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EGR 141
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