不同发动机结构下机动车污染物排放水平研究

摘要： 机动车尾气是大气中一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）和臭氧（O3）等空气污染物的主要来源，本文通过在采用不同发动机结构（电喷、化油器）的机动车进行尾气现状监测基础上，对所排放的CO、HC两种主要污染物采集的数据进行了深入系统研究，找出不同发动结构车型尾气排放特性，对控制机动车尾气污染，改善环境空气质量有重要的理论和现实意义。

Abstract： Motor vehicle exhaust is the main source of air pollutants， such as carbon monoxide （CO）， hydrocarbon （HC）， nitrogen oxide （NOx）， ozone， and so on. Based on the exhaust situation monitoring of vehicles with different engine structures （EFI and carburetor）， this paper does a deep and systematical research of the collected data of the two main pollutants： CO and HC. The exhaust emission characteristics of vehicles with different engine structures are found， which is of theoretical and realistic significance for controlling vehicle exhaust and improving air quality.

关键词： 机动车；污染物；排放；研究

Key words： motor vehicle；pollutants；emission；research

中图分类号：X-652 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）24-0021-02

0 引言

机动车作为现代化的交通运输工具，一方面提高了社会的生产效率，改善了人们的生活质量，但随着机动车保有量的增加，消耗大批能源，加剧了能源危机，发动机燃烧后排出的废气也严重污染了大气环境，尤其是人口稠密、交通发达的城市的空气质量。机动车被称作污染物排放的移动源，其排放是目前增长最快的空气污染源，对大气污染的贡献值越来越大，已经达到了不可忽视的地步。

本文在对机动车排放的CO、HC两种主要污染物进行现状监测的基础上，结合调研的数据，系统地分析、研究了机动车尾气气态污染物的排放特征，从而明确了机动车尾气污染严重性以及治理尾气污染的紧迫性，为解决日益严重的机动车尾气污染，改善城市环境空气质量有着重要的理论和现实意义。

1 监测内容与方法

1.1 监测项目

监测项目为CO、HC。

1.2 监测方法

监测方法：点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）GB18285-2005（GB/18285-2005）。怠速工况：当发动机运转，离合器处于接合位置，油门踏板与手油门处于松开位置，变速器处于空档位置，采用化油器的供油系统，其组风门处于全开位置时即为怠速工况。高怠速工况：满足怠速工况条件，用油门踏板将发动机转速稳定控制在50%额定转速或制造厂技术文件中规定的高怠速转速时的工况。

2 监测仪器

不分光红外线吸收型（NDIR）监测仪。

3 监测结果与分析

电喷发动机是一种装有电子控制燃油喷射系统的发动机。它主要由喷油油路、传感器组和电子控制单元（微电脑）三部分组成。它与普通化油器发动机相比，主要区别在燃料供给方面。化油器式发动机在化油器气腔内产生雾化混合气，通过进气管道气门进入气缸；电喷式发动机多数是将汽油喷入进气岐管或进气管道，与吸入的空气混合通过进气门进入气缸，少数则是将汽油直接喷入气缸内与空气混合燃烧。由于电喷发动机能够精确控制混合比，排放污染低，燃油消耗少，因此已逐步取代化油器车辆。

选取采用电喷或化油器装置机动车各一辆，分别采集其高怠速和怠速两种工况下排放的污染物。（电喷车为2000年7月产车辆，化油器车为2000年产车辆），见表1及图1～图4。

机动车使用电喷或化油器发动机在高怠速状态下CO的排放限值均依据国标GB18285-2005。即电喷车的污染物排放限值为小于或等于0.3%，化油器车的污染物排放限值为小于或等于3.0%。从图1总体看电喷式发动机排放CO的浓度范围是0.07%-0.41%，化油器发动机排放CO的浓度范围是0.19%-2.36%，电喷车后期略有超标，化油器车虽未超标，但两种车辆在行驶20万公里后污染物排放均大幅提升。

从图1还可看出，机动车在高怠速状态下使用电喷式发动机排放污染物CO的最高浓度是0.41%，行驶里程为25万km；最低浓度0.07%，行驶里程为15万km。使用化油器发动机排放污染物CO的最高浓度是2.36%，行驶里程为30万km；最低浓度0.19%，行驶里程6万km。化油器发动机排放的污染物是电喷式发动机的2倍多。

机动车使用电喷或化油器发动机在高怠速状态下HC的排放限值依据国标GB18285-2005。即电喷车的排放限值为小于或等于100×10-6，化油器车的排放限值为小于或等于900×10-6；从图2总体看电喷式发动机排放HC的浓度范围是43×10-6～111×10-6，化油器发动机排放HC的浓度范围是109×10-6-335×10-6，电喷车后期略有超标，化油器车虽未超标，但两种车辆在行驶20万公里后污染物排放均大幅提升。

从图2还可看出，机动车在高怠速状态下使用电喷式发动机排放污染物HC的最高浓度是111×10-6，行驶里程为25万km；最低浓度43×110-6，行驶里程为1.5万km。使用化油器发动机排放污染物HC的最高浓度是335×10-6，行驶里程为30万km；最低浓度109×10-6，行驶里程6万km。化油器发动机排放的污染物是电喷式发动机的3

倍多。

机动车使用电喷或化油器发动机在怠速状态下CO的排放限值依据国标GB18285-2005。即电喷车排放限值为小于或等于0.8%，化油器车排放限值为小于或等于4.5%；从图3总体看电喷式发动机排放污染物CO的浓度范围是0.06%～0.83%，化油器发动机排放的污染物CO的浓度范围是1.19%～2.64%，电喷车后期略有超标，化油器车虽未超标，但两种车辆在行驶20万公里后污染物排放均大幅提升。

从图3还可看出：机动车在怠速工况下使用电喷式发动机排放污染物CO的最高浓度是0.83%，行驶里程为25万km；最低浓度0.06%，行驶里程为1.5万km。使用化油器发动机排放污染物CO的最高浓度是2.64%，行驶里程为30万km；最低浓度1.19%，行驶里程8km化油器发动机排放的污染物是电喷式发动机的3倍多。

机动车使用电喷或化油器发动机在高怠速工况下排放限值依据国标GB18285-2005。即电喷车排放限值为150×10-6，化油器车排放限值小于或等于900×10-6；从图4总体看电喷式发动机排放污染物的浓度范围是43×10-6～111×10-6。化油器发动机排放的污染物的浓度范围是146×10-6～396×10-6，均未超标。

从图4还可看出：机动车在怠速工况下使用电喷式发动机排放污染物HC的最高浓度是111×10-6，行驶里程为25km；最低浓度43×10-6，行驶里程15万km。使用化油器发动机排放污染物HC的最高浓度是396×10-6，行驶里程为30万km；最低浓度146×10-6，行驶里程118万km。化油器发动机排放的污染物是电喷式发动机的将近4倍。

4 结论

通过对调研和实验数据的分析可以得出机动车发动机使用电喷和化油器存在很大差异，通过排放曲线图总体看虽然电喷车辆在后期出现超标现象，这与国标中规定的排放限值有很大关系，但电喷车排放的污染物单位体积远远低于化油器发动机排放的污染物，验证了电喷发动机能够精确控制混合比，排放污染物低，燃油消耗少，逐步取代化油器发动机的事实。

监测数据表明：①机动车高怠速排放的污染物浓度明显低于怠速状况下排放的污染物的浓度。②由于采用不同的发动机结构的机动车，电喷式优于化油器，且排放水平降低了3倍，这为我们治理机动车尾气提供了一个依据。③采用电喷车的发动机及内部其他部件均经过长期使用要受到不同程度的磨损，因而，随着机动车的使用年限的增长，发动机会出现不同程度的损耗，通过长时间的排放水平测试发现，行驶里程的增加会使污染物排放水平有一定程度的上升。

参考文献：

[1]GB18285-2005（GB/18285-2005），点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法.（双怠速法及简易工况法）[S].

[2]汽车排放污染物控制实用技术，中华人民共和国交通部公路司.

[3]大气环境标准工作手册.

[4]中国环境保护标准汇编大气环境分册.