汽车污染物排放净化控制系统概述.pptx

◆了解汽车产生排放污染物的部位。
◆熟悉汽油机排放污染物净化方法。如图6—1—1所示为汽车排放的烟雾,试说出它的主要成分及对人的危害。一、汽车排放污染物的部位和种类
汽车排放污染物的部位主要有3个:排气管、油箱和曲轴箱。
汽油机排气管排放的废气成分主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)、二氧化碳(CO2)四种。其中CO2为汽油燃烧的必然产物,是不能避免的,危害性较小。而CO、HC、NOx是有害物,需严格控制其排放量。排气管排放的污染物如图6—1—2所示。二、汽车排放污染物及其危害分析
汽车排放的废气中含有数百种不同的物质,其中有害物除CO、SO2外,目前特别引起人们关注的是:产生温室效应的CO2及CH4等;形成光化学烟雾的氮氧化物(NOx)及未燃烃(HC)等以及会致癌的附在炭烟微粒上面的多环芳香烃(PAN)等物质。
1.CO与人体中毒
CO是在不完全燃烧的情况下产生的,是一种无色、无味的有毒气体。CO一旦进入人体的血液和大脑,会降低红细胞的供氧能力,即使CO的浓度很低,也能伤害神经系统功能和视力。在驻车期间,发动机在怠速工况下带动空调机运行时,如果发动机排气系统漏出CO,会进入乘座舱内,引起人体中毒,严重时会致命。2.二氧化碳等与温室效应
产生温室效应的气体有CO2、CH4、NO2、O3及氟氯碳烷(Chlorofluorocarbons-CFCS)。汽车排气中含有CO2、CO、CH4、NO2,或者经过化学反应后生成。在汽车空调、制冷装置及某些去污剂、清洁剂中含有氟氯碳烷,在汽车维修及损坏时,则往往排放到大气中。氟利昂除了产生温室效应外,还会破坏高空的臭氧层。这样,太阳光的紫外线没有臭氧层阻挡,人们会受到较多紫外线射,则可能引起白内障、皮肤癌及免疫系统受损等问题。因此国际上已停止使用氟利昂CFC-12,而用HFC-134a代替。在一些国家或地区尚未彻底更换前,必须采取有效措施防止CFC-12泄漏到大气中。3.炭烟微粒与人类健康
汽车柴油发动机排出的炭烟微粒主要由碳粒子、未燃的碳氢化合物、硫化物、氧化物及含金属成分的灰分等构成。通常将颗粒直径大于0.002μm的任何固体或液体粒子称为微粒。汽车排放的炭烟微粒是由燃油、润滑油以及其中的添加剂未完全燃烧的产物,再加上运动零件磨损下来的金属屑、未过滤掉的空气中杂质以及它们的燃烧产物所构成。
4.氮氧化合物、未燃烃与光化学烟雾
汽车发动机未燃烃(HC)中的一些物质除有致癌危险外,未燃烃及氮氧化物(NOx)在太阳光作用下,经过一系列的化学反应,产生浅蓝色的刺激性烟雾,即光化学烟雾,它含有臭氧、过氧酰基硝酸盐(PAN)以及各种自由基、醛、酮等物质。科学试验表明,HC、NOx、太阳光是形成光化学烟雾的必要条件。图6—1—3光化学烟雾产生过程及危害5.汽车排放污染物对社会经济的影响
汽车排放污染物对社会的影响,首先表现在经常与汽车排放物接触的人的健康受到不同程度的伤害,产生一些慢性病症。有的则导致肿瘤及癌症的发生。据美国资料统计,美国每年约有6万人因呼吸空气中有害微粒等而死亡,尽管空气中有害排放物已经达到甚至低于目前法规要求。这些因汽车排放引发的病症及死亡必然会增加个人及社会在医药等方面的开支。美国一份研究报告表明,因排放的影响所造成的费用开支,约占整个汽车使用期间的费用开支的2%~12%。三、汽油机排放污染物净化方法◆了解三元催化器的结构和工作原理。
◆了解导入二次空气的电子控制系统。
◆熟悉废气再循环系统。如图6—2—1所示反映出了发动机排气管中有害气体与气缸内混合气浓度有怎样的关系?一、三元催化转换(TWC)
1.三元催化器的安装位置和结构
如图6—2—2所示,三元催化器安装在排气消声器前。三元催化器由钢外壳、陶瓷载体(氧化镁、氧化铝、硅酸盐)和催化剂(铂、钯、铑)组成,如图6—2—3所示。2.三元催化器的工作原理
当高温的汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下氧化成水(H2O)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。这样,CO、HC和NOx通过三元催化器孔道时,转化为无毒无害的水(H2O)、氧气(O2)和氮气(N2),净化了汽车尾气,如图6—2—4所示。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。3.三元催化转化器失效的原因
(1)高温烧结。催化剂的温度为400~800℃时,净化率和使用寿命最高。如果温度过高,催化剂过热,会加速老化,丧失催化功能。
(2)催化剂孔道堵塞,如图6—2—5所示。
(3)铅、硫、磷中毒。为预防三元催化器铅中毒,应使用93号及以上优质无铅汽油。
(4)催化器中出现未完