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第一章 总论 1

第一节 国内外车用发动机发展概况 1

一、1998年日美欧车用汽油机的发展 1

前言 1

二、1998年日美欧车用柴油机的发展 9

第二节 国外汽车技术与燃油经济性、排放法规的现状与今后发展趋向 13

一、汽车燃油消耗的法规情况 13

二、汽车排放气体的法规情况 15

三、未来汽车发展动向 15

一、我国汽车排放控制的现状 16

1.我国汽车排放对大气环境污染的问题 16

第三节 我国汽车排放控制的现状、排放标准与法规 16

2.汽车尾气对大气污染的危害性 17

3.我国汽车排放控制现状概况 17

二、我国汽车排放标准与法规情况 18

三、我国对汽车二氧化碳排放(汽车燃油耗)控制现状 19

第二章 汽油机篇(直喷式 排放 稀薄燃烧发动机) 20

第一节 直喷式汽油机发展动向 20

一、混合气的形成 20

(1)“Wide Spacing”(宽空间混合气形成技术) 20

(2)混合的自由度 21

二、喷射技术 21

(1)涡流喷射器 21

(1)燃烧控制 22

四、排气后处理技术 22

(2)空气辅助喷射器 22

三、燃烧控制 22

(2)稀薄排气再循环用NOx催化器 23

五、控制自由度 24

第二节 三菱直喷式汽油机的开发 24

一、概述 24

二、缸内直接喷射(GDI)的基本技术 25

三、气缸内流动过程分析 28

四、喷雾性能 29

(1)喷油器性能要求 29

(2)喷油压力 30

(3)喷雾运动 30

五、燃烧性能 32

(1)空气旁通阀 33

六、燃油供给系统 33

七、其他新技术 33

(2)电子控制废气再循环阀 34

(3)高能量点火系统 34

八、发动机输出功率性能与实车行驶燃油经济性 35

(1)输出功率性能 35

(2)实车行驶燃油经济性 35

第三节 三菱直喷式汽油机的应用实例(1) 35

一、概述 36

二、排放气体净化装置 37

三、GDI直喷式汽油机油耗显示灯 37

四、三菱直喷式汽油机故障诊断用自诊断代码 37

二、装有直喷式汽油机的RVR、RVR Sports Gear运动型休闲车 39

一、装有直喷式汽油机的挺柯轿车 39

第四节 三菱直喷式汽油机的应用实例(2) 39

第五节 丰田D-4型直喷式汽油机的开发和应用 40

一、概述 40

二、D-4发动机系统概况 40

(1)深腔活塞 41

(2)高压涡流喷油器 41

(3)装有涡流控制阀的螺旋气道 42

三、D-4型汽油机的燃烧概念 42

(1)轻负荷时(强分层燃烧) 43

(2)中负荷时(弱分层燃烧) 43

(2)单阀式电子节气门控制 44

(1)基本喷油量控制 44

四、D-4汽油机的控制系统 44

(3)高负荷时(均质燃烧) 44

(3)稀薄空燃比及废气再循环极限控制 46

(4)高压燃油泵控制 46

(5)性能 47

第六节 NEO Di直喷式汽油机的开发 47

一、概述 47

二、新技术简介 48

(1)NExT燃烧 49

(2)高压燃油系统的应用 49

(3)电子涡流控制阀的应用 49

(4)连续可变气阀正时控制(CVTC)的应用 50

(5)扭矩控制(NTD)的应用 50

(1)顶级的燃烧 51

(6)降低机械摩擦的技术 51

三、NEO Di(QG18DD)+HYPER CVT(直喷式汽油机+无级变速器) 51

(2)1级以上强劲驱动力的行驶性能 52

(3)低油耗行驶时信息显示 52

第七节 本田低排放汽油机D16A型的开发 53

一、开发目标 53

二、系统的构成 55

(1)高精度空燃比控制系统 55

(2)垂直型催化转化器与整体式薄壁排气歧管 56

(3)400蕊孔的催化转化器 57

二、发动机主要控制系统与构件 58

(1)高精度空燃比控制 58

一、开发目标与系统概况 58

第八节 本田F20B型低排放(LEV)汽油机(雅阁牌轿车与托尔耐尔轿车用) 58

(2)低速时单进气阀停止机构 61

(3)电动式废气再循环(EGR)装置 62

(4)低热容量、冲压加工的排气歧管 62

三、性能评价 63

(1)排气升温效果与排放气体的净化功能 63

(2)输出功率特性 63

(3)降低排气噪声 63

(4)采用600孔催化器 64

(5)排放气体净化效果 64

第九节 丰田3S-GE型汽油机开发［装有新型双可变气阀正时控制机构(DualVVT-i)和电子节气门(ETCS-i)的4缸、双顶置凸轮轴、16气门的发动机］ 66

一、概述 66

(5)燃油输送系统 68

(4)电子点火系统(S-TDI) 68

(6)电子节气门系统(ETCS-i) 68

(7)维修方便性(新型自诊断系统) 68

(2)进气系统 68

(1)新型双可变气阀正时机构(DualVVT-i) 68

二、发动机特征 68

(3)排气系统 68

(8)车身多路通信系统 70

三、发动机构造 70

(1)构造与工作过程 70

(2)凸轮轴 70

(3)正时齿轮皮带 75

(4)气门与气门弹簧 76

(7)曲轴 77

(1)进排气系统的装置 77

四、进排气系统 77

(6)气缸体 77

(5)气门顶杆和气门调节接口 77

(2)空气滤清器 78

(3)双系统进气系统的构造与工作 78

(4)热线式空气流量计 79

五、单阀式电子控制节气门(ETCS-i) 80

(1)故障紧急调节杆 80

(2)加速踏板位置传感器 80

(3)节气门用电机 80

(4)电磁离合器 80

(3)点火时刻的计算 81

(2)点火线圈的构造 81

(1)气缸独立点火系统 81

七、点火系统 81

(1)燃油循环系统 81

(2)喷油器 81

六、燃油系统 81

(6)温水控制阀 81

(5)节气门位置传感器 81

八、发动机集中控制系统 82

(1)电子控制汽油喷射系统(EFI) 87

(2)点火时间控制(ESA) 88

(3)电子控制节气门(ETCS-i)的控制项目 89

(4)双VVT-i控制 90

(5)发动机不发火的检测(转速变动法) 92

一、概述 93

第十节 丰田新型1ZZ-FE型汽油机的开发 93

二、VVT-i(连续可变配气机构) 96

(1)系统概要 96

(2)VVT-i的构造与工作过程 97

(3)进气歧管 100

(4)排气歧管 100

(5)排气管 101

三、排放控制系统的检查 102

(1)空燃比修正补偿装置 102

(2)减速时控制装置(燃油切断装置) 102

(3)燃油蒸发限制装置 102

(4)单体检查 103

一、概述 104

二、预混合进气压缩点火式(PCCI)汽油机的构成 104

第十一节 汽油机预混合压缩点火汽油机的试验开发 104

三、试验装置及方法 105

(1)PCCI发动机的燃烧观察 105

(2)PCCI发动机的性能测定 105

四、PCCI发动机的燃烧原理 105

(1)燃烧观察结果 105

(2)压力变化过程 106

(3)热发生过程 106

五、PCCI发动机性能 106

(1)燃油耗与排放气体性能 106

(1)进气加热 107

(2)增压 107

六、PCCI发动机燃烧控制 107

(2)对PCCI发动机低NOx排放的若干原因分析 107

(3)柴油预喷射 108

(4)冷态排气再循环 108

七、总体试验评价 108

第十二节 新型微型轿车用稀薄燃烧发动机(三菱汽车公司) 109

一、概述 109

二、新型稀薄燃烧发动机的控制方法 109

(1)新型状纵涡流进气道 109

(2)直接安装在曲轴上的曲轴转角传感器 110

(3)采用大流量线性电磁阀 110

(4)交流发电机的电流控制 111

(5)散热器风扇负载控制 111

二、发动机开发的概念 113

一、概述 113

四、实车行驶的燃油耗 113

第十三节 微型轿车用稀薄燃烧发动机(铃木汽车公司) 113

三、稀薄燃烧运转区域 113

三、应用技术与发动机性能参数 114

四、稀薄燃烧技术 116

(1)稀薄燃烧发动机概况 116

(2)涡流控制阀独立进气道 116

(3)火花塞 116

(4)空燃比传感器 116

(5)空气辅助喷油器 116

五、降低摩擦技术 116

(1)低粘度发动机润滑油 116

六、电子控制节气门系统 117

(2)发动机各部分的摩擦降低 117

第十四节 三菱6A1-M1VEC发动机的开发 118

一、开发目标 118

二、发动机主要参数与性能 118

三、基本构造与可变气阀机构、可变排量机构 120

(1)基本构造 120

(2)MIVEC机构 120

(3)MIVEC效果 122

四、电子控制可变进气系统 123

(1)可变进气机构的构造 123

(2)可变进气系统的效果 123

五、MIVEC与电子控制可变进气系统的匹配 124

(3)可变排量工况的效果 125

(2)停缸控制 125

六、提高燃油经济性的措施 125

(1)停缸机构 125

七、超级工况控制方式 126

八、低振动、低噪声 126

(1)可变排量工况模式的振动 126

(2)双工况消声器 127

(3)柔性飞轮 129

第三章 柴油机篇(直喷式与低排放柴油机) 131

第一节 轿车用直喷式柴油机的技术与发展动向 131

一、概述 131

二、环境保护面临的问题 131

(1)减少CO2排放量 131

(3)大气污染 132

(2)化学燃烧渐趋枯竭 132

三、轿车用直喷式柴油机技术 133

(1)直喷式柴油机的优缺点 133

(2)MK燃烧概念的应用 133

(3)降低噪声与振动的措施 133

(4)排放净化 134

四、轿车用直喷式柴油机技术发展动向 134

(1)进一步扩大MK燃烧的应用 134

(2)排放气体后处理技术 135

第二节 丰田直喷式柴油机的开发 135

一、概述 135

二、发动机主要性能参数 135

(3)电子控制系统 137

(2)喷油嘴 137

(1)喷油泵 137

三、排气净化与提高动力性技术 137

(4)燃烧室形状 138

(5)EGR阀 138

(6)涡轮增压器 138

(7)中冷器 138

(5)采用隔音盖 139

(3)提高机油使用寿命 139

(2)活塞 139

五、高可靠性 139

(1)气缸盖 139

(4)采用高精度齿轮 139

(3)提高发动机各部件的刚度 139

(2)分离型喷油 139

(1)降低燃烧噪声 139

四、降低噪声与振动措施 139

第三节 NEO Di直喷式柴油机的开发 140

一、概述 140

二、车用柴油机亟需解决的课题 140

(1)开发目标 140

(2)发动机主要性能、规格与参数 140

三、新技术概况 142

(1)降低排放气体的新燃烧方式--“M-Fire燃烧” 142

(2)高涡流发生的机理及可变涡流进气道 143

(3)大量排气再循环及其控制 144

(7)改善加热器性能 146

(6)主动式发动机底座 146

(4)降低燃油消耗率措施 146

(5)改善噪声与振动性能 146

四、整车性能评价 147

第四节 NEO Di直喷式柴油机的维护调整、故障排除与自诊断系统 148

一、发动机怠速转速调整 148

(1)怠速基准值(暖机台) 148

(2)检查与调整 148

三、故障诊断方法 149

(1)基本思路 149

二、柴油机炭烟浓度检查 149

(2)发动机集中电子控制系统(ECCS)概况及故障诊断 151

(3)自诊断功能 154

(4)发动机报警灯的显示 154

(5)自诊断结果的消去方法 156

第五节 五十铃共轨式直喷柴油机的开发 156

一、开发目标 157

(5)轻量化与紧凑小型化 158

(6)确保耐久性与可靠性 158

(4)优异的功率输出性能 158

四、发动机主要部件的构造与特征 158

(2)气缸盖 158

(1)气缸体 158

(2)低排放性能 158

(1)具有优异的低油耗性能 158

三、发动机特点 158

二、主要性能参数 158

(3)低振动、低噪声 158

(3)曲轴与连杆 159

(4)活塞 160

五、进排气系统的特点 160

(1)气门机构 160

(2)进排气道 160

(3)涡轮增压器 160

六、喷油系统的改进 160

(1)喷油系统的构成 160

(2)高压机油液压系统 160

七、喷油系统的工作 161

(1)喷油器 161

(3)燃油系统 161

(4)电子控制系统 161

(2)高压泵 162

(3)轨道压力控制阀(RPCV) 162

(4)电子控制喷油特性的最优化 164

八、燃烧过程的改进 164

九、发动机控制系统 165

(1)系统概要 165

(2)动力性与炭烟降低 165

第六节 五十铃共轨式直喷柴油机用传感器 166

一、概述 166

二、进气温度传感器 167

三、发动机冷却液温度传感器 167

五、大气压与排气再循环负压传感器 168

四、进气压力传感器 168

六、加速踏板位置传感器 169

七、进气节气门位置传感器 169

八、曲轴位置传感器 169

九、凸轮位置传感器 170

十、燃油温度传感器 170

十一、油压传感器 170

十二、油温传感器 170

十三、车速传感器 170

二、开发目标 171

三、发动机主要性能与参数 171

一、概述 171

第七节 设有共轨供油系统的柴油机的开发 171

四、共轨式供油系统 172

五、共轨式系统与发动机性能的提高 173

(1)降低燃油耗、排放气体和黑烟 173

(2)利用“导向喷射”降低排放气体和燃油耗 173

(3)降低振动和噪声 174

(4)车辆起步性能 176

六、效果分析 177

第八节 应用MK燃烧概念开发小型低排放直喷式柴油机(YD25DDT型) 177

一、概述 177

三、发动机主要参数与性能 178

二、开发目标 178

四、新技术应用 179

(1)降低排放：MK燃烧原理的应用 179

(2)可变涡流进气道 181

(3)模型规范型式EGR控制 182

(4)低燃油耗技术 183

(5)低噪声技术 183

第九节 中型柴油机的开发--具有低排放性能的6HKITC型柴油机 184

一、概述 184

二、6HKITC型柴油机的开发 185

(1)开发目标 185

(2)性能和燃油耗 185

(3)可靠性和耐久性 186

(4)零部件通用化 187

三、发动机的构造与特征 187

(1)构造分析 187

(2)喷油泵 187

(3)配气机构 189

(4)选排气系统 189

(5)发动机活塞和活塞环改进 189

(6)振动和噪声和降低措施 190

四、自诊断系统与故障排除 190

第十节 马自达RF型DI-TD柴油机开发 190

一、概述 190

(4)高可靠性技术 191

(3)防噪声设计 191

(1)4气门高升程、双切向进气道+中心喷油 191

三、采用直喷化，进一步提高燃烧效率 191

(1)低排放与高性能方面的技术 191

二、RF型DI-TD柴油机主要新技术 191

(2)紧凑型设计型 191

(2)高压喷油系统 192

(3)双层流动型燃烧室与压缩比 193

(4)全负荷输出性能的提高 193

(5)具有线性响应性的增压器及燃油喷射系 194

(2)气门摇臂机构 195

(1)确保NVH性能 195

(3)后置式辅机驱动系统 195

五、确保低噪声、低振动和平顺性(NVH)确保启动性能和可靠性 195

(1)机油箱内的机油泵+正时齿形带驱动系统 195

四、紧凑性设计 195

(6)发动机控制系统 195

(2)启动性 197

(3)可靠性 197

第十一节 超高压喷射大型柴油机的开发(日产柴油机公司) 198

一、概述 198

二、开发目标 198

三、发动机主要性能及特点 199

(1)采用整体式喷油器 199

(2)高刚度气缸盖 200

(3)高效进排气系统 200

(4)降低摩擦技术 200

(4)发动机电子控制系统 201

(2)配气机构 201

(3)喷油喷射系统 201

四、发动机的构造 201

(1)发动机本体构造 201

第四章 车用发动机控制系统要素技术 203

第一节 DBW技术与电子节气门技术 203

一、什么是DBW技术 203

二、DBW技术控制项目 203

(1)驱动力控制 203

(2)操舵量控制 203

(3)制动力控制 203

三、节气门体电子控制技术(TBW) 203

(2)控制功能的实现 204

(4)多重化系统(多路系统、复式系统)的构成分析 204

(3)小型、轻量、低成本化 204

(1)系统的安全性设计 204

四、TBW系统实用化的条件 204

(5)系统的比较 206

第二节 节气门体的具体设计实例 207

一、节气门体的功能设计 207

(1)怠速转速控制 207

(2)快怠速功能 207

(3)怠速升高功能 207

(4)空气阻尼调节功能 207

二、节气门体的构成与功能分配 208

(1)节气门体构成部分的功能分担 208

(2)电气驱动控制系的设计 209

(3)节气门驱动系的控制性能 211

三、开发方法 212

二、电子控制节气门(ETC)开发背景 212

一、概述 212

第三节 电子控制节气门Robust自适应控制系统的开发 212

四、系统建立的方法 214

五、执行器设计 214

六、控制系设计 215

(1)控制系构成 215

(2)数字控制器的设计 215

(3)传感器信号的放大处理 216

(4)传感器信号的超量抽样 216

(5)电压修正 216

七、试验结果 216

(1)响应性 216

(2)分解率 217

(3)抗外部干扰性 217

一、概述 218

二、电子控制节气门系统的可靠性设计 218

(1)电子控制节气门的构成及其安全性 218

第四节 电子控制节气门系统的可靠性和失效保险功能 218

三、电子控制节气门系统的效果 219

(1)高μ路面及低μ路面的非线性控制的内容 219

(2)电子控制节气门系统的简介 219

(2)驱动轮滑移限制控制的内容 220

(3)非线性控制及驱动轮打滑限制控制的效果 221

四、电子控制节气门系统的失效保险功能 222

二、可变气阀机构的开发历史 223

一、概论 223

(1)停阀方式 223

第五节 可变气阀机构的技术发展 223

(4)多工况切换方式 225

(3)凸轮相位切换方式 225

三、可变气阀机构的发展动向 225

(2)凸轮型线切换方式 225

(1)凸轮相位连续切换方式 227

(2)液压驱动阀方式 228

第六章 MIVEC可变气阀正时机构 229

一、MIVEC机构与工作过程 229

(1)MIVEC的构造 230

(2)MIVEC的工作过程 231

二、MIVEC-MD的机构分析 231

第七节 NEO VVL可变气阀机构与工作原理 234

一、概述 234

三、MIVEC-MD的效果分析 234

(1)低速凸轮驱动 235

(2)高速凸轮驱动 235

二、VVL可变气阀机构的分析 235

三、VVL的气阀正时 236

第八节 VVT-i连续可变气阀正时机构 237

一、基本要领 237

二、VVT-i系统的构成 238

(2)机油控制阀(OCV) 239

(3)控制方法 239

(1)VVT-i棘轮 239

第九节 铃木VC发动机可变气阀机构 240

第五章 发动机燃烧技术 244

第一节 发动机燃烧技术的进展 244

一、发动机燃烧技术的四大发展动向 244

二、支持发动机燃烧的关键技术 245

(1)燃料喷射与空气流动 245

三、支持发动机燃烧的计测模拟技术 245

(2)燃油与催化剂 246

第二节 最新燃烧机理-阿托金逊循环 247

一、什么是阿托金逊循环 247

二、直喷式分层燃烧 248

第三节 米勒循环发动机 250

一、米勒循环的原理 250

二、米勒循环的实现手段 251

(1)开发目标 252

(2)米勒循环的构成与发动机排量的选定 252

三、汽车用米勒循环汽油机 252

(3)V62.3升米勒循环汽油机 253

(4)发动机输出功率性能与燃油经济性(降低二氧化碳排放量的效果) 254

(2)具有强纵涡流的燃烧室 256

(1)进气阀滞后关闭的米勒循环 256

(3)李肖姆压缩机 256

四、KJ-ZEM米勒循环发动机的技术特点 256

(4)高效率中冷器 257

(5)降低进气噪声的方法 257

(6)发动机控制系统 258

(7)制动系用真空装置 258

第四节 汽车发动机热效率的提高 260

一、概述 260

二、车用发动机技术的进展 261

三、代用燃料发动机高效率化 262

四、汽车动力系统的高效率化 264

第六章 发动机排放控制 266

第一节 发动机排放性能的开发与开发保证体系的建立 266

一、不断强化的欧美汽车排放法规 266

二、确立汽车排放开发活动体系的思路与方法 266

(1)设定开发车辆的耐久基准 268

(2)开发体制的整备与改进 268

三、排放净化系统性能的预测方法 269

四、低排放系统的开发实例 269

第二节 汽油机排放净化技术 271

一、概述 271

二、目前汽油机排放净化技术 272

(1)冷态时空燃比稀薄化 273

(3)催化剂提前活性化 274

(4)提高催化剂的性能 274

(2)降低未燃HC的措施(采用高环活塞) 274

(1)催化剂强制加热 275

(2)未燃HC的吸附净化 275

四、汽油机排放气体净化技术 275

(3)未来的排放净化系统 277

二、加利福尼亚州低排放车(LEV’S)与零排放车(ZLEV)的排放法规 278

四、排放气体净化技术 278

三、达到LEV’S与ZLEV排放水平的方法 278

一、概述 278

第三节 汽油机超低排放车(ULEV)的排放净化技术 278

五、零排放汽车(ZLEV)三段排放控制管理系统 279

(1)第一阶段(启动时) 280

(2)第二阶段(暖机过程) 280

六、主要的关键技术介绍 280

(1)VTEC发动机 280

(2)催化剂改进 281

(3)高精度空燃比控制技术 282

(1)EGR控制系统 284

二、电子控制EGR系统 284

一、概述 284

第四节 汽油机电子控制排气再循环(EGR)系统的开发 284

七、试验结果 284

(2)电子控制EGR系统的构成 285

三、EGR控制模拟器 286

(1)模拟器的构成 286

(2)执行器的性能 287

(3)计算值与试验值的比较 287

四、分析结果 287

(1)EGR阀的特性与控制精度的关系 287

(2)控制法的分析 288

(2)催化器方式 291

(1)排气反应器方式 291

一、概述 291

二、汽油机后处理技术的发展 291

第七章 汽油机排放气体后处理技术 291

第一节 汽油机排放气体后处理技术概论 291

三、低温HC的净化技术 297

(1)与排气歧管直联式催化系统 297

(2)低温活性催化剂 300

(3)电加热催化剂(EHC) 301

(4)燃烧器 302

(5)HC捕集器 302

四、稀薄NOx催化器 304

(1)直接分解型催化器 304

(2)NOx吸附还原型催化器 306

(5)加速功控制功能 307

一、什么是催化剂 308

二、催化剂功能的三大要素 308

第二节 催化剂--物质变换的关键物质 308

五、防止燃油蒸发的技术 308

三、催化剂的用途 309

四、催化剂的种类与构成 310

五、催化剂作用的机理 311

六、新一代催化剂的开发动向 313

第三节 稀薄燃烧发动机用NOx吸附还原型三元催化剂的开发 313

一、概述 313

二、试验研究与开发目标 314

三、NOx吸附还原机理分析 315

四、对提高NOx吸附还原型催化剂性能的分析 317

(1)吸附材料的分析 317

(2)贵金属载体状态的影响 317

(3)催化剂性能降低原因及其解决方法 318

一、概述 320

二、三元催化器系统 320

三、钯三元催化器开发方法 320

四、钯三元催化器的性能评价和实车评价 320

第四节 只含铯三元催化器的开发 320

第五节 钙钛矿-钯三元催化剂在汽油机上的应用开发 326

一、概述 326

二、钙钛矿氧化物--CaTiO3 326

(1)研究的历史 326

(2)钙钛矿应用于汽车排放催化剂的研究开发 326

三、高温耐久试验 327

(2)发动机台架耐久试验 327

(1)催化剂调整 327

(4)提高还原气氛下的使用寿命 327

(5)钙钛矿催化剂的最优设计 327

(3)提高耐热性 327

(3)空燃比(A/F)摆动试验 328

(4)温度特性试验(Light-off试验) 328

(5)车辆排放试验(10-15工况) 328

四、试验结果 328

(1)空燃比(A/F)摆动试验结果 328

(2)温度特性试验结果 328

(3)车辆排放试验结果 329

二、氧化铝 331

三、氧化锆 331

一、氧化物陶瓷种类 331

第六节 氧化物陶瓷及其在汽车排放催化器载体上的应用 331

四、富铝红柱石 332

五、低膨胀陶瓷 332

第七节 发动机排放气体NOx处理用催化剂的研究开发与应用(基础部分) 334

一、催化剂基础研究的动向 334

(1)NO直接分解 334

(2)利用碳氢化合物进行NO选择还原反应 334

(3)反应机制 336

二、实用化的研究 336

(1)汽油机汽车用三元催化剂 336

(2)稀薄燃烧汽油机车排放气体净化用催化剂 336

(3)NOx吸附还原型催化剂 337

(4)固定发生源用去除NOx催化剂 338

(5)柴油机车用排放气体净化催化剂 339

第八章 柴油机排放气体后处理技术 340

第一节 柴油机排放气体后处理技术概论 340

一、氧化催化剂 340

(1)技术课题 341

(2)催化剂设计 341

(3)实用性分析 341

(4)装车使用性能 342

二、柴油机排放颗粒过滤器(DPF) 342

(1)过滤器的材料与构造 343

(2)颗粒滤过器(DPF)的再生处理方法 346

(3)颗粒堆积量检测系统 349

(4)颗粒过滤器(DPF)实用化动向 350

三、NOx还原催化剂 350

(1)开发方法 350

(2)NOx还原催化剂技术 351

(3)对实现NOx还原催化系统的要求 354

四、柴油机排放净化技术的发展 356

第二节 车用柴油氧化催化器、NOx催化器的开发 357

一、概述 357

二、氧化催化器的开发 357

三、NOx催化剂的开发 359

第三节 轿车柴油机用氧化催化剂的开发实例 361

一、概述 361

二、试验方法 361

三、柴油机排放颗粒(PM)的排放过程 362

四、催化剂效果 362

五、实用性分析 366

二、氧化催化剂研究的背景 369

三、利用氧化催化剂降低排放气体的试验 369

一、概述 369

第四节 利用氧化催化剂净化大型车用柴油机排放气体的方法 369

(1)试验燃料与催化剂规格 370

(2)捕集与分析方法 370

第五节 车用柴油机排放气体后处理的研究 370

一、环境催化剂(环境触媒)概念 371

二、从催化剂技术看到的柴油机排放气体的特征 371

三、柴油机排放颗粒的降低与催化剂 372

四、NOx净化催化剂 372

第六节 柴油机用SOF催化转化器的开发 375

一、概述 375

二、SOF催化转化器的开发 375

(2)防止催化器中毒和耐热性试验 379

三、实用性分析 379

(1)耐久性试验 379

第七节 轿车柴油机用4元催化转化器的开发 380

一、有关降低NOx及PM的存在问题与相应措施 380

二、4元催化剂的概念 380

三、催化剂的分析与试验 381

四、实车评价的效果 384

第八节 柴油机排放颗粒过滤器(DPF)的开发 384

一、概述 384

二、柴油机排放法规及其相应实施措施 385

三、各种柴油机颗粒滤清器及再生使用装置 385

四、DPF燃烧再生可靠性分析与试验 387

二、汽车用催化剂的资源化回收利用流程 389

一、概述 389

第九节 汽车用催化剂的回收再生技术 389

三、汽车报废催化剂的发生量 390

四、从汽车用催化剂中回收贵金属的方法 391

(1)湿式法 391

(2)干式法 392

(3)电解法 392

第九章 车用发动机催化转化器的开发与应用 393

第一节 高耐热金属载体的开发与制造 393

一、概述 393

二、陶瓷载体与金属载体 393

三、金属载体承受的热负荷 394

四、金属载体构造的分析 394

六、制造工程分析 396

五、中间简的制造材料 396

第二节 金属载体催化转化器的改进 398

第三节 金属载体催化器材料及催化器构造 401

第四节 催化器金属蜂窝体的制造 401

一、概述 401

二、蜂窝体构造及其制造 401

第五节 金属蜂窝状催化转化器 404

一、概述 404

二、金属蜂窝体制造过程 407

第六节 高净化率催化器用高芯孔密度和薄壁载体研究 407

一、概述 407

二、催化剂载体的效果 407

三、理论分析 408

四、理论分析结果的验证 412

五、小结 414

第十章 燃油添加剂对发动机排放性能的影响 415

第一节 燃油添加剂对汽车排放性能和催化剂性能的影响 415

一、概述 415

二、硫对排放和催化剂性能的影响 415

三、铅对排放和催化剂性能的影响 417

四、MMT对排放和催化剂性能的影响 417

第二节 排气净化用炭罐的高性能活性炭开发 419

一、概述 419

二、活性炭开发 419

(1)CO分析仪的高精度化 421

二、高性能分析测试仪的开发 421

一、概述 421

第十一章 发动机排放测试技术与OBD-I诊断系统 421

第一节 超低排放车(ULEV)排放气体的先进测试技术 421

(2)THC分析仪的高精度化 423

三、计测系统的最优化 423

(1)通过稀释空气的除湿方法获得低稀释率 423

(2)可变流量定容抽样装置(CVS) 424

(3)稀释空气的精制 424

(4)稀释空气比例抽样CVS法 427

(5)防止对在线环境的HC吸附与污染的措施 427

第二节 汽车排放气体分析装置 428

一、汽车排放气体分析装置的原理 428

(1)非分光红外线法(NDIR法) 428

(4)磁压方法 429

(2)氢火焰离子检测仪方法(FID法) 429

(3)化学发光法(CLD法) 429

(5)傅里叶变换红外线法(FTIR法) 430

二、汽车排放气体试验法 431

(1)直接测定法 431

(2)稀释测定法 431

(3)汽车排放法规对排放试验的要求 431

三、排放气体分析的应用技术 433

(1)高速排放气体分析的应用 433

(2)空燃比检测 433

(3)机油消耗率的计算与测定 434

(4)EGR率的计算与测定 434

四、OBD-Ⅱ对车辆提出的必备功能 435

二、OBD-Ⅱ排放法规的出台 435

第三节 OBD-Ⅱ故障诊断仪的发展动向 435

一、OBD排放法规的出台 435

五、诊断测试仪的标准化 436

三、有关各种标准化动向 436

六、故障码 437

第四节 现代汽车故障诊断发展动向 437

一、什么是自诊断 437

二、自诊断装置(OBD)的功能 437

三、在OBD-Ⅱ中故障诊断是怎样进行的 438

五、OBD-Ⅱ诊断测试器(诊断仪)是排除故障的有效手段 439

一、日立HDM-2000 439

第五节 适用于OBD-Ⅱ的通用型诊断仪 439

四、从车载式自诊断向非车载式诊断转变 439

(2)选择诊断测试器的标准 439

(1)未装有OBD-Ⅱ诊断插接件的旧式诊断装置 439

二、日本电子控制公司的VM-I型车辆监视仪(故障诊断、通用型扫描仪) 441

三、斯芭鲁选择型临视仪(斯芭鲁故障诊断用手提式计算机) 441

四、MAD-1(三菱故障诊断测试仪) 441

五、美国范特罗尼克斯诊断仪--Vetronix tech la与Mastertech诊断仪 441

六、通用型诊断扫描仪(GST) 441

七、诊断世界上的OBD-Ⅱ车 442

第十二章 汽车新动力装置的发展概况 444

第一节 国外车用新动力装置 444

一、概述 444

二、天然气发动机 444

七、电动车及燃料电池汽车 445

六、氢发动机 445

四、二甲醚发动机 445

三、乙醇(酒精)发动机 445

五、生物柴油燃料发动机 445

八、与代用燃料原动机组合的混合动力汽车 446

第二节 汽车代用能源的现状与展望 448

一、概况 448

二、化石燃料资源 448

三、天然气液化燃料的制造(GTL) 449

四、代用燃料汽车的导入 450

五、汽车代用燃料供应的基础设施建立和完善 451

六、燃料电池汽车 451

(1)概况 451

(4)汽油重整燃料电池汽车 452

(5)预测与展望 452

(3)甲醇重整燃料电池汽车 452

(2)氢燃料电池汽车 452

第三节 混合动力汽车的技术发展趋势 453

一、美国提出的PNGV计划(燃油经济性提高到3倍的新一代汽车开发计划) 453

三、混合动力电动汽车(HEV)为什么会成为今后发展的重要方向 453

三、PNGV计划 453

(1)PNGV计划概要 453

(2)美国三大汽车公司混合动力电动汽车计划 455

四、欧洲的“明日汽车”计划 457

五、混合动力汽车系统 457

(1)串联式混合动力装置 459

(2)超级电容器 461

(1)蓄电池 461

(2)平联式混合动力汽车 461

六、混合动力装置的各种要素技术的开发 461

(3)飞轮 462

(4)燃料电池 462

(5)电动机/发电机 463

(6)关键技术开发的预测 463

第四节 丰田PRJUS混合动力汽车 464

一、概述 464

二、THS的构造 465

(1)串列式与并列式混合动力系统的特点 465

(2)THS的构成 465

(3)THS的工作过程 466

三、提高燃油经济性的技术 468

(1)汽油机构造的改进 469

(2)混合动力用变速器 470

(3)能量回收制动系统 471

四、混合动力系统的控制 471

(1)发动机运转域控制 471

(2)行驶控制 471

(2)发动机与电动机的驱动控制 472

第五节 压缩天然汽车的开发 473

一、概述 473

二、开发目标 473

三、车辆开发概况 473

(1)主要性能参数 473

(2)发动机 474

(3)车辆布置 477

(4)安全装置 478

(5)动力性能 478

(6)排气制动 478

四、低污染性能 479

第六节 燃料电池汽车概论 481

一、概述 481

二、燃料电池的种类与汽车用燃料电池的关键部件 481

三、固体高分子型燃料电池(PEFC)的特点 481

(1)氢燃料电池 481

(2)甲醇、天然气或汽油的重整燃料电池 482

四、直接甲醇型燃料电池(DMFC) 482

五、燃料电池汽车开发动向与性能 483

六、燃料电池开发实例介绍 484

(1)概述 484

(2)燃料电池发电原理与构成 486

(3)燃料重整系 487

(4)燃料电池的具体实例 488

(5)燃料电池与汽车 488

(6)燃料电池今后研究动向 488

第七节 世界燃料电池汽车(FCEV)开发竞争 489

一、世界燃料电池汽车(FCEV)开发形势 489

二、燃料电池汽车开发与应用状况 489

附录 国外轿车柴油机的主要性能参数 494

参考文献 509