內燃機排污

簡介

內燃機排氣中的有害成分。長久以來，內燃機排放物中的污染物未曾引起人們重視。1943年，美國發生了洛杉磯煙霧事件,第一次顯現出汽車內燃機排放的烴(即碳氫化合物)所造成污染的嚴重性。70年代以來,由於汽車保有量的急劇增加，在一些國家內汽車內燃機排污已構成公害，引起世人的極大關注，不少國家相繼制訂了控制汽車和內燃機排污的標準和法規。

污染物

主要污染物是一氧化碳(CO),碳氫化合物（烴類）和氮氧化物(NOX )（其中99%為NO，其次是NO2。此外，尚有二氧化硫 (SO2)、醛類(RCHO)、3,4-苯並芘等有害氣體和鉛塵、煙塵等顆粒物。一定數量的烴類和氮氧化物在靜風、逆溫等特定條件下，經強烈的陽光照射會產生二次污染物──光化學氧化劑，形成光化學煙霧（即洛杉磯煙霧）。其主要成分是臭氧O3（約占總重90%）以及過氧乙醯基硝酸酯(PAN)、醛類、有機氮化物(RONO2)和煙霧劑（氣溶膠）等。

危害

CO與血紅蛋白的親合力為氧的 300倍，NO與血紅蛋白的親合力比CO還強。CO和NO被人吸入後將分別形成碳氧血紅蛋白和亞硝基血紅蛋白，從而削弱血紅蛋白向組織輸送氧的能力。人體缺氧後，中樞神經受損，引起機能障礙以至死亡,高濃度的NO2 對肺功能的損害較明顯。烴類對人體健康的影響不明顯，但它與NOX卻是發生光化學煙霧的兩種主要成分。光化學煙霧具有很強的氧化能力，對人、畜、植物和某些人造材料都有危害,遇有SO2 時還將生成硫酸霧,酸蝕一切可蝕物,危害則更大。3，4-苯並芘是一種高致癌物質。直徑小於1微米的顆粒物（稱為飄塵 SPM）可長久地飄浮於大氣中，成為3，4-苯並芘等有害物質進入人體的載體,因此飄塵具有潛在的危害性。城市大氣中的鉛主要來自汽車排氣，其中 1微米以下的鉛塵可直接被人吸入，大一些的鉛顆粒則沉積於水和土壤中，又會間接地被人攝入。人體內積存少量鉛對健康尚不顯示影響，城市居民的血和尿中一般都可查到鉛。但是血（含）鉛過多時將出現紅血球異常，影響血色素合成；尿（含）鉛過多時則引起肝功能障礙。

內燃機排氣管排出的廢氣是污染物的主要排放源。此外，曲軸箱的通風和燃油箱、化油器的蒸發也會有一些烴類和少量CO及NOx逸出（表1）。內燃機排氣中各污染物的濃度　表2為柴油機與汽油機排氣污染濃度的比較。汽油機的CO和烴類排放較柴油機嚴重，柴油機的顆粒物（黑煙）排放則比汽油機嚴重。因此，汽油機和柴油機淨化的側重點不同。內燃機各運轉工況時的排氣流量不同，排氣中各污染物的濃度也不同，其變化趨勢如表3。

因此，不同用途的內燃機因運轉工況的組成不同，總的運轉排污量各有差異。內燃機的淨化工作應根據使用中運轉工況的組成規律，集中解決各主要運轉工況時的排污，以保證內燃機在配套使用中總的運轉排污量為最低。各運轉工況下排污的多少，主要取決於燃燒過程和排氣管內的化學反應。改善燃燒過程以減少排污被稱之為機內淨化，包括燃燒室的設計，以及進排氣系統、供油系統和點火系統的改進。60年代以來，廣為發展的汽油機分層燃燒過程和柴油機廢氣渦輪增壓（見內燃機增壓）燃燒過程，可以在減少CO和烴類的同時達到節油的目的。當採用機內淨化仍不足以符合排放法規要求時，則在排氣管內附加催化反應器或電子噴射加催化反應器、熱反應器和廢氣再循環(EGR)等裝置,將廢氣氧化、還原處理後排出，一般稱之為尾氣處理或機外淨化。但尾氣處理會使內燃機動力性和經濟性惡化，並且需要增加成本和維護保養費用，而鉑催化反應器還要求使用高級無鉛汽油，因此尾氣處理僅作為彌補機內淨化之不足。對電子計算機控制供油的研究，可能實現厲來供油裝置所不能進行的精確調整，使內燃機排污量降至最低，其結構還將大大簡化。現代內燃機均已普遍裝置了曲軸箱強制通風的系統(PCV)和燃料蒸發控制系統 (ELCD)，基本上抑制了曲軸箱通風和燃油箱、化油器內蒸發的逸散。

內燃機排污

基本介紹

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