现代汽车排放控制技术_周庆辉编_9787301172315

随着汽车排放标准的日益严格，排放控制技术也不断发展。《现代汽车排放控制技术》从汽车排放污染物的生成机理讲起，由浅入深、循序渐进地介绍排放控制技术手段的发展和演变。第1章至第3章主要介绍汽车排放污染物生成机理和影响因素、汽车排放控制技术的发展和思路，第4章介绍低排放燃料及汽车新能源，第5章至第7章分别介绍低污染汽油车和柴油车的排放控制手段，第8章介绍在用车的排放控制方法，第9章分析排放测试的方法，附录介绍国内外汽车排放标准的发展。
《现代汽车排放控制技术》可作为高等院校应用型本科学生的教材，也可作为工程技术人员和管理人员的自学读本和培训教材。

    随着世界汽车保有量的增加，汽车排放污染曰趋严重，掌握汽车排放控制技术无疑是治理排放污染、改善大气环境的前提条件。本书针对汽车排放污染物的生成机理和影响因素、改善汽车排放特性的措施与技术、汽车排放污染物检测的方法和设备、在用车的排放控制、排放标准的发展等方面做了详细的介绍。通过学习，使学生能够理解汽车排放污染的来源和生成机理，掌握排放控制的技术方法，熟悉汽车排放检测的原理和方法，了解汽车排放标准的发展方向。
    本书主要内容包括：汽车排放污染物的危害、汽车排放污染物的生成机理和影响因素、汽车排放控制技术的策略和措施、低排放燃料和汽车新能源、低污染汽车的机内净化技术、汽车排放后处理技术、在用车的排放控制方法、汽车排放测试方法和国内外排放标准的发展状况。
    本书编写的指导思想和追求的目标是：理论与实际相结合，力求使内容具有新颖性、趣味性和实用性，使语言表达通俗易懂，避免使用太多的专业词汇。本书具有以下特点。
    （1）注重体系，尽量全面和客观。对与汽车排放物相关的基本原理、检测方法、排放标准、技术手段等方面进行逐一描述，层层深入、逻辑性强。
    （2）取材较新，努力反映当代最新汽车技术的研究成果，以适应排放控制技术的需要。
    （3）内容精简，突出重点，通俗易懂，尽可能多地进行文字解释、图形说明和举例分析，而不仅仅是原理分析。
    （4）遵照认识规律，力求深入浅出、层次分明。
    本书由北京建筑工程学院周庆辉担任主编并统稿，哈尔滨理工大学王延福、河南农业大学李建伟担任副主编。在编写过程中，得到了中国农业大学纪威教授及北京建筑工程学院王跃进教授、孙健民、刘永峰、田洪森和朱爱华等的帮助和指点，在此表示感谢！
    由于时间紧迫、内容繁多，加之篇幅受限，本书难免有疏漏和不足之处，恳请读者批评指正，不胜感激。

    4）燃烧室中沉积物的影响
    发动机运行一段时间后，会在燃烧室壁面、活塞顶、进排气门上形成沉积物，例如用含铅或其他金属添加剂的汽油时形成的金属氧化物或用过浓混合气时形成的含碳沉积物。众所周知，它们会增加未燃HC的排放量。清除沉积物，可立即使HC排放出现短暂的下降。
    沉积物的作用机理相当复杂。它们像润滑油膜那样对可燃混合气中的HC起吸附和解吸作用，但沉积物的多孔结构和固液多相性质可能使作用机理进一步复杂化。缝隙中如有沉积物应能减少可燃混合气的挤入量，从而降低HC排放；但它们同时减小缝隙的尺寸促进淬熄，从而又可能增加HC的排放量。研究表明，因这种机理产生的占HC总排放量的10％左右。
    5）体积淬熄
    在发动机的某些运转工况下，在火焰前锋面到达燃烧室壁面前，燃烧室中的火焰就可能熄灭，这是产生未燃HC排放的一个来源。如果燃烧室中压力和温度下降太快，火焰就可能熄灭。在发动机冷起动和暖机工况下，因发动机温度较低，燃油雾化较差，蒸发缓慢，油气混合变差，导致燃烧变慢或不稳定，火焰易熄灭。发动机怠速或小负荷运转时，转速低，残余废气量大，或者排气再循环率（EGR率）过大或混合气太稀，都会使滞燃期延长，燃烧品质劣化。即使在稳态工况下发动机调整正确，在加、减速等瞬态工况下也可能发生火焰的大体积淬熄。
    发动机缺火表现为因某些循环根本未点燃，而直接把进气时吸入汽缸的可燃混合气原封不动地送到排气管，造成未燃HC排放脉冲性急剧增加。所以点火系统的可靠性对减少HC排放是至关重要的。在燃烧室中安装两个火花塞，不仅可以加速燃烧过程，改善发动机动力性和经济性，而且有可能在燃烧困难（例如用大比例的EGR以降低NO；排放）的情况下避免不规则地出现无燃烧的缺火循环。
    6）HC的后期氧化
    错过发动机燃烧过程的HC，并不完全原封不动地排放到大气中。当HC被“冻结”在淬熄层、缝隙区、润滑油膜和沉积物中之后，会重新扩散到高温的已燃气主流中并很快被氧化，至少是部分氧化。如果有氧可用（例如在的稀混合气下运转时），HC的氧化很容易进行。根据碳氢化合物气相氧化总量反应动力学，为了在气相完成碳氢化合物的氧化反应，需要在600~C（这是排气门处常见的温度）下至少停留50ms。所以，排放的HC是未燃的燃油及其部分氧化产物的混合物，而前者大约要占总量的40％。碳氢化合物也在排气管路中被氧化，占离开汽缸HC的百分之几到40％。发动机产生最高排气温度的混合气，高转速、迟点火、大负荷等）和最长停留时间（低转速）的运转工况，此时HC排放降低得最多。推迟点火提高排气时已燃气的温度，从而有利于HC的后期氧化。促进这种后期氧化的另一途径是降低排气系统的热损失，如增大排气管横断面积，对壁面进行绝热处理（例如用陶瓷涂层）等。
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