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第十三章机动车污染的控制
13.1机动车排气中主要污染物
全球因燃烧矿物燃料而产生的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的排放量，几乎50%来自于汽油机和柴油机。本文主要介绍汽油机排气中的主要污染物。
机动车发动机排出的物质主要包括：燃料完全燃烧的产物（CO2、H2O、和N2），不完全燃烧的产物CO、HC和碳烟颗粒等，燃料添加剂的燃烧生成物（铅化合物微粒）,燃料中硫的燃烧产物SO2以及高温燃烧时生成的NOx等。除了尾气以外，曲轴箱、化油器和油箱也是机动车的污染物排放源，它们主要是排出未燃烃。在以上排出的各种物质中，除CO2与H2O等气体是无害气体外，其余的CO、HC、NOx以及SO2、颗粒物等都是排气中的有害成分。对于一辆未采用污染控制的汽车，各排放源的污染物相对排放量见表13.1。
表13.1汽油车排放源有害物相对排放量
排放源
相对排放量（占该污染物总排放量的百分比，%）
CO
NOx
HC
尾气管
98~99
98~99
55~65
曲轴箱
1~2
1~2
25
汽油箱化油器
0
0
10~20
除了碳氢化合物排放中有25%来自曲轴箱窜气，10%~20%来自化油器与油箱的蒸发外，其余55%~65%的碳氢化合物的排放和几乎全部CO、NOx、SO2、微粒等有害成分都是随尾气排出的。其污染物排放量与燃烧状况密切相关。
（1）一氧化碳（CO）
一氧化碳是燃料在空气不足情况下的燃烧产物，是汽车汽油发动机有害排放物中浓度最高的一种成分，大气中的一氧化碳95~99%来自汽车排气。它是无色、无味、无臭的易燃有毒气体。
（2）氮氧化物（NOx）
氮氧化物有NO、NO2、N2O3、N2O、N2O5、N2O4、NO3，统称为NOX。汽车排气中排出的主要是一氧化氮和二氧化氮。
（3）碳氢化合物
人为的碳氢化合物主要来源有燃料的不完全燃烧和有机化合物的蒸发，常见的空气污染物中碳氢化合物主要有烷烃或饱和烃CnH2n+2、环烷烃CnH2n、烯烃、炔烃、芳香族化合物、含氧化合物醛、醇、醚类和酮类等白余种之多。
（4）光化学烟雾
光化学烟雾是指HC和NOx在强烈阳光作用下发生一系列复杂光化学反应而产生的臭氧和各种化合物。
（5）颗粒物
汽车排气中的颗粒，主要由作为抗暴剂加入到汽油中的四乙基铅[Pb（C2H5）4]经燃烧后所生成的化合物。从燃烧室排出的铅化物，一般粒径小于0.2?m（13.6m）的小颗粒。排放到大气中的铅化物除燃烧室直接排出的小颗粒外，多数是附着于排气口或排气道、消音器而逐渐长大的粒子，大部分散落在地面。
（6）臭气
机动车排气中的臭气由多种成分组成，除了O3、NO2有臭味外，主要是燃料的不完全燃烧产物，如甲醛、丙烯醛等。
13.2汽油车排气中污染物的控制方法
图13.1排气净化系统基本构成示意图排气净化系统的基本构成如图13.1所示
图13.1排气净化系统基本构成示意图
1、控制燃油蒸发排放
（1）曲轴箱通风将曲轴箱密闭，采用曲轴箱强制通风，可以控制由曲轴箱产生的碳氢化合物的排放。目前比较普遍采用的是PCV方式的曲轴箱通风系统（如图13.2所示）。该系统的PCV阀的基本结构如图13.3所示，它是由壳体、阀体、和回位弹簧组成。发动机处于不同工况时，PCV阀的阀体处于不同位置。如图13.2a所示，在发动机部分负荷正常工况时，曲轴箱内的所有窜缸气体通过PCV阀，进入进气歧管；在怠速和低速时，进气歧管中相对真空度较高，阀体移动使气体流量减小，即真空吸力与弹簧力平衡，阀体所处的位置（见图13.3a）只允许少量曲轴箱蒸气混合气通过。汽油车碳氢化合物排放污染的一个重要源是车辆燃油蒸发泄漏。目前，为了防止燃油蒸发泄漏而采取的控制技术主要包括：曲轴箱密闭，燃油蒸发的贮存和吸附。任何一辆现代化的汽车，这两项控制措施都是必备的，它可以使曲轴箱基本达到零排放，燃油系统的蒸发排放也降到极低的程度。
当发动机转速或负荷加大时窜气增加，进气管真空度下降，吸力减少，阀体在弹簧的作用下移到新的平衡位置，允许较多的气体通过。发动机全负荷工作时，PCV阀的弹簧使阀门开启到最大流量状态（见图13.3b）。如图13.2b所示，当窜缸气体量大于阀门的流通能力时，曲轴箱中过量的窜气将通过空气滤清器连接管2进入空气滤清器，进入气缸再次燃烧。
图13.2闭式曲轴箱通风系统
1-密封式加油口盖；2-空气滤清器连接管；3-进气歧管连接管；4-PCV阀；5-窜缸气体
图13.3
图13.3PCV阀结构图
此外，PCV阀还具有防止发动机回火的功能，回火出现时进气歧管中压力骤增，迫使PCV阀全部关闭（见图13.3c），从而避免回火火焰进入曲轴箱点燃窜气而损坏发动机。
（2）燃油蒸气的贮存和燃烧
燃油蒸发物控制系统的基本原理是将汽车产生的燃油蒸气直接送入