的材质及其加工质量。自20世纪70年代发达国家开始使用无铅汽油以来,他们就发现了这个问题,并从发动机的设计上早已经解决了这个问题,改进了气门系统所使用的材料。目前,我国生产的汽油车辆,也都已经采用了国外的这一普遍应用的技术,发动机气门系统所使用的材料都是适用于无铅汽油,且耐磨强度很高的材质,从根本上解决了这一问题。我国最早实施汽油无铅化的北京市是从1997年开始的,经过了几年的运行实践,也已经证明,我国的各种汽油车型使用无铅汽油是没有问题的。
52.为什么要在汽油中添加清净剂?&&& 汽油清净剂是一种具有清洗、保洁、抗氧、破乳和防锈性能的多功能汽油添加剂。&&& 目前,我国生产的车用汽油以催化裂化汽油馏分为主,烯烃含量较高。烯烃具有热不稳定性,容易形成胶质,造成沉积而严重影响汽车排放。由于芳香烃是汽油中的高辛烷值组分,随着我国淘汰了作为辛烷值添加剂的四乙基铅,势必要求汽油中高芳香烃汽油馏分的增加,而芳香烃也是一种易于形成燃烧室沉积物的组分,由此可见,我国车用汽油的洁净性较差。&&& 目前,我国在用汽车中仍以化油器车为主,由于车辆印长期使用,发动机油路系统普遍较脏,使废气排放、油耗,动力性与原车设计要求相比都严重变差。电喷车的使用在我国起步较晚,其中汽油喷嘴具有极为精密的公差,极易受污垢的影响。一旦在喷嘴上形成沉积物,将导致电控系统对炽料调节的削弱或失控,使动辆性能和燃油经济性能降低,排放恶化,更严重的将堵塞油路,使车辆不能正常工作。&&& 汽油清净剂可对节气门、化油器、进气阀、喷油嘴等处已经生成的积炭具有清洗功能,可消除由于积炭而引起的开车怠速不稳、加速供油不畅、油耗增高、尾气排放恶化等琐象。同时,长期使用添加清净剂的汽油,可使供油系统保持清洁,防止喷嘴堵塞、积炭生成。因此,汽油中加入清净剂能够较有效地解决由于目前我国汽油的清净性能较差所造成的一系列汽车使用中所发生的问题,有利于车辆保持良好的动力性、经济性和排放性能。在我国的一些大城市,如北京、上海、广州等,中国石化集团已经在其所销售的汽油中加入了清净剂,以高清洁汽油的形式提供给用户,普遍得到了用户的好评。在国家环保总局颁布的《车用汽油有害物质控制标准》中,明确规定了“车用无铅汽油中应加入能有效清除积炭的清净剂。”
53.汽油的油品组分和质量对汽车的污染物排放会有什么影响?&&& 汽油的基本成分是烷烃、烯烃和芳香烃等碳氢化合物,以及含氧的有机化合物,如醇类和醚类等有机化合物。为了降低汽车有害物排放,并改善发动机的动力性和经济性,必须不断提高汽油的质量,优化汽油组分。优化汽油组分,即控制汽油的化学组成,如苯、芳烃、氧、硫、烯烃的含量以及挥发性等。&&& 苯是公认的有毒致癌物质,并且没有安全下限。苯除了会通过汽车尾气排放到大气外,还可通过贮油罐、加油站、发动机等随汽油蒸发直接进入大气。同时,汽油中苯含量的多少还直接影响着汽车向大气中所排放的其他有毒有害物质的排放量。&&& 汽油中的芳烃,主要是苯、甲苯和混合二甲苯等,是汽油中高辛烷值组分来源之一。芳烃含量的增加,除会使有毒物质的排放明显增加外,还会导致燃烧室沉积物的增加,使氮氧化物和碳氢化合物的排放量增加。&&& 烯烃是不饱和烃类化合物,具有良好的抗爆性能。但是,烯烃具有热不稳定性,容易形成胶质,在发动机内形成沉积物,影响汽车的正常工作状态,使污染物排放增加。烯烃蒸发进入大气后,在太阳紫外线照射下很容易发生光化学反应,生成光化学烟雾。同时,汽油中烯烃含量的增加,还会增加尾气中有毒致癌物的排放。&&& 汽油中硫的存在会引起催化转化器中毒,直接影响催化转化器的转化效率。因此,控制汽油中的硫含量,使此净化器中催化剂的活性保持在较高的水平,可以保证催化净化作用的有效发挥。同时,汽油中硫的存在还直接影响二氧化硫、硫酸盐以及硫化氢等这些对酸雨形成有着重要贡献的污染物的排放量。&&& 铁、铜、锰等金属添加剂往往也有提高发动机抗爆炳功能。但是,这类添加剂所起的副作用和铅、硫类似,有的会造成催化器中毒、发动机沉积物形成、颗粒物排放增加,有些沉积物会引起发动机部件的严重磨损,有的直接对北产生危害。这些金属或非金属类添加剂,可能在生产环暂用,也可能在流通环节加入,最终将危害人们健康,池环境。&&& 除了汽油组分对汽车污染物的排放会有影响之外,湘的性能指标,如抗爆性、蒸发性等,对尾气排放也有一定的影响。&&& 蒸发性是指汽油从液态转变为气态的性质。汽油能否进气系统形成良好的可燃混合气,其蒸发性能是主要因为汽油蒸发性的好坏直接影响到进入气缸的混合气质量、地质量,最终影响到尾气排放的质量。汽油的蒸发性好,混合气进入气缸前已混合均匀,在气缸中燃烧时更容易燃烧全,则产生的不完全燃烧产物相对较低,否则,反之。当然,汽油的蒸发性并不是越强越好,夏季时,蒸发性太强,汽油在供油系统中(油泵和油管)形成的蒸气过多,会和气阻,导致发动机供油不畅,反而影响了燃烧质量,造成排放变差;同时,蒸发性过强,会使油箱中汽油的蒸发勤加,燃油蒸发损失加大,增加碳氢化合物的排放,而造成环境大气的污染。&&& 汽油的抗爆性是指汽油在发动机气缸中燃烧时,避免产生爆燃的能力,用辛烷值来表示。实际上我们看到的代表汽油牌号的数字就是辛烷值。辛烷值越高,汽油的抗爆性就越好,发动机燃烧正常,车辆的动力性、经济性和排放性能都能保证;辛烷值不足,会引起发动机爆燃,不仅动力性、经济性下降,而且尾气排放也会因燃烧不正常而变差,严重时会导致发动机损坏。&&& 因此,在车辆的使用过程中,应严格按照制造厂使用说明书中规定的燃油牌号加燃油,同时,尽量到汽油质量有保证的正规加油站加油,自觉使用有质量保证的燃油,达到减少汽车排放、保护环境的目的。&&& 为了控制和减少汽油中有害物质对人体和环境的危害,国家已经发布实施“车用无铅汽油”技术要求和“车用汽油有害物质控制标准”,对汽油的性能指标和有害物质的含量提出了要求(见表2)。国家质量技术监督局1999年一季度对车用汽油的抽查结果表明,我国汽油涉及环保的指标存在一些问题,如烯烃含量高等。
表2& 车用汽油技术要求
项&&& 目&中国标准&欧洲标准&美国标准&日本标准实施日期抗爆性研究法辛烷值(RON)蒸气压/kPa
铅/(g/L)苯/%(体积分数)烯烃/% (体积分数)芳烃/% (体积分数)锰/(g/L)铁铜磷/(g/L)硫/%(质量分数)&90#、93#、95
秋、冬季≤88春、夏季≤740.013≤2.5≤35≤40≤0.018不得检出不得检出≤0.0013≤0.08&95#
1、2级35~703、4级45-800.0051.018.042.0----0.015&91#、93#、96#
01.010~1224~260--00.012-0.015&96#、86G
01.042----≤0.01
54.柴油的油品质量会对其污染物排放有影响吗?柴油是从石油经过提炼加工而成。它是多种碳氢化合物的混合物,主要成分为碳和氢,也含少量的氧、氮和硫等杂质。车用柴油机使用的燃油主要是轻柴油,轻柴油的主要性能指标包括:发火性、蒸发性、粘度、低温流动性、腐蚀性,以及灰分、水、机械杂质等。其中,对汽车排放影响较大的指标是发火性(指十六烷值)、腐蚀性(主要指硫含量)及化学成分。&&& (1)发火性& 燃料的发火性表示其自燃能力。当燃料达到一定温度不用点火而自行着火燃烧时的温度称为自燃点,柴油的自燃发火性用十六烷值或十六烷指数表示。十六烷值对柴油机的排放性能影响较大。十六烷值不足即着火性差,使滞燃期加长,预混合燃烧量过多,导致运转粗暴,噪声加大,氮氧化物排放增加;十六烷值过高,柴油的热稳定性降低,会在高温高压的汽缸内形成大量不易完全燃烧的游离蛾,导致后燃期延长,排放黑烟增加,发动机功率降低,油耗增加。柴油机各种污染物的排放,一般均随燃料十六烷值的提高而降低。常规柴油的十六烷值在40—50之间,低排放柴油要求十六烷值在55以上。&&& (2)腐蚀性& 车用柴油的腐蚀性用硫含量、酸度、铜片腐蚀等级等指标表示。其中,对排放影响最大的是硫含量。柴油中的硫经燃烧后生成二氧化硫和粒状硫化物,约有98%的硫是以二氧化硫排出,剩下的形成硫酸及各种金属硫化物,并呈粒状排出,是柴油机排放的颗粒物的重要组成部分之一。因此,降低柴油含硫量就相应地降低了微粒的排放量,并且硫也会使柴油车的催化转化器失效。我国轻柴油的生产以直馏炼制为主,占柴油生产量的50%以上,直馏柴油十六烷值高,焦质、芳烃、硫含量等都 相对较低。而二次加工的裂化柴油组分作为车用柴油应该进行加氢精制,但我国二次裂化柴油多数未经加氢精制,就调和进柴油中。表3给出了我国轻柴油标准与国外标准的比较。表3我国轻柴油标准与国外标准的比较&技& 术& 要& 求项&&& 目&中国轻柴油GB 252--1994&欧洲联盟&美国&日本实施日期闪点/℃灰分/%(质量分数),最大水分/(mg/kg)十六烷值硫含量/%(质量分数)最大10%残留物/%(质量分数)最大芳香烃含量/%(体积分数)最大&55(—10#优等品)0.01痕迹≥450.2~1.00.3&550.0120051.00.0350.30&≥380.01
≥400.050.1535&≥50
55.什么叫清洁代用燃料?目前,在汽车上使用较为普遍的清洁代用燃料有:天然气、液化石油气、醇类和醚类燃料等。之所以被称为清洁代用燃料,是因为这些气体燃料和醇、醚类燃料的相对分子质量比汽油、柴油小得多,对燃料和空气的混合、燃烧、控制炭烟都有利,采用这类气体或液体燃料代替汽油、柴油,作为汽车用燃料,其尾气排放中一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、二氧化碳(C02)污染物的排放量都比汽油、柴油低得多;另外,醇类燃料含氧,还可促进燃料燃烧更完全,且燃烧温度降低,导致氮氧化物(NOX)排放量减少。因此,统称为清洁代用燃料。
56,CNG、LPG车是什么?&&& CNG是压缩天然气(compressed natural gas)的英文缩写;LPG是液化石油气(1iquefied& petroleum gas)的英文缩写,这两种燃料都是汽油车或柴油车的代用燃料。CNG车、LPG车分别是采用压缩天然气或者液化石油作为燃料的汽车。在北京等城市,到处可以看见标有DG、CNG的公共交通汽车和出租车。这些车辆必须到专门天然气站补充燃料。57.液化石油气车辆的优点有哪些?&&& 汽车用液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷,其特反是热值高,抗爆性能好,着火温度高,火焰传播速度慢,因此需要较高的点火能量。由于液化石油气(LPG)与空气混合时同为气态,较容易混合均匀,燃烧较完全,一氧七碳(CO)的排放量比汽油车低60%~80%;同时,由于液化石油气燃烧温度低,氮氧化物(NOX)的生成量较少。因此,与汽油车、柴油车相比,液化石油气汽车具有排放污染物较低的优点。但是,这并

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