汽车使用基础第6章-汽车公害及防治课件.ppt

1、 第第6章章 汽车公害及防治汽车公害及防治目录目录汽车排放公害及防治汽车排放公害及防治汽车噪声公害及防治汽车噪声公害及防治汽车电磁波公害及其控制汽车电磁波公害及其控制汽车有害废弃物及其处理汽车有害废弃物及其处理6.16.26.36.46.1汽车排放公害及防治汽车排放公害及防治6.1.5 汽车排放污染物的检测及标准汽车排放污染物的检测及标准6.1.4 汽车排放污染物的控制汽车排放污染物的控制6.1.3影响柴油机有害排放物生成的主要因素影响柴油机有害排放物生成的主要因素6.1.2 影响汽油机排放污染物生成的主要因素影响汽油机排放污染物生成的主要因素6.1.1汽车排放污染物的形成及危害汽车排放污染物

2、的形成及危害6.1.1汽车排放污染物的形成及危害汽车排放污染物的形成及危害有害成分有害成分：CO、HC、NOx、SO2、铅化合物、碳烟和、铅化合物、碳烟和 油雾等；油雾等；无害成分无害成分：N2、CO2、O2、H2和水蒸气等。和水蒸气等。n 1.一氧化碳的形成原因一氧化碳的形成原因CO是烃燃料燃烧的中间产物，主要是由于碳氢燃料燃烧时氧气相是烃燃料燃烧的中间产物，主要是由于碳氢燃料燃烧时氧气相对不足而产生对不足而产生CO是汽油机排气中有害成分含量最大的物质。是汽油机排气中有害成分含量最大的物质。柴油机的过量空气系数较大，在全负荷和低负荷时，由于混合气柴油机的过量空气系数较大，在全负荷和低负荷时，

3、由于混合气很不均匀，造成局部氧化不足，或燃气温度低，使氧化反应慢，很不均匀，造成局部氧化不足，或燃气温度低，使氧化反应慢，燃烧时燃烧时COCO产物较多。产物较多。总体上是稀混合气，过量的氧还使总体上是稀混合气，过量的氧还使CO在排气过程中氧化为在排气过程中氧化为CO2。n 2.碳氢化合物的形成原因碳氢化合物的形成原因 6.1.1汽车排放污染物的形成及危害汽车排放污染物的形成及危害v 不完全燃烧的产物不完全燃烧的产物 当燃烧条件不利，或局部混合气不均匀，如火花塞周围当燃烧条件不利，或局部混合气不均匀，如火花塞周围的空隙，活塞和气缸盖间的挤气间隙等，造成部分混合的空隙，活塞和气缸盖间的挤气间隙等，

4、造成部分混合气未燃烧完就随废气排出。气未燃烧完就随废气排出。混合气过浓、过稀、雾化不良或混入的废气过多，都会混合气过浓、过稀、雾化不良或混入的废气过多，都会引起火焰传播不良，造成燃烧不完全或不能燃烧，都会引起火焰传播不良，造成燃烧不完全或不能燃烧，都会增加增加HC排放量。排放量。v 蒸发泄漏的燃油蒸气蒸发泄漏的燃油蒸气v 曲轴箱、燃油箱及化油器等处的燃油蒸气的逸出，是曲轴箱、燃油箱及化油器等处的燃油蒸气的逸出，是HC的的另一来源。另一来源。6.1.1汽车排放污染物的形成及危害汽车排放污染物的形成及危害n 3.氮氧化物的形成原因氮氧化物的形成原因v NOx是在燃烧室高温高压状态下，空气中氧和氮生

5、成是在燃烧室高温高压状态下，空气中氧和氮生成NO和少量和少量的的NO2。v NO在排入大气后又氧化成在排入大气后又氧化成NO2。v 在高温在高温（1000以上）条件下，首先是氧分子分解成氧原子，以上）条件下，首先是氧分子分解成氧原子，而后分子状态的氮与原子状态的氧，或氧分子与氮原子碰撞生成而后分子状态的氮与原子状态的氧，或氧分子与氮原子碰撞生成NO。v NOx的生成量随着燃烧的最高温度升高，高温持续时间增长，混的生成量随着燃烧的最高温度升高，高温持续时间增长，混合气含量合气含量（稍大于（稍大于1）、压缩比增大等而增加。）、压缩比增大等而增加。v 反之可降低反之可降低NOx的生成量。的生成量。v

6、 柴油机压缩比高，混合气大部分在富氧的情况下，因而柴油机压缩比高，混合气大部分在富氧的情况下，因而NOx是柴是柴油机排放中的主要有害成分。油机排放中的主要有害成分。6.1.1汽车排放污染物的形成及危害汽车排放污染物的形成及危害n 4.颗粒的形成原因颗粒的形成原因 图燃烧系统中碳烟粒子的形成过程缺氧，致使燃烧中间产物缺氧，致使燃烧中间产物C-C，H-C裂化，再聚合成炭粒。裂化，再聚合成炭粒。v 碳烟是燃油没有完全燃烧时裂解后形成的产物。当排气中碳烟是燃油没有完全燃烧时裂解后形成的产物。当排气中碳的悬浮颗粒浓度达碳的悬浮颗粒浓度达0.15g/m30.15g/m3时，就会形成可见的黑烟。时，就会形成

7、可见的黑烟。v 颗粒主要是碳及沉积下来的高沸点碳氢化合物和硫等无机颗粒主要是碳及沉积下来的高沸点碳氢化合物和硫等无机物，此外还有金属化合物、硫酸盐，胺类等。物，此外还有金属化合物、硫酸盐，胺类等。n 5.非常规排放物形成的原因非常规排放物形成的原因6.1.1汽车排放污染物的形成及危害汽车排放污染物的形成及危害非常规排放物如：甲醛非常规排放物如：甲醛(HCHO)，乙醛，乙醛(CH3CHO)，丙醛，丙醛(C2H5CHO)，丙烯醛，丙烯醛(C2H3CHO)和丁醛和丁醛(C3H7CHO)等。其中主等。其中主要是甲醛及丙烯醛，使排气产生臭味和具有较强的毒性。要是甲醛及丙烯醛，使排气产生臭味和具有较强的毒

8、性。一般认为，发动机排放物中甲醛的排放主要来自气缸和排气系一般认为，发动机排放物中甲醛的排放主要来自气缸和排气系统中未燃统中未燃HC 的部分氧化。其中，排气管道对甲醛的排放有一的部分氧化。其中，排气管道对甲醛的排放有一定的影响。排气管道中气体的流动状况比较复杂，温度范围大定的影响。排气管道中气体的流动状况比较复杂，温度范围大约在约在800K1500K之间，滞留时间约几毫秒。在较高温度下，之间，滞留时间约几毫秒。在较高温度下，HC和和CH2O 可能完全氧化生成可能完全氧化生成CO和和CO2；在温度较低时，化学；在温度较低时，化学反应速率会极低，以至排气成分没有明显变化。反应速率会极低，以至排气成

9、分没有明显变化。6.1.2 影响汽油机排放污染物生成的主要因素影响汽油机排放污染物生成的主要因素图图6-3 有害排放物浓度与空燃比的关系有害排放物浓度与空燃比的关系n 1.混合气成分混合气成分6.1.2 影响汽油机排放污染物生成的主要因素影响汽油机排放污染物生成的主要因素n 2.点火正时点火正时图图6-4 不同点火提前角的示功图不同点火提前角的示功图n 3.废气再循环的影响废气再循环的影响6.1.2 影响汽油机排放污染物生成的主要因素影响汽油机排放污染物生成的主要因素图图6-5 吸入废气量对吸入废气量对NO生成及动力性的影响生成及动力性的影响6.1.2 影响汽油机排放污染物生成的主要因素影响汽

10、油机排放污染物生成的主要因素n 4.工况工况图图6-6 汽油机排放特性图汽油机排放特性图6.1.3影响柴油机有害排放物生成的主要因素影响柴油机有害排放物生成的主要因素n 1.喷油时刻喷油时刻图图 6-7喷油定时对排放的影响喷油定时对排放的影响6.1.3影响柴油机有害排放物生成的主要因素影响柴油机有害排放物生成的主要因素n 2.燃烧室类型燃烧室类型分隔式燃烧室生成的分隔式燃烧室生成的NOx、CO、HC和碳烟的排放浓度均和碳烟的排放浓度均低于直喷式的，特别是低于直喷式的，特别是NOx排放浓度一般比直喷式燃烧室排放浓度一般比直喷式燃烧室的低的低50%左右。左右。原因是这种燃烧室的燃烧及排放物的生成分

11、两个阶段进行。原因是这种燃烧室的燃烧及排放物的生成分两个阶段进行。在喷油开始和燃烧初期，副燃烧室燃料不可能燃烧完全，在喷油开始和燃烧初期，副燃烧室燃料不可能燃烧完全，从而形成较多的从而形成较多的CO及未燃烃。对生成及未燃烃。对生成NOx仍有不利的影响。仍有不利的影响。主燃烧室内有充足的新鲜空气，使来自副燃烧室的主燃烧室内有充足的新鲜空气，使来自副燃烧室的CO及及HC进一步氧化。高温燃气进入主燃烧室后，温度有所下降，进一步氧化。高温燃气进入主燃烧室后，温度有所下降，抑制了抑制了NOx的生成。然而，在起动工况的排放物浓度将会的生成。然而，在起动工况的排放物浓度将会比直喷式高。比直喷式高。6.1.4

12、 汽车排放污染物的控制汽车排放污染物的控制 为了降低有害排放并遵守国家有关法规，各汽车公司在降为了降低有害排放并遵守国家有关法规，各汽车公司在降低排放上采取了大量技术措施。这些措施大致分为：低排放上采取了大量技术措施。这些措施大致分为：以降低排放为目标，通过改进发动机燃烧过程为主的机内以降低排放为目标，通过改进发动机燃烧过程为主的机内 处理方法。处理方法。对燃烧排出的有害物，在排气系统等处进行后处理。对燃烧排出的有害物，在排气系统等处进行后处理。对曲轴箱窜气或油蒸汽部分进行处理。对曲轴箱窜气或油蒸汽部分进行处理。其中和又称为机外处理方法。其中和又称为机外处理方法。n 1.机内净化处理机内净化处

13、理（1）压缩比）压缩比（2）燃烧室形状）燃烧室形状（3）汽油机的点火提前角）汽油机的点火提前角（4）燃油喷射系统）燃油喷射系统n 2.机外净化技术机外净化技术 排气的后处理是指气体排出排气的后处理是指气体排出发动机气缸以后，在排气系统中发动机气缸以后，在排气系统中进一步减少有害成分的措施，主进一步减少有害成分的措施，主要指催化转换器要指催化转换器6.1.5 汽车排放污染物的检测及标准汽车排放污染物的检测及标准n 1.汽车怠速试验规范汽车怠速试验规范 这种规范是为测量汽油车怠速时排气中这种规范是为测量汽油车怠速时排气中HC和和CO容积浓度容积浓度而制定的。我国相应的国家标准是而制定的。我国相应的

14、国家标准是GB/T3845。n 2.汽车行驶试验规范汽车行驶试验规范 这种规范是模拟汽车在典型道路上行驶情况而制定出来的这种规范是模拟汽车在典型道路上行驶情况而制定出来的试验程序。试验程序。n 3.柴油机烟度测定试验工况柴油机烟度测定试验工况 柴油机烟度测定工况分为稳态与非稳态两种。柴油机烟度测定工况分为稳态与非稳态两种。6.1.5 汽车排放污染物的检测及标准汽车排放污染物的检测及标准n 4.排气成分分析仪排气成分分析仪 排气成分分析仪要求有较高的灵敏度和良好的选择性，测排气成分分析仪要求有较高的灵敏度和良好的选择性，测量范围适中，仪表线性号，反应快读数稳定，受干扰小等优点。量范围适中，仪表线

15、性号，反应快读数稳定，受干扰小等优点。目前，世界上许多国家使用不分光红外分析仪（目前，世界上许多国家使用不分光红外分析仪（NDIR）作为测）作为测定定CO的标准方法，采用氢离子火焰检测器（的标准方法，采用氢离子火焰检测器（FID）作为测定汽）作为测定汽油机或柴油机油机或柴油机HC总量的标准方法，采用气相色谱仪（总量的标准方法，采用气相色谱仪（GC）作）作为测定为测定HC分量的标准方法，采用化学发光分析仪（分量的标准方法，采用化学发光分析仪（CLA）作为）作为NOx测定的标准方法。测定的标准方法。6.2 汽车噪声公害及防治汽车噪声公害及防治6.2.1汽车噪声及危害汽车噪声及危害6.2.2 汽车噪

16、声的汽车噪声的 来源来源6.2.3 汽车噪声控制汽车噪声控制6.2.4 汽车噪声的标汽车噪声的标 准及检测准及检测6.2.1汽车噪声及危害汽车噪声及危害v 噪声噪声泛指一切对人们生活和工作有妨碍的声音；或者是说人泛指一切对人们生活和工作有妨碍的声音；或者是说人们不需要并希望用一定措施加以控制和消除掉的声音的总称。们不需要并希望用一定措施加以控制和消除掉的声音的总称。v 汽车噪声汽车噪声汽车行驶中产生的综合的声辐射。汽车行驶中产生的综合的声辐射。v 汽车噪声包括汽车噪声包括发动机噪声、传动系统噪声、轮胎噪声和车身发动机噪声、传动系统噪声、轮胎噪声和车身噪声。噪声。n 高于高于70dB的噪声的噪声

17、人心情不安、烦躁、疲倦、人心情不安、烦躁、疲倦、工作效率下降工作效率下降、谈话与通信困难等，从而产生头痛、脑胀、失眠等各种病症。、谈话与通信困难等，从而产生头痛、脑胀、失眠等各种病症。n 长时间处于噪声环境的人，还会导致胃病和神经官能症。长时间处于噪声环境的人，还会导致胃病和神经官能症。n 试验表明：试验表明：80dB会使驾驶者的注意力下降会使驾驶者的注意力下降10%；90 dB时下降时下降20%。汽车噪声范围：汽车噪声范围：60 90 dB，中强度噪声。，中强度噪声。6.2.2 汽车噪声的来源汽车噪声的来源 发动机的噪声是汽车的主要噪声源发动机的噪声是汽车的主要噪声源n空气动力性噪声空气动力

18、性噪声 n燃烧噪声燃烧噪声n机械噪声机械噪声n活塞敲缸噪声活塞敲缸噪声 n配气机构噪声配气机构噪声 n正时齿轮噪声正时齿轮噪声 n喷油泵及其它机械噪声喷油泵及其它机械噪声6.2.3 汽车噪声控制汽车噪声控制n 1.发动机噪声的控制发动机噪声的控制 进气噪声的控制主要是通过采用进气消声器，并结合对空进气噪声的控制主要是通过采用进气消声器，并结合对空气滤清器设计的改善，使其既能满足进气、滤清的要求，又能气滤清器设计的改善，使其既能满足进气、滤清的要求，又能使进气噪声衰减。使进气噪声衰减。风扇噪声的控制主要是通过选择适当的风扇断面形状及安风扇噪声的控制主要是通过选择适当的风扇断面形状及安装角，选用低

19、噪声、功率消耗小的玻璃钢、尼龙等材料，合理装角，选用低噪声、功率消耗小的玻璃钢、尼龙等材料，合理配置冷却系统各部件之间的相对位置。配置冷却系统各部件之间的相对位置。n 2.燃烧噪声的控制燃烧噪声的控制 燃烧噪声控制主要是通过控制燃烧爆发力和减少不正常燃燃烧噪声控制主要是通过控制燃烧爆发力和减少不正常燃烧，适当推迟喷油或点火时间、选用十六烷值较高的柴油和辛烧，适当推迟喷油或点火时间、选用十六烷值较高的柴油和辛烷值较高的汽油、改变燃烧室形状等，达到使燃烧的压力升高烷值较高的汽油、改变燃烧室形状等，达到使燃烧的压力升高率适当下降的目的。率适当下降的目的。6.2.3 汽车噪声控制汽车噪声控制n 3.燃

20、烧噪声燃烧噪声 机械噪声的控制主要是通过控制转速和减小惯性力，同时机械噪声的控制主要是通过控制转速和减小惯性力，同时还可以采取采用隔声、防振措施，例如可在机体侧壁加装隔声还可以采取采用隔声、防振措施，例如可在机体侧壁加装隔声罩；采用双层油底壳，在壳体表面涂敷减振涂层；进排气管设罩；采用双层油底壳，在壳体表面涂敷减振涂层；进排气管设置防振支承等。置防振支承等。6.2.4 汽车噪声的标准及检测汽车噪声的标准及检测n 1.噪声的评价指标噪声的评价指标（1）噪声的声压和声压级）噪声的声压和声压级噪声的主要物理参数有声压与声压级、声强与声强级和声功率与噪声的主要物理参数有声压与声压级、声强与声强级和声功

21、率与声功率级。其中声压与声压级是表示声音强弱的最基本的参数。声功率级。其中声压与声压级是表示声音强弱的最基本的参数。（2）噪声的频谱）噪声的频谱噪声的频谱也是噪声的评价指标之一。以声音频率噪声的频谱也是噪声的评价指标之一。以声音频率(Hz)为横坐标、为横坐标、以声音强度以声音强度(如声压级如声压级dB)为纵坐标绘制的噪声测量图形，称为频为纵坐标绘制的噪声测量图形，称为频谱图。谱图。（3）噪声级）噪声级通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级，而通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级，而是经过听感修正的声压级，称作计权声级或噪声级。是经过听感修正的声压级，称作计权声级或

22、噪声级。6.2.4 汽车噪声的标准及检测汽车噪声的标准及检测n 2.汽车噪声检测仪器汽车噪声检测仪器（1）声级计）声级计（2）频率分析仪）频率分析仪图图6-9 ND2型便携式精密声级计型便携式精密声级计 6.2.4 汽车噪声的标准及检测汽车噪声的标准及检测n 3.汽车噪声测量及标准汽车噪声测量及标准（1）汽车定置噪声测量及标准）汽车定置噪声测量及标准汽车定置噪声测量按汽车定置噪声测量按GBT14365-1993声学声学-机动车辆定置声测量方法机动车辆定置声测量方法的规的规定进行。定进行。（2）汽车加速行驶噪声的测量及标准）汽车加速行驶噪声的测量及标准1）汽车加速行驶噪声的测量按）汽车加速行驶噪

23、声的测量按GB 1496-2002汽车加速行驶车外噪声限值及汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法测量方法的规定进行。的规定进行。2）汽车加速行驶时，车外最大噪声应符合）汽车加速行驶时，车外最大噪声应符合GB 1496-2002汽车加速行驶车外汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法噪声限值及测量方法的规定。的规定。（3）车内噪声测量及标准）车内噪声测量及标准1）车内噪声的测量可按）车内噪声的测量可按GB/T18697-2002声学声学-汽车车内噪声的测量方法汽车车内噪声的测量方法的的规定执行。规定执行。2）车内噪声测量标准）车内噪声测量标准GB 72582004机动车运行安全技术条件机动车运行安全技术

24、条件规定，客车以规定，客车以50 km/h的速度匀速的速度匀速行驶时，客车车内噪声声级应不大于行驶时，客车车内噪声声级应不大于79dB（A）；汽车驾驶员耳旁噪声声级应）；汽车驾驶员耳旁噪声声级应不大于不大于90 dB（A）。）。6.3 汽车电磁波公害及其控制汽车电磁波公害及其控制6.3.1汽车电磁波公害的来源汽车电磁波公害的来源6.3.2汽车电磁波公害的控制汽车电磁波公害的控制 6.3.1汽车电磁波公害的来源汽车电磁波公害的来源 汽车上的电气设备产生的电磁波对汽车周围环境中的电视汽车上的电气设备产生的电磁波对汽车周围环境中的电视机、收音机、无线电装置和汽车内其他电气设备等造成的干扰。机、收音机

25、、无线电装置和汽车内其他电气设备等造成的干扰。n 1.电磁辐射电磁辐射n 2.电路网络电路网络n 3.静电放电静电放电n 4.车载通信设备车载通信设备6.3.2汽车电磁波公害的控制汽车电磁波公害的控制 汽油机点火系的高压电是最主要的电磁污染源，在点火线汽油机点火系的高压电是最主要的电磁污染源，在点火线圈的高压导线引出端或火花塞上串入阻尼电阻，可以有效地抑圈的高压导线引出端或火花塞上串入阻尼电阻，可以有效地抑制电磁辐射的生成。制电磁辐射的生成。n 1.合理布线，减少电路网络干扰合理布线，减少电路网络干扰n 2.使用高压阻尼线或串接阻尼电阻使用高压阻尼线或串接阻尼电阻n 3.并联抗干扰电容并联抗干

26、扰电容n 4.利用电子控制，降低触点的电流利用电子控制，降低触点的电流n 5.采用金属屏蔽采用金属屏蔽6.4 汽车有害废弃物及其处理汽车有害废弃物及其处理6.4.1 汽车有害废弃物的种类和危害汽车有害废弃物的种类和危害6.4.2汽车有害废弃物的处理汽车有害废弃物的处理 6.4.1 汽车有害废弃物的种类和危害汽车有害废弃物的种类和危害n 1.汽车有害废弃物的种类汽车有害废弃物的种类 汽车有害废弃物是指汽车报废场或汽车维修厂等场所汽车有害废弃物是指汽车报废场或汽车维修厂等场所产生的有害废弃物产生的有害废弃物n 2.汽车有害废弃物的危害汽车有害废弃物的危害（1）废润滑油的危害）废润滑油的危害 汽车维

27、护和报废时更换的废油，含有致癌物质、废酸汽车维护和报废时更换的废油，含有致癌物质、废酸和重金属等，属易燃危险废弃物。和重金属等，属易燃危险废弃物。（2）废清洗液的危害）废清洗液的危害碱性较强，对土壤和水质污染较严重。碱性较强，对土壤和水质污染较严重。6.4.1 汽车有害废弃物的种类和危害汽车有害废弃物的种类和危害n 2.汽车有害废弃物的危害汽车有害废弃物的危害（3）废旧电池的危害）废旧电池的危害 废旧电池中所含的汞、铅、镍和锌等重金属，酸、碱废旧电池中所含的汞、铅、镍和锌等重金属，酸、碱等电解质溶液会严重破坏土壤和水质，对人体和环境都会等电解质溶液会严重破坏土壤和水质，对人体和环境都会产生较大

28、的危害。产生较大的危害。（4）废旧橡胶制品的危害）废旧橡胶制品的危害随意丢弃形成了随意丢弃形成了“黑色污染黑色污染”。（5）废弃电子产品的危害）废弃电子产品的危害6.4.2汽车有害废弃物的处理汽车有害废弃物的处理n 1.废润滑油的处理废润滑油的处理 变质较轻的润滑油经过沉淀、过滤、脱水等物理净化变质较轻的润滑油经过沉淀、过滤、脱水等物理净化过程恢复其原有品质；变质严重的润滑油，则经过化学精过程恢复其原有品质；变质严重的润滑油，则经过化学精制去除变质后生成的酸类、酚类、胶质和沥青质等，然后制去除变质后生成的酸类、酚类、胶质和沥青质等，然后补充一定数量的添加剂，成为可再次使用的润滑油。补充一定数量的添加剂，成为可再次使用的润滑油。n 2.废电池的处理废电池的处理 废铅酸电池必须进行回收利用，不可以使用其它办法废铅酸电池必须进行回收利用，不可以使用其它办法进行处置，其收集、运输环节必须纳入危险废物管理。进行处置，其收集、运输环节必须纳入危险废物管理。