一、汽车的现状及其尾气对环境的影响
汽车保有量逐年增长
1950 全世界只有 5千万辆；
1995 超过 6.5亿；
现在 平均 10人有一辆；
2010 估计达 8.2亿。
1、民用汽车逐年增加
2、私人汽车快速进入家庭
带来的危害
ＣＯ对人的神经系统有着严重的破坏作用,ＨＣ中含有多种致癌物质。ＮＯ Ｘ 和Ｈ
Ｃ在一定条件下会发生一些光化学反应,产生光化学烟雾,造成二次污染。此外,Ｎ
Ｏ Ｘ 也是形成酸雨的重要污染物之一。
二、汽车尾气的治理
汽油机工作原理
1、进气冲程
2、压缩冲程
3、做功冲程
4、排气冲程
产生的污染物主要污染物有 CO,NOx和 HC(包括芳香烃、
烯烃、烷烃、醛类等 )。
另外，还有少量的铅、硫、磷等。
污染物的形成过程
1、一氧化碳（ CO）的形成
a,主要因素：空燃比、空气和燃料的混合程度、内壁的淬火效应等。
b,汽油完全燃烧 (α>1):理论上
CxHy + (x＋ y/4)O2 → xCO2 + (y/2)H2O
但由于混合不均匀造成局部 α<1可以 产生 CO ；另外,CO2
和 H2O在高温吸热热，离解也可生成 CO。
c,CO的主要生成过程如下：
RH→R→RO2→RCHC→RCH→CO
2,HC化合物的形成
（ 1）不完全燃烧 (α<1):
a、汽车怠速及高负荷工况
b、失火
c、加速或减速
（ 2） 壁面淬熄效应是指温度较低的燃烧室壁面对火焰的迅速冷却，使活化分子的能量被吸收燃烧链反应中断，在壁面形成不燃烧或不完全燃烧的火焰淬熄层，产生 30－ 50％排气管排放的 HC。
（ 3） 壁面油膜和积碳的吸附
3,NOx的生成
NOx：主要 NO,另有少量 NO2
（ 1）瞬时 NO 生成量少碳氢化合物 → CH和 CH2 → CN和 N → NO
（ 2）燃料型 NO 生成量少燃料中的氮化合物 → HCN和 NH3 → NO
（ 3）热力型 NO 主要来源影响因素：温度 ↑、氧气浓度 ↑和停留时间 ↑
降低汽车排放污染物的技术控制汽车尾气排放污染的措施主要是 机内净化 和 机外控制 两大类技术，而在汽车排气管安装催化转化净化排放气体的方法是最为有效的机外排气净化方法 。
（ 1）降低污染排放的发动机技术
a 改进点火系统进气排气进气流量测量 汽油机控制电脑燃油喷射三效催化转化器燃油空燃比氧传感器喷油量
c 废气再循环（ EGR）
所谓废气再循环就是将部分燃烧尾气返流至进气管再吸入气缸参加燃烧的方法。
排气气 缸进气循环气体
（ 2）汽车尾气排放后处理技术
a 氧化、还原催化转化器氧化反应
CO+1/2O2→CO2
CxHy+（ x+y/4） O2 →xCO2+y/2H2O
还原反应
NO+CO →1/2N2+ CO2
2 NO+4H2 → N2+2H2O
4NO+4HC →2N2+2CO2 +H2
水蒸气重整反应
2HC+2H2O→2CO+3H2
水煤气变换反应
CO+H2O →CO2+H2
b 三效催化转化器三效催化器是能同时使 CO,HC和 NOx三种成分都得到 高度净化 的汽车尾气处理装置。
由氧化、还原反应器可以看出，在催化反应器中氧化和还原反应可以同时发生，但关键是如何使三种污染物同时获得很高的净化效果。
由图 2可见，只有将空燃比精确地控制在理论空燃比附近很窄的窗口内（一般为 14.7± 0.25），才能使三种污染物同时得到净化。
三效催化器组成：主要是壳体、减振层和催化剂催化剂的组成：主要有载体、涂层和活性组分载体：目前市售的汽车排气净化催化剂皆采用蜂窝状整体式载体，其基质有两大类即堇青石陶瓷和金属，前者占 90％，后者占 10％。
涂层：主要是一些多孔性的物质，如氧化铝与 SiO2,MnO,CeO2或 ZrO2等氧化物构成的复合混合物，主要作用是固定催化剂活性组分和提高载体的表面积。
活性组分：汽车尾气净化催化剂以铂 (Pt)、钯
（ Pd）、铑（ Ph）等贵金属为主要活性组分；
此外，还含镧（ La）,钇（ Ｙ ） 和 铈（ Ce）等 稀土 元素作为助剂 可使催化剂载体的热稳定性和机械强度明显提高 ；有些催化剂还含铜、铬、钴和锰等贱金属组分。
汽车尾气催化剂的制备挂浆 干燥 焙烧 浸渍干燥焙烧堇青石蜂窝状载体用 AlO3溶液 活性组分溶液成品汽车尾气制备工艺流程图实例 贫燃条件下催化净化汽车尾气技术利用 Ag/Al2O3+Pt/Al2O3为催化剂
Ag/Al2O3的ＮＯ还原性能良好,但其活性温度高，而且在约 500℃ 以上，才能完全氧化ＨＣ和ＣＯ。
Pt/Al2O3催化剂尽管ＮＯ还原性能一般，但其具有优异的ＨＣ和ＣＯ氧化性能。
Ag/Al2O3 Pt/Al2O3进气 排气双催化剂净化汽车尾气
（ 3）降低汽车污染物排放的清洁汽车燃料技术
a 石油气和天然气燃料液化石油气 (LPG)燃料压缩天然气 (CNG)燃料液化天然气 (LNG)燃料
b 生物质液体燃料乙醇、裂解油、碱性植物油等生物质液体燃料，可以作为清洁燃料直接替代汽油、柴油等动力燃料。在汽油中加入酒精，可提高汽车的辛烷值，改善内燃机效率，且不必作发动机大的改造。
“九五”期间，我国重点开展了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的课题。“十五”期间，又安排了千吨级利用甜高粱茎秆等生物质原料生产液体燃料的课题，建成木质纤维素酒精和裂解油等液体燃料中试系统。估计 2010年能进入商业化，年产量达到百万余吨。到 2020年，将会有千万吨级规模化生产前景。
c 氢能的开发利用氢是二次能源，具有清洁、无污染、效率高、重量轻和储运性能好、应用形式多样等优点。在全球实现可持续发展进程中，
氢作为能源利用的前景被人们看好。特别是燃料电池技术获得迅速发展后，氢的开发利用更赢得了人们的青睐。很多国家已把氢能 —— 燃料电池系统应用于移动动力系统上。氢的来源极为丰富，
不仅可从常规的化石燃料煤、石油、天然气中制取，还可从清洁的生物质能、水、太阳能等可再生能源中提取。当前，我国水电解制氢、生物质气化制氢等技术已趋成熟，并初步形成规模；贮运氢的技术正在发展之中，随着技术完善和规模扩大，成本将会逐步下降。特别是燃料电池技术的发展将会加速氢能开发利用的进程。
d 其它燃料除了上述各种替代燃料，我国还正在开展 煤的液化、水煤浆代油 的研究，目前正处于中试阶段；有专家估计，到 2010年前后将会进入商业化发展。
（ 4）中国绿色汽车发展的现状近年来，中国传统汽车产品的更新步伐加快，整车及关键零部件水平明显提高，部分产品已经达到国际 90
年代水平，轿车产品基本上采用电控燃油喷射系统，在节能、环保等技术方面跨上了新台阶。目前中国处于商业化应用及研究开发阶段的清洁汽车种类包括,LPG汽车,CNG汽车、醇类汽车、混合动力汽车、电动汽车和燃料电池汽车等。
a 电动汽车电动汽车是指以车载蓄电池为动力的汽车，一般由电源（电池和充电器等）、驱动电机及控制器、底盘和车身组成。
电池是电动汽车的关键所在，尽管目前电池技术已有突破性的进展，但出现真正符合市场需求的电池仍需一段时间。由于高级铅酸电池联盟的资助研发，所以铅酸电池有望占领机动车电池市场。
b 燃料电池电车（ FCV）
燃料电池电车是在汽车上直接将化学能转换为电能作为驱动力的车辆。它的燃料电池是将氢和氧转化成电能的装置。
阴极阳极 电解质氢离子氢 氧（空气）
电子电子 电动车
c 混合动力车（ HEV）
混合动力电动车的技术原理是让内燃机在燃烧效率相对稳定的行驶条件下发电，并将电能储存进电池，借助电动马达驱使车辆行驶。
内燃机 离合器蓄电池 控制器 马达车轮平行混合内燃机蓄电池 控制器发动机马达车轮连续混合
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