简介

内燃机排放的污染物

污染物的危害

简介

内燃机排气中的有害成分。长久以来，内燃机排放物中的污染物未曾引起人们重视。1943年，美国发生了洛杉矶烟雾事件,第一次显现出汽车内燃机排放的烃(即碳氢化合物)所造成污染的严重性。70年代以来,由于汽车保有量的急剧增加，在一些国家内汽车内燃机排污已构成公害，引起世人的极大关注，不少国家相继制订了控制汽车和内燃机排污的标准和法规。

内燃机排放的污染物

主要污染物是一氧化碳(CO),碳氢化合物（烃类）和氮氧化物(NOX )（其中99％为NO，其次是NO2。此外，尚有二氧化硫 (SO2)、醛类(RCHO)、3,4-苯并芘等有害气体和铅尘、烟尘等颗粒物。一定数量的烃类和氮氧化物在静风、逆温等特定条件下，经强烈的阳光照射会产生二次污染物──光化学氧化剂，形成光化学烟雾（即洛杉矶烟雾）。其主要成分是臭氧O3（约占总重90％）以及过氧乙酰基硝酸酯(PAN)、醛类、有机氮化物(RONO2)和烟雾剂（气溶胶）等。

污染物的危害

CO与血红蛋白的亲合力为氧的 300倍，NO与血红蛋白的亲合力比CO还强。CO和NO被人吸入后将分别形成碳氧血红蛋白和亚硝基血红蛋白，从而削弱血红蛋白向组织输送氧的能力。人体缺氧后，中枢神经受损，引起机能障碍以至死亡,高浓度的NO2 对肺功能的损害较明显。烃类对人体健康的影响不明显，但它与NOX却是发生光化学烟雾的两种主要成分。光化学烟雾具有很强的氧化能力，对人、畜、植物和某些人造材料都有危害,遇有SO2 时还将生成硫酸雾,酸蚀一切可蚀物,危害则更大。3，4-苯并芘是一种高致癌物质。直径小于1微米的颗粒物（称为飘尘 SPM）可长久地飘浮于大气中，成为3，4-苯并芘等有害物质进入人体的载体,因此飘尘具有潜在的危害性。城市大气中的铅主要来自汽车排气，其中 1微米以下的铅尘可直接被人吸入，大一些的铅颗粒则沉积于水和土壤中，又会间接地被人摄入。人体内积存少量铅对健康尚不显示影响，城市居民的血和尿中一般都可查到铅。但是血（含）铅过多时将出现红血球异常，影响血色素合成；尿（含）铅过多时则引起肝功能障碍。

内燃机排气管排出的废气是污染物的主要排放源。此外，曲轴箱的通风和燃油箱、化油器的蒸发也会有一些烃类和少量CO及NOx逸出（表1）。内燃机排气中各污染物的浓度 表2为柴油机与汽油机排气污染浓度的比较。汽油机的CO和烃类排放较柴油机严重，柴油机的颗粒物（黑烟）排放则比汽油机严重。因此，汽油机和柴油机净化的侧重点不同。内燃机各运转工况时的排气流量不同，排气中各污染物的浓度也不同，其变化趋势如表3。

因此，不同用途的内燃机因运转工况的组成不同，总的运转排污量各有差异。内燃机的净化工作应根据使用中运转工况的组成规律，集中解决各主要运转工况时的排污，以保证内燃机在配套使用中总的运转排污量为最低。各运转工况下排污的多少，主要取决于燃烧过程和排气管内的化学反应。改善燃烧过程以减少排污被称之为机内净化，包括燃烧室的设计，以及进排气系统、供油系统和点火系统的改进。60年代以来，广为发展的汽油机分层燃烧过程和柴油机废气涡轮增压（见内燃机增压）燃烧过程，可以在减少CO和烃类的同时达到节油的目的。当采用机内净化仍不足以符合排放法规要求时，则在排气管内附加催化反应器或电子喷射加催化反应器、热反应器和废气再循环(EGR)等装置,将废气氧化、还原处理后排出，一般称之为尾气处理或机外净化。但尾气处理会使内燃机动力性和经济性恶化，并且需要增加成本和维护保养费用，而铂催化反应器还要求使用高级无铅汽油，因此尾气处理仅作为弥补机内净化之不足。对电子计算机控制供油的研究，可能实现厉来供油装置所不能进行的精确调整，使内燃机排污量降至最低，其结构还将大大简化。现代内燃机均已普遍装置了曲轴箱强制通风的系统(PCV)和燃料蒸发控制系统 (ELCD)，基本上抑制了曲轴箱通风和燃油箱、化油器内蒸发的逸散。