汽车文化课程考核要求(2010)
《车文化》课程考核要
论文题目（任选一）：
1.汽车新技术发展动态的识；
2.汽车公司、品牌文化的内涵及其意义；
3.我国汽车工业发展发展的经验教训；
4.汽车产业有关政策法规及其评价；
5.结合自己经历谈与汽车有关的文化现象思考；
6.汽车与人们日常生活，汽车与科技、经济、社会发展的关系；
7.汽车的消费与使用观念；
8.汽车在文化传播中的作用及其合理利用；
9.汽车的公害及汽车与资源环境的关系；
10.汽车文化与人类社会进步
11.交通安全与人文素质
12.欧、美、日、韩汽车产业的发展启示
要求：按照给定题目，格式规范、主题鲜明、结构严谨、逻辑性强、语句通顺、语言准确生动，提交论文打印稿（宋体，
小四号字，不低于5000字）。
评分标准：论文格式20分，论文内容：80分；相互雷同达40 %时，按不及格计。
论文格式：论文应包括：题目，摘要，关键词，正文及参考文献。注意把学号、学院、专业班级、姓名、电话、email地址等
写在首页的右上角（参见“示例”）。不要封面；在论文的
末尾手写签名。
交卷时间：第15周、星期四（即2010.12.9）
上午9：30～11：30；下午3：00～5：00
交卷地点：教四楼106室（电话：68862755）
注：此页请附在论文后面并打印装订。
示例
学号：20083179045
课程名称：汽车文化
学院：汽车与交通工程
专业班级：车辆工程0801
姓名：张耀坤
电话：138********
E-mail：zhangyk@https://www.wendangku.net/doc/609358485.html,
车辆颗粒排放物污染与控制措施的探讨
摘要介绍了车辆发动机颗粒排放物对人体的危害，系统地分析了颗粒排放物控制的有效措施，如水洗法、滤出催化燃烧法等。建议大力开展对燃料添加剂和清洁代用燃料技术的研究，这样既可以解决环境问题又可以解决资源问题。
关键词：颗粒排放车辆尾气净化清洁燃料技术
Exploration of PM Emissions from Vehicle and Controlling Measures
Zhang Y aokun
(V ehicle engineering Department, Wuhan University of Science and T echnology, Wuhan 430081, China)
Abstract The current situation of vehicle emissions was recommended while discussing harm of particulate matter (PM) to the human body. The effective measures to control PM emissions were analyzed systematically, such as Water Washing and Diesel Particulate Filters (DPF). The research on the clean alternative fuel technology was proposed energetically, which can solve both environmental protection and energy resources problems.
Key words: particulate matter emissions, catalytic conversion, clean fuel technology
1 前言
以内燃机为动力的汽车是人类使用最广泛的一种交通工具，其排除的废气是大气受到污染的主要来源之一。根据燃料在发动机气缸里进行燃烧的热化学知识，由碳、氢、氧组成的石油燃料完全燃烧后生成的是CO2（二氧化碳），水蒸汽（H2O）和过量的氧气O2，这些被认为是无害的。但CO2是温室效应气体；在井下作业的场合，若排往大气中的CO2量增多，也会对人的健康产生潜在的影响，故有时也把CO2看作有害成分。
实际上由于发动机在气缸内的燃烧是不完全的，再加上发动机工作中的其它原因，使发动机的排气中含有一定量的CO（一氧化碳），碳氢化合物（HC），氮氧化物（NO x），SO2（二氧化硫），微粒物质（PM：Particulate Matter，如碳烟，油雾等）与臭气等有害排放物[1]。
1.2 我国汽车排放现状
1985年全国的汽车保有量为350万辆；2000年达到2000万辆。近年来发展势头迅猛汽车产销量每年以20～30%的速度递增，预计到2010年的时候，我国的汽车保有量将达到4500万辆。
根据国家环保局的报告，2001年对我国的322个主要城市进行调查显示：其中233个城市（占受调查城市数量的72%）的空气质量相当或低于国家三级水平，只有89个城市（占受调查城市数量的28%）满足国家二级标准，没有一个城市的空气质量能满足国家一级标准。对北京空气质量所做的调查反映出，在非采暖期，汽车有害排放的CO、HC和NO x分别占所有污染源排放总量的60%、86.8%和54.7%；同时对上海空气质量所做的监测表明，汽车的有害排放的分担率，CO、HC和NO x 分别为86%、90%和56%。这些结果说明机动车辆的排放已成为城市的主要污染源。
在我国城市大气环境污染中，罪魁祸首是可吸入颗粒物污染，尤其是空气动力学直径小于2.5微米的颗粒物（PM2.5）污染问题十分严重。据我国环境质量报告书和世界资源报告提供的数据，在我国环境质量超标的城市中，有68%存在着可吸入颗粒物污染问题。
我国城市大气中大量的PM2.5直接或间接地来自于燃烧过程。主要是由汽车排放控制不严和煤炭的使用造成的。
2 颗粒排放物的危害
碳烟往往粘负有SO2及致癌物苯丙(a)芘等有机物及臭气。一般说来，2～4μm的碳烟吸入气管后可排出体外，对身体的影响不大，2μm以下的碳烟吸入肺部会沉积起来，而0.1～0.5μm的碳烟对人体危害最大，除了致癌作用外，这种碳烟被吸入肺部，会导致慢性病、肺气肿、矽肺病、皮肤病及变态性疾病。
2000年6月1日，我国正式将可吸入颗粒物污染指标作为大气环境质量日报的主要评价指标。研究表明，大气可吸入颗粒物是导致人类死亡率上升的重要原因之一，也是导致全球气候变化、大气光化学烟雾事件、酸沉降和臭氧层破坏等重大环境问题的重要因素。可吸入颗粒物在大气中可以停留7天到30天，能长距离传输造成大范围污染。
3柴油机颗粒排放后处理净化措施
为了控制流动污染源产生的污染，就必须对其污染物排放现状进行调查，采用与之相适应的污染源监测标准（即排放标准），并采取适当的控制措施（即排放净化措施）。
3.1 应用水滴的核生成理论进行净化
根据水滴的核生成理论，当在过饱和的湿空气中存在粉尘等杂质时，即以杂质粒子为中心开始形成水核，然后急速增大变成大水滴。因此，在Diesel排气系统中引入过饱和水蒸气就会形成以碳烟颗粒为核心的油滴，即使对人体呼吸器官危害最大的细微颗粒，也能与大水滴一起被捉住。
据介绍，装在8～10t车上的这种装置净重约100kg，另加水150kg。过滤器的滤芯用聚氨基甲酸乙酯制成。每隔1～2天清洗一次，可长期使用。这种装置净化效果较好，一般可除去碳烟颗粒90～95%以上。如果在蒸发的水中加入0.3%浓度的NaOH溶液，可除去全部SO2和臭气，并能除去70%的甲醛。使用该装置还能收到减少CO和NO X排放量以及降低噪音的效果，而对发动机功率无明显影响。其不足之处是要消耗较多的水（水耗与油耗大致相同）。
3.2 利用水或某些溶剂水溶液的洗涤与吸附作用进行净化
该方法用水作为洗涤剂，通过分流、扩散并利用热蒸汽与碳烟接触以降低碳烟颗粒及醛类等有害物质。
3. 3 用滤出燃烧法进行净化
用搜集器或过滤器虽能搜集碳烟颗粒，如不及时清除而任其积存下去，则会造成排气系统背压上升，使发动机性能趋于恶化。
陶瓷多孔材料制成的陶瓷整体式搜集器，不仅成本高，而且在使用中还会出现氧化添加剂堵塞和过热烧伤等问题。
催化剂金属丝搜集器是汽车上用得较多的一种颗粒净化装置。发动机工作时，排气通过附有催化剂的金属丝网，可以利用HC和CO在催化作用下产生的氧化热使碳烟颗粒燃烧。据报道，其耐久性以达8万km。过滤效率虽不及陶瓷整体搜集器、成本不低，但实用性较好。
4 清洁燃料技术
许多降低发动机排放的措施都需要对发动机的硬件进行改进或者重新设计制造。例如，针对柴油机刚刚发展起来的共轨燃油喷射系统能提供很高的喷射压力和实现预喷，从而减少发动机有害排放物的生成和降低噪声。但发动机的寿命长，致使目前在用的早期生产的机型数量庞大，因此，对发动机的燃油自身进行改质处理或者开发利用代用清洁燃料，对改善发动机的排放意义将更大。因为这样同时对新、旧机型都有益。表1为几种含氧类化合物的物性和柴油的比较，它们既可用作发动机燃料添加剂又可以直接作为代用燃料[2]。
表1 几种含氧燃料与柴油物性参数的对比
4.1 燃料添加剂
燃油添加剂种类不同，其作用也不尽相同，但主要表现在以下几个方面[3]：1、清除燃烧系统表面的沉积物；2、提高燃料的十六烷值；3、提高燃料的含氧量；4、提高发动机的燃烧性能。
有研究表明，含氮化合物作为柴油添加剂对清除表面（例如燃烧室表面及燃油喷嘴表面）的沉积物具有良好的作用；含氧添加剂有利于抑制微粒物质的生成，降低柴油机尾气的微粒排放及烟度水平[4]。
4.2 清洁代用燃料
代用燃料的研究和开发一直是内燃机领域内的研究热点之一[5~8]。天然气（NG）和液化石油气（LPG）由于具有低的污染物排放被认为是内燃机的较理想代用燃料，已经被成功地应用于汽油机。
LPG的主要成份是丙烷及少量丁烷、乙烷和极少量戊烷。LPG辛烷值较高，燃料费比酒精、汽油、柴油等便宜，CO、NO x等气体排放量低于汽油机排放，基本上消除黑烟和颗粒物(PM)，且所排气体无臭味，发动机工作噪音低。
柴油机代用燃料的研究与开发早期集中在醇类和植物油；但由于存在诸如十六烷值低、使用成本高等问题而影响了其应用的推广。在代用燃料中，目前仅天然气被较成功地应用于柴油机；较成熟的技术为柴油引燃的柴油、天然气双燃料发动机和点火塞点燃的天然气单燃料发动机。
5 建议
针对我国“富煤、贫油、少气”资源特点，配合国家西部开发政策、西气东输工程，积极开展可从煤、天然气和生物有机质制得的含氧燃料的研究。
二甲醚（Dimethyl ether，DME）是近年来新出现的含氧代用燃料；同时从它衍生或与之有关的具有较高沸点的含氧燃料，如Dimethoxy methane, Diethylene glycol dimethyl ether, Diethyl succinate等，近几年也引起发动机研究者的高度兴趣和重视。研究表明，利用二甲醚作为柴油机的替代燃料几乎可实现无烟排放，而且对NO x的排放没有不良影响。
参考文献
[1]梁荣光，简弃非，翁仪壁等. 改善燃油物性降低车辆发动机有害排放和节能的试验研究. 内
燃机工程，2000，（1）：1～4
[2]Zhang Y usheng, Reader G. T. A Study on Combustion and Emission Characteristics of an IDI
Diesel Engine Operated with DMC Diesel Fuel Blends. Proceedings of International conference for Automotive Engineering, Dec, 2003, Postech, Korea
[3]Kittleson D. B. Influence of a Fuel Additive on the Performance and Emission of a Medium-Duty
Diesel Engine. SAE 941015
[4]Beatrice C., Bertoli C., Del Giacomo N. and et al. Potentiality of Oxygenated Synthetic Fuel and
Reformulated Fuel on Emissions from a Modern DI Diesel Engine. SAE 1999-01-3595
[5]Lee Daeyup, Goto Shinichi, Hidekazu Honma and et al. Chemical Kin etic Study of a Cetane
Number Enhancing Additive for an LPG DI Diesel Engine. SAE 2000-01-0193
[6]Sita Rama Raju A. V., Ramesh A. and Nagalingam B. Effect of Intensified Swirl and Squish on
the Performance of a Lean Burn Engine Operated on LPG. SAE 2000-01-1951
[7]Shuichi Kajitani, Mitsuharu Oguma and Tomoya Mori. DME Fuel Blends for Low-Emission,
Direct-Injection Diesel Engine. SAE 2000-01-2004
[8]Norimasa Iida and Tetsuya Igarashi. Auto-Ignition and Combustion of n-Butane and DME/Air
Mixtures in a Homogeneous Charge Compression Ignition Engine. SAE Paper 2000-01-1832
（签名）
（日期）