現(xiàn)代汽車(chē)排放控制技術(shù)

前言

隨著世界汽車(chē)保有量的增加，汽車(chē)排放污染曰趨嚴(yán)重，掌握汽車(chē)排放控制技術(shù)無(wú)疑是治理排放污染、改善大氣環(huán)境的前提條件。本書(shū)針對(duì)汽車(chē)排放污染物的生成機(jī)理和影響因素、改善汽車(chē)排放特性的措施與技術(shù)、汽車(chē)排放污染物檢測(cè)的方法和設(shè)備、在用車(chē)的排放控制、排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展等方面做了詳細(xì)的介紹。通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解汽車(chē)排放污染的來(lái)源和生成機(jī)理，掌握排放控制的技術(shù)方法，熟悉汽車(chē)排放檢測(cè)的原理和方法，了解汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向。本書(shū)主要內(nèi)容包括：汽車(chē)排放污染物的危害、汽車(chē)排放污染物的生成機(jī)理和影響因素、汽車(chē)排放控制技術(shù)的策略和措施、低排放燃料和汽車(chē)新能源、低污染汽車(chē)的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)、汽車(chē)排放后處理技術(shù)、在用車(chē)的排放控制方法、汽車(chē)排放測(cè)試方法和國(guó)內(nèi)外排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展?fàn)顩r。本書(shū)編寫(xiě)的指導(dǎo)思想和追求的目標(biāo)是：理論與實(shí)際相結(jié)合，力求使內(nèi)容具有新穎性、趣味性和實(shí)用性，使語(yǔ)言表達(dá)通俗易懂，避免使用太多的專(zhuān)業(yè)詞匯。本書(shū)具有以下特點(diǎn)。（1）注重體系，盡量全面和客觀。對(duì)與汽車(chē)排放物相關(guān)的基本原理、檢測(cè)方法、排放標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)手段等方面進(jìn)行逐一描述，層層深入、邏輯性強(qiáng)。（2）取材較新，努力反映當(dāng)代最新汽車(chē)技術(shù)的研究成果，以適應(yīng)排放控制技術(shù)的需要。（3）內(nèi)容精簡(jiǎn)，突出重點(diǎn)，通俗易懂，盡可能多地進(jìn)行文字解釋、圖形說(shuō)明和舉例分析，而不僅僅是原理分析。（4）遵照認(rèn)識(shí)規(guī)律，力求深入淺出、層次分明。本書(shū)由北京建筑工程學(xué)院周慶輝擔(dān)任主編并統(tǒng)稿，哈爾濱理工大學(xué)王延福、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)李建偉擔(dān)任副主編。在編寫(xiě)過(guò)程中，得到了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)紀(jì)威教授及北京建筑工程學(xué)院王躍進(jìn)教授、孫健民、劉永峰、田洪森和朱愛(ài)華等的幫助和指點(diǎn)，在此表示感謝！由于時(shí)間緊迫、內(nèi)容繁多，加之篇幅受限，本書(shū)難免有疏漏和不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正，不勝感激。

內(nèi)容概要

隨著世界汽車(chē)保有量的增加，汽車(chē)排放污染曰趨嚴(yán)重，掌握汽車(chē)排放控制技術(shù)無(wú)疑是治理排放污染、改善大氣環(huán)境的前提條件。本書(shū)針對(duì)汽車(chē)排放污染物的生成機(jī)理和影響因素、改善汽車(chē)排放特性的措施與技術(shù)、汽車(chē)排放污染物檢測(cè)的方法和設(shè)備、在用車(chē)的排放控制、排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展等方面做了詳細(xì)的介紹。通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠理解汽車(chē)排放污染的來(lái)源和生成機(jī)理，掌握排放控制的技術(shù)方法，熟悉汽車(chē)排放檢測(cè)的原理和方法，了解汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向。

書(shū)籍目錄

第1章  概述  1.1  環(huán)境保護(hù)與汽車(chē)  1.2  我國(guó)主要城市大氣污染狀況  1.3  汽車(chē)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(xué)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(jié)  習(xí)題第2章  汽車(chē)排放污染物的生成機(jī)理和影響因素  2.1  汽油車(chē)排放污染物的形成機(jī)理及其影響因素    2.1.1  汽油機(jī)排放污染物的形成機(jī)理    2.1.2  影響汽油機(jī)污染物排放的因素  2.2  柴油車(chē)排放污染物形成機(jī)理及其影響因素    2.2.1  柴油機(jī)排放污染物的形成機(jī)理    2.2.2  影響柴油機(jī)污染物排放的因素  本章小結(jié)  習(xí)題第3章  汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)  3.1  汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放特性    3.1.1  汽油機(jī)的排放特性    3.1.2  柴油機(jī)的排放特性    3.1.3  影響發(fā)動(dòng)機(jī)排放特性的因素  3.2  發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)與排放污染物的關(guān)系    3.2.1  發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)對(duì)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(chē)排放特性的措施    3.3.1  提高汽車(chē)排放特性的思路    3.3.2  提高汽車(chē)排放特性的方法    3.3.3  我國(guó)正在進(jìn)行的有關(guān)汽車(chē)排放控制的方法  3.4  汽車(chē)排放控制系統(tǒng)的演變過(guò)程  本章小結(jié)  習(xí)題第4章  低排放燃料及汽車(chē)新能源  4.1  車(chē)用燃料及其來(lái)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(zhì)提高的方法    4.2.3  柴油品質(zhì)提高的方法  4.3  含氧燃料對(duì)排放的影響    4.3.1  醇類(lèi)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(dòng)力汽車(chē)    4.6.1  混合動(dòng)力技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀    4.6.2  混合動(dòng)力汽車(chē)的分類(lèi)    4.6.3  混合動(dòng)力汽車(chē)面臨三大挑戰(zhàn)  4.7  電動(dòng)汽車(chē)    4.7.1  純電動(dòng)汽車(chē)    4.7.2  燃料電池汽車(chē)  本章小結(jié)  習(xí)題第5章  低污染車(chē)用汽油機(jī)排放控制技術(shù)  5.1  概述    5.1.1  汽油機(jī)的燃燒過(guò)程    5.1.2  影響汽油機(jī)燃燒的因素    5.1.3  汽油機(jī)排放控制的主要技術(shù)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(jié)構(gòu)和工作原理    5.4.2  噴油量的控制  5.5  點(diǎn)火控制    5.5.1  點(diǎn)火提前角的控制    5.5.2  加大點(diǎn)火能量  5.6  燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)    5.6.1  緊湊的燃燒室形狀    5.6.2  改善缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)    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(zhì)充量壓縮燃燒  5.8  進(jìn)氣系統(tǒng)的改進(jìn)    5.8.1  多氣門(mén)技術(shù)    5.8.2  進(jìn)氣增壓    5.8.3  可變進(jìn)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(nèi)部廢氣再循環(huán)  本章小結(jié)  習(xí)題第6章  車(chē)用柴油機(jī)排放控制技術(shù)  6.1  概述    6.1.1  柴油機(jī)與汽油機(jī)排放控制技術(shù)的異同    6.1.2  柴油機(jī)排氣污染控制的主要途徑    6.1.3  柴油機(jī)排放控制的對(duì)策技術(shù)  6.2  柴油燃燒系統(tǒng)技術(shù)    6.2.1  燃燒室的改進(jìn)    6.2.2  新型燃燒方式——均質(zhì)充量壓縮燃燒  6.3  柴油噴射系統(tǒng)技術(shù)    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(shí)  6.4  柴油機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)技術(shù)    6.4.1  多氣門(mén)技術(shù)    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(duì)排放和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響    6.5.2  廢氣再循環(huán)率的控制    6.5.3  柴油機(jī)廢氣再循環(huán)的缺點(diǎn)    6.5.4  柴油機(jī)廢氣再循環(huán)與汽油機(jī)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(shì)  6.6  柴油機(jī)電控管理技術(shù)  本章小結(jié)  習(xí)題第7章  汽車(chē)排放后處理技術(shù)  7.1  概述  7.2  汽油車(chē)排氣后處理技術(shù)    7.2.1  三元催化轉(zhuǎn)化器    7.2.2  稀薄燃燒NO催化轉(zhuǎn)化器    7.2.3  新型后處理技術(shù)  7.3  柴油機(jī)排放后處理技術(shù)    7.3.1  氧化催化轉(zhuǎn)化器.    7.3.2  微粒捕集器及其再生技術(shù)    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(zhuǎn)化器    7.3.7  等離子體在柴油機(jī)排放控制上的應(yīng)用  本章小結(jié)  習(xí)題第8章  在用車(chē)的排放控制和診斷系統(tǒng)  8.1  在用車(chē)的排放控制對(duì)策    8.1.1  在用車(chē)的檢查維護(hù)制度    8.1.2  在用車(chē)的排放控制對(duì)策  8.2  隨車(chē)診斷系統(tǒng)    8.2.1  隨車(chē)診斷系統(tǒng)的概述    8.2.2  隨車(chē)診斷系統(tǒng)監(jiān)測(cè)主要內(nèi)容    8.2.3  隨車(chē)診斷系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用    8.2.4  未來(lái)的隨車(chē)診斷系統(tǒng)技術(shù)  8.3  在用車(chē)的工況法檢測(cè)    8.3.1  美國(guó)汽車(chē)排放檢測(cè)的工況法    8.3.2  日本汽車(chē)排放檢測(cè)的工況法    8.3.3  歐盟汽車(chē)排放檢測(cè)的工況法    8.3.4  我國(guó)汽車(chē)排放檢測(cè)的簡(jiǎn)易工況法  本章小結(jié)  習(xí)題第9章  汽車(chē)排放測(cè)試  9.1  我國(guó)汽車(chē)排放測(cè)試方法    9.1.1  新車(chē)型式核準(zhǔn)和一致性檢測(cè)方法    9.1.2  在用車(chē)定期排放測(cè)試方法    9.1.3  在用車(chē)道路行駛排放檢測(cè)——遙感檢測(cè)法  9.2  汽車(chē)排放測(cè)試系統(tǒng)    9.2.1  汽車(chē)排放測(cè)試系統(tǒng)原理    9.2.2  取樣系統(tǒng)  9.3  汽車(chē)排放污染物測(cè)試    9.3.1  汽車(chē)排放污染物測(cè)試原理    9.3.2  汽車(chē)排放測(cè)試常用檢測(cè)儀器  9.4  新型汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備    9.4.1  對(duì)檢測(cè)設(shè)備的要求    9.4.2  ASM檢測(cè)系統(tǒng)    9.4.3  汽車(chē)排放總質(zhì)量分析系統(tǒng)  9.5  汽油車(chē)非排氣污染物的測(cè)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(jié)  習(xí)題附錄  國(guó)內(nèi)外汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

4）燃燒室中沉積物的影響發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，會(huì)在燃燒室壁面、活塞頂、進(jìn)排氣門(mén)上形成沉積物，例如用含鉛或其他金屬添加劑的汽油時(shí)形成的金屬氧化物或用過(guò)濃混合氣時(shí)形成的含碳沉積物。眾所周知，它們會(huì)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(jī)理相當(dāng)復(fù)雜。它們像潤(rùn)滑油膜那樣對(duì)可燃混合氣中的HC起吸附和解吸作用，但沉積物的多孔結(jié)構(gòu)和固液多相性質(zhì)可能使作用機(jī)理進(jìn)一步復(fù)雜化?？p隙中如有沉積物應(yīng)能減少可燃混合氣的擠入量，從而降低HC排放；但它們同時(shí)減小縫隙的尺寸促進(jìn)淬熄，從而又可能增加HC的排放量。研究表明，因這種機(jī)理產(chǎn)生的占HC總排放量的10％左右。5）體積淬熄在發(fā)動(dòng)機(jī)的某些運(yùn)轉(zhuǎn)工況下，在火焰前鋒面到達(dá)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(gè)來(lái)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(dòng)機(jī)冷起動(dòng)和暖機(jī)工況下，因發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較低，燃油霧化較差，蒸發(fā)緩慢，油氣混合變差，導(dǎo)致燃燒變慢或不穩(wěn)定，火焰易熄滅。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速低，殘余廢氣量大，或者排氣再循環(huán)率（EGR率）過(guò)大或混合氣太稀，都會(huì)使滯燃期延長(zhǎng)，燃燒品質(zhì)劣化。即使在穩(wěn)態(tài)工況下發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)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(dòng)機(jī)缺火表現(xiàn)為因某些循環(huán)根本未點(diǎn)燃，而直接把進(jìn)氣時(shí)吸入汽缸的可燃混合氣原封不動(dòng)地送到排氣管，造成未燃HC排放脈沖性急劇增加。所以點(diǎn)火系統(tǒng)的可靠性對(duì)減少HC排放是至關(guān)重要的。在燃燒室中安裝兩個(gè)火花塞，不僅可以加速燃燒過(guò)程，改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)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(wú)燃燒的缺火循環(huán)。6）HC的后期氧化錯(cuò)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的HC，并不完全原封不動(dòng)地排放到大氣中。當(dāng)HC被“凍結(jié)”在淬熄層、縫隙區(qū)、潤(rùn)滑油膜和沉積物中之后，會(huì)重新擴(kuò)散到高溫的已燃?xì)庵髁髦胁⒑芸毂谎趸?，至少是部分氧化。如果有氧可用（例如在的稀混合氣下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)），HC的氧化很容易進(jìn)行。根據(jù)碳?xì)浠衔餁庀嘌趸偭糠磻?yīng)動(dòng)力學(xué)，為了在氣相完成碳?xì)浠衔锏难趸磻?yīng)，需要在600~C（這是排氣門(mén)處常見(jiàn)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?xì)浠衔镆苍谂艢夤苈分斜谎趸茧x開(kāi)汽缸HC的百分之幾到40％。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最高排氣溫度的混合氣，高轉(zhuǎn)速、遲點(diǎn)火、大負(fù)荷等）和最長(zhǎng)停留時(shí)間（低轉(zhuǎn)速）的運(yùn)轉(zhuǎn)工況，此時(shí)HC排放降低得最多。推遲點(diǎn)火提高排氣時(shí)已燃?xì)獾臏囟?，從而有利于HC的后期氧化。促進(jìn)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(duì)壁面進(jìn)行絕熱處理（例如用陶瓷涂層）等。

編輯推薦

《現(xiàn)代汽車(chē)排放控制技術(shù)》注重以學(xué)生為本：站在學(xué)生的角度、根據(jù)學(xué)生的知識(shí)面和理解能力來(lái)編寫(xiě)，考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知過(guò)程，通過(guò)不同的工程案例或者示例深入淺出進(jìn)行講解，緊緊抓住學(xué)生專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的動(dòng)力點(diǎn)，鍛煉和提高學(xué)生獲取知識(shí)的能力。注重人文知識(shí)與科技知識(shí)的結(jié)合：以人文知識(shí)講解的手法來(lái)闡述科技知識(shí)．在講解知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)．設(shè)置閱讀材料板塊介紹相關(guān)的人文知識(shí)，增強(qiáng)教材的可讀性，同時(shí)提高學(xué)生的人文素質(zhì)。注重實(shí)踐教學(xué)和情景教學(xué)：書(shū)中配備大量實(shí)景圖和實(shí)物圈，并輔以示意圖進(jìn)行介紹，通過(guò)模型化的教學(xué)案例介紹具體工程實(shí)踐中的相關(guān)知識(shí)技能，強(qiáng)化實(shí)際操作訓(xùn)練，加深對(duì)理論知識(shí)的理解；設(shè)計(jì)有豐富的題型，在鞏固知識(shí)技能的同時(shí)啟發(fā)創(chuàng)新思維。注重知識(shí)技能的實(shí)用性和有效性：以學(xué)生就業(yè)所需專(zhuān)業(yè)知識(shí)和操作技能為一眼點(diǎn)，緊跟最新的技術(shù)發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用，在理論知識(shí)夠用的有提下，著重講解應(yīng)用型人才培養(yǎng)所需的技能，突出實(shí)用性和可操作性。

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