我国城市汽车排放污染控制技术探讨
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摘要
汽车是能源消耗和污染物排放的主要来源。随着我国汽车保有量的急剧增加,环境排污问题日益严重。当前我国汽车排污控制水平仅相当于发达国家20世纪70年代中后期水平,汽车产生的大量污染物集中在城市道路中排放。同时由于我国城市道路交通路网及配套设施的相对落后,不但使交通拥堵问题日趋突出,而且使由于汽车排放而导致的环境污染也日益严重。因此对城市汽车排放污染综合控制的研究已成为当前一项非常紧迫的工作。
本文从分析汽车排放污染物的生成和扩散机理出发,以汽(柴)油机及城市运行的汽车为研究对象,用理论分析的方法对汽车排放污染物的影响因素和扩散机理进行研究；在此基础上,根据国内外对汽车排放污染物的控制法规规定,主要对排放污染物中CO、HC、NOX及微粒的排放控制技术和综合技术应用加以研究。目前国内外对汽车排放污染物的控制技术重点是机内控制技术和机外控制技术,本文首次将机内控制技术、机外控制技术、外环境控制技术从横向进行了综合,力图构建“机内-机外-外环境”综合控制技术,并对如何运用该技术进行了一定程度的探讨。笔者认为对“机内-机外-外环境”三大技术的综合运用可以从短期运用和中长期运用两个方面来分析。从短期运用的角度来看,应通过优先选择低排放的发动机和积极实施科学的城市交通控制管理来达到实时控制城市汽车排污的目的。在控制技术在中长期应用方案中,首先要以“外环境控制技术”的开发应用为主,同时也应着手考虑交通规划层次的技术对策和措施；其次是重点加强对“机内-机外控制技术”的开发应用,同时也应继续坚持机动车检测／维修计划和进一步强调交通规划的落实。第三阶段主要考虑的是交通规划方面的问题,同时兼顾交通管理措施的实施。通过这三阶段各措施的分层落实,以求达到科学长效的排污控制目的,同时又能兼顾控制成本和控制效果的最优化。这一综合控制观点的提出以及对综合运用中各层次技术的开发运用观点,是对我国城市交通汽车排污综合控制研究进行的一点有益探索,希望能对促进我国城市大气环境污染的改善,确保城市交通的协调发展具有一定的理论和现实意义。
Auto is a main source of energy consumption and polluted emissions.As the static of car owners roars dramaticly,environment pollution has become more more serious day by day.Presently,our standard to control vehicle emissions is equivalent to that in the 20th century 70s,which was implemented in the the developed countries.The most vechile pollution is emitted concentratedly on the urban road.And,as the backwardness of the urban road network and related facilities,traffic jams and congestion becomes increasingly serious,furthermore,the pollution of vehicle emissions draws a worse damage toward our living environment day by day.Thus,surveys about comprehensive control of vehicle emissions has become a very urgent job.
The formation and diffusion mechanism of vehicle emissions is analyzed firstly in the paper,and it takes gasoline (diesel) engines as well as the moving cars as research objects,studies the influencing factors and diffusion mechanisms of vehicle emissions by the means of theoretical analysis.Then,as the basis of it,according to the law about vehicle emissions pollutant,the paper mainly studys emission control technology and comprehensive application technology on CO,HC,NOx,and particle which is mainly existed in vehicle emissions.Now,the main control technologies at home and abroad are engine inside control technique and engine outside control technique.This paper combines the mentioned two techniques with external environment control technique horizontally,and proposes "Engine inside-Engineoutside-Externalenvironment"comprehensive control technique,besides,generally introduces the application about the technique.The author approves that the comprehensive application about three techniques can be analyzed from short-term application and long-term application.In the short-term application, to achieve the aim of controlling urban autos emissions on time,lower emissions engine should be used firstly,then,control and management of urban traffic should be actively implemented scientifically.In the long-term application, to begin with,External Environment Control Technique needs to develop and apply mainly,simultaneity,technical countermeasure also should be taken into account in the traffic planning.Secondly,endeavor after the development and application of the "Engine inside-Engine outside control technique",and stick to fulfilling the Motor vehicle inspection and maintenance program and the enhancem about traffic planning.Thirdly,focus on the traffic planning program as well as the implementation of traffic management measures.After the three steps,the vehicle emissions could be in a sustainable and effective control,besides,the cost and effect are mostly optimized too.The proposed ideas of comprehensive control techniques and comprehensive applications are based on the study on the comprehensive control of the urban traffic emissions in china.It may be helpful to improve the urban's air conditions, and has a certain theoretical and practical significance on the coordinated development of urban traffic.
本文从分析汽车排放污染物的生成和扩散机理出发,以汽(柴)油机及城市运行的汽车为研究对象,用理论分析的方法对汽车排放污染物的影响因素和扩散机理进行研究；在此基础上,根据国内外对汽车排放污染物的控制法规规定,主要对排放污染物中CO、HC、NOX及微粒的排放控制技术和综合技术应用加以研究。目前国内外对汽车排放污染物的控制技术重点是机内控制技术和机外控制技术,本文首次将机内控制技术、机外控制技术、外环境控制技术从横向进行了综合,力图构建“机内-机外-外环境”综合控制技术,并对如何运用该技术进行了一定程度的探讨。笔者认为对“机内-机外-外环境”三大技术的综合运用可以从短期运用和中长期运用两个方面来分析。从短期运用的角度来看,应通过优先选择低排放的发动机和积极实施科学的城市交通控制管理来达到实时控制城市汽车排污的目的。在控制技术在中长期应用方案中,首先要以“外环境控制技术”的开发应用为主,同时也应着手考虑交通规划层次的技术对策和措施；其次是重点加强对“机内-机外控制技术”的开发应用,同时也应继续坚持机动车检测／维修计划和进一步强调交通规划的落实。第三阶段主要考虑的是交通规划方面的问题,同时兼顾交通管理措施的实施。通过这三阶段各措施的分层落实,以求达到科学长效的排污控制目的,同时又能兼顾控制成本和控制效果的最优化。这一综合控制观点的提出以及对综合运用中各层次技术的开发运用观点,是对我国城市交通汽车排污综合控制研究进行的一点有益探索,希望能对促进我国城市大气环境污染的改善,确保城市交通的协调发展具有一定的理论和现实意义。
Auto is a main source of energy consumption and polluted emissions.As the static of car owners roars dramaticly,environment pollution has become more more serious day by day.Presently,our standard to control vehicle emissions is equivalent to that in the 20th century 70s,which was implemented in the the developed countries.The most vechile pollution is emitted concentratedly on the urban road.And,as the backwardness of the urban road network and related facilities,traffic jams and congestion becomes increasingly serious,furthermore,the pollution of vehicle emissions draws a worse damage toward our living environment day by day.Thus,surveys about comprehensive control of vehicle emissions has become a very urgent job.
The formation and diffusion mechanism of vehicle emissions is analyzed firstly in the paper,and it takes gasoline (diesel) engines as well as the moving cars as research objects,studies the influencing factors and diffusion mechanisms of vehicle emissions by the means of theoretical analysis.Then,as the basis of it,according to the law about vehicle emissions pollutant,the paper mainly studys emission control technology and comprehensive application technology on CO,HC,NOx,and particle which is mainly existed in vehicle emissions.Now,the main control technologies at home and abroad are engine inside control technique and engine outside control technique.This paper combines the mentioned two techniques with external environment control technique horizontally,and proposes "Engine inside-Engineoutside-Externalenvironment"comprehensive control technique,besides,generally introduces the application about the technique.The author approves that the comprehensive application about three techniques can be analyzed from short-term application and long-term application.In the short-term application, to achieve the aim of controlling urban autos emissions on time,lower emissions engine should be used firstly,then,control and management of urban traffic should be actively implemented scientifically.In the long-term application, to begin with,External Environment Control Technique needs to develop and apply mainly,simultaneity,technical countermeasure also should be taken into account in the traffic planning.Secondly,endeavor after the development and application of the "Engine inside-Engine outside control technique",and stick to fulfilling the Motor vehicle inspection and maintenance program and the enhancem about traffic planning.Thirdly,focus on the traffic planning program as well as the implementation of traffic management measures.After the three steps,the vehicle emissions could be in a sustainable and effective control,besides,the cost and effect are mostly optimized too.The proposed ideas of comprehensive control techniques and comprehensive applications are based on the study on the comprehensive control of the urban traffic emissions in china.It may be helpful to improve the urban's air conditions, and has a certain theoretical and practical significance on the coordinated development of urban traffic.
引文
[1]王云鹏,沙学锋等.基于汽车排放评估的交通环境评价方法[J].吉林大学学(工学版),2004.1
[2]丁旭,石壵.道路交通机动车尾气污染研究综述[D].甘肃科技,2006.10
[3]王伟,项乔君,常玉林等.城市交通系统能源消耗与环境影响分析方法[M].北京：科学出版社,2002：239～296
[4]贺克斌,傅立新等.我国汽车排气污染净化研究[J].环境科学进展,1996.6
[5]贺泓,翁端等.柴油车尾气排放污染控制技术综述田].环境科技,2007.6
[6]刘元鹏.汽车排放污染物及其控制对策[D].公路交通科技,1990,7
[7]周振宇.试论我国大城市控制汽车排放污染物[D].上海汽车,1999.5
[8]沙学锋.城市道路机动车动态排放预测模型研究[D].吉林：吉林大学博士论文,2007：41～45
[9]刘峥,王建昕.汽车发动机原理教程[M].北京：清华大学出版社,2001：155～171,221～230
[10]方茂东.简述国外排放技术[D].世界汽车,1996.2
[11]Walsh MP阎军译.中国机动车污染控制：城市面临的挑战.中国城市交通发展战略研讨会文集,北京：中国建筑工业出版社,1997.7
[12]Paul M. Laing. Develoment of an alternator-Powered Electrically-Heated Catalyst System. SAE841042.1994.5
[13]Naoto Miyoshe etc. Develoment of NOx storage-reduction 3-way catalyst for lean-burn engines. Toyota Technical Review,1995.3
[14]Kenji Katon ect Develoment of NOx storage-reduction 3-way catalyst System for lean-bum engines. Toyota Technical Review,1995.3
[15]张生,葛向东.试论城市地区机动车污染与控制p].皖西学院学报,2001,11
[16]郝郑平,翁端等.我国机动车排放污染控制与稀土催化剂的应用.中国稀土在线
[17]贺克斌,郝吉明等.我国汽车排气污染现状与发展[D].环境科学,1996.8
[18]杨延相,杜红,刘昌文.用于汽车道路排放测量的车载实验系统[D].长安大学学报(自然科学版),2002,7
[19]张雄,李孟良,乔维高.汽车排放污染物测试的发展方向——车载排放测试[D].北京汽车,2006.6
[20]刘希玲,丁焰.我国城市汽车行驶工况调查研究[D].环境科学研究,2000.13(1)
[21]聂国欣,胡满银等.城市机动车排放污染分析及控制对策[D].能源研究与利用,2004.5
[22]訾琨,涂先库等.机动车排放与城市交通环境[D].交通环保,2004.12
[23]陆化普,刘强,张卫华.城市交通规划中的环境保护问题探讨[D].交通运输系统工程与信息,2005.2
[24]陈长虹,方翠贞,戴利生.上海市机动车排污状况与污染控制战略[D].上海环境科学,1997.1
[25]陈金平.福州市机动车污染及其控制对策[D].福建环境,2004.4
[26]吴小寅,陈莉.南宁市道路交通污染现状分析及对策[D].广西民族学院学(自然科学版)1999,2
[27]金振星,李百战,郑洁.重庆市交通尾气污染的影响及污染防治[D].重庆建筑大学学报,2006,4
[28]李伟,郝吉明,傅立新.中国道路机动车10种污染物的排放量[J].城市环境与城市生态,2003.4
[29]洪兰芳.汽车运行工况与排气污染物[D].汽车维护与修理,2000.12
[30]肖冬荣,陆振宇.城市机动车尾气污染最优化控制[D].湖北大学学报(自然科学版),2001,6
[31]聂国欣,胡满银等.城市机动车排放污染分析及控制对策[D].能源研究与利用,2004.5
[32]黄肇义,杨东援.城市机动轩尾气污染控制的综合对策体系研究[D].上海环境科学,2002.4
[31]曲洪亮.在用汽车排放状态监测信息管理系统的研究[D].黑龙江：东北林业大学硕士论文,2003
[32]曹小华,欧国立.和谐交通目标下的汽车污染问题和对策[D].综合运输,2006.4
[33]韩悦臻,张行峰,王巍巍.从规划层面谈城市大气污染治理[D].山东建筑大学学报,2007.6
[34]傅立新,郝吉明,何东全等.城市街道汽车污染扩散规律模拟研究[D].环境科学,1999.6
[35]杜青,杨延相,丁宁等.机动车实际道路排放特性及若干影响因素的研究[D].内燃机学报,2002,4
[36]马艳丽,高月娥.我国未来汽车保有量情景预测研究[D].公路交通科技,2007.1
[37]余艳春,虞明远.我国公路营运汽车污染物排放总量及预测[D].公路交通科技,2008.6
[38]林飞.我国大城市交通拥挤对策及关键技术研究[D].西安：长安大学硕士论文,2006.6
[39]陈永玲,于虎等.汽车污染与控制探讨[D].内蒙古环境保护,2002.3
[40]徐张俊,王晓东.汽车污染现状分析及对策研究[D].今日科苑,2007.24
[41]刘建成,刘英.汽车尾气的污染危害及治理[D].环境保护科学,2000.5
[42]王云鹏,沙学锋等.城市道路车辆排放测试与模拟[D].中国公路学报,2006.9
[43]刘勇,胡于进,李成刚.关于在用车的工况尾气排放检测[D].北京汽车,2004.1
[44]陆叶强.汽车排放控制系统的设计策略探讨[D].环境污染与防治,2006.7
[45]高延龄.汽车运用工程[M].北京：人民交通出版社,2004.
[46]严朝勇,李国杰.汽油发动机排放性能的研究[D].科技信息(学术研究),2007.14
[47]张义.汽车尾气排放的监测系统开发及分析方法研究[D].内蒙古石油化工,2008.5
[48]李俊华,郝吉明,傅立新.机动车尾气净化技术[D].工业催化，2004.12
[49]胡京南,郝吉明,傅立新.机动车排放实验及模型模拟研究[D].环境科学,2004.5
[50]郝吉明,吴烨,傅立新等,中国城市机动车排放污染控制规划体系研究[D].应用气象学报2002,1
[51]陈纪民,刘涛.浅析现代汽车的排放污染物及应对措施[D].科技信息,2007,22
[52]陈曙红.浅析我国汽车排放新标准[D].汽车与船舶,2007.7
[53]刘巽俊.谈减轻我国汽车发动机排气污染的实用技术[D].汽车技术,19972
[54]徐中明,肖盛云.汽车运用工程基础[M].重庆：重庆大学出版社,2005.
[55]许建民，李岳林等,车用汽车发动机排放控制技术浅谈[D].汽车运用,2007.5
[56]朱天乐,王建昕.柴油机排气后处理技术.车用发动机,2002.12
[57]黄后学,周波等.机动车尾气等离子体技术的现状与进展[D].汽车节能,2008.1
[58]文彤.汽车尾气排放控制新技术[D].汽车与配件,2007.4
[59]唐艳.汽车发动机排放控制技术新动向[D].汽车研究与开发,2005.5
[60]何东全,傅立新等,北京市机动车污染物排放控制对策削减潜力研究[D].中国机械工程,1997.8
[61]王瑛璞.汽车排放污染生成机理及控制技术研究[D].黑龙江：哈尔滨工程大学硕士论文,2007
[62]杨保成,蔡正科.影响汽车发动机排放因素探析[D].农机使用与维修,2006.4
[63]雷金瑜.探索汽车尾气治理的有效途径[D].汽车维护与修理,1999.9
[64]陈纪民,刘涛.浅析现代汽车的排放污染物及应对措施[D].科技信息,2007.22
[65]夏刚强.浅析汽车尾气[D].汽车运用,2008.2
[66]洪兰芳.汽车运行工况与排气污染物[D].汽车维护与修理,2000.12
[67]金陶胜,傅立新等.吸入因子：汽车尾气污染健康影响的一种评价方法[D].环境与健康杂志,2006.3
[68]李铁柱,王炜等.城市交通规划中机动车空气污染影响分析技术及其应用[J].交通运输系统工程与信息,2005.2
[69]李铁柱.城市交通大气环境影响评价及预测技术研究[D].东南大学,2001
[70]朱盛镭,马赛赛.排放法规变化与汽车供油系统对策.上海汽车,1997
[2]丁旭,石壵.道路交通机动车尾气污染研究综述[D].甘肃科技,2006.10
[3]王伟,项乔君,常玉林等.城市交通系统能源消耗与环境影响分析方法[M].北京：科学出版社,2002：239～296
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[9]刘峥,王建昕.汽车发动机原理教程[M].北京：清华大学出版社,2001：155～171,221～230
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[13]Naoto Miyoshe etc. Develoment of NOx storage-reduction 3-way catalyst for lean-burn engines. Toyota Technical Review,1995.3
[14]Kenji Katon ect Develoment of NOx storage-reduction 3-way catalyst System for lean-bum engines. Toyota Technical Review,1995.3
[15]张生,葛向东.试论城市地区机动车污染与控制p].皖西学院学报,2001,11
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[21]聂国欣,胡满银等.城市机动车排放污染分析及控制对策[D].能源研究与利用,2004.5
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[51]陈纪民,刘涛.浅析现代汽车的排放污染物及应对措施[D].科技信息,2007,22
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[61]王瑛璞.汽车排放污染生成机理及控制技术研究[D].黑龙江：哈尔滨工程大学硕士论文,2007
[62]杨保成,蔡正科.影响汽车发动机排放因素探析[D].农机使用与维修,2006.4
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[64]陈纪民,刘涛.浅析现代汽车的排放污染物及应对措施[D].科技信息,2007.22
[65]夏刚强.浅析汽车尾气[D].汽车运用,2008.2
[66]洪兰芳.汽车运行工况与排气污染物[D].汽车维护与修理,2000.12
[67]金陶胜,傅立新等.吸入因子：汽车尾气污染健康影响的一种评价方法[D].环境与健康杂志,2006.3
[68]李铁柱,王炜等.城市交通规划中机动车空气污染影响分析技术及其应用[J].交通运输系统工程与信息,2005.2
[69]李铁柱.城市交通大气环境影响评价及预测技术研究[D].东南大学,2001
[70]朱盛镭,马赛赛.排放法规变化与汽车供油系统对策.上海汽车,1997