发动机排放控制技术的研究与分析.doc
刘汉准 李敏虔
摘 要：国内私家车数量的不断增加，造成城市拥挤，人均占有空间也在不断减少，相比之下，汽车尾气的排放，给环境增加的负荷也越来越大。而汽车的使用量在短时间内加以减少或进行限制，这就给发动机排放技术提出了更高的要求，本研究通过对发动机排放技术的简单描述及发动机排放技术改进的意义方面，分析了发动机排放控制技术，发动机尾气排放降低技术并对发动机的设计优化方案提供了一点建议。
关键词：发动机；排放技术；应用
前言：发动机是一种动力装置，它是前人先辈们不断努力研宠并不断实践的结果。它的成功研发，也明显改善了劳动条件，减轻了劳动的繁重程度。但它的出现也带来了很多负面影响，如对能源的大量消耗，对环境的污染……等问题。
1发动机排放技术的相关介绍
1.1机动车发动机尾气排放造成污染的现状
汽车排放的HC等一些气体对环境造成了极重的损害，天津、南京等大城市，单台汽车排放的毒气容量很大，排出的有害气体量很多，使得汽车成为引起市区环境污染的最主要源头；据有关统计，天津地区所有汽车排出的主要污染气体的分担率如下：NO（51%）、HC（69.2%）、CO（62.1%），南京中心区域汽车排出的主要污染气体的分担率如下：NO（60.3%）、HC（89.2%）、CO（90.1%）。并且一些重要城市的污染气体约有3/5是来源于机动车排出的污染物。此外，某些重型城市上层空气中所含的污染型气体成分约占70%以上，大部分是来自于汽车尾气排放所带出的污染物。整体生态状况已在极大程度上受到侵害，也深度损害着广大居民的身心健康，此类状况均为汽车排放废气所造成的。所以，必须要对减少汽车排气引起重视，从技术上全面探讨改进汽车排气的有力措施。
1.2发功机排放技术工作原理和性能特点
发动机排放技术的工作原理主要是三效催化剂，由于发动机排放的尾气主要是CO 、HC 和NOx，相对其他单一的排放技术，三效催化的效果无疑是最好的。当混合气浓度满足相应化学计量比时，CO 和HC 与Nox 三种有害成分互为氧化剂和还原剂，在其中能进行元素的组合，反应的结果是含碳转化为二氧化碳，含NOx的气体可以被还原成氮气和氧气，H元素和0元素则组合成水，据相关研究，它能在化学计量比为1的情况下，使车用汽油机的CO 、HC 和氮氧化物排放量削减80%～90%。发动机排放技术的性能特点，从发动机实际工作环境来说，稳定是必不可少的，不仅仅是发动机排放装置的材料，还包括催化剂的化学性质，尾气混合处理空间规模等，都必须要保证其能在高温下保持稳定的状态。同时，还要从经济实用的角度出发，使用寿命长，维护成本低……都可认为是成功发动排放技术的基本要求。
1.3发动机排放技术的应用意义
目前，环境污染的形势越来越严峻，世界各国逐渐认识到保护环境的重要性，并颁布了一系列法律法规来保护环境，汽车发动机排放法规便是其中之一。因而，汽车发动机所面临的不仅是要遵循相应的排放法规，还要保证并提高发动机的性能。调整发动机排放问题也需要加大研究力度，以减少汽车发动机有毒气体的排放量，减少对环境的污染。汽车发动机在运行过程中会产生很多对人体有害的物质，如二氧化硫、氮化物……目前有关机构发现，汽车发动机排放系统以及汽车发动机排放技术，乃至汽车发动机所使用的燃料等都会影响到有毒气体的形成。并且大量研究证明，汽车发动机排放的有毒气体不但会破坏生态环境，而且还会严重烕胁人类健康，而随着汽车保有量的不断增大，汽车尾气排放量也必然会大幅上升。因此，研究发动机排放原理，改进发动机排放技术，减少汽车尾气排放量，具有非常重要的现实意义。
2对发动机排放技术的应用的浅探
2.1发动机尾气排放控制技术
发动机排放的控制技术是指当发动机运行时，利用一定的技术手段来控制汽车尾气有毒物质的含量。发动机排放控制技术的实现主要表现为控制尾气的产生和控制尾气的排放，从当前来看，电子技术广泛应用于各个领域，其中就包括发动机排放控制领域。当发动机排放控制领域引入电子技术后，燃油喷射和点火的时间可以得到有效控制，进而对排放物的产生进行控制。从这方面来看，真正发挥发动机排放控制技术的作用，利用体现绿色环保理念的循环利用模式不可缺席。对于尾气排放的控制，换句话说，就是通过二次使用汽车尾气的手段来达到控制排放物的目的，即利用一定的技术手段，使尾气中没有充分燃烧的物质回到汽车 发动机进行二次燃烧，通过这种废气循环系统的应用来减少有毒物质总量。在这一废气循环系统中，控制阀与进气管连接在一起，汽车尾气中没有充分燃烧的部分经过进气管再次回到发动机，同时在气缸中汇入一定的新鲜气体，经过废气循环系统对尾气的再次利用，大大减少了排放到环境中的废气。发动机排放控制技术也被称之为汽车尾气循环再利用系统，简写为EGR。EGR的工作原理是通过二次利用汽车尾气，提高汽车燃料的燃烧率，进而实现对汽车发动机尾气排放进行控制的目的，这是研究汽车发动机排放控制技术的最大意义。
2.2发动机尾气排放降低技术
发动机排放技术中的降低技术，指的是当发动机运行时，采用一定的技术手段来减少汽车尾气中的有毒物质总量。要想减少汽车尾气中有毒气体的总量，必须要关注汽车的设计构造，因为它直接关系到汽车对燃料的需求。从当前来看，过于关注汽车的舒适度，忽视发动机排放技术不足，往往是买车人的疏漏。事实上，汽车制造商也将安全舒适的设计理念贯穿于汽车生产的每一个环节，但是有些汽车制造商为了满足消费者的多种需求，不得已增加了汽车的重量，同时也造成了发动机尾气排放量的增加。所以汽车制造商设计制造汽车时，不但要考虑汽车的安全性和舒适性，还要将汽车自重作为重要因素来考虑，即必须设法减轻汽车总重量。另外，汽车发动机燃料也会影响到汽车尾气排放，一旦汽车使用的燃料不符合国家相关标准，不仅会造成对汽车的损害，减少汽车的使用寿命，而且也会加大有毒气体的排放总量。反过来讲，如果汽车使用的燃料质量较好，不仅能延长汽车的使用寿命，也能减少有害气体的排放，减轻对环境的污染。因此，汽车制造商需要将研究的重点放在车辆设计和车辆性能上，不断改进汽车发动机的内部构造，应用发动机排放降低技术。对燃料供应商来说，要尽量为消费者提供优质的燃料，这样才能使燃料产生的废弃物质总量达到最低水平，才能减少对自然环境的破坏作用。
2.3从发动机设计方面优化排放技术
对发动机的设计方面，无非是改进设计减少尾气排放和改进设计为排放技术的高效应用创造机会。当下，发动机原理暂无较大突破，要想通过设计减少尾气排放可从燃料角度考虑，可以用清洁能源，目前主要是气体燃料和醇燃料，即设改出适合以上清洁燃料发动机排放系统。还可以从提高燃料的利用率方面考虑，即可以设计合适的排放技术将尾气重新利用。对于改进发动机设计来提高排放技术应用，排放技术的关键在于催化剂的选择，而催化剂的活性与催化剂所处的环境有很大的关系。可以说催化剂所处的环境决定着催化剂的活性。而在发动机中某些环境因素，如温度是不可改变的，而温度对催化剂活性的影响又比较大，故研究催化剂在不同温度下的催化效率及如何控制催化剂在不同温度下的活性，对发动机排放技术的优化是有帮助的。如上所述，优化排放技术的发展可以从设计清洁能源的排放技术和尾气排放处理催化劑的开发两方面进行研究。
3.结语
生产商选择适合的排放技术，消费者选择性能更高的车，政府干预减少低价车（高耗能，高排放）的市场，这都可以改善环境污染现状，而且由于民众愈加的关注环保，排放技术将是汽车行业评判竞争力的关键，不但需要研究者继续优化发动机的构造，开发适合的净化尾气设备，还需研究新清洁能源适应发动机相关技术。
参考文献：
[1]靳文强.发动机排放技术应用分析[I].科技风，2015（1）：124.
[2]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（2）：46- 47.
