能否通过在每一辆汽车的底盘设置吸尘装置来清除雾霾、扬尘?可行吗?

脑洞问题:汽车底盘自带吸尘器能否解决雾霾与扬尘?

这一问题的答案很显然是否定的,首先分析汽车尾气对于扬尘的影响。

第一节:汽车尾气并不是汽车扬尘的主因。

众所周知汽车在行驶中的最大行驶阻力是风阻,空气无死角的环绕在地表,车辆在行驶中是在不断的撞开正面的风。而这些静态的风被车头推开之后会形成气流,并从车辆的四周快速的流过;其中气流从上方流过车顶会形成下压力,对于车辆行驶的稳定性是有帮助的,这也是很多车辆设计前置或后置导流板的原因,状态参考下图。

重点解析-空气气流不仅从车头上方流过并产生下压力,同时气流也会从车辆底部的底盘位置流过。如发动机舱下部与发动机护板实现导流,那么气流则会按照固定的流向规律的流出车尾;但如果没有发动机下护板或者护板设计没有导流的功能,亦或者底盘的结构非常的不平整,那么车头撞开的气流则会在底盘下部形成紊流,可以理解细节没有规律但整体有一定方向指向性的气旋。这些气旋会掀起路面上的灰尘并从车尾带走形成二次“霾式紊流”,因为车尾的位置是没有气流作用的“真空区”,这才是汽车会扬尘的核心因素。

图1:发动机下护板导流的理想状态,对于扬尘控制有一定作用但无法彻底解决。

图2:车辆尾部必然出现的紊流区,扬尘无法解决除非禁止车辆行驶。

至此能够说明车辆扬尘核心的因素是气流,那么尾气会有多大影响呢?如综合气流分析则可以说影响极小,尤其是在行驶中;因为尾气的排气压力并不会很大,即使有气流也会与车辆行驶中底盘的紊流融为一体,所以行驶中并不用担心。而怠速时汽车尾气的排气压力更小,普通小微型载客汽车的尾气还不足以原地吹灰;至于大型车辆的离地间隙又很高,所以排气压力大一些产生的影响却相当,重点是城市路段并不允许中重型货车通行,在环线与一二级公路则有防尘绿化可以缓解这一些问题,所以尾气真的不是扬尘的核心。

第二节:汽车排气管为什么不能不朝下呢?

这个问题本身就是个问题,因为大部分车辆的排气管并不是完全朝下,只是有15°左右的倾角。综合排气压力与角度分析,其排气对地面的影响会更小。至于一定要朝下一点点,其原因有三点。

1:尽量保证尾气接近地表。汽车的尾气中的主要成分是二氧化碳和水蒸气,其他少部分为烃类物质、一氧化碳以及游离颗粒物,这些物质的密度理论上多数都大于空气,排出车辆后会自然下沉。但是发动机的尾气温度很高,即使经过消音器冷却隔板后仍由50℃以上的高温;这些气体在加热之后会出现上升情况,如果排气管朝向的话则会对呼吸层面的空气质量造成更严重的破坏。

2:车辆在冷启动过程中ECU行车电脑会加大喷油量,直到发动机机体与冷却液问题升高后才会解除;在加浓喷油阶段发动机为不充分燃烧状态,此时会有部分汽油蒸汽随着尾气排出。在环境温度过低时汽油蒸汽在排气管位置预冷会液化,如果排气管朝上的话这些燃油会与冷机阶段产生的积碳混合,在排气管位置产生大量的油泥,直至排气管堵塞。而排气一旦堵塞或接近堵塞则会导致排气背压的升高,发动机会动力变化且油耗升高,这与节油减排背道而驰了。

3:排气管朝向有可能损伤排气系统。看过《变形金刚》的话则一定会对擎天柱的排气管印象深刻,然而这种设计只有在北美才有流行,且已经在退热的过程中。因为排气管向上则雨天会出现雨水倒灌,对于排气系统中的消音器与三元催化器都有可能造成损伤,且对尾气排放效率以及净化能力也会有影响。美系重卡多如此设计主要是考虑到利用排气管温度加热油箱与驾驶室,防止柴油挂蜡减少能耗才是核心;但随着驻车空调系统的逐渐普及,这种排气设计也应该被淘汰了。

总结:汽车排气管朝下对于城市道路扬尘并无影响,但车辆的行驶总是无法避免出现扬尘;然而在工业时代总不可能让汽车停驶,现有科技等级也绝无可能实现反重力飞行汽车,所以只有通过洒水车的高频率清洁才能解决这一问题。

编辑:天和Auto

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