內(nèi)燃機排放與污染控制

前言

內(nèi)燃機排放污染是世界各國政府和人民普遍關注的一大公害，國內(nèi)外相繼制定了有關內(nèi)燃機排放污染物的標準，并且日趨嚴格。隨著對環(huán)境保護認識的加深，以前不被重視的船舶發(fā)動機的排放污染也引起了人們的重視。國際海協(xié)對船用發(fā)動機氮氧化物和硫氧化物的排放進行了限制，并在2008年制定了進一步的排放控制標準。由于溫室效應危害巨大，因此二氧化碳已被作為排放污染物而成為控制對象。世界各國和國際組織對二氧化碳的排放控制十分重視，IM0在2009年7月通過了新船能效設計指數(shù)和已有船能效運行指標，以減少船舶的二氧化碳排放。內(nèi)燃機排放污染物控制的優(yōu)劣，既影響自然環(huán)境、人類健康，也影響內(nèi)燃機、汽車、船舶等產(chǎn)品在國內(nèi)外的銷售和競爭能力。目前，我國內(nèi)燃機排放標準正在進一步充實和完善，各發(fā)動機生產(chǎn)廠家、研究所和高等院校正在為減排而努力，有關高校紛紛開設了“內(nèi)燃機排放控制”課程，已有一些有關排放的教材出版。但考慮到內(nèi)燃機污染控制技術的迅速發(fā)展以及排放法規(guī)的不斷完善，我們編寫了本書，以反映最新的排放控制技術和法規(guī)，希望能對我國內(nèi)燃機排放污染物凈化工作的深入研究和有關人員的培訓有所裨益。作者在編寫過程中，廣泛研究、參考了國內(nèi)外的研究成果和最新資料，同時也總結了作者在內(nèi)燃機燃燒和排放領域內(nèi)的研究成果和體會。在本書編撰中，周松負責全書的編寫工作，肖友洪參與了第3，4，5，6章的編寫工作，朱元清參與了第8，9章的編寫工作。由于作者水平有限，書中難免有不足之處，敬請讀者不吝指教。

內(nèi)容概要

內(nèi)燃機排放污染問題是內(nèi)燃機技術面臨的最嚴峻挑戰(zhàn)。本書系統(tǒng)闡述內(nèi)燃機污染物的生成機理和影響因素；根據(jù)國內(nèi)外最新資料，詳細介紹汽油機和柴油機的低排放設計理論與應用技術；在排氣后處理方面，主要論述催化轉化原理、發(fā)動機催化轉化器和微粒捕集器。另外，本書著重介紹我國及歐美國家車用發(fā)動機的最新排放標準和測量方法，并對國際海協(xié)船用發(fā)動機的排放法規(guī)及測試規(guī)程進行詳細闡述。本書還對船用發(fā)動機排放污染物的消除措施進行詳細論述。
本書可供從事內(nèi)燃機，特別是車用內(nèi)燃機和船舶內(nèi)燃機設計、研究、制造、使用等方面的工程技術人員使用，可作為相關專業(yè)本科生和研究生有關課程的教材或教學參考書，也可供從事其他熱力發(fā)動機生產(chǎn)、研究的科技人員及大氣環(huán)境管理工作者參考使用。

書籍目錄

第1章 概述
　1.1　大氣污染
　　1.1.1　大氣成分
　　1.1.2　大氣污染來源及危害
　　1.1.3　溫室效應
　　1.1.4　光化學反應和光化學煙霧
　1.2　內(nèi)燃機排放的污染物及其危害性　
　　1.2.1　氮氧化物
　　1.2.2　一氧化碳
　　1.2.3　碳氫化合物
　　1.2.4　顆粒
　　1.2.5　臭氧
　　1.2.6　二氧化硫
　　1.2.7　二氧化碳
　1.3　內(nèi)燃機排放的評價指標
　　1.3.1　排放物濃度
　　1.3.2　質量排放量　　
　　1.3.3　比排放量
　　1.3.4　排放指數(shù)
　1.4　內(nèi)燃機污染物的排放水平
　1.5　內(nèi)燃機燃料
　　1.5.1　內(nèi)燃機燃料的分類
　　1.5.2　內(nèi)燃機常用燃料的性質
第2章　污染物生成機理及影響因素
　2.1　氮氧化物
　　2.1.1　氮氧化物生成機理
　　2.1.2　影響氮氧化物排放的因素
　2.2　一氧化碳
　　2.2.1　一氧化碳生成機理
　　2.2.2　影響一氧化碳排放的因素
　2.3　未燃碳氫
　　2.3.1　未燃碳氫生成機理
　　2.3.2　影響未燃碳氫排放的因素
　2.4　顆粒
　　2.4.1　顆粒生成機理
　　2.4.2　影響顆粒排放的因素
　2.5　硫氧化物
第3章　汽油機的排放特性及低排放設計
　3.1　汽油機的排放特性
　　3.1.1　穩(wěn)態(tài)排放特性
　　3.1.2　瞬態(tài)排放特性
　3.2　燃燒系統(tǒng)優(yōu)化設計
　　3.2.1　燃燒室形狀
　　3.2.2　壓縮比
　　3.2.3　改善缸內(nèi)氣流運動
　　3.2.4　氣門布置和火花塞位置
　　3.2.5　減小不參與燃燒的縫隙容積
　　3.2.6　活塞組設計
　3.3　低排放供給系統(tǒng)
　　3.3.1　進氣道汽油噴射系統(tǒng)
　　3.3.2　缸內(nèi)直接噴射系統(tǒng)
　　3.3.3　二沖程發(fā)動機的缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)
　　3.3.4　電子控制燃油噴射系統(tǒng)
　3.4　推遲點火提前角
　3.5　點火系統(tǒng)和點火能量
　3.6　排氣再循環(huán)
　3.7　可變進排氣系統(tǒng)
　3.8　汽油機冷啟動、暖機和怠速排放控制
　　3.8.1　冷啟動排放控制
　　3.8.2　暖機排放控制
　　3.8.3　怠速排放控制
　3.9　曲軸箱排放控制
　3.10　蒸發(fā)排放控制
　　3.10.1　燃油蒸發(fā)損失
　　3.10.2　蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)
第4章 柴油機的排放特性及低排放設計
　4.1　柴油機的排放特性
　　4.1.1　穩(wěn)態(tài)排放特性
　　4.1.2　瞬態(tài)排放特性
　4.2　低排放柴油機設計概述
　4.3　低排放燃油噴射系統(tǒng)　
　　4.3.1　推遲噴油提前角
　　4.3.2　提高噴油壓力
　　4.3.3　優(yōu)化噴油規(guī)律
　　4.3.4　低排放噴油器
　　4.3.5　電子控制噴油系統(tǒng)
　4.4　低排放燃燒室設計
　　4.4.1　燃燒方式
　　4.4.2　非直噴式柴油機燃燒室設計
　　4.4.3　直噴式柴油機燃燒室設計
　4.5　低排放進排氣系統(tǒng)設計
　　4.5.1　氣流組織和多氣閥技術
　　4.5.2　增壓與增壓中冷
　　4.5.3　排氣再循環(huán)
第5章 排氣后處理
第6章 內(nèi)燃機替代燃料和新能源
第7章 車用內(nèi)燃機的排放標準和排放測量
第8章 船舶發(fā)動機排放及其法規(guī)
第9章 降低船舶柴油機氮氧化物和硫氧化物的措施
附錄課程中用到的主要縮略語一覽
參考文獻

章節(jié)摘錄

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