低碳背景下汽车尾气排放的控制办法

发表时间:2021/8/24   来源:《工程管理前沿》2021年7卷4月第10期   作者:王浩 刘璐瑶
[导读] 在对汽车排放污染物进行降解的过程中,光催化技术是一项关键的降解技术。
        王浩 刘璐瑶
        奇瑞汽车河南有限公司 河南 开封 475000
        摘要:在对汽车排放污染物进行降解的过程中,光催化技术是一项关键的降解技术。通过该技术的合理应用,可有效降解汽车排放到生态环境中的污染物,以此来保障生态环境的良性发展。因此,在具体的汽车排放污染物治理过程中,相关单位应注重此项降解技术的合理应用,以此来实现汽车尾气的有效降解处理,让生态环境得到良好保护。
        关键词:低碳;汽车尾气;控制方法
中图分类号:U473
文献标识码:A
引言
        汽车尾气排放问题在世界各地引起了广泛关注,尽管各个国家通过运用各种方法想要减少汽车尾气排放量,但收效甚微。随着尾气排放量的增加,为了满足排放标准,技术人员不仅需要对汽车进行技术改造,还需要加强研究新型技术,而新排放标准的实施对汽车综合技术又提出新的挑战。通过对汽车尾气排放控制技术进行分析,找出其技术的优缺点,并结合新型技术的发展趋势,提出需要改进的措施具有重要意义。
1汽车排放降低技术发展现状
        汽车尾气排放控制与人们的生产生活息息相关,合理运用汽车发动机降低排放技术控制汽车尾气排放,能够减少空气中的有害物质,起到保护环境及保障人们生活质量的作用。就目前形势来看,我国在汽车发动机降低排放方面越来越重视,政府及相关部门推行了一系列关于节能减排的政策,鼓励汽车制造厂家生产低耗能、低污染的节能环保型汽车,同时有关部门加大节能环保知识宣传教育,着力提升人们的环保意识,并加强对汽车发动机降低排放技术的研发投入,不断优化汽车排放降低技术。但在汽车尾气降低及处理中还存在一些问题,如汽车发动机体积过大影响排放控制效果、电气自动化控制燃油喷射技术水平不足、燃油质量控制不到位以及新能源替换燃料使用不规范等,影响了汽车发动机降低排放技术发展。
2低碳背景下汽车尾气排放的控制办法
        2.1稀然技术
        通过对其技术分析得出以下改进措施:(1)可以适当减小喷油器的倾角,提高燃烧稳定性。(2)为了提高NOX转化效率,采用了一种新型的选择性还原稀燃NOx催化剂。(3)HCCI技术应在以下方面进行改进:在工况变化时保持适当的点火正时,发展先进的冷启动方法。(4)对发动机系统与控制策略的开发,在产品车辆负载速度范围内对燃烧优化进行保持,从而开发适合的燃料系统与典型的燃烧模式数值计算模型有很大成就[4]。(5)计算机可以用来模拟燃料和空气进出燃烧室的流动。(6)气缸和活塞需要更换,发动机电控系统的硬件也需要改进。(7)实现均质混合气压力燃烧可以在缸内直喷稀薄燃烧系统的基础上进行,这不仅能精准的对混合气空燃比进行控制,还可以使均质混合气压力燃烧系统在空燃比范围内稳定。
        2.2点火技术
        通过对以上技术的分析可以得出以下改进措施:(1)利用漩涡进行多点点火,改进点火电极形状。(2)通过反馈控制,对火花点火式的点火与曲轴转角的最佳控制时间。(3)改善火花塞在发动机中的位置以优化它。同时在每个气缸上都需采用独立的点火圈,便于提升放电电流以及放电时间[5]。(4)提高转速,使用稀薄的混合物,适当推迟点火时间,提高润滑油温度。(5)采用新技术改造火花塞,采用耐用材料作为电极,可以将其分成两段,在绝缘体与电极之间产生感应,并进行电晕放电,这样可以有效地将绝缘子上的积碳进行去除。(6)将模糊逻辑和神经网络技术应用于点火控制。神经网络可以应用于点火装置的研究。


        2.3空燃比控制技术
        对以上分析有得出的改进措施可归纳为:混合气空燃比不能采用单一的闭环控制,应采用开环与闭环相结合的策略,这样对发动机在各种工况下都能满足。同时,研制出更先进的氧传感器,有效减少有害物质的排放。
        2.4三效催化技术
        通过分析可以得出以下改进措施:(1)从净化催化剂的组成上,应发展为稀土催化剂等优质、低成本的催化剂,进一步降低后处理技术成本。(2)催化剂前可添加一些特殊材料(如沸石)。当排气温度过低,催化剂不能有效工作时收集HC。在较高的温度下,催化剂可以起到一定的作用,当HC转换时,HC被释放。(3)在主催化转化器前面安装一个小型催化转化器,并使用金属作为连接到催化剂上的托架。这样当电流经过时支架可以快速加热,在几秒内是催化剂达到理想的工作温度[7]。(4)先进的结构应用于催化涂层,创造一个小环境的丰富燃烧。在这种小环境下,废气中的碳氢化物可以将氮氧化物还原为氮气,并保持整个废气的频繁稀燃状态。
        2.5汽车尾气处理技术
        尾气排放控制是汽车发动机降低排放工作的关键环节,采用合理的尾气处理技术不仅能够降低汽车运行过程中产生的废气量,还能通过混合气体浓度降解方式,使有害气体转化为对人体无害的气体。汽车尾气处理技术主要是指三元催化技术,需要借助三元转换器进行气体转化,一般情况下,在汽车尾气处理中会选用陶瓷体转换器代替金属转换器,防止金属材料的转换器装置受到有害气体腐蚀。现今三元转换器已经成为汽车尾气转换处理的主要净化装置,将汽车尾气排出的一氧化碳、碳氧化合物等有害气体通过氧化还原反应进行转化,形成二氧化碳、氮气等气体,具体表现在当汽车尾气进入三元转换器装置时,利用装置中的净化器增强一氧化碳、烃类物质以及碳氧化合物等气体活性,使一氧化碳在高温用下形成无害的二氧化碳气体,将碳氧化合物经过化学氧化反应形成水和二氧化碳,实现有害气体的无害化转化,减少汽车有害废气排放造成的环境污染和人体危害等问题。此外,应用三元催化技术处理汽车尾气的成本较低,且使用效能较高,能够适用于大部分汽车发尾气处理中,在今后汽车尾气处理方面,也要注重三元催化技术的运用,提高汽车尾气处理水平。
        2.6发动机体积控制技术
        据研究结果显示,若汽车发动机体积较大,在实际运转中所需的能源资源越多,其产生的尾气排放量也更多,而体积较小的汽车发动机,因对能源需求不多,产生的汽车尾气也相对较少,且体积小的发动机并不会降低汽车的使用性能,通过对大体积的发动机加以改造,还会增强汽车的使用寿命。就目前而言,汽车发动机小型化逐渐成为汽车生产发展的主要趋势,要求生产商在制造汽车及生产汽车结构组成构件时,要本着低耗能、低排放以及高效能地制造原则进行汽车发动机小型化设计,降低汽车能源消耗量和尾气排放量。如使用进气道发动机时,需要采用机械增压技术,减少汽车能源耗损,但在实际应用中并不能起到良好的效果,要求对汽车发动机体积进行适当改动,通过缩减汽车发动机体积,减轻汽车对石油能源的消耗,提升汽车的使用功率,达到节能减排的目的。
结束语
        总之,先进的汽车排放控制技术是控制汽车尾气排放、改善环境的重要途径。目前,我国的控制技术落后于世界汽车强国,促使研究者尽快提高技术水平,应用于实践。本文总结和分析了几种常用的汽车尾气排放控制技术,并得出了相应的结论与改进措施,具有一定的理论和研究价值。但这些方法在我国的汽车尾气污染控制中还远远不够。我国必须在引进国外先进技术的同时,结合我国的实际情况,进行大量的分析研究,力争尽快减轻汽车尾气污染对人类的危害。
参考文献
[1]肖益鸿,蔡国辉,詹瑛瑛,等.汽车尾气催化净化技术发展动向[J].中国有色金属学报,2004,14(1):347-353.
[2]于京诺,陈燕,王昕彦.汽油机稀薄燃烧技术[J].交通标准化:汽车与船舶,2004,7(10):79-83.
[3]张立伟.汽油缸内直接喷射燃烧新技术[J].矿山机械,2005,33(9):96-98.
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