汽车产生的有害气体汽车产生的有害气体燃油蒸发 HC： 20%排气 CO： 100% HC： 55% NOx： 100%漏气 HC： 25%概述概述 1. 1. 什么是排放控制系统什么是排放控制系统? ? 排放控制系统是用于减少汽车产生的对排放控制系统是用于减少汽车产生的对 环境和人有害的大气污染物的装置。环境和人有害的大气污染物的装置。 2 2. .什么是大气污染物？什么是大气污染物？ 大气污染物是指燃油箱中的燃油蒸发，大气污染物是指燃油箱中的燃油蒸发， 从气缸壁和活塞之间的漏气，及从排气从气缸壁和活塞之间的漏气，及从排气 管排出的废气。管排出的废气。 排放的气体对环境和人是有害的，因为排放的气体对环境和人是有害的，因为 它包括有害物质一氧化碳（它包括有害物质一氧化碳（COCO）、碳化）、碳化 氢（氢（HCHC）、氮氧化合物（）、氮氧化合物（NOxNOx）。）。 装备柴油发动机的车辆不仅产生一氧化装备柴油发动机的车辆不仅产生一氧化 碳（碳（COCO）、碳化氢（）、碳化氢（HCHC）、氮氧化合物）、氮氧化合物 （NOxNOx），而且还有碳烟），而且还有碳烟 ，对环境和人，对环境和人 体同样有影响。体同样有影响。汽车产生的有害气体汽车产生的有害气体汽车产生的有害气体汽车产生的有害气体燃油蒸发 HC： 20%排气 CO： 100% HC： 55% NOx： 100%漏气 HC： 25%概述概述 (1) (1) 一氧化碳（一氧化碳（COCO） 当燃烧室中氧气不足时，就会当燃烧室中氧气不足时，就会 产生一氧化碳（不完全燃烧）。产生一氧化碳（不完全燃烧）。 2C2C（碳）（碳）+O2+O2（氧）（氧） 2CO2CO（一（一 氧化碳）氧化碳） 一氧化碳（一氧化碳（COCO）被吸入人体之）被吸入人体之 后，进入血液并妨碍血液的输氧后，进入血液并妨碍血液的输氧 能力。如吸入大量一氧化碳会导能力。如吸入大量一氧化碳会导 致死亡。致死亡。燃油蒸发 HC： 20%排气 CO： 100% HC： 55% NOx： 100%漏气 HC： 25%汽车产生的有害气体汽车产生的有害气体概述概述 (2) (2) 碳化氢（碳化氢（HCHC） 和一氧化碳同样，碳化氢（和一氧化碳同样，碳化氢（HCHC） 也是不完全燃烧时会产生。同时，也是不完全燃烧时会产生。同时， 在下列情况也会产生碳化氢（在下列情况也会产生碳化氢（HCHC）：）： 因“猝熄”使温度过低，未达因“猝熄”使温度过低，未达 到燃烧温度时。到燃烧温度时。气门叠开时。气门叠开时。 混合气越浓，碳化氢（混合气越浓，碳化氢（HCHC）产生越）产生越 多。混合气越稀，碳化氢（多。混合气越稀，碳化氢（HCHC）产）产 生越少。混合气太稀时，混合气如生越少。混合气太稀时，混合气如 不能点燃，碳化氢（不能点燃，碳化氢（HCHC）会激增。）会激增。 碳化氢（碳化氢（HCHC）吸入人体后，会致）吸入人体后，会致 癌。碳化氢（癌。碳化氢（HCHC）也会导致光化学）也会导致光化学 烟雾。烟雾。燃油蒸发 HC： 20%排气 CO： 100% HC： 55% NOx： 100%漏气 HC： 25%汽车产生的有害气体汽车产生的有害气体概述概述 (3) (3) 氮氧化合物（氮氧化合物（NOxNOx） 氮氧化合物（氮氧化合物（NOxNOx）是由空气）是由空气 燃油混合气中的氮气和氧气在燃烧燃油混合气中的氮气和氧气在燃烧 室温度达到室温度达到1,8001,800 C C（3,2723,272 F F）以）以 上时产生的。燃烧室温度越高，其上时产生的。燃烧室温度越高，其 生成量越大。混合气越稀，其生成生成量越大。混合气越稀，其生成 量越大，因为混合气中氧的比例太量越大，因为混合气中氧的比例太 高。高。 因此，氮氧化合物（因此，氮氧化合物（NOxNOx）的）的 生成是由燃烧室温度和氧的浓度决生成是由燃烧室温度和氧的浓度决 定的。定的。 N2N2（氮）（氮）+ O2+ O2（氧）（氧） 2NO2NO（NO, NO, NO2 NO2 式式 N2O.N2O.NOxNOx） 氮氧化合物（氮氧化合物（NOxNOx）被吸入人体后，）被吸入人体后， 会刺激鼻子和喉咙。同时它也会导会刺激鼻子和喉咙。同时它也会导 致光化学烟雾。致光化学烟雾。CO HC NOx汽油箱HC汽油窜缸混合气（HC）HC汽车产生的有害气体汽车产生的有害气体概述概述 1.1.废气废气 废气是指从排气管排出的气体。废气是指从排气管排出的气体。 在理论上，汽油燃烧只会产生在理论上，汽油燃烧只会产生CO2CO2（二氧化（二氧化 碳）碳） 和和H2OH2O（水蒸气）。（水蒸气）。 但是，由于空燃比、大气中氮（但是，由于空燃比、大气中氮（N2N2）的含）的含 量、燃烧室温度、燃烧时间等因素，汽油量、燃烧室温度、燃烧时间等因素，汽油 不能按照化学理论产生反应不能按照化学理论产生反应 。 这就是有害物质如一氧化碳（这就是有害物质如一氧化碳（COCO）、碳化）、碳化 氢（氢（HCHC）、氮氧化合物（）、氮氧化合物（NOxNOx）产生的原因。）产生的原因。 2.2.燃油蒸发燃油蒸发 汽油箱、化油器等处的燃油蒸发形成燃油汽油箱、化油器等处的燃油蒸发形成燃油 蒸气进入大气。它的主要成分是蒸气进入大气。它的主要成分是HCHC。 3.3.窜缸混合气窜缸混合气 漏气是从活塞和气缸壁的间隙窜入曲轴箱漏气是从活塞和气缸壁的间隙窜入曲轴箱 的气体。的气体。 它的主要成分是未燃混合气中的它的主要成分是未燃混合气中的 HCHC。废气产生的原理废气产生的原理理论空燃比燃油较浓空燃比较稀理论空燃比理论空燃比 理论空燃比是燃油与它充分燃烧所需的理论空燃比是燃油与它充分燃烧所需的 最少空气量（含氧）的比值。最少空气量（含氧）的比值。 汽油汽油是几种碳氢化合物的混合物，其主是几种碳氢化合物的混合物，其主 要成分是辛烷（要成分是辛烷（C8H18C8H18）。）。 2C8H18 + 25O2 16CO2 + 18H2O 2C8H18 + 25O2 16CO2 + 18H2O 1 1克辛烷完全燃烧克辛烷完全燃烧1 1克辛烷完全燃烧成为克辛烷完全燃烧成为 水蒸气水蒸气(H2O)(H2O)和二氧化碳和二氧化碳(CO2)(CO2)需要需要1515克克 的空气。的空气。 实际实际燃油不是纯辛烷，而是和几种碳氢燃油不是纯辛烷，而是和几种碳氢 化合物的混合物。因此理论空燃比大约化合物的混合物。因此理论空燃比大约 是是14.714.7。废气产生的原理废气产生的原理CO （%） HC （PPM）理论空燃比NOx （PPM）HC较浓空燃比较稀CONOx理论空燃比理论空燃比 理论空燃比是燃油与它充分燃烧所需的理论空燃比是燃油与它充分燃烧所需的 最少空气量（含氧）的比值。最少空气量（含氧）的比值。 汽油汽油是几种碳氢化合物的混合物，其主是几种碳氢化合物的混合物，其主 要成分是辛烷（要成分是辛烷（C8H18C8H18）。）。 2C8H18 + 25O2 16CO2 + 18H2O 2C8H18 + 25O2 16CO2 + 18H2O 1 1克辛烷完全燃烧克辛烷完全燃烧1 1克辛烷完全燃烧成克辛烷完全燃烧成 为水蒸气为水蒸气(H2O)(H2O)和二氧化碳和二氧化碳(CO2)(CO2)需要需要1515 克的空气。克的空气。 实际实际燃油不是纯辛烷，而是和几种碳氢燃油不是纯辛烷，而是和几种碳氢 化合物的混合物。因此理论空燃比大约化合物的混合物。因此理论空燃比大约 是是14.714.7。排放标准排放标准LA#4模式速度（km/h）新EC模式10.15模式速度（km/h）速度（km/h）时间（秒）时间（秒）时间（秒）概述概述 排放标准法规排放标准法规 今日全世界的多数国家都制定了今日全世界的多数国家都制定了 各种法规，来防止排放气体造成各种法规，来防止排放气体造成 的空气污染。此标准统称为排放的空气污染。此标准统称为排放 控制法规。其测量方法和其标准控制法规。其测量方法和其标准 值各国有所不同。下面将简单介值各国有所不同。下面将简单介 绍具有代表性的测量模式间的不绍具有代表性的测量模式间的不 同。同。 美国（美国（LA#4LA#4模式）模式） 此模式模拟在美国洛杉矶（缩写此模式模拟在美国洛杉矶（缩写 为为LALA）郊区的复杂驾车方式。此）郊区的复杂驾车方式。此 模式近似于真实的驾车条件。模式近似于真实的驾车条件。 欧盟（新欧盟（新ECEC模式）模式） 此驾车模式已增补了模拟高速公此驾车模式已增补了模拟高速公 路驾车模式，以及最严格的氮氢路驾车模式，以及最严格的氮氢 化合物标准。化合物标准。 日本（日本（10.1510.15模式）模式） 此模式模拟在装有交通信号灯城此模式模拟在装有交通信号灯城 市中的驾车方式。市中的驾车方式。排放标准排放标准稀释空气汽车转鼓试验台排气时间（秒）速度（km/h）概述概述 浓度和气体总重量的测量方法浓度和气体总重量的测量方法 共有共有2 2种测量排放气体的方法。种测量排放气体的方法。 浓度测量法浓度测量法 测量排放气体中含有的测量排放气体中含有的 COCO HOHO NOxNOx的浓度量。的浓度量。 气体总重量测量法气体总重量测量法 测量气体总重量时，按图所示测量气体总重量时，按图所示 模拟真实的驾车，测出在实验模拟真实的驾车，测出在实验 过程中排出的过程中排出的COCO HOHO NOxNOx的气体的气体 总重量。总重量。 近年来，测量气体总重量正成近年来，测量气体总重量正成 为主要测量方法。为主要测量方法。 车辆所产生的有害气体总重量车辆所产生的有害气体总重量 比有害气体的白分率更为重要。比有害气体的白分率更为重要。排放控制系统排放控制系统废气发动机装置窜缸混合气燃油蒸发曲轴箱强制通风系统燃油蒸发控制系统改善燃烧室改善进气和排气系统改善燃油系统（EFI）改善点火系统（ESA, DIS）三元催化转化器 （TWC）减速控制系统 减速缓冲器系统 减速器燃油切断系统废气再循环系统（EGR） VVT-i系统的内部EGR效果概述概述 为了使这三种物质为了使这三种物质 CO/HC/CO/HC/NOxNOx的排放量符合的排放量符合 排放标准的要求，需要应排放标准的要求，需要应 用高科技。用高科技。 对于实际车辆来说，不仅对于实际车辆来说，不仅 要降低这些物质的排放，要降低这些物质的排放， 而且车辆装置还要求保证而且车辆装置还要求保证 其耐用性、可靠性、安全其耐用性、可靠性、安全 性和耗油率基本上符合相性和耗油率基本上符合相 关标准。关标准。 左侧列出了改进排放净化左侧列出了改进排放净化 的措施和装置的措施和装置, ,因国家和因国家和 地方法规而异。地方法规而异。排放控制系统排放控制系统1-(1)挤压区1-(2)发动机的改进 为了改良发动机输出功率和燃油消耗率，并同时减少有害 气体的产生， 发动机作了较大的改进。下列项目并不在所有类型发动机 上采用，但对某种发动机则最为有效。1. 燃烧室结构和进气系统的改进 (1) 挤压区的采用 燃烧室的挤压区在进气行程终了时产生强涡流，并持续到 作功行程。涡流提高了燃烧速度，使空气燃油混合气燃 烧更完全，同时降低HC和CO的生成量。 (2) 涡流的形成 弧形的进气口使空气燃油混合气在进气行程中，进入燃 烧室时，朝燃烧室边缘方向形成适当的涡流。涡流从压缩 行程持续到作功行程，和挤压产生相同的作用。2.电子燃油喷射（EFI）、电子控制点火提前（ESA）、直 接点火系统（DIS）的采用 由于电子燃油喷射（EFI）系统，能产生恰当的空燃比的空 气燃油混合气，电子控制点火提前（ESA）系统和直接 点火系统（DIS），能是点火正时根据行驶情况得到更精确 的调节，使得混合气燃烧更充分，并达到废气的减少的目 的。欧II欧III欧IV排放控制系统排放控制系统100%0300 C40