本書根據國內外的最新相關資料和編者的有關研究成果,系統地闡述了汽車排放污染物的危害、生成機理和影響因素,詳細介紹了車用汽油機和柴油機的機內凈化技術,全面論述了以三效催化轉化器等為主要內容的車用汽油機后處理凈化技術和以微粒捕集器等為主要內容的車用柴油機后處理凈化技術。
經濟的騰飛和人民生活水平的提高,推動了汽車產業的迅猛發展。2017年我國汽車產量達2901. 54萬輛,銷售量為2887. 89萬輛,連續九年蟬聯全球第一。截止到2017年底,全國機動車保有量達3. 10億輛,其中汽車2.17億輛。
隨著機動車保有量的持續增長,機動車排放污染物總量也持續攀升。2016年全國機動車排放污染物4478.5萬t,其中CH、CO、NO。和PM排放量分別是442萬t、3419.3萬t、577.8萬t和53.4萬t。巨大的汽車尾氣排放量嚴重污染了大氣,危及人體健康。為此,我國與世界各國一樣,制訂了越來越嚴格的汽車排放法規,對汽車排放控制技術提出了越來越高的要求。本書在綜合國內外最新相關資料和編者有關研究成果的基礎上,簡要地介紹了相關的新知識、新技術和新內容,以促進我國在汽車排放污染控制方面達到國際先進水平。
本書是2007版普通高等教育“十一五”國家級規劃教材的修訂版,共十一章。第一章和第二章討論了汽車排放污染物的危害、生成機理和影響因素,第三章介紹了汽車發動機的穩態和瞬態排放特性,第四章和第五章闡述了車用汽油機和柴油機的機內凈化技術,第六章和第七章探討了車用汽油機和柴油機后處理凈化技術,第八章主要介紹了燃料對排放的影響,第九章在上述各章的基礎上,提出了汽車排放污染物的一般凈化方案,并對其進行了分析,此外還討論了新能源汽車技術,第十章和第十一章簡要介紹了汽車排放測試方法和排放標準。
本書由湖南大學博士生導師龔金科教授任主編,第一章、第三章、第四章由龔金科編寫,第二章由鄂加強編寫,第五章由鄧元望編寫,第六章和第七章由劉冠麟編寫,第八章由朱浩編寫,第九章由譚理剛編寫,第十章由王曙輝編寫,第十一章由蔡皓編寫。全書由龔金科教授統稿。在編寫過程中,李煜、劉騰、江俊豪、田應華、王亞賓、王云科、張彬、劉偉強、何偉、陳長友、張捷、朱咸磊、曾俊、鐘超、卜艷平、苗元元、范文可、霍鵬光、李炯、王雅萌、李夢、朱新偉、單體健、廖笑影、譚仲清、李明星、謝能金、廖成樂等博士研究生和碩士研究生給予了大力協助,譚凱和董喜俊也對本書進行了認真細致的審校工作,衷心感謝他們的出色工作。
本書在編寫過程中,參考了大量相關文獻資料,在此,向這些作者表示衷心的感謝!由于編者水平有限,書中疏漏謬誤之處在所難免,懇請讀者和同仁批評指正。
龔金科,工學博士,湖南大學二級教授、博士生導師。1988年~ 1990年德國不倫瑞克工業大學( TU Braunschweig)訪問學者,1997年獲工學博士學位,2000年~2001年瑞士聯邦工業大學( ETH Zuerich)高級訪問學者和博士后,2012年瑞士奇石樂集團(Kis-tler Instrumente AG)高級研究學者,并應邀在德國KST公司、奧地利AVL公司和英國Ricardo公司等單位進行了合作研究和學術交流。1996年評定為首屆部級跨世紀學術帶頭人。在湖南大學于1999年6月晉升為教授,2002年評定為博士生導師.2009年評定為二級教授,2010年被評為“湖南省教學名師”。
現為國家精品課程和國家精品資源共享課“發動機排放污染及控制”負責人、湖南省教學名師、湖南省省級教學團隊帶頭人、湖南大學學術委員會委員、工學一部學術委員會委員、車輛工程學科發動機方向和動力機械及工程學科學術帶頭人。先后擔任教研室主任、系主任和湖南省汽車排放研究中心主任等職,兼任中國內燃機學會理事、全國高校熱能與動力工程專業教學指導委員會委員、全國汽車標準化技術委員會火花塞分委會副主任委員和湖南省內燃機學會理事長等職,并曾先后擔任上市公司“南方摩托”和“南方宇航”獨立董事。
一直從事節能減排與新能源技術、新能源汽車關鍵技術和動力機械新技術研究,已主持完成“柴油機微粒捕集器多孔介質過濾體失效辨析及抗失效機理研究”和“柴油機微粒捕集多孔介質的微波及鈰一錳添加劑復合再生機理研究”等國際合作項目、國家科技部項目、國家自然科學基金項目、部省級項目和橫向課題50多項,“車用三效催化轉化器關鍵技術及應用”和“低能耗可變排量機油泵關鍵技術的研發和應用”等8項科技成果獲部省級科技進步獎,獲得“一種柴油機微粒捕集器微波再生系統控制策略及其裝置”等8項發明專利。出版著作和國家“十一五”規劃教材《汽車排放及控制技術》和《熱動力設備排放污染及控制》等8部。已在國內外發表“Failure recognition of the diesel particulate filter based on catastrophe theory”等學術論文近200篇,其中被SCI/EI收錄150多篇,獲湖南省自然科學優秀論文一等獎5篇。先后為博士和碩士研究生主講課程6門,為本科生主講課程9門,指導和培養了博士和碩士研究生100余名。“內燃機原理課程新體系研究與實踐”獲得國家教學成果二等獎、“內燃機原理課程新體系研究與實踐(教材)”獲得湖南省教學成果一等獎、“凸顯節能減排特色,培育熱能與動力工程高質量創新人才”獲得湖南省教學成果二等獎。
多次擔任國家自然科學基金、湖南省、上海市、北京市、江西省、廣東省、江蘇省自然科學基金及其他項目和獎勵的評審專家,湖南省高級職稱評委等。
第一章 緒論
第一節 環境污染與保護
第二節 汽車排放污染物及危害
第三節 汽車排放控制技術的發展過程
思考題
第二章 汽車排放污染物的生成機理和影響因素
第一節 一氧化碳
第二節 碳氫化合物
第三節 氮氧化物
第四節 微粒
第五節 其他排放污染物
思考題
第三章 汽車發動機的排放特性
第一節 發動機的穩態排放特性
第二節 發動機的瞬態排放特性
思考題
第四章 汽油機機內凈化技術
第一節 概述
第二節 汽油噴射電控系統
第三節 低排放燃燒系統
第四節 廢氣再循環技術
第五節 增壓技術
第六節 汽油機均質壓燃技術
第七節 可變氣門正時技術
第八節 多氣門技術
思考題
第五章 柴油機機內凈化技術
第一節 概述
第二節 低排放燃燒系統
第三節 低排放柴油噴射系統
第四節 電控柴油噴射系統
第五節 廢氣再循環系統
第六節 增壓技術
第七節 柴油機均質壓燃技術
第八節 多氣門技術
思考題
第六章 汽油機后處理凈化技術
第一節 概述
第二節 三效催化轉化技術
第三節 稀燃催化技術
第四節 熱反應器
第五節 空氣噴射
思考題
第七章 柴油機后處理凈化技術
第一節 概述
第二節 微粒捕集技術
第三節 氮氧化物后處理凈化技術
第四節 氧化催化技術
第五節 柴油機后處理復合凈化技術
思考題
第八章 燃料與排放
第一節 燃料對排放的影響
第二節 燃料的改善
第三節 代用燃料
思考題
第九章 汽車排放污染物凈化方案及新能源汽車技術
第一節 汽油車排放污染物一般凈化方案
第二節 柴油車排放污染物一般凈化方案
第三節 新能源汽車技術
第四節 其他新能源汽車技術
思考題
第十章 汽車排放測試
第一節 汽車排放污染物取樣系統
第二節 排氣成分分析儀
第三節 微粒測量與分析
第四節 煙度測量與分析
第五節 汽油車非排氣污染物的測量與分析
思考題
第十一章 排放標準
第一節 國外汽車排放標準
第二節 我國汽車排放標準
思考題
參考文獻