現(xiàn)代汽車排放控制技術

前言

隨著世界汽車保有量的增加，汽車排放污染曰趨嚴重，掌握汽車排放控制技術無疑是治理排放污染、改善大氣環(huán)境的前提條件。本書針對汽車排放污染物的生成機理和影響因素、改善汽車排放特性的措施與技術、汽車排放污染物檢測的方法和設備、在用車的排放控制、排放標準的發(fā)展等方面做了詳細的介紹。通過學習，使學生能夠理解汽車排放污染的來源和生成機理，掌握排放控制的技術方法，熟悉汽車排放檢測的原理和方法，了解汽車排放標準的發(fā)展方向。本書主要內容包括：汽車排放污染物的危害、汽車排放污染物的生成機理和影響因素、汽車排放控制技術的策略和措施、低排放燃料和汽車新能源、低污染汽車的機內凈化技術、汽車排放后處理技術、在用車的排放控制方法、汽車排放測試方法和國內外排放標準的發(fā)展狀況。本書編寫的指導思想和追求的目標是：理論與實際相結合，力求使內容具有新穎性、趣味性和實用性，使語言表達通俗易懂，避免使用太多的專業(yè)詞匯。本書具有以下特點。（1）注重體系，盡量全面和客觀。對與汽車排放物相關的基本原理、檢測方法、排放標準、技術手段等方面進行逐一描述，層層深入、邏輯性強。（2）取材較新，努力反映當代最新汽車技術的研究成果，以適應排放控制技術的需要。（3）內容精簡，突出重點，通俗易懂，盡可能多地進行文字解釋、圖形說明和舉例分析，而不僅僅是原理分析。（4）遵照認識規(guī)律，力求深入淺出、層次分明。本書由北京建筑工程學院周慶輝擔任主編并統(tǒng)稿，哈爾濱理工大學王延福、河南農(nóng)業(yè)大學李建偉擔任副主編。在編寫過程中，得到了中國農(nóng)業(yè)大學紀威教授及北京建筑工程學院王躍進教授、孫健民、劉永峰、田洪森和朱愛華等的幫助和指點，在此表示感謝！由于時間緊迫、內容繁多，加之篇幅受限，本書難免有疏漏和不足之處，懇請讀者批評指正，不勝感激。

內容概要

隨著世界汽車保有量的增加，汽車排放污染曰趨嚴重，掌握汽車排放控制技術無疑是治理排放污染、改善大氣環(huán)境的前提條件。本書針對汽車排放污染物的生成機理和影響因素、改善汽車排放特性的措施與技術、汽車排放污染物檢測的方法和設備、在用車的排放控制、排放標準的發(fā)展等方面做了詳細的介紹。通過學習，使學生能夠理解汽車排放污染的來源和生成機理，掌握排放控制的技術方法，熟悉汽車排放檢測的原理和方法，了解汽車排放標準的發(fā)展方向。

書籍目錄

第1章  概述  1.1  環(huán)境保護與汽車  1.2  我國主要城市大氣污染狀況  1.3  汽車排放污染物及其危害    1.3.1  CO的危害    1.3.2  NO和HC的危害    1.3.3  光化學煙霧的危害    1.3.4  微粒的危害    1.3.5  非常規(guī)排放物的危害    1.3.6  CO2排放  本章小結  習題第2章  汽車排放污染物的生成機理和影響因素  2.1  汽油車排放污染物的形成機理及其影響因素    2.1.1  汽油機排放污染物的形成機理    2.1.2  影響汽油機污染物排放的因素  2.2  柴油車排放污染物形成機理及其影響因素    2.2.1  柴油機排放污染物的形成機理    2.2.2  影響柴油機污染物排放的因素  本章小結  習題第3章  汽車發(fā)動機排放控制技術  3.1  汽車發(fā)動機的排放特性    3.1.1  汽油機的排放特性    3.1.2  柴油機的排放特性    3.1.3  影響發(fā)動機排放特性的因素  3.2  發(fā)動機各系統(tǒng)與排放污染物的關系    3.2.1  發(fā)動機各系統(tǒng)對排放污染物的影響    3.2.2  解決排放污染物的方法  3.3  提高汽車排放特性的措施    3.3.1  提高汽車排放特性的思路    3.3.2  提高汽車排放特性的方法    3.3.3  我國正在進行的有關汽車排放控制的方法  3.4  汽車排放控制系統(tǒng)的演變過程  本章小結  習題第4章  低排放燃料及汽車新能源  4.1  車用燃料及其來源  4.2  傳統(tǒng)石油燃料的改善    4.2.1  改善石油燃料的重要性    4.2.2  汽油品質提高的方法    4.2.3  柴油品質提高的方法  4.3  含氧燃料對排放的影響    4.3.1  醇類燃料    4.3.2  生物柴油    4.3.3  二甲醚  4.4  氣體燃料（液化石油氣、壓縮天然氣、沼氣）    4.4.1  液化石油氣    4.4.2  壓縮天然氣    4.4.3  沼氣  4.5  氫燃料  4.6  混合動力汽車    4.6.1  混合動力技術發(fā)展現(xiàn)狀    4.6.2  混合動力汽車的分類    4.6.3  混合動力汽車面臨三大挑戰(zhàn)  4.7  電動汽車    4.7.1  純電動汽車    4.7.2  燃料電池汽車  本章小結  習題第5章  低污染車用汽油機排放控制技術  5.1  概述    5.1.1  汽油機的燃燒過程    5.1.2  影響汽油機燃燒的因素    5.1.3  汽油機排放控制的主要技術措施  5.2  曲軸箱排放控制  5.3  燃油蒸發(fā)控制    5.4  電控燃油噴射系統(tǒng)    5.4.1  典型電控燃油噴射系統(tǒng)的結構和工作原理    5.4.2  噴油量的控制  5.5  點火控制    5.5.1  點火提前角的控制    5.5.2  加大點火能量  5.6  燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化設計    5.6.1  緊湊的燃燒室形狀    5.6.2  改善缸內氣流運動    5.6.3  優(yōu)化壓縮比    5.6.4  減少不參與燃燒的縫隙容積  5.7  新型燃燒系統(tǒng)    5.7.1  稀薄燃燒    5.7.2  分層燃燒    5.7.3  均質充量壓縮燃燒  5.8  進氣系統(tǒng)的改進    5.8.1  多氣門技術    5.8.2  進氣增壓    5.8.3  可變進氣系統(tǒng)  5.9  廢氣再循環(huán)    5.9.1  廢氣再循環(huán)的效果    5.9.2  廢氣再循環(huán)的控制策略    5.9.3  內部廢氣再循環(huán)  本章小結  習題第6章  車用柴油機排放控制技術  6.1  概述    6.1.1  柴油機與汽油機排放控制技術的異同    6.1.2  柴油機排氣污染控制的主要途徑    6.1.3  柴油機排放控制的對策技術  6.2  柴油燃燒系統(tǒng)技術    6.2.1  燃燒室的改進    6.2.2  新型燃燒方式——均質充量壓縮燃燒  6.3  柴油噴射系統(tǒng)技術    6.3.1  高壓噴射    6.3.2  合理的噴油規(guī)律    6.3.3  低排放的噴油器    6.3.4  噴油正時  6.4  柴油機進排氣系統(tǒng)技術    6.4.1  多氣門技術    6.4.2  增壓與可變截面渦輪增壓  6.5  廢氣再循環(huán)    6.5.1  廢氣再循環(huán)對排放和發(fā)動機性能的影響    6.5.2  廢氣再循環(huán)率的控制    6.5.3  柴油機廢氣再循環(huán)的缺點    6.5.4  柴油機廢氣再循環(huán)與汽油機廢氣再循環(huán)的區(qū)別    6.5.5  廢氣再循環(huán)的發(fā)展趨勢  6.6  柴油機電控管理技術  本章小結  習題第7章  汽車排放后處理技術  7.1  概述  7.2  汽油車排氣后處理技術    7.2.1  三元催化轉化器    7.2.2  稀薄燃燒NO催化轉化器    7.2.3  新型后處理技術  7.3  柴油機排放后處理技術    7.3.1  氧化催化轉化器.    7.3.2  微粒捕集器及其再生技術    7.3.3  選擇催化還原法    7.3.4  選擇非催化還原法    7.3.5  直接催化分解    7.3.6  四元催化轉化器    7.3.7  等離子體在柴油機排放控制上的應用  本章小結  習題第8章  在用車的排放控制和診斷系統(tǒng)  8.1  在用車的排放控制對策    8.1.1  在用車的檢查維護制度    8.1.2  在用車的排放控制對策  8.2  隨車診斷系統(tǒng)    8.2.1  隨車診斷系統(tǒng)的概述    8.2.2  隨車診斷系統(tǒng)監(jiān)測主要內容    8.2.3  隨車診斷系統(tǒng)在我國的應用    8.2.4  未來的隨車診斷系統(tǒng)技術  8.3  在用車的工況法檢測    8.3.1  美國汽車排放檢測的工況法    8.3.2  日本汽車排放檢測的工況法    8.3.3  歐盟汽車排放檢測的工況法    8.3.4  我國汽車排放檢測的簡易工況法  本章小結  習題第9章  汽車排放測試  9.1  我國汽車排放測試方法    9.1.1  新車型式核準和一致性檢測方法    9.1.2  在用車定期排放測試方法    9.1.3  在用車道路行駛排放檢測——遙感檢測法  9.2  汽車排放測試系統(tǒng)    9.2.1  汽車排放測試系統(tǒng)原理    9.2.2  取樣系統(tǒng)  9.3  汽車排放污染物測試    9.3.1  汽車排放污染物測試原理    9.3.2  汽車排放測試常用檢測儀器  9.4  新型汽車檢測設備    9.4.1  對檢測設備的要求    9.4.2  ASM檢測系統(tǒng)    9.4.3  汽車排放總質量分析系統(tǒng)  9.5  汽油車非排氣污染物的測量與分析    9.5.1  曲軸箱排放物    9.5.2  蒸發(fā)排放物  本章小結  習題附錄  國內外汽車排放標準的發(fā)展參考文獻

章節(jié)摘錄

4）燃燒室中沉積物的影響發(fā)動機運行一段時間后，會在燃燒室壁面、活塞頂、進排氣門上形成沉積物，例如用含鉛或其他金屬添加劑的汽油時形成的金屬氧化物或用過濃混合氣時形成的含碳沉積物。眾所周知，它們會增加未燃HC的排放量。清除沉積物，可立即使HC排放出現(xiàn)短暫的下降。沉積物的作用機理相當復雜。它們像潤滑油膜那樣對可燃混合氣中的HC起吸附和解吸作用，但沉積物的多孔結構和固液多相性質可能使作用機理進一步復雜化。縫隙中如有沉積物應能減少可燃混合氣的擠入量，從而降低HC排放；但它們同時減小縫隙的尺寸促進淬熄，從而又可能增加HC的排放量。研究表明，因這種機理產(chǎn)生的占HC總排放量的10％左右。5）體積淬熄在發(fā)動機的某些運轉工況下，在火焰前鋒面到達燃燒室壁面前，燃燒室中的火焰就可能熄滅，這是產(chǎn)生未燃HC排放的一個來源。如果燃燒室中壓力和溫度下降太快，火焰就可能熄滅。在發(fā)動機冷起動和暖機工況下，因發(fā)動機溫度較低，燃油霧化較差，蒸發(fā)緩慢，油氣混合變差，導致燃燒變慢或不穩(wěn)定，火焰易熄滅。發(fā)動機怠速或小負荷運轉時，轉速低，殘余廢氣量大，或者排氣再循環(huán)率（EGR率）過大或混合氣太稀，都會使滯燃期延長，燃燒品質劣化。即使在穩(wěn)態(tài)工況下發(fā)動機調整正確，在加、減速等瞬態(tài)工況下也可能發(fā)生火焰的大體積淬熄。發(fā)動機缺火表現(xiàn)為因某些循環(huán)根本未點燃，而直接把進氣時吸入汽缸的可燃混合氣原封不動地送到排氣管，造成未燃HC排放脈沖性急劇增加。所以點火系統(tǒng)的可靠性對減少HC排放是至關重要的。在燃燒室中安裝兩個火花塞，不僅可以加速燃燒過程，改善發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性，而且有可能在燃燒困難（例如用大比例的EGR以降低NO；排放）的情況下避免不規(guī)則地出現(xiàn)無燃燒的缺火循環(huán)。6）HC的后期氧化錯過發(fā)動機燃燒過程的HC，并不完全原封不動地排放到大氣中。當HC被“凍結”在淬熄層、縫隙區(qū)、潤滑油膜和沉積物中之后，會重新擴散到高溫的已燃氣主流中并很快被氧化，至少是部分氧化。如果有氧可用（例如在的稀混合氣下運轉時），HC的氧化很容易進行。根據(jù)碳氫化合物氣相氧化總量反應動力學，為了在氣相完成碳氫化合物的氧化反應，需要在600~C（這是排氣門處常見的溫度）下至少停留50ms。所以，排放的HC是未燃的燃油及其部分氧化產(chǎn)物的混合物，而前者大約要占總量的40％。碳氫化合物也在排氣管路中被氧化，占離開汽缸HC的百分之幾到40％。發(fā)動機產(chǎn)生最高排氣溫度的混合氣，高轉速、遲點火、大負荷等）和最長停留時間（低轉速）的運轉工況，此時HC排放降低得最多。推遲點火提高排氣時已燃氣的溫度，從而有利于HC的后期氧化。促進這種后期氧化的另一途徑是降低排氣系統(tǒng)的熱損失，如增大排氣管橫斷面積，對壁面進行絕熱處理（例如用陶瓷涂層）等。

編輯推薦

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