摘要：随着社会经济的高速发展，汽车是人类不可缺少的交通工具，但汽车尾气却是大气的主要污染源。汽车尾气中的CO、HC、NOx和微粒物质(铅化物、碳烟等)的污染越来越严重。那么汽车中这些有害物质是如何形成，又有何危害，该怎样控制呢？对此我进行了初步分析。
关键词：汽车尾气 燃料 动力装置 发动机
1 汽车尾气污染物的形成及危害
1.1 一氧化碳(CO）
对于发动机（汽油机、柴油机）来说，由于在发动机燃烧室内的局部地方存在过量空气稀疏的过浓区以及部分未燃碳氢HC在排气过程中发生不完全燃烧，造成产生CO排除。一氧化碳(CO)是一种无色、无味但有剧烈毒性的气体。当人们吸入过多的CO后，CO可与血液中的血红蛋白有较强的亲和力，会妨碍血红蛋白的输送氧气的能力。当空气中的一氧化碳浓度超过一定时量，人就会出现头痛、呕吐等中毒症状，浓度再大时，甚至可致人死亡。
1.2 碳氢化合物（HC)
发动机在各种工况下运转，燃烧排放物种总会含有一定量的未燃碳氢化合物HC。主要表现在：①气缸壁激冷效应；②燃料不完全燃烧；③气缸扫气部分可燃和混合物外漏。HC化合物是既有未燃的燃料，也有燃料不完全燃烧的产物和部分被分解的产物，所以一切妨碍燃料燃烧的条件都是HC化合物形成的原因。当空气中HCHC化合物浓度较高时，会使人出现头晕、恶心等中毒症状。特别是HC化合物中的烯在大气上空，和二氧化氮(NO2)混合在一起，经强烈的日光照射后，起光化学反应产生高浓度臭氧、醛等烟雾状物质，对眼睛、呼吸器官(喉、眼、鼻等黏膜)及皮肤有强烈的刺激性，其主要危害是可能导致肺癌。
1.3 氮氧化物（NOx）
NOx是指NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等氮氧化物的总称。发动机气缸在燃料燃烧或受热膨胀过程中，其早期气缸内温度与吸入气缸内O2的浓度变化，是影响生成NOx的主要因素，发动机运转参数对NOx生成率影响最大的有：空燃比、气缸内未燃混合气中已燃气体质量分数、主要用于控制Nox生成率的排气再循环（EGR）量和点火正时等。NO与血液中的血红蛋白的结合能力比CO还强，容易使人们中毒而死亡。NO2是一种褐色有强烈毒性的的气体，刺激人的眼睛和呼吸道引起喘息、支气管炎及肺气肿等，同时NOx也是光化学烟雾的组成成分。
1.4 微粒
汽车排放微粒主要包括：碳微粒、硫化物、铅化物等。柴油机排出的微粒物一般要比汽油机高30-80倍。柴油机的微粒由三部分组成，即炭烟、可溶性有机成分和硫酸盐。炭烟是微粒的主要组成部分，炭烟排放的变化自然导致微粒排放的变化，但两者升高和降低未必成比例。柴油机在高负荷时，炭烟在微粒中所占的比例升高，而在部分负荷时则有所降低。汽油机汽油中含有其他杂质和添加剂，且燃料常常不能完全燃烧，常排出一些有害物质，其主要危害物是铅化物。这些有害物质，会增加慢性呼吸道疾病的发病率，损害肺功能，特别是对孕妇，儿童危害更大。
2 控制汽车排放污染技术
2.1 发动机前处理
2.1.1 改善燃油品质
①主要是采用无铅汽油。以代替有铅汽油，可减少汽油尾气毒性物質的排放量。②掺入添加剂，改变燃料成分。汽油中掺入15％以下的甲醇燃料，或者采用含10％水份的水－汽油燃料，都能在一定程度上减少或者消除CO、NOx、HC和铅尘的污染效果。③改变燃料用甲醇代替汽油。甲醇汽车是另一种新型的低公害节能汽车，它是以酒精类的甲醇作为燃料的汽车。甲醇排出废气中的铅、氮的氧化物也减少一半，并且基本不冒黑烟。若采用“甲醇燃料”，即采用甲醇和其它醇类同汽油混合所制成的燃料。当甲醇占比例30％～40％，汽车尾气排出的污染物可基本上消除。
2.1.2采用绿色燃料
据报道美国研究用豆油与甲醇、烧碱混合，然后去除其中的甘油，从而可获得“大豆柴油油”。用“大豆柴油”以3：7的比例掺入到普通柴油中，可供柴油汽车之用。它可大大减少发动机工作时排放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟尘。故被誉为绿色燃料。
2.1.3供给技术改进
①曲轴箱强制通风（PCV）系统的设计：把气缸窜入曲轴箱的可燃混合机和燃烧产物，再循环进入进气歧管，经过进气门进入燃烧室烧掉，改变了过去将其直接排入大气所造成的污染。②汽油蒸发控制系统技术的设计：油箱中的汽油蒸汽通过止回阀进入活性炭罐上部，空气从炭罐下部进入清洗活性炭，当排放控制阀打开时，汽油蒸汽今年入进气歧管，然后进入气缸烧掉，大大减少了污染物的排放。③恒温进气系统的设计：在发动机冷起动时后，通过空气加热装置，向发动机供给热空气，降低氮氧化物的生成。
2.2改进机体结构和性能
2.2.1发动机内部净化
①废气再循环（EGR）系统设计：把一部分废气吸入进气管，与新鲜空气混合后进入气缸再次燃烧，废弃可以降低最高燃烧温度，从而抑制NOx的生成。②改进燃烧系统设计：通过降低燃烧室的面积/容积比、降低压缩比、减小燃烧室的激冷区、加强燃烧室内涡流等方法，可有效减少HC和CO及NOx生成排放量。③改进点火系统设计：延迟点火时间，可降低燃气的最高燃烧温度和延长燃气的燃烧时间，从而降低NOx的排放。
2.2.2发动机外部尾气净化
利用化学反应原理，使尾气的三个主要有害气体CO、HC和NOX进行氧化或分解还原为二氧化碳、水及氮气。使用过滤装置，将废气中的颗粒留住不被排出。具体方法：①采用催化剂：将CO氧化成CO2，HC氧化成CO2和H2O，NOx被还原成为N2等。采用的催化剂有氧化锰－氧化铜；氧化铬－氧化镍－氧化铜等金属氧化物和白金属（铂）等贵金属。它们都可以净化CO、HC。催化反应器设置在排气系统中排气歧管与消音器之间。目前广泛使用的催化剂是稀土复合催化剂，其特点是活性高、热稳定性好、价格低，使用寿命长，因而越来越受到人们的重视，在汽车尾气净化领域备受青睐。②水洗：通过水箱，使汽车尾气中的碳烟粒子经过水洗和过滤及蒸气的淋浴，可针对粘在碳粒上的有毒物质，使碳粒子胀大而给予去除。
2.3加强行政管理
①严格执行旧车报废制度，“去旧迎新”。②严格执行国家燃油标准，不合质量的燃油不能使用，市场上严禁出售低劣的燃油。③实行车辆分流行驶，实施车辆车牌单双号行驶规则。④开辟地铁，施行电力牵引行驶。⑤合理设计城市居民的工作生活区域，实现以步代车，减少私家车在城内运行量。⑥加强和提高人们对保护环境的意识。
3结束语
伴随着人们生活质量的提高，汽车尾气对环境的污染加剧，人们对控制尾气排放的研究也越来越深入和广泛，主要是汽车尾气净化技术的研究，其研究重点是：CO、CH、NO的氧化和还原。现代汽车中尾气净化处理装置广泛采用的是三元三效催化转化器，这种净化技术仍在不断提高催化剂的早期活性；不断提高催化剂的升温特性，降低催化剂的活性温度；不断提高催化剂性能，增加臭氧(O3)技术；采用电加热催化剂(EHC)以及排气燃烧器(EGC)等方面，做更深入的研究。但新型的氧化催化剂也在不断的研究中：①未燃HC的吸附净化技术，采用以沸泡石为主要成分，作为HC吸附剂，在催化剂活化前吸附HC，是排气净化技术的有效补充。②尾气分级净化处理技术，以过渡金属氧化物为催化剂，其主活性成分有Ag、Sn、Co、In或Ga 的氧化物和以贵金属催化剂的主活性成分为Pt或Pd，以及La、Y或Zr的氧化物等的运用，以及纳米技术的运用，使净化指标和性能达到了更高标准。相信随着科技的进步，人类环境意识的提高，更好的实现控制汽车尾气对环境的污染将会有很大提高。