2023年汽车尾气排放曹春阳 最新07版副本.docx

本科生毕业设计〔论文〕 摘 要 汽车是能源消耗和污染物排放的主要来源。随着我国汽车保有量的急剧增加，尾气排放问题日益严重。当前我国汽车尾气排放水平仅相当于兴旺国家20世纪70年代中后期水平，汽车产生的大量尾气排放污染物集中在城市道路中排放。同时由于我国城市道路交通路网及配套设施的相对落后，不但使交通拥堵问题日趋突出，而且使由于汽车排放而导致的环境污染也日益严重。因此对城市汽车排放污染综合控制的研究已成为当前一项非常紧迫的工作。 论文介绍我国汽车尾气排放问题的现状，比照分析了国内与国外汽车尾气排放标准，介绍了汽车尾气排放物CO、HC、NOx、微粒(PM)及炭烟的生成机理，论述了汽车尾气污染物危害；以汽(柴)油机及城市运行的汽车为研究对象，用理论分析的方法对汽车排放污染物的影响因素进行研究，主要影响因素内容包括过量空气系数φa、点火(喷油)提前角、运转工况、发动机的类型等等。最后提出汽车尾气治理的对策，包括机内控制技术、机外控制技术、外环境控制技术。论文的研究对我国城市交通汽车排污综合控制研究进行了有益探索，希望能对促进我国城市大气环境污染的改善，确保城市交通的协调开展具有一定的理论和现实意义。 关键词：城市交通；汽车排放；控制技术 Abstract Cars are a major source of energy consumption and pollutant emissions. With the dramatic increase in car ownership in China's increasingly serious problem, exhaust emissions. The current level of emissions of automobile tail gas in China is only equivalent to the level of developed countries in the late nineteen seventies, large exhaust pollutant emissions from motor vehicles emissions in the city road. At the same time, because of our country city road traffic network and infrastructure is relatively backward, not only makes the traffic congestion problem has become more prominent, and the environmental pollution caused by automobile exhaust has become more and more serious. Therefore, study on the integrated control of vehicle emission pollution in city has become an extremely urgent work. The paper introduces the status quo of China's automobile exhaust emissions problem, comparison and analysis of the domestic and foreign automobile exhaust emission standards, introduced the automobile exhaust emissions of CO, HC, NOx, particle (PM) and the mechanism of formation of carbon smoke, this paper discusses the harm of automobile exhaust pollutants; steam (Chai) cars run oil machine and the city as the research object, to study the factors of automobile emission by the method of theoretical analysis, the main factors include the excess air coefficient φ a, ignition advance angle (injection), operating condition, the engine type etc.. Finally put forward the countermeasure of vehicle exhaust governance, including machine control technology, the machine control technology, environmental control technology. This paper has carried on the beneficial exploration to the city traffic of our country automobile emission research of integrated control, hoping to promote China's air pollution in city improvement, ensure that has a certain theoretical and practical significance of harmonious development of city traffic Keywords: City traffic; Vehicle emission; Control technology 目 录 第1章 绪 论 1 1.1 我国汽车尾气排放的现状 1 1.1.1 机动车保有量状况 1 1.1.2 机动车污染物排放的特征 2 1.1.3 研究主要意义 2 1.2 国内外汽车排放标准比照分析 3 1.2.1 国外汽车尾气排放标准 3 1.2.2 我国汽车尾气排放标准 5 1.3 研究的主要内容 7 第2章 汽车尾气排放物的生成机理及危害 8 2.1汽车尾气排放物的生成机理 8 2.1.1 CO的生成机理 9 2.1.2 HC的生成机理 10 2.1.3 NOx的生成机理 10 2.1.4微粒(PM)及炭烟的生成机理 11 2.2污染物的危害 11 2.2.1 一氧化碳(CO) 12 2.2.2 碳氢化合物(HC) 12 2.2.3 氮氧化合物〔NOx〕 12 2.2.4 固体悬浮颗粒 12 第3章 汽车尾气排放的影响因素分析 14 3.1过量空气系数φa的影响 14 3.1.1过量空气系数φa对汽油机的影响 14 3.1.2过量空气系数φa对柴油机的影响 15 3.2 点火提前角的影响 15 3.3 运行工况的影响 16 3.4发动机类型的影响 18 3.4.1汽油机与柴油机排放特性的比照 18 3.4.2不同柴油机燃烧室的排放特性比照 19 3.5外环境因素的影响 20 3.5.1城市道路条件的影响 20 3.5.2 交通设施两侧工程布局的影响 20 3.5.3 不同交通时段的影响 21 第4章 汽车尾气排放控制技术 23 4.1 机内控制技术 23 4.1.1 推迟点火(喷油)时间 23 4.1.2 废气再循环 24 4.1.3 燃烧系统的优化设计 27 4.1.4 提高点火能量和电控汽油喷射技术 27 4.1.5 增压及增压中冷 28 4.1.6 改善喷油特性 28 4.2 机外控制技术 29 4.2.1 催化净化技术 29 4.2.2 机外等离子体法净化汽车尾气 34 4.2.3 颗粒捕集器及再生系统 34 4.2.4 非尾气污染物控制技术 35 4.3 外环境控制技术 35 4.3.1 城市交通规划管理 35 4.3.2 城市交通控制管理 36 4.3.3 城市交通环境工程 37 第5章 总结 38 参考文献 38 致 谢 41 附 录 42 IV 第1章 绪 论 1.1 我国汽车尾气排放的现状 在我国，汽车排放污染大的原因除人口密度大，汽车数量剧增外，最重要的是长时期的高度保护政策导致的我国汽车生产技术和环保标准落后、汽车性能差、使用年限过长、车用燃油品质差等问题，资料显示，我国的汽车尾气排放标准比大多数兴旺国家落后近10年[1]，并且执行情况参差不齐。即使是到达我国排放标准的汽车，其排放的一氧化碳数量也是欧洲车辆的两倍左右，碳氢化合物和氮氧化物排放数量是欧洲车辆的3倍以上。与美国标准相比，我国一氧化碳排放量上限高出56%，氮氧化物高出32%，碳氢化合物那么高出3倍以上。而大气污染的本钱及其造成的损失是极其高昂的。据世界银行估计，因空气污染导致的医疗本钱增加以及工人生病丧失生产力使中国GDP被抵消掉5%[2]。曾经我国某城市对该市的机动车辆尾气污染程度作了如下简单调查：该市目前拥有机动车辆13万辆，并以年增率15%的速度增加。机动车年排放一氧化碳4.4万吨，相当于该市工业企业一氧化碳排放量的46倍。市区主要交通道路中心点一氧化碳超标2倍以上的达65%，在车流量顶峰的时候，有的监测点一氧化碳浓度高达每立方米70mg，超标6倍。在车流量相比照拟集中的火车站，氮氧化合物测点平均值为每立方米0.059mg，超标0.18倍。因此,汽车尾气污染日趋严重,现代城市大气污染主要来源于汽车的尾气。有资料说明，我国各大中型城市汽车尾气排放物造成空气污染占到50%左右[3]，而且对在用车检测结果来看，尾气排放不合格的车辆占被检测车的50—60%[4]。 1.1.1 机动车保有量状况 我国近年来机动车产业开展迅速，2023年汽车产量325万辆〔1995年为145万辆，摩托车1200万辆，农用车产量290万辆〕2023年汽车产量到达400万辆。因此，我国机动车保有量增长较快，平均年增长率接近15%这在城市表现的更为明显。90年代以来，北京市机动车保有量平均年增长速度到达17.4%广州市情况与之相近。同其他国家相比，我国机动车保有量状况有以下几个特点[5]： 〔1〕轻型车特别是轿车增长速度最快近年来年平均增长速度已经超过30%，但同兴旺国家相比，我国轿车比例仍然相对较低，仅占总保有量的16%~20%，轿车开展还有很大潜力； 〔2〕柴油车比例较低且大局部为重型车重型柴油车约占重型车总量的50%，而轻型柴油车的比例很低平均在15%以下； 〔3〕局部城市摩托车保有量增长较快，已成为机动车保有量的重要组成局部； 〔4〕重型车开展平缓保有量比例呈下降趋势； 〔5〕城市中出租车已经占到一定的比例，由于这局部车辆行驶里程较大,排放相对严重，应给予充分重视。 〔6〕目前我国汽车工业正处于一种良好的环境中，作为国家重要生产行业之一的汽车工业必将还会有很大的开展，我国机动车保有量在一定时期内仍将保持高速增长的势头。 1.1.2 机动车污染物排放的特征 随着机动车辆增多,污染物排放总量不断增加.从我国典型城市机动车污染物排放分担率(排放分担率能宏观上反映机动车排气对城市大气环境污染的影响)程度的结果分析，我国机动车污染物排放有以下特征[6]: 〔1〕机动车尾气排放已成为我国城市大气污染的主要来源北京和广州约80%的CO和40%的NOx均来源于机动车排放源，中国100万人口以上的大城市空气污染类型正由煤烟型向混合型或机动车污染型转化； 〔2〕目前我国机动车运行处于不充分燃烧状况，其主要原因