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1 汽车排放污染与城市空气质量1

1.1 城市大气污染来源与危害1

1.1.1 大气污染的起源1

1.1.2 与机动车相关的空气污染物及其污染状况2

1.1.3 空气质量标准、污染指数及污染警报9

1.1.4 汽车排放污染物的危害12

1.2 机动车排放对城市空气质量的影响13

1.2.1 机动车保有量的发展14

1.2.2 城市机动车污染物排放清单16

1.2.3 机动车污染分担率18

1.2.4 城市大气环境质量分析19

1.3.1 机动车排放影响因素21

1.3 机动车排放影响因素与排放因子21

1.3.2 机动车排放因子的确定22

1.3.3 不同技术条件下的机动车排放因子27

1.4 城市机动车排放污染物的扩散30

1.4.1 气象条件对扩散的影响30

1.4.2 街道峡谷汽车污染扩散模式33

1.4.3 公路线源汽车污染扩散模式简介37

1.4.4 扩散模式的应用39

参考文献39

2.汽车排放污染控制技术对策41

2.1 国外汽车排放标准和控制历程41

2.1.1 机动车排放法规的演变41

2.1.2 国外汽车排放法规和测试规程42

2.2.1 排放控制技术的发展48

2.2 控制汽车排放污染的技术手段48

2.2.2 汽车发动机的类型49

2.2.3 汽油车(点燃式发动机)排放控制技术50

2.2.4 柴油车(压燃式发动机)排放控制技术53

2.3 车用燃料技术54

2.3.1 汽油无铅化进程55

2.3.2 常规燃料技术57

2.3.3 替代燃料60

2.4 排放控制措施的成本和削减潜力64

2.4.1 汽油轿车及轻型货车64

2.4.2 重型汽油车66

2.4.3 摩托车66

2.4.4 柴油车67

2.5.1 我国机动车排放控制状况69

2.5 我国控制汽车排放的标准和技术政策69

2.5.2 法规与标准70

2.5.3 机动车排放污染防治技术政策72

参考文献74

3 控制汽车排放污染的管理对策76

3.1 新车排放控制管理体系76

3.1.1 国外新车排放控制管理体系76

3.1.2 国外新车排放控制的成功经验80

3.1.3 我国新车排放控制管理现状81

3.1.4 我国新车排放控制管理体系设想82

3.2 在用车排放污染管理对策84

3.2.1 国外在用车排放控制措施84

3.2.2 我国在用车排放控制管理现状88

3.3.1 排放标准的变通办法89

3.2.3 我国在用车排放控制管理体系设想89

3.3 汽车污染控制的综合管理措施89

3.3.2 经济手段90

3.3.3 交通管理措施90

3.3.4 其他非技术对策91

3.3.5 有关税收政策和城市交通管理的建议92

参考文献93

4 城市汽车排放污染控制目标与综合治理94

4.1 机动车排放发展趋势及控制目标94

4.1.1 机动车排放污染趋势94

4.1.2 机动车排放控制目标的建立96

4.2 城市汽车排放污染的控制规划97

4.2.1 新车排放控制方案的削减潜力98

4.2.2 新车排放控制对策的费用效益分析101

4.2.3 推荐的新车排放控制标准104

4.3 城市汽车污染的综合治理104

4.3.1 我国典型城市机动车运行、使用状况分析104

4.3.2 我国部分城市新车排放控制管理现状与特点105

4.3.3 完善在用车检查维护(I/M)制度106

4.3.4 在用车的其他排放控制对策108

4.4 世界典型城市汽车排放污染控制实例分析113

4.4.1 曼谷的汽油无铅化进程113

4.4.2 墨西哥城的综合控制方案115

4.4.3 香港的综合治理措施117

参考文献117

5.1 发动机工作过程简述119

5.1.1 发动机的构造及主要参数119

5 汽车排放污染物的生成机理及检测技术119

5.1.2 四冲程汽油发动机工作过程121

5.1.3 四冲程柴油机工作原理122

5.1.4 二冲程发动机的工作过程124

5.2 排气有害成分产生机理125

5.2.1 氮氧化物(NOx)125

5.2.2 一氧化碳(CO)126

5.2.3 碳氢化合物(HC)127

5.2.4 微粒及碳烟129

5.2.5 排放污染物的评定指标132

5.3 影响排气污染物生成的主要因素133

5.3.1 过量空气系数Φa的影响133

5.3.2 点火提前角的影响135

5.3.3 运转工况的影响136

5.3.4 发动机类型的影响137

5.4.1 检测方法138

5.4 排气污染物的检测方法和试验设备139

5.4.2 排气污染物的取样系统141

5.4.3 微粒及烟度测量147

5.4.5 燃油蒸发污染物的测量方法150

参考文献151

6 降低发动机排放污染的理论和应用技术153

6.1 汽油机排气污染控制技术153

6.1.1 电子控制燃油喷射系统153

6.1.2 推迟点火提前角161

6.1.3 废气再循环(EGR)162

6.1.4 燃烧系统优化设计163

6.1.6 可变进排气系统165

6.1.5 点火能量和点火系统165

6.2 稀薄燃烧及缸内直喷式汽油机167

6.2.1 汽油机稀薄燃烧问题的提出167

6.2.2 非直喷式稀薄燃烧方式169

6.2.3 缸内直喷式稀薄燃烧方式171

6.2.4 二冲程缸内直喷稀燃发动机174

6.3 机外净化与非排气污染物控制176

6.3.1 机外净化技术概述176

6.3.2 非排气污染物及其净化技术179

6.4 柴油发动机排气污染物控制技术181

6.4.1 概述182

6.4.2 推迟喷油提前角184

6.4.3 EGR的效果及控制185

6.4.4 增压及增压中冷187

6.4.5 改善喷油系统和喷油特性188

6.4.6 改进燃烧方法和燃烧室193

6.4.7 柴油机的预混合燃烧199

6.5 新型动力系统及新能源202

6.5.1 含氧燃料和二甲醚203

6.5.2 生物燃料206

6.5.3 氢燃料206

6.5.4 太阳能汽车208

6.5.5 电动车和混合动力车209

6.5.6 可变排量发动机212

6.5.7 高效低污染汽车动力系统实现的可能性212

参考文献214

7.1.1 催化反应的过程及扩散的影响因素215

7.1 催化技术的基本原理和概念215

7 催化转化器的工作原理及物化特性215

7.1.2 吸附过程及相关概念216

7.1.3 两个重要的表面催化反应机理218

7.1.4 催化作用的本质218

7.1.5 工业催化剂的性能要求219

7.2 催化转化器概述220

7.2.1 催化转化器的结构220

7.2.2 汽车尾气催化转化器的发展历程及分类222

7.3 催化转化器中催化剂的化学组成223

7.3.1 贵金属在催化剂中的作用223

7.3.2 稀土元素在催化剂中的作用225

7.3.3 替代贵金属催化剂的研究230

7.4.1 氧化铝的通性233

7.4 催化剂载体233

7.4.2 粒状氧化铝234

7.3.3 整体式催化剂载体234

7.5 催化转化器中催化剂的作用机理236

7.6 三效催化剂的劣化机理239

7.6.1 热失活239

7.6.2 化学中毒240

7.7 稀薄燃烧型催化剂242

7.8 代用燃料汽车催化剂245

7.9 前景和展望245

参考文献246

8 催化剂的研制及实验室评价方法248

8.1 固化催化剂的主要制备方法248

8.1.1 浸渍法248

8.1.2 沉淀法249

8.2 汽车催化剂的特点和基本设计要求250

8.3 催化剂的实验评价方法253

8.3.1 固定床积分反应器253

8.3.2 脉冲火焰反应器255

8.3.3 反应气氛动态变化反应器255

8.4 车用催化剂的设计实例256

8.4.1 催化剂研制的一般工作方法256

8.4.2 催化剂研究开发的实例258

8.4.3 影响控制排放的因素259

参考文献260

9.1.1 转化效率261

9.1.2 空燃比特性261

9.1 催化转化器的性能指标261

9 催化转化器的评价试验和匹配技术261

9.1.3 起燃特性263

9.1.4 空速特性263

9.1.5 流动特性264

9.1.6 催化剂的耐久性265

9.2 催化转化器的性能评价试验265

9.2.1 评价试验体系265

9.2.2 催化剂性能评价试验装置267

9.2.3 老化试验方法269

9.2.4 催化剂活性评价试验方法272

9.2.5 活性和寿命评价试验结果分析273

9.2.6 机械性能试验方法275

9.3 催化转化器的匹配276

9.3.1 催化器性能与电控喷油系统的匹配276

9.3.2 催化器的冷起动特性281

9.3.3 催化器与排气系统的匹配286

9.3.4 催化器的流动特性优化287

参考文献291

10.柴油机排气后处理技术293

10.1 氧化催化转化器293

10.2 微粒捕集器295

10.2.1 微粒捕集器的过滤材料295

10.2.2 微粒捕集器的再生297

10.2.3 微粒捕集器的失活300

10.3 柴油机NOx还原催化转化器301

10.3.1 选择性催化还原法(SCR)302

10.3.2 选择性非催化还原(SNCR)303

10.3.3 四效催化转化器304

参考文献306

11 催化转化器实用技术307

11.1 在用车的催化转化器应用技术307

11.1.1 现状评估和项目规划307

11.1.2 针对不同车型的具体改造技术方案308

11.1.3 在用车改造实例310

11.2 催化转化器的故障诊断及正确使用310

11.2.1 催化转化器的故障诊断方法311

11.2.2 催化转化器的正确使用方法312

11.3 催化器的报废及回收利用313

11.3.1 贵金属资源的供求现状313

11.3.2 催化剂的回收利用314

参考文献315

附录 书中用到的主要缩略语一览316