摘要：汽车是人类最重要的交通工具之一，其增长率已经超过了人口增长率，而且还在不断增加。在整整一个多世纪中，全球汽车保有量已达到近12亿辆。因此，环境保护已成为世界性的重要问题。削减汽车排放污染物的最根本途径是依靠汽车排放控制技术，而推动先进排放控制技术发展的动力主要是实施严格的汽车排放标准。汽车排放污染物控制技术可分为三类：以改进发动机燃烧过程为核心的机内净化技术；在排气系统中采用化学或物理方法对已生成的有害排放物进行净化的排放后处理技术；对来自曲轴箱和供油系统的有害排放物进行净化的非排气污染控制技术。后两类统称为机外净化技术。
1车用汽油机排放控制技术应用现状
1.1车用汽油机机内净化技术
1.1.1电子控制燃油喷射系统（EFI）
电子控制燃油喷射系统(EFI)利用传感器检测发动机的各种状态，经微机判断、计算，使发动机在不同工况下均能获得合适空燃比的混合气。1995年以后，国外汽油机几乎100%采用EFI系统，而其中绝大多数是多点电喷汽油车。目前，我国已停止生产化油器式汽油车。
1.1.2可变进气流通截面及可变配气定时系统
采用可变进气流通截面可改善中速运转及部分负荷时的汽油机性能，并可控制燃烧速率。采用可变配气定时系统可调节缸内剩余废气量，降低排放，改善怠速性能。
1.1.3废气再循环(EGR)
发动机工作过程中，将一部分排气引到吸入的新鲜空气(或混合气)中并返回气缸进行再循环的方法称为废气再循(EGR)，可有效控制的排放。但由于它减少了进气充量中的含氧量，只宜在部分负荷时采用，以使HC不致明显增加。要最大限度地减少含量，又不影响汽油机经济性和排放，需采取有效调整装置来优化整个工作范围内的废气再循环。电控技术是解决这一矛盾的有效手段。电控EGR技术的诞生使得使得这一问题得以解决，其已成为现代车用汽油机的有机组成部分。我国也开始广泛应用电控EGR技术。
1.1.4燃烧系统优化设计
不同的燃烧室形状会使汽油机性能有很大差别。燃烧室设计的重要原则之一是面容比小，即尽可能紧凑；火花塞尽可能布置在燃烧室中央，以缩短火焰传播距离。紧凑的燃烧室可直接使汽油机的热效率提高，和排放降低；与推迟点火提前角或EGR联用，可同时降低排放。
1.2车用汽油机机外净化技术
纵观人类治理汽车排放污染的历程，在20世纪70年代中期以前主要是采用以改善发动机燃烧过程为主的各种机内净化技术。这些技术尽管对降低排气污染起到了很大作用，但效果有限，且不同程度地对汽车的动力性和经济性带来负面效应。随着排放法规的日益严格，人们开始考虑包括催化转化器在内的各种机外净化技术。三效催化剂(TWC)的研制成功使汽车排放控制技术产生了突破性的进展，它可使汽油车排放的、和同时降低90%以上。
目前，电子控制汽油喷射加三效催化转化器已成为国际上汽油车排放控制技术的主流。
2车用汽油机排放控制技术的发展趋势
2.1清洁代用燃料
近几十年来，国内外在努力降低作为汽车主流动力的汽油机和柴油机的排放污染的同时，也在不懈地探索和研究开发更理想的动力系统和排放污染更低的代用燃料。其目的不仅是为了降低汽车排气污染，也为了节省能源和开发新的汽车能源，以缓解汽车对石油燃料的单纯依赖。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆清洁代用燃料可以分为：①常规燃料的变型产品，如新配方汽油()、新配方柴油()或低硫柴油()等；②气体燃料，如天然气()、压缩天然气()、液化天然气()、氨()、、液化石油气(LPG，其主要成分为丙烷)等；③在天然气、煤基础上生产的燃料，如FTL和FT油、甲醇和醚类燃料(二甲醚、二乙醚等)；④由玉米、草木类植物、含碳废弃物提炼的生物乙醇；⑤由花生油、菜子油等生产的生物柴油。
2.2稀燃发动机
稀薄燃烧技术是将少量燃油和大量空气混合，使燃油充分燃烧的一种技术。传统发动机的空燃比在附近，而稀燃发动机的空燃比通常在。由于可以使燃油充分燃烧，与传统发动机相比，稀燃发动机可节约燃油，并可显著减少尾气中有害成分的含量。
2.3缸内直接喷射技术
缸内直喷(GDI)汽油机是在部分负荷时用混合气的分层化实现超稀薄燃烧，得到同柴油机一样低的燃油消耗率；在高负荷时用预混合汽油机的均匀混合方式，得到高功率特性的理想汽油机。
2.4车用汽油机的催化转化技术
催化转化技术已成为成熟技术而被汽车界接受。目前，国外在降低成本、提高性能和使用寿命方面进行了深入研究：通过纳米技术提高贵金属附着载体的能力，从而减少贵金属含量(可降低15%～40%)；催化剂储氧材料的研究已进入第三代，这是高性能催化剂的基础；适应稀薄燃烧(空燃比达22)富氧条件下的还原催化剂的研究十分活跃，日本东京大学和美国密执安大学分别研制了双功能催化剂，降低了二氧化硫和水蒸气对催化剂的影响，也提高了催化剂的热稳定性；净化稀燃汽车尾气中的另一种途径——“吸附-还原法”的研究，即在富氧条件下，先将用吸附剂储存起来(形成硝酸盐)，然后在贫氧或受热加温条件下由硝酸盐释放出与或反应，被还原为。
2.5均质混合气压燃(HCCI)
HCCI燃烧方式被人们称为内燃机的第三种燃烧方式，是当前内燃机燃烧的一个研究热点，它最有希望在近期以两种燃烧方式[在起动和高负荷时以火花点火(SI)方式或柴油机燃烧(DI)运转，在中、低负荷和怠速时以HCCI方式工作]的组合在轿车发动机上得到应用，从而获得和汽油机一样的高功率输出和低PM排放，以及在部分负荷(可达75%负荷)和怠速时获得和柴油机一样或更高的经济性，但排放很低。
3结论
1)目前，电子控制汽油喷射加三效催化转化器已成为国际上汽油车排放控制技术的主流。
2)采用电控喷射的分层稀燃发动机已成为汽车工业发展的一个重要方向。
3)均质混合气压燃(HCCI)可望使内燃机的排放性能获得新的突破——无烟排放，排放几乎为零，是进一步提高汽油机排放性能的研究方向，是近几年汽油机研究的重点。
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论文作者:罗巍
论文发表刊物:《知识-力量》2019年11月53期
论文发表时间:2019/12/6
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