降低汽车发动机排放的技术

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

张浩

长城汽车股份有限公司,蜂巢易创科技有限公司,河北省保定市,071000

摘要

由于经济和社会建设的快速发展,人们当前的精神生活环境越来越接近信息工业化和现代科学技术时代。在城市旅行社方面,汽车还以其他产品的灵活性、便捷性、速度和效率,在竞争激烈、无序的国际市场和竞争激烈的行业中脱颖而出,广泛应用于城市社会日常生产和社会日常生活。然而,汽车的推广应用也是一把双刃剑。虽然汽车也可以用来促进人们当前交通生活的改善,但与普通步行、骑自行车等替代交通工具相比,它只是一种“非环保”的交通工具。它不仅直接污染和破坏周围的自然环境,而且对人们的健康有很大的间接影响。


关键词

汽车发动机;降低排放;控制技术

正文

随着全球机动燃料汽车发动机对废气排放和污染等社会问题的影响对整个人类环境资源、社会群体的影响越来越严重,各国政府和其他相关国家社会机构也越来越关注一系列相关的污染问题,这些问题导致全球空气污染加剧,并可能加剧全球空气变暖,其中汽车发动机尾气污染和排放污染问题更加明显,这将成为导致这些重大环境保护问题加剧的另一个重大问题的根源。因此,汽车行业已经开始逐步全面应对这一系列环境问题,来自汽车制造商技术产品研发和推广机构的工程师和各种发动机设计专业技术人员每年也制定了一系列环境改善计划和措施,有效减少了汽车发动机各零部件的污染、废气和排放,特别值得注意的是,这些企业每年对汽车节能、环保、减排等各项技术方案的跟踪和研发改进从未懈怠过

1汽车排放降低技术发展现状分析

目前,社会各界逐渐认识到环保政策的许多重要政策意义,并开始针对我国汽车尾气排放的突出问题提出一些环保解决方案。具体情况如下。首先,国家政府相关决策部门提出了一些减少汽车排放污染的污染物控制技术政策,大力支持推广应用减少汽车排放的技术措施。二是政府环保工作相关人员加大了对环保教育核心问题的舆论教育宣传推广力度,重点培养城市居民的节能环保消费意识,使公民及其家人在正常使用节能汽车的实际过程中能够自觉减少废气排放。关于全面降低我国汽车总体排放的对策,虽然我国在实践中已取得了一些初步探索成果,但仍面临以下最重要的问题。首先,国内汽车总量仍在增长,没有下降。因此,如果仅仅依靠使用最传统、最有效的废气排放和新的控制技术,就很难达到非常理想的绿色排放效果。汽车排放物和污染排放物不能同时得到有效处理。此外,中国一些企业减少汽车排放的控制方法和技术仍处于探索和发展的萌芽阶段。他们只能停留在简单的理论层面。要真正大规模推广,还需要很长时间。根据我国这一特殊情况的要求,相关科研技术人员必须切实提高科技研发创新能力,应用技术降低汽车排放,从根本上实现污染和汽车碳排放的长期有效科学控制

2汽车发动机排放造成的危害分析

早在上个世纪,大约几十年前,中国一些主流社会人士就已经对如何解决汽车尾气污染问题及其控制措施进行了充分的研究和关注,这加剧了中国汽车发动机的严重污染,我们将很快开始应用这些精心设计和改进的先进处理技术措施,以显著有效地减少中国汽车发动机排气造成的严重废气排放。例如,未来,当中国新的节能汽车研发项目和高性能汽车的开发、研究和设计时,相关研究和技术人员将始终密切关注现有能源是否仍能合理、经济的使用,以及是否会造成新的重大环境问题,如减少化石燃料和污染,从而影响我们的汽车行业,为此,我们正在积极考虑寻找或开发新的高效、清洁和环保的汽车能源装置,以进一步取代现有的一些废汽车能源。一大批相对新型和先进的燃料电池汽车,如纯混合动力概念车、混合动力汽车和混合燃料电池汽车,已逐步开发或上市。然而,目前,新车的车辆环境质量控制及相关配套技术体系还远未成熟,还远远不足以显著减少使用新能源汽车发动机造成的有害CO2排放和车辆影响的时间和程度,要真正实现确保机动车环境空气质量有效控制、有效改善人类社会健康的目标,还不能满足基本的实际需要。虽然国内新型环保燃料汽车产品已经成熟,并开始在家庭中大量推广使用,但总体而言,其城市环境利用率仍将远低于常规燃料汽车。因此,目前,我国政府部门相关单位的科技人员仍处于急需状态,重点是继续对提高汽车发动机碳值和减排优化机制进行一系列深入的调查、分析和研究,通过探索如何有效提高我国主流汽车发动机系统中汽车的节油排放性能指标,以及如何提高汽车尾气循环和再净化系统的技术性能,可以逐步显著降低我国汽车发动机污染物的碳排放。

顾名思义,燃料汽车是指汽车上的任何一种混合动力,它将各种车辆的燃料源作为某一车辆的主要能源。如果一辆装有燃料的汽车能够及时充分有效地燃烧,整个发动机基本上只能产生少量有害气体,这将减少和减少整车尾气的污染以及尾气对社会造成的有害气体污染;但事实上,如果发动机燃油系统本身的燃烧能力不够,当废气进入整个发动机气缸体,然后与大量其他脏空气接触时,很快就会与气体混合并产生燃烧氢反应,从而产生大量其他有害气体,如二氧化硫、一氧化碳、含氯的氨氮化合物等,甚至可能直接燃烧产生大量含铜和铅的有毒金属物质。这些被污染的有害气体和一些危险有害物质将继续再次或在很大程度上污染城市空气。现在北方各地将频繁出现短期强酸雨,PM2.5浓度急剧上升等问题也可能与这些地区汽车尾气污染源的污染排放或处理措施不当等问题密切相关。此外,它还将影响中国许多人的健康。这也是煤炭氧化对世界健康造成的另一个直接负面影响:因为普通煤炭不含一氧化碳,一氧化碳是一种可燃产品,在燃烧过程中会氧化并形成大量有害气体,一旦吸入,与人体血红蛋白细胞中氧化的大量高铁和血红素物质发生反应,就会产生直接影响,使人立即缺氧,如恶心、头痛或头晕,甚至严重窒息甚至缺氧死亡,这将对我们维护人们美好和谐的生活、精神、身体和形象产生极其不利的影响;此外,在劣质车用燃料环境中,高温氧化和燃烧反应不足而形成的大量挥发性有害脂肪烃,将进一步、更严重的直接刺激和影响人体除全身肺部以外的其他呼吸和循环功能器官,甚至导致呼吸道癌;此外,从汽车排气管直接排放的各种汽车尾气颗粒物的成分往往包括各种挥发性高价氮氧化物,甚至一些挥发性氮氧化物也可能通过进一步的空气污染引起一些汽车肺水肿和支气管炎。其他一些化学物质将直接与土壤中的其他酸性和有害气体混合,形成酸雨和酸雾,这将对地球上所有自然物的结构造成永久性腐蚀、污染和严重破坏。因此,世界上许多其他排放国也在未来几年内制定并完成了更长时间的汽车油耗排放标准和NOx排放限值标准,希望通过这一措施全面控制具有污染性废气的汽车的污染物排放。

3降低汽车发动机排放的现有技术分析

3.1电子控制燃油喷射技术的应用

过去,旧的电控汽车燃油系统主要依靠化油器装置来控制供油过程。在应用全电子系统控制下的车用燃油电控喷射发动机系统技术后,初步实现了全自动遥控。该燃油系统甚至具有随时从检测到的燃油装置接收各种信息和反馈的能力,汽车发动机系统的燃油供应由计算机命令直接控制进入通风装置。在这种极端条件下,系统能够准确及时地实现各种喷油操作,合理控制汽油气体的相互混合和稀释程度。对于整个汽车系统本身来说,系统的核心控制功能之一就是整个计算机系统。该系统可以完全控制整个汽车过程中使用的几乎所有传感器设备,并可以根据实时获得的数据信息,随时准确地调整、预测和控制脉冲宽度范围,最终成功地实现各种喷油操作。在这项工作中,我们需要特别注意确保冷却液温度、进气量、发动机转速值和发动机进气系统温度变化等各种重要控制参数实时、准确地上传到喷油控制系统数据中,以确保喷油系统高效、稳定地运行,整个喷射增压系统可以有效地将整体污染物排放降低到更好的程度。

3.2尾气处理技术的应用

目前,我国应用最广泛的废气深度处理催化技术实际上是三元催化技术。这项新技术在我国汽车行业已达到相对成熟的水平。其主要工作原理是首先将发动机排气污染物中所含的各种烃类物质一氧化碳、氮等氮氧化物和其他有害污染物分别转化为三种性质,最终转化为绿色无害的排放气体。这样,即使污染物完全排放并扩散到室外空气污染源,也不会造成严重的不良社会影响。通过对这一新技术成果的技术改造,有害气体最终可降解为二氧化碳、细水雾和有机氮等无害气体物质,对健康的危害程度可大大降低。这项环保技术的研究成果非常系统和稳定,其技术设备和使用寿命仍然很长,值得我们大力开发、推广和使用。

3.3发动机体积控制技术

许多人通常计算发动机车辆的功率输出与排气中氮氧化物排放量之间的关系,并认为两者之间存在正比例递减关系,但情况并非总是如此。通过以上调查还可以发现,汽车发动机设备的体积和重量越小,其经济价值就越大。目前,中国汽车市场最常用的主流发动机之一是双进气道发动机。一些制造商对其内部零件进行了专门设计和改造,以应对涡轮变形的缺陷,并应用了机械进气增压等技术。然而,使用这种涡轮来改造发动机将继续增加传统车辆的燃油喷射和损耗。如果进一步改变现有车用柴油机的总体及结构,使其继续朝着整体小型化的趋势发展,那么现有车用柴油机的最大实际功率将得到进一步有效地提高,同时传统车用柴油机的功率和节油性能将得到极大地优化。因此,减少汽车发动机的体积将是发动机节能减排最理想、最有效的技术控制和措施之一

3.4新能源替换技术

3.4.1替代燃料

理论上,替代燃烧材料具有更强的清洁燃烧性能。我在这里提到的可燃替代燃烧材料主要包括天然气、液化气或乙醇。此类替代燃料在完全燃烧后的最终反应产物通常为气态水甲烷和水二氧化碳。从理论上讲,从安全和环保的角度来看,它也是另一种非常理想的替代燃料。这些墙体材料在当今社会得到了广泛的推广和应用。国家各有关政策部门都给予了强有力、积极的国民经济和金融支持措施以及财税政策。在许多地方,主要的公共交通工具、铁路和公共交通公交车被广泛使用。

3.4.2烃类液体燃料

用于这类燃烧的高温液体燃料油不会明显含有许多有机杂质,高温燃烧后挥发性较小,产生大量化学有害气体。这可能是因为这种新型燃烧燃料中没有使用硫。如果这种新燃料能够广泛使用,空气质量和环境将很快得到很大改善,酸雨事件的可能发生和频率将大大减少。一般来说,这类生物燃料燃烧气化后的燃烧产物有两种,一种是液态二氧化碳,另一种可能是固态水。由此可见,这种生物燃料可以合理地替代其他石油燃料,也具有很强的生物环保性能。一方面有效解决了改善国内能源和环境供应的问题,另一方面也进一步实现了国家尾气超低排放总量控制的目标。

3.5燃油质量的优化技术

在汽车内燃机的长期运行循环中,汽油机的正常运行可视为汽油充分燃烧产生的能量释放反应。由此可见,汽油的质量与尾气污染物的排放在本质上是分不开的。因此,相关技术人员也可以直接从对整个汽油质量的综合控制入手,不断优化和提高汽油质量,调整和优化汽油的燃烧成分,消除其中所含的化学杂质,最大限度地提高汽车燃料添加剂的质量、整体能源利用率和效率,使车用汽油在日常使用中真正实现充分有效的燃烧,从而进一步达到大幅减少各种有害气体和物质排放的目的。目前常用的减排控制技术措施包括柴油加氢脱硫除尘技术。这种先进的技术方法可以有效降低燃烧汽油组分中污染物的总硫含量,并试图消除柴油机排气微粒中大量超标的二氧化硫,此外,部分技术人员近年来还相继提出采用了有效控制车用燃油尾气中游离烯烃、芳香烃成分以及化学含氧量排放的新措施,这种处理方式环保效果确实也已比较的显著。

4结束语

综上,在传统汽车发动机排放量几乎只略增略不减现象的情况今天,只有进一步采取各种适当减排措施,应用安全高效经济的废气排放污染控制等技术,才能实现最大可能程度地降低该环境污染现象及其对于周围人们身心健康和城市环境发展的实际危害与程度,相关领域科研开发部门更必须持续加大关键技术研发应用力度,优化或改造好现有机动车的污染尾气与排放污染物控制治理技术,消除在其中仍存在较大的污染技术瓶颈限制效应和管理缺陷,尽快地实现汽车节能和减排环保目标。

参考文献

[1]郭常亮.汽车发动机降低排放技术分析[J].中国新通信,2018(05).

[2]张华.降低汽车发动机排放的技术浅析[J].内燃机与配件,2017(15).

[3]吴茂军,李锡坤.降低汽车发动机排放的技术浅谈[J].时代汽车,2017(04)

 


...


阅读全文