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第一章 绪论1

1.1 我国环境保护的原则和政策1

1.2 生态平衡与环境污染2

1.2.1 环境问题与生态系统2

1.2.2 自然界的调节和净化功能4

1.2.3 环境污染与破坏5

1.3 汽车及内燃机污染与危害6

1.3.1 汽车及内燃机污染的主要表现6

1.3.2 内燃机排气组成与有害物质6

1.3.3 污染物计量单位7

1.3.4 主要有害成分的危害8

思考题10

1.4 本课程的任务10

第二章 大气污染与汽车公害12

2.1 大气污染12

2.1.1 大气的正常组分与污染物质12

2.1.2 大气净化的尺度与质量标准13

2.1.3 大气污染的来源15

2.1.4 严重大气污染事件15

2.1.5 对流层逆温现象与大气污染17

2.1.6 二氧化碳的温室效应17

2.2 光化学烟雾形成机理18

2.2.1 光化学烟雾的组成与产生条件18

2.2.2 哈根·斯密特(Haagen Smit)O3形成理论18

2.2.3 卡普兰(Caplan)反应图形19

2.2.4 烟雾室模拟试验21

2.3.1 汽车公害的严重性22

2.3 汽车排气公害22

2.3.2 我国汽车排放现状及其对大气的影响23

2.4 汽车和内燃机排放标准25

2.4.1 汽车怠速排放标准26

2.4.2 汽车行驶排放标准27

2.4.3 曲轴箱及蒸发物排放标准29

2.4.4 柴油机烟度及微粒排放标准29

思考题30

第三章 城市环境噪声与交通噪声32

3.1 噪声的性质、来源与分类32

3.1.1 噪声的定义和特点32

3.1.2 噪声的来源与分类32

3.2.1 声场的类型33

3.2.2 声压级，声强级，声功率级33

3.2 与噪声有关的声学基本知识33

3.2.3 噪声级计算34

3.2.4 噪声的频谱与分析35

3.3 评价环境噪声的基本方法37

3.3.1 响度级37

3.3.2 计权声级和A声级37

3.3.3 统计声级38

3.3.4 等效声级39

3.3.5 交通噪声指数39

3.4 噪声的危害与控制标准40

3.4.1 噪声的危害40

3.4.2 环境噪声容许标准41

3.5 城市环境噪声与交通噪声43

3.5.1 我国城市环境噪声水平43

3.5.2 交通噪声44

3.5.3 汽车噪声46

思考题49

7.5 非直喷式柴油机的排放性能与主要影响因素49

4.1 汽车发动机噪声分类50

第四章 汽车发动机噪声与控制50

4.2 燃烧噪声52

4.2.2 燃烧噪声的影响因素52

4.2.1 燃烧噪声的形成52

4.3 机械噪声56

4.3.1 机械噪声的形成56

4.3.2 机械噪声的影响因素57

4.4 气体动力噪声58

4.4.1 进气噪声58

4.4.2 排气噪声59

4.4.3 冷却风扇噪声60

4.5 发动机噪声的估算62

4.4.4 废气涡轮增压器噪声62

4.6.1 对气体动力噪声的控制63

4.6.2 对燃烧噪声的控制63

4.6 发动机噪声的控制63

4.6.3 对机械噪声的控制64

4.7 发动机噪声限值标准64

思考题65

第五章 汽油机排气污染66

5.1 概述66

5.2 化学平衡时燃烧产物各组分的求法67

5.3 一氧化碳的生成机理与影响因素70

5.3.1 表现理论分析70

5.3.2 CO2和H2O的高温离解反应71

5.3.3 化学动力学浓度冻结现象对CO消失反应的限制72

5.3.4 影响一氧化碳排放的因素73

5.4 未燃烃生成机理与影响因素75

5.4.1 未燃烃生成机理75

5.4.2 影响未燃烃排放的运行因素79

5.4.3 燃烧室面容比及与其有关的结构因素对未燃烃排放的影响82

5.5 氮氧化物的生成机理的影响因素84

5.5.1 捷尔杜维奇链反应84

5.5.2 NO的平衡浓度85

5.5.3 非平衡过程85

5.5.4 NO的分解87

5.5.5 影响NO生成的因素88

5.6 发动机的典型排放特性90

5.6.1 等速排放特性90

5.6.2 负荷排放特性91

5.6.3 运转工况排放特性92

思考题93

第六章 车用汽油机排气污染的控制94

6.1 概述94

6.1.1 前处理净化94

6.1.2 机内净化95

6.1.3 后处理净化96

6.2 废气再循环(EGR)96

6.2.1 EGR作用及基本原理96

6.2.2 EGR率计算公式96

6.2.3 EGR控制要求97

6.2.4 EGR系统的基本类型98

6.2.5 EGR率对汽油机净化与性能的影响99

6.3 燃油掺水100

6.3.1 掺水方法与净化原理100

6.3.2 乳化燃料的净化特性101

6.4 分层充气燃烧系统102

6.4.1 分层充气燃烧的基本设想102

6.4.2 分层充气燃烧系统的基本类型102

6.4.3 分层充气燃烧系统的排放特性106

6.5 均质稀燃技术107

6.5.1 丰田扰流发生罐方式108

6.5.2 日产双火花塞急速燃烧方式(即Z方式)109

6.5.3 三菱的喷射阀方式109

6.5.4 东洋工业的SCS方式111

6.6 改善化油作用，精确控制空燃比111

6.6.1 起动和冷态运转时混合气控制112

6.6.3 减速时混合气控制113

6.6.2 怠速时混合气控制113

6.6.4 进行EGR时的混合气控制114

6.6.5 提高和改进化油器产品质量114

6.6.6 采用新式化油器114

6.7 汽油喷射115

6.8 改进汽油机点火系统117

6.8.1 对点火系统性能参数实现最佳调节117

6.8.2 改革现用的点火系统118

6.8.3 有用电子点火系统120

6.9 其他机内净化措施120

6.9.1 采用多气门结构120

6.9.2 缩小汽油机挤气间隙区120

6.10.2 热反应器121

6.10.1 空气喷射121

6.10 排气后处理121

6.9.3 合理选用发动机常用工况121

6.10.3 氧化催化转化器123

6.10.4 还原催化转化器和三元催化转化器124

6.10.5 防止燃油蒸发排放的措施126

6.11 车用发动机排气净化前景与展望128

思考题129

第七章 柴油机排气污染与控制130

7.1 概述130

7.2 直喷式柴油机有害排放物的生成机理132

7.2.1 燃油喷注132

7.2.2 燃油喷注分区模型133

7.2.3 喷注中有害排放物的生成135

7.3.1 未燃烃136

7.3 直喷式柴油机有害气体排放物的浓度变化与影响因素136

7.3.2 一氧化碳139

7.3.3 氮氧化物142

7.3.4 其他有害排放物147

7.4 球形油膜燃烧系统的工作特点与排放性能148

7.6 柴油机微粒排放151

7.6.1 概述151

7.6.2 排气微粒的组成与特征152

7.6.3 柴油机微粒生成机理153

7.6.4 影响微粒排放的主要因素156

7.7 车用柴油机废气净化措施159

7.7.1 废气再循环159

7.7.2 改进柴油机燃烧系统161

7.7.5 微粒净化163

7.7.3 应用柴油机电控喷射技术163

7.7.4 采用一系列可变化技术和多气门结构163

7.7.6 合理选用发动机常用工况165

7.7.7 燃油掺水166

7.7.8 其他措施168

思考题169

第八章 其他发动机的排气污染与净化途径170

8.1 LPG和CNG发动机170

8.1.1 LPG和CNG的理化特性170

8.1.2 低污染的原因与存在问题171

8.1.3 发动机排放特性与净化途径172

8.2 氢发动机173

8.2.1 氢发动机的燃烧特点173

8.2.2 氢发动机的排放特性与净化方法174

8.2.3 汽油、氢气混合燃烧的新尝试175

8.3 三角旋转活塞式汽油机175

8.3.1 转子机的原始排放特性176

8.3.2 影响排放性能的主要因素176

8.3.3 怠速和低负荷排放性能分析178

8.3.4 减少排污的方法与措施179

8.3.5 转子机的分层充气燃烧系统180

8.4 甲醇发动机183

8.4.1 甲醇的理化特性183

8.4.2 甲醇发动机工作方式与净化性能183

思考题185

9.1.2 汽车行驶试验规范186

9.1.1 汽车怠速试验规范186

9.1 排气成分测定的试验工况186

第九章 汽车发动机排污监测技术186

9.1.3 柴油机烟度测定试验工况194

9.1.4 燃料蒸发排放测定工况196

9.2 排气分析的取样方法197

9.2.1 直接取样法197

9.2.2 全量取样法198

9.2.3 比例取样法199

9.2.4 定容取样法200

9.3 排气成分分析仪202

9.3.1 NDIR分析仪202

9.3.2 FID及HFID检测器204

9.3.3 CLA分析仪205

9.3.4 气相色谱分析装置207

9.4 烟度测定方法与仪表208

9.4.1 波许(Bosch)式烟度计209

9.4.2 哈特立奇(Hartridge)式烟度计209

9.4.3 冯布兰德(Von Brand)式烟度计210

9.4.4 森格曼(Ringelman)比色法210

9.4.5 PHS式烟度计211

9.4.6 重量式烟度计212

9.5 微粒排放测定212

9.6 噪声测量仪213

9.6.1 声级仪213

9.6.2 频率分析仪214

9.6.3 噪声记录仪215

9.7 排气成分计算215

思考题220