第十章
汽车公害和控制
10.1 汽车排放污染和控制
10.1.1 汽车排放污染物及其危害
一、汽车排放污染物
? 汽车排放物是汽车的排气排放物、蒸发排放
物和曲轴箱排放物的总称，习惯上指其中的
污染物。
? 汽车排放污染物是汽车排放物中污染环境的
各种物质、主要有一氧化碳（ CO）、碳氢化
合物（ HC）、氮氧化物（ NOx）和微粒物（ PM）
等。
? 一氧化碳,是燃料中的碳在不完全燃烧下所生成的一种
气体。
? 碳氢化合物,是由碳和氢形成的化合物的总称。指气缸
内的燃料或润滑油未经燃烧，或经分解而生成的碳和氢的化
合物以及燃料蒸气。
? 氮氧化物,是气缸内的氮在高温下被氧化生成的气体
? 光化学烟雾,是碳氢化合物和氮氧化物在太阳光紫外线
照射下，发生光化学反应所生成的烟雾状物，它是一种强刺
激性有害气体的二次污染。
? 微粒物,是排气中各种直径大于 0.001μm的固体或液体微粒
的总称。通常包括铅氧化物等重金属化合物、硫酸盐、有机
物、烟灰和碳颗粒等。
? 柴油机排气可见污染物,是指柴油机的排烟，即悬浮在
柴油机排气流中的微粒和雾状物，它们阻碍光线通过使其变
暗，并反射、折射光线。
表 10-1所示为汽油机与柴油机
排放污染物的比较。汽油机污染物
主要是 CO,HC和 NOx而柴油机污染物
工要是 PM和 NOx
表 10-1 汽油机与柴油机排放污染物的比较
汽车排放污染主要有 3个排放源（图 10-1）,
? 一是发动机排气管排出的发动机燃烧废气（俗称
尾气）；
? 二是曲轴箱排放物；
? 三是燃料蒸发排放物
图 10-1 汽油车污染物排放源及其所占比重
二、汽车排放污染物的危害
1．一氧化碳 (CO)的危害
当人们吸入 CO后，与人体血红蛋白亲合后形成碳氧血红蛋白，使血液
的输氧能力大大降低，使心脏、头脑等器官严重缺氧，引起头晕、恶
心、头痛等征状，轻者使中枢神经系统受损，慢性中毒，严重时会危
害血液循环系统，导致生命危险。
2．碳氢化合物 (HC)的危害
HC对人的鼻、眼和呼吸迟黏膜有刺激作用，可引起结膜炎、鼻炎、支
气管炎等疾病。
3．氮氧化物的危害
NOx能刺激人眼黏膜，引起结膜炎等疾病，还对呼吸系统有害。
4．光化学烟雾的危害
光化学烟雾刺击人们的眼睛、鼻腔和咽喉，损害农作物。
5．微粒物的危害
微粒物除对人体呼吸系统有害外，由于微粒物存在孔隙而能粘附有毒
物质和致癌物等。
10.1.2 汽车排放污染物的成因及其影
响因素
? (一 )汽油机排放污染物的成因及其影响因素
1．一氧化碳
? (1)燃料不完全燃烧；。
? (2) CO2和 H20在高温时离解
2．碳氢化合物
? (1)由于气缸壁对火焰的冷却作用、缝隙效应，油膜
和沉积物对燃油蒸气的吸附作用，使燃料未燃烧或
未完全燃烧。
? (2)出于燃料供给系统的蒸发以及燃烧室等泄漏而产
生。
3氮氧化物
? (1)混合气在高温燃烧过程中，空气中的分子
氮被氧化为氮氧化物
? (2)燃料中的含氮化合物在燃烧过程中，分解
成低分子氮化物被氧化生成氮氧化物
? (3)在燃烧过程中产生的激发或瞬发 N0。
10.1.2 汽车排气污染物的形成及影
响因素
一、发动机排气污染物的形成
1、一氧化碳 CO
CO是烃燃料燃烧的中间产物。
2、碳氢化合物
其来源有三部分, 排气管 —— 55~65%；曲轴箱通风 —
— 20~25%；化油器、油箱蒸发 —— 15~20%。
二、使用因素对排气
中有害气体浓度的影响
1、负荷的影响
负荷 —— 空燃比 —— 影响有害气
体
1）怠速 —— 全闭,α=0.60~0.88
HC↑ CO↑
2）小负荷 —— 0~25%开度,
α = 0.8~0.9 HC↑ CO↑
3）中负荷 —— 25~80%开度,
α = 0.9~1.1 HC↓ CO↓ NOx↑
4）接近满负荷 —— 80~100%,
α = 0.8~0.9 CO↑ HC↑NOx↓
2、发动机转速的影响
转速 —— 进气，混合气形成、燃烧 —— 排放
转速 ↑ CO↓ HC↓ NOx ↑
3、不稳定工况
强制怠速 CO↑↑ HC↑↑ 但柴油机已停止供油，无排
放。
4、发动机热工况
冷却水温度提高 —— 缸壁温度 ↑—— HC↓
30℃ ~80℃ —— NO↑
供油泵温度提高 —— 气阻 —— HC↑
罩下温度提高 —— 充气系数 ↓—— HC↑ CO↑
气温低 —— 起动困难 —— HC↑
随温度 ↑—— NOx ↑CO↓
? 5、汽车技术状况的影响
? 车龄 ↑ HC↑ CO↑
? ⑴ 供油系故障 化油器怠速产生变化,HC↑ CO↑
? 加速泵
? 空滤器堵塞,CO↑ HC↑
? 供油提前角 ↓,HC↓ NOx↓
? ⑵ 点火系故障 点火提前角 ↑, NOx ↑
? 点火提前角 ↓, NOx↓
? 点火提前角 ↓↓,HC↓
? ⑶ 配气相位
? ⑷积炭
10.1.4汽车排放污染物控制技术
? 一、汽油车排放控制技术
? 1、采用曲轴箱强制通风装置
? 2、采用燃油蒸发控制系统
? 3、采用电控多点燃油喷射系统
? 4、采用氧化型催化转化器
? 5、采用废气再循环系统
? 6、采用高能电子点火和控制系统
? 7、采用稀薄燃烧发动机技术
? 8、采用多气门、可变配气相位和进气旋流等
技术，优化燃烧室
? 9、采用三效催化转化器和闭环电控系统
? 10、采用车载诊断系统，对汽油车排放控制
系统进行自动监控
二、柴油车排放控制技术
? 1、采用废气再循环系统
? 2、采用电控可变进气涡流技术
? 3、采用废气涡轮增压与中冷技术
? 4、采用氧化催化转化器
? 5、采用四气门结构
? 6、发展电控燃油喷射系统，采用电控共轨喷
射技术。
? 7、采用可变配气相位技术
? 8、采用微粒捕集器
§ 10-2 汽车的噪声
一、发动机噪声来源
1,燃烧噪声和机械噪声
燃烧噪声 —— 燃料燃烧而引起的声音。
机械噪声 —— 发动机运转而引起的敲击声。
2,进排气噪声
空气动力性噪声,仅次于本体噪声与风扇噪声。
原因,A 空气声（脉动声）、涡流声
基频噪声，气栓共振声、废气喷柱、冲击。
涡流声，气体通过气门产生的涡流。
B 幅射声（扩散声）、进排气零件表面辐射
振动引起压力波、机械振动。
影响：消声器,密封、接头紧固。
3,风扇噪声 —— 最大噪声源之一
空气动力性噪声。
二、传动系噪声
声源：变速器噪声、传动轴、驱动桥噪声。
变速器噪声
原因,1、齿轮振动
2、发动机振动传到变速箱
3、轴承声
4、搅油声
影响因素,n n ↑ dB ↑ 共振时达到最大值
p p ↑ dB↑
结构 变速器形式、档位、制造精度、调整
三、轮胎噪声
声源：花纹噪声、道路噪声、弹性振动、风噪声。
1、花纹噪声
2、道路噪声，路面凹凸不平产生的。
3、弹性振动
4、风噪声,Va小时可以忽略。
影响因素：轮胎花纹, Va, P,Pa。
R
nvf
?26.3 ?
??
四、车身噪音
车身和空气的摩擦、冲击产生的风噪音以及路
面不平造成的车身震动噪音。
汽车公害和控制
10.1 汽车排放污染和控制
10.1.1 汽车排放污染物及其危害
一、汽车排放污染物
? 汽车排放物是汽车的排气排放物、蒸发排放
物和曲轴箱排放物的总称，习惯上指其中的
污染物。
? 汽车排放污染物是汽车排放物中污染环境的
各种物质、主要有一氧化碳（ CO）、碳氢化
合物（ HC）、氮氧化物（ NOx）和微粒物（ PM）
等。
? 一氧化碳,是燃料中的碳在不完全燃烧下所生成的一种
气体。
? 碳氢化合物,是由碳和氢形成的化合物的总称。指气缸
内的燃料或润滑油未经燃烧，或经分解而生成的碳和氢的化
合物以及燃料蒸气。
? 氮氧化物,是气缸内的氮在高温下被氧化生成的气体
? 光化学烟雾,是碳氢化合物和氮氧化物在太阳光紫外线
照射下，发生光化学反应所生成的烟雾状物，它是一种强刺
激性有害气体的二次污染。
? 微粒物,是排气中各种直径大于 0.001μm的固体或液体微粒
的总称。通常包括铅氧化物等重金属化合物、硫酸盐、有机
物、烟灰和碳颗粒等。
? 柴油机排气可见污染物,是指柴油机的排烟，即悬浮在
柴油机排气流中的微粒和雾状物，它们阻碍光线通过使其变
暗，并反射、折射光线。
表 10-1所示为汽油机与柴油机
排放污染物的比较。汽油机污染物
主要是 CO,HC和 NOx而柴油机污染物
工要是 PM和 NOx
表 10-1 汽油机与柴油机排放污染物的比较
汽车排放污染主要有 3个排放源（图 10-1）,
? 一是发动机排气管排出的发动机燃烧废气（俗称
尾气）；
? 二是曲轴箱排放物；
? 三是燃料蒸发排放物
图 10-1 汽油车污染物排放源及其所占比重
二、汽车排放污染物的危害
1．一氧化碳 (CO)的危害
当人们吸入 CO后，与人体血红蛋白亲合后形成碳氧血红蛋白，使血液
的输氧能力大大降低，使心脏、头脑等器官严重缺氧，引起头晕、恶
心、头痛等征状，轻者使中枢神经系统受损，慢性中毒，严重时会危
害血液循环系统，导致生命危险。
2．碳氢化合物 (HC)的危害
HC对人的鼻、眼和呼吸迟黏膜有刺激作用，可引起结膜炎、鼻炎、支
气管炎等疾病。
3．氮氧化物的危害
NOx能刺激人眼黏膜，引起结膜炎等疾病，还对呼吸系统有害。
4．光化学烟雾的危害
光化学烟雾刺击人们的眼睛、鼻腔和咽喉，损害农作物。
5．微粒物的危害
微粒物除对人体呼吸系统有害外，由于微粒物存在孔隙而能粘附有毒
物质和致癌物等。
10.1.2 汽车排放污染物的成因及其影
响因素
? (一 )汽油机排放污染物的成因及其影响因素
1．一氧化碳
? (1)燃料不完全燃烧；。
? (2) CO2和 H20在高温时离解
2．碳氢化合物
? (1)由于气缸壁对火焰的冷却作用、缝隙效应，油膜
和沉积物对燃油蒸气的吸附作用，使燃料未燃烧或
未完全燃烧。
? (2)出于燃料供给系统的蒸发以及燃烧室等泄漏而产
生。
3氮氧化物
? (1)混合气在高温燃烧过程中，空气中的分子
氮被氧化为氮氧化物
? (2)燃料中的含氮化合物在燃烧过程中，分解
成低分子氮化物被氧化生成氮氧化物
? (3)在燃烧过程中产生的激发或瞬发 N0。
10.1.2 汽车排气污染物的形成及影
响因素
一、发动机排气污染物的形成
1、一氧化碳 CO
CO是烃燃料燃烧的中间产物。
2、碳氢化合物
其来源有三部分, 排气管 —— 55~65%；曲轴箱通风 —
— 20~25%；化油器、油箱蒸发 —— 15~20%。
二、使用因素对排气
中有害气体浓度的影响
1、负荷的影响
负荷 —— 空燃比 —— 影响有害气
体
1）怠速 —— 全闭,α=0.60~0.88
HC↑ CO↑
2）小负荷 —— 0~25%开度,
α = 0.8~0.9 HC↑ CO↑
3）中负荷 —— 25~80%开度,
α = 0.9~1.1 HC↓ CO↓ NOx↑
4）接近满负荷 —— 80~100%,
α = 0.8~0.9 CO↑ HC↑NOx↓
2、发动机转速的影响
转速 —— 进气，混合气形成、燃烧 —— 排放
转速 ↑ CO↓ HC↓ NOx ↑
3、不稳定工况
强制怠速 CO↑↑ HC↑↑ 但柴油机已停止供油，无排
放。
4、发动机热工况
冷却水温度提高 —— 缸壁温度 ↑—— HC↓
30℃ ~80℃ —— NO↑
供油泵温度提高 —— 气阻 —— HC↑
罩下温度提高 —— 充气系数 ↓—— HC↑ CO↑
气温低 —— 起动困难 —— HC↑
随温度 ↑—— NOx ↑CO↓
? 5、汽车技术状况的影响
? 车龄 ↑ HC↑ CO↑
? ⑴ 供油系故障 化油器怠速产生变化,HC↑ CO↑
? 加速泵
? 空滤器堵塞,CO↑ HC↑
? 供油提前角 ↓,HC↓ NOx↓
? ⑵ 点火系故障 点火提前角 ↑, NOx ↑
? 点火提前角 ↓, NOx↓
? 点火提前角 ↓↓,HC↓
? ⑶ 配气相位
? ⑷积炭
10.1.4汽车排放污染物控制技术
? 一、汽油车排放控制技术
? 1、采用曲轴箱强制通风装置
? 2、采用燃油蒸发控制系统
? 3、采用电控多点燃油喷射系统
? 4、采用氧化型催化转化器
? 5、采用废气再循环系统
? 6、采用高能电子点火和控制系统
? 7、采用稀薄燃烧发动机技术
? 8、采用多气门、可变配气相位和进气旋流等
技术，优化燃烧室
? 9、采用三效催化转化器和闭环电控系统
? 10、采用车载诊断系统，对汽油车排放控制
系统进行自动监控
二、柴油车排放控制技术
? 1、采用废气再循环系统
? 2、采用电控可变进气涡流技术
? 3、采用废气涡轮增压与中冷技术
? 4、采用氧化催化转化器
? 5、采用四气门结构
? 6、发展电控燃油喷射系统，采用电控共轨喷
射技术。
? 7、采用可变配气相位技术
? 8、采用微粒捕集器
§ 10-2 汽车的噪声
一、发动机噪声来源
1,燃烧噪声和机械噪声
燃烧噪声 —— 燃料燃烧而引起的声音。
机械噪声 —— 发动机运转而引起的敲击声。
2,进排气噪声
空气动力性噪声,仅次于本体噪声与风扇噪声。
原因,A 空气声（脉动声）、涡流声
基频噪声，气栓共振声、废气喷柱、冲击。
涡流声，气体通过气门产生的涡流。
B 幅射声（扩散声）、进排气零件表面辐射
振动引起压力波、机械振动。
影响：消声器,密封、接头紧固。
3,风扇噪声 —— 最大噪声源之一
空气动力性噪声。
二、传动系噪声
声源：变速器噪声、传动轴、驱动桥噪声。
变速器噪声
原因,1、齿轮振动
2、发动机振动传到变速箱
3、轴承声
4、搅油声
影响因素,n n ↑ dB ↑ 共振时达到最大值
p p ↑ dB↑
结构 变速器形式、档位、制造精度、调整
三、轮胎噪声
声源：花纹噪声、道路噪声、弹性振动、风噪声。
1、花纹噪声
2、道路噪声，路面凹凸不平产生的。
3、弹性振动
4、风噪声,Va小时可以忽略。
影响因素：轮胎花纹, Va, P,Pa。
R
nvf
?26.3 ?
??
四、车身噪音
车身和空气的摩擦、冲击产生的风噪音以及路
面不平造成的车身震动噪音。
