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第1章 概述1

1.1 大气污染1

1.1.1 大气成分1

1.1.2 温室效应3

1.1.3 光化学反应和光化烟雾4

1.1.4 有机气体的生成臭氧活性5

1.2 内燃机排放的污染物及其危害性6

1.2.1 一氧化碳8

1.2.2 碳氢化合物8

1.2.3 氮氧化物9

1.2.4 臭氧和其他光化氧化剂9

1.2.5 硫化物10

1.2.6 微粒10

1.3 内燃机排放的评价指标10

1.3.1 排放物浓度和摩尔分数11

1.3.2 质量排放量11

1.3.3 比排放量12

1.3.4 排放指数12

第2章 污染物的生成机理和影响因素13

2.1 一氧化碳13

2.1.1 化学反应机理13

2.1.2 点燃式内燃机14

2.1.3 压燃式内燃机16

2.2 未燃碳氢化合物17

2.2.1 未燃碳氢化合物的排放渠道17

2.2.2 生成各种未完全燃烧HC的化学机理17

2.2.3 点燃式内燃机19

2.2.4 压燃式内燃机25

2.3 氮氧化物28

2.3.1 生成一氧化氮的化学反应动力学28

2.3.2 二氧化氮的生成30

2.3.3 点燃式内燃机31

2.3.4 压燃式内燃机36

2.4 微粒41

2.4.1 点燃式内燃机41

2.4.2 压燃式内燃机42

第3章 内燃机的排放特性55

3.1 点燃式内燃机的稳态和瞬态排放特性55

3.1.1 稳态排放特性55

3.1.2 瞬态排放特性57

3.2 压燃式内燃机的排放特性59

3.2.1 稳态排放特性59

3.2.2 瞬态排放特性62

3.3 点燃式与压燃式内燃机排放及其耐久性的比较64

3.3.1 排放特性的比较64

3.3.2 内燃机排放耐久性的比较66

第4章 点燃式内燃机低排放设计68

4.1 曲轴箱排放物的控制68

4.2 蒸发排放物的控制71

4.2.1 燃油蒸发损失71

4.2.2 蒸发排放控制系统71

4.2.3 活性炭罐73

4.2.4 电控蒸发排放控制系统简介74

4.3 冷起动、暖机和怠速排放控制76

4.3.1 冷起动排放控制76

4.3.2 暖机期排放控制77

4.3.3 怠速排放控制78

4.4 低排放供给系统81

4.4.1 化油器的问题及其改进82

4.4.2 进气道汽油喷射系统83

4.4.3 缸内直接喷射系统88

4.4.4 二冲程发动机的缸内汽油直喷系统91

4.5 低排放点火系统92

4.6 低排放燃烧系统95

4.6.1 燃烧室形状95

4.6.2 压缩比99

4.6.3 气门布置和火花塞位置100

4.6.4 活塞组设计100

4.7 排气再循环101

4.8 其他低排放技术105

第5章 压燃式内燃机低排放设计109

5.1 低排放燃烧室设计110

5.1.1 燃烧方式110

5.1.2 非直喷式柴油机燃烧室低排放设计要点111

5.1.3 直喷式柴油机燃烧室低排放设计112

5.2 低排放燃油喷射系统116

5.2.1 提高喷油压力117

5.2.2 优化喷油规律123

5.2.3 低排放喷油器125

5.2.4 喷油定时和循环喷油量的控制127

5.3 气流组织和多气门技术129

5.4 排气再循环137

5.4.1 柴油机的最佳EGR脉谱137

5.4.2 增压柴油机EGR的实现138

5.4.3 冷EGR141

5.4.4 柴油机EGR的控制141

5.5 增压与排放142

第6章 排气后处理148

6.1 三效催化转化器149

6.1.1 催化反应机理149

6.1.2 催化剂的组成154

6.1.3 催化转化器的构造163

6.1.4 催化转化器的性能指标和工作特性165

6.2 氧化催化转化器175

6.2.1 点燃式内燃机175

6.2.2 柴油机排气的催化氧化176

6.3 富氧降NOx催化转化器178

6.3.1 稀燃发动机用吸附 还原催化器178

6.3.2 柴油机排放的NOx的处理180

6.4 柴油机排气微粒捕集器183

6.4.1 捕集方式183

6.4.2 过滤机理184

6.4.3 滤芯的构造185

6.4.4 微粒过滤器的再生188

第7章 低排放燃料197

7.1 石油燃料性质对排放的影响197

7.1.1 汽油的影响197

7.1.2 柴油的影响206

7.2 石油燃料的低排放改造211

7.2.1 低排放汽油214

7.2.2 低排放柴油215

7.3 非石油燃料的排放特性215

7.3.1 汽油和柴油的掺水燃烧216

7.3.2 天然气和液化石油气218

7.3.3 醇类燃料及其衍生物222

7.3.4 植物油225

7.3.5 氢226

第8章 排放测量227

8.1 内燃机排气排放物取样系统227

8.1.1 定容取样系统227

8.1.2 直接取样系统234

8.1.3 稀释取样系统237

8.2 气体污染物测量原理244

8.2.1 不分光红外线吸收型分析仪245

8.2.2 化学发光分析仪248

8.2.3 氢火焰离子化分析仪250

8.2.4 气相色谱仪253

8.2.5 顺磁分析仪254

8.3 微粒的测量和分析255

8.3.1 微粒排放质量的测量255

8.3.2 微粒粒度分析256

8.3.3 微粒成分分析257

8.4 排气可见污染物测量261

8.4.1 滤纸式烟度计263

8.4.2 消光式烟度计265

8.5 曲轴箱排放物和蒸发排放物的测量266

8.5.1 曲轴箱排放物266

8.5.2 蒸发排放物267

第9章 排放法规269

9.1 车用汽油机怠速污染物排放法规270

9.2 车用柴油机排气烟度和可见排气污染物排放法规271

9.2.1 全负荷烟度排放法规271

9.2.2 自由加速烟度排放法规273

9.2.3 排气可见污染物排放法规274

9.3 轻型车用内燃机污染物排放法规276

9.3.1 型式认证试验及排放限值278

9.3.2 生产一致性检查及排放限值282

9.3.3 冷起动后排气污染物排放试验(Ⅰ型试验)规程286

9.4 重型车用内燃机污染物排放法规290

9.5 国外内燃机排放法规简介295

9.5.1 美国排放法规295

9.5.2 欧洲排放法规299

参考文献305