1.1.1.2 排放：污染控制办法多
截至2023年，我国已经连续十四年成为世界第一大汽车产销国，全球有三分之一的汽车产于中国。随着汽车数量的快速增长，传统燃油汽车所排放的尾气污染物对空气质量和环境产生了严重的影响（图1-11）。为了解决这个问题，汽车制造商和政府已经采取了一系列措施来控制和减少传统汽车的排放污染。
图1-11 汽车尾气
车辆的排放控制系统是降低污染物排放的重要因素。随着技术的发展，现代汽车配备了先进的排放控制系统，例如，采用三元催化器将一氧化碳、氮氧化物和未燃烧的碳氢化合物转化为无害的氮气、二氧化碳和水，采用颗粒捕捉器捕获和减少颗粒物的排放，等等。接下来，让我们一起来看看这些控制系统是怎样让我们的汽车“放屁不臭”的。
（1）三元催化器
为什么三元催化器要叫“三元”呢？这是因为这种催化器可同时将废气中的CO、CH、NOx三种主要有害物质转化为无害物质。当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的催化剂将对CO、CH和NOx三种气体进行催化，促使其进行一定的氧化还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；CH化合物在高温下氧化成水和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。这样，三种有害气体都变成了无害气体，从而使汽车尾气得到净化。
三元催化器通常位于排气歧管与消声器之间的管路上，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置。它的外面用双层不锈钢薄板制成筒形。在双层薄板夹层中装有绝热材料——石棉纤维毡。内部在网状隔板中间装有净化层，如图1-12所示。净化层由载体和催化剂组成。载体一般由三氧化二铝制成，其形状有球形、多棱体形和网状隔板等。其中的催化剂通常使用贵金属铂、铑、钯。
（2）颗粒捕捉器
颗粒捕捉器是一种安装在发动机排放系统中的陶瓷过滤器，其结构如图1-13所示，它可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。它常常集成在三元催化器内，与三元催化器一体封装，或者独立设置在三元催化器后方。
图1-12 某种三元催化器结构示意图
图1-13 颗粒捕捉器的网状结构
通过捕捉废气中的颗粒物来降低污染物排放本来是件好事，可由颗粒捕捉器引起的车辆故障也必须得到重视。安装了颗粒捕捉器就相当于给汽车的排气系统戴上了“口罩”，长期沉积颗粒物则可能会导致排气系统不能正常工作，从而降低汽车动力，增加汽车的油耗。所以我们要定期给这个“口罩”进行清理，也就是对颗粒捕捉器进行再生。颗粒捕捉器的再生可以分为被动再生和主动再生两种。被动再生是指驾驶员在日常行驶过程中，松开加速踏板的时候，发动机开始断油，大量氧气进入其中发生化学反应并实现再生。主动再生是指被动再生无效的情况下，需要我们以最低80km/h的速度行驶，然后松开加速踏板使车辆滑行，使排气温度保持超温状态，如此反复循环30min，从而达到再生的效果。
（3）曲轴箱强制通风系统
由于发动机气缸不是完全密封的，与气缸相连的曲轴箱会有气缸逃逸出来的窜气，这其中70%～80%是未燃烧气体，燃烧的副产品则占20%～30%。这些窜气在曲轴箱内会破坏机油，产生油泥，使曲轴箱腐蚀。因此，最初的车辆都是从曲轴箱引出通风管道，让这些气体直接逸入大气，从而造成污染。而曲轴箱强制通风系统则是利用发动机的真空度将外界的空气吸入曲轴箱内，同时将窜气重新导入进气系统并在发动机气缸内燃烧掉，如图1-14所示。这样能有效防止曲轴箱内的窜气排入大气，从而达到减少空气污染的效果，同时还保护了曲轴箱，提高汽车的燃油经济性。
图1-14 曲轴箱强制通风系统工作示意图
（4）燃油蒸发控制系统
汽车燃油箱内的汽油会在车辆运行期间以蒸气的形式从燃油系统中逸出进入大气，或是在汽车发动机熄火状态下，发动机余温或大气温度变化引起的液体燃油蒸发进入大气对环境造成影响。而燃油蒸发控制系统则是一种收集汽油蒸气，并在合适的时候将其送入进气管，与空气混合后进入发动机燃烧，从而提高燃油的经济性的控制技术。它由蒸气回收罐（活性炭罐）、控制电磁阀、蒸气分离阀及相应的蒸气管道和真空软管等组成。
当发动机工作或熄火时，燃油箱中的汽油蒸气通过管路进入活性炭罐的上部，新鲜空气则从活性炭罐下部进入活性炭罐。当发动机起动后装在活性炭罐与进气歧管之间的电磁阀打开，活性炭罐内的汽油蒸气被吸入歧管参加燃烧，从而减少油气对空气的污染，降低燃由消耗量。
除了排放控制系统，燃料的质量和成分也对汽车排放产生重要影响。汽车燃料的硫含量越低，硫氧化物排放就越少。因此，许多国家都制定了严格的燃料标准来限制硫含量，并鼓励使用低硫燃料。此外，在燃料中添加缓解剂和改性剂可改善燃料的燃烧效率，从而减少排放。
除此之外，汽车排放控制还需要政府的管理和监管。许多国家制定了严格的排放标准和法规，并对汽车排放进行监测和检测。政府还鼓励汽车制造商生产更环保的车辆，并提供各种补贴和激励措施来推广低排放汽车的使用。例如，我国在2023年7月1日起，全国范围内全面实施国六b排放政策，禁止生产、进口、销售不符合国六b排放标准的车型（表1-1）。
表1-1 国五国六推进时间表
总之，传统汽车排放污染控制技术是一项复杂而持续的工作。通过排放控制系统的完善、燃料质量的提高和政府的监管，我们可以有效地减少汽车排放带来的环境污染。只有我们共同努力，才能创造一个更清洁和健康的交通环境。