1、教学内容:1城市交通趋势及影响2汽油发动机污染物的形成与控制3柴油发动机污染物的形成与控制4新型动力车5交通规划与交通管理太原科技大学 大气污染控制工程 1、教学要求 要求了解城市交通趋势及影响 理解汽（柴）油发动机污染物的形成与来源 掌握其控制技术 2、教学重点 本章重点介绍汽油发动机污染物的形成与控制，柴油发动机污染物的形成与控制 3、教学难点 柴油发动机污染物的形成与控制太原科技大学 大气污染控制工程城市交通趋势及影响城市交通趋势及影响Spark Ignition Engines太原科技大学 大气污染控制工程太原科技大学 大气污染控制工程随着经济的快速发展，我国汽车保有量随着经济的快速发
2、展，我国汽车保有量连年高速增长连年高速增长 汽车单车排放因子高汽车单车排放因子高 机动车污染物排放总量大，城市机动车机动车污染物排放总量大，城市机动车污染分担率高污染分担率高 严重影响城市大气环境质量严重影响城市大气环境质量太原科技大学 大气污染控制工程近近10年来，全国机动车保有量迅速增加，平均增长速年来，全国机动车保有量迅速增加，平均增长速度约度约14%重点大城市保有量增长更快，北京市重点大城市保有量增长更快，北京市92年以来平均年以来平均增长速度超过增长速度超过20%机动车收入弹性系数研究表明：收入增长机动车收入弹性系数研究表明：收入增长1%，机动，机动车保有量增长车保有量增长1.021
3、.94%我国经济发展水平决定城市机动车保有量将会在一我国经济发展水平决定城市机动车保有量将会在一定时期内保持迅速增加定时期内保持迅速增加太原科技大学 大气污染控制工程0 02002004004006006008008001000100012001200140014001978197819851985198719871989198919911991199319931995199519971997年份年份数量(万辆)数量(万辆)太原科技大学 大气污染控制工程 污 染 物 轿 车 轻 型 汽 油 车 重 型 汽 油 车 HC 7.24 9.64 13.17 北 京 CO 72.37 45.19 19
4、5.55 NOX 1.84 2.84 4.5 HC 1.86 2.24 6.74 美 国 CO 14.03 17.7 72.97 NOX 1.02 1.14 3.29 太原科技大学 大气污染控制工程浓浓度度分分担担率率(%)污污染染物物 年年份份 排排放放量量(万万吨吨)排排放放分分担担率率(%)城区 中心区 1995 年 107.5 76.8 76.5 86.3 CO 1998 年 129.0 82.7 84.1 89.5 1995 年 9.38 40.2 68.4 72 NOx 1998 年 11.5 42.9 72.8 73.6 太原科技大学 大气污染控制工程Fuel+OxygenCar
5、bonDioxideEnergy动力动力Ignition点火点火WaterVaporet汽油车汽油车:0.250.3柴油车柴油车:0.30.45太原科技大学 大气污染控制工程=610，而柴而柴油机油机=1624=(Vc+Vd)/Vc太原科技大学 大气污染控制工程 Lead Hydrocarbons Carbon Monoxide Oxides of Nitrogen Carbon Dioxide Particulates Other pollutants Water VaporAmbient AirReal FuelEngine/EmissionTechnology尾气管排放物尾气管排放物太原
6、科技大学 大气污染控制工程1 10 01 12 21 14 41 16 61 18 82 20 0A Ai ir r -F Fu ue el l R Ra at ti io o0 02 24 46 68 81 10 01 12 21 14 4O O2 2P Pe er rc ce en nt t M Mo ol le es s0 04 40 00 08 80 00 01 12 20 00 01 16 60 00 02 20 00 00 02 24 40 00 02 28 80 00 0N NO OC CO O2 2C CO OH HC CP PP PM M M Mo ol le es sS S
7、t to oi ic ch hi io om me et tr ry y汽油汽油(C8H18)理理论空燃比论空燃比:约约14.7CO:局部不均匀局部不均匀残余残余HC太原科技大学 大气污染控制工程HC:不完全燃烧不完全燃烧壁面猝灭壁面猝灭油膜吸附油膜吸附太原科技大学 大气污染控制工程NOx:ThermalPrompt NOFuel NO太原科技大学 大气污染控制工程Evaporative Emissions diurnal,running losses,hot soakCrankcase Losses due to blow-byRefueling Losses displaced vapor
8、sOther Emissions brake linings,tire wear,fluid leaks太原科技大学 大气污染控制工程 汽油发动机空燃比对污染物排放有何影响汽油发动机空燃比对污染物排放有何影响?汽车排放的污染物有哪些汽车排放的污染物有哪些?汽油车污染排放包括哪些环节汽油车污染排放包括哪些环节?这些环节排放哪几种污染物这些环节排放哪几种污染物?-目标是提高燃烧效率目标是提高燃烧效率,降低排放降低排放太原科技大学 大气污染控制工程-85%-70%+100%HC-85%MPGNOxCOPercent change compared to new cars of the 1970 Mo
9、del Year注注:MPG:英里英里/加仑加仑太原科技大学 大气污染控制工程HC emissions of LDGVHC emissions of LDGVy=0.0114x+0.6433y=0.0114x+0.6433R R2 2=0.1748=0.17480 00.50.51 11.51.52 22.52.50 0202040406060Accumulaged Mileage(10Accumulaged Mileage(104 4km)km)Emission Factor(g/km)g/km)太原科技大学 大气污染控制工程 曲轴箱曲轴箱HC 的的 20%排气管排气管所有的所有的CO、NO
10、X、Pb和和 HC的的 60%油箱和化油器蒸发油箱和化油器蒸发HC的的15%太原科技大学 大气污染控制工程太原科技大学 大气污染控制工程 1.怠速怠速,减速时减速时CO,HC排放高排放高,浓度约为浓度约为:CO:1.0-6%;HC:400-3000ppm NOx:10-100ppm 2.加速加速,定速时定速时NOx高高,浓度约为浓度约为:NOx:1000-4000ppm CO:0.5-3.0%;HC:200-600ppm 加速时加速时,碳烟约为碳烟约为:0.005g/m3 太原科技大学 大气污染控制工程 汽车使用中哪些因素对排放影响大汽车使用中哪些因素对排放影响大?如何考虑汽车行驶工况对排放的
11、影响如何考虑汽车行驶工况对排放的影响?(如制定标准时如制定标准时,计算排放量时计算排放量时)太原科技大学 大气污染控制工程 前处理前处理:无铅汽油无铅汽油(0.013g/L),低硫汽油和柴油低硫汽油和柴油(1200ppm-50ppm?)废气再循环废气再循环(EGR):20%循环循环,降低降低NOx约约60%,但但油耗增加油耗增加3%机内控制机内控制:发动机设计发动机设计 表面积表面积/容积容积 越小越好越小越好;电子控制技术电子控制技术;多气门技术多气门技术 机外控制技术机外控制技术:热反应器热反应器,催化反应器催化反应器(氧化氧化,还原还原-三效三效)太原科技大学 大气污染控制工程太原科技大
12、学 大气污染控制工程 电控燃油电控燃油喷射系统喷射系统太原科技大学 大气污染控制工程太原科技大学 大气污染控制工程 同时净化同时净化3种污染物种污染物:CO,HC,NOx 只能在很窄的空燃比窗口工作只能在很窄的空燃比窗口工作:闭环电控燃油喷射技术闭环电控燃油喷射技术 太原科技大学 大气污染控制工程 主要使用贵金属主要使用贵金属+陶瓷载体陶瓷载体,Pt,Rd,Pd 寿命要求寿命要求80000-160000km,防中毒很关键防中毒很关键!太原科技大学 大气污染控制工程太原科技大学 大气污染控制工程太原科技大学 大气污染控制工程 Clean Air Strategy Developed Comple
13、te Lead Phase Out by 2000 Introduce Euro 1(1992 Vintage,Catalyst Based)Standards for Cars&Lt.Trucks in 2000(Beijing,Shanghai 1999)Heavy Truck Standard,Euro 1,also in 2001(2000 in Beijing)I/M Pilot Being Developed in Shanghai太原科技大学 大气污染控制工程 目前最主流的汽油车排放控制技术组合是什么目前最主流的汽油车排放控制技术组合是什么?三效催化技术有哪几个关键三效催化技术有
14、哪几个关键?车用汽油哪些指标对排放最重要车用汽油哪些指标对排放最重要?-更新的标准导致更新的技术更新的标准导致更新的技术太原科技大学 大气污染控制工程柴油发动机污染物的形成与控制Compressed Ignition Engines太原科技大学 大气污染控制工程 汽油发动机燃烧为预混火焰汽油发动机燃烧为预混火焰,柴油为扩散火焰柴油为扩散火焰 柴油发动机压缩比高柴油发动机压缩比高,热效率高热效率高30-50%柴油发动机以喷油雾化方式燃烧柴油发动机以喷油雾化方式燃烧,产生碳烟较多产生碳烟较多 柴油车经济性好柴油车经济性好,马力大马力大,最先实现最先实现3升车升车 汽油车加速性好汽油车加速性好,正在
15、开发缸内直喷发动机技术正在开发缸内直喷发动机技术太原科技大学 大气污染控制工程 太原科技大学 大气污染控制工程 太原科技大学 大气污染控制工程 1.CO总是很低总是很低,约约0.1%2.减速减速,怠速时怠速时HC相对较高相对较高,浓度约为浓度约为400ppm 此时此时NOx较低较低,约为约为30-70ppm 3.加速加速,定速时定速时NOx高高,浓度约为浓度约为:NOx:800-2500ppm 此时此时HC:90-200ppm 4.加速时碳烟最高加速时碳烟最高,约为约为0.30g/m3 太原科技大学 大气污染控制工程 Inter-cooler太原科技大学 大气污染控制工程 太原科技大学 大气污
16、染控制工程 太原科技大学 大气污染控制工程新型动力车Advanced Technology太原科技大学 大气污染控制工程 冷启动排放控制冷启动排放控制 催化剂需要一定的起燃温度催化剂需要一定的起燃温度 前级催化剂前级催化剂 电加热催化剂电加热催化剂 车载诊断技术车载诊断技术(OBD)自动检测诊断车辆排放系统状况自动检测诊断车辆排放系统状况 自动提示故障自动提示故障 存储信息有利于维修存储信息有利于维修太原科技大学 大气污染控制工程 稀燃缸内直喷汽油发动机稀燃缸内直喷汽油发动机 柴油车柴油车PM及及NOx机外净化技术机外净化技术 混合动力技术混合动力技术 燃料电池汽车技术燃料电池汽车技术太原科技大学 大气污染控制工程 一、城市交通的综合规划 1.城市交通发展战略规划 2.城市交通综合网规划 3.城市交通的近期建设规划 二、城市交通规划方法 三、关键的战略规划 1.交通需求管理 2.改善多方式的交通供应 3.采取协调的综合政策 减少空气污染的交通管理对策减少空气污染的交通管理对策太原科技大学 大气污染控制工程 了解城市交通趋势及影响 掌握汽油发动机污染物的形成与控制 掌握柴油发动机污染物的形成与控制 理解新型动力车 理解交通规划与交通管理
