汽車環(huán)境污染與防治對策

第一章 汽車的環(huán)境污染及其基本防治對策/ 1
　第一節(jié)　環(huán)境污染與汽車的環(huán)境污染 / 1
　　一、環(huán)境污染與環(huán)境污染物的概念 / 1
　　二、汽車生命周期內(nèi)的環(huán)境污染 / 1
　　三、環(huán)境空氣污染及室內(nèi)空氣污染 / 3
　　四、汽車排氣中的空氣污染物 / 5
　　五、汽車車室內(nèi)的空氣污染 / 6
　　六、汽車零件磨損等產(chǎn)生的非排氣懸浮顆粒空氣污染物 / 7
　　七、汽車的CO2 排放問題 / 8
　第二節(jié)　汽車排放的氣體污染物的主要危害及防治對策 / 9
　　一、汽車排放的氣體污染物的主要危害 / 9
　　二、汽車排放的氣體污染物的主要防治對策 / 12
　第三節(jié)　汽車生命周期內(nèi)的液體及固體污染 / 12
　　一、 廢液及固體污染物的來源與種類 / 12
　　二、液體類污染物的主要特性與危害 / 13
　　三、廢棄固體污染物的主要特性與危害 / 13
　第四節(jié)　汽車的噪聲污染及防治方法 / 15
　　一、噪聲的危害及道路交通噪聲的現(xiàn)狀 / 15
　　二、汽車噪聲的來源 / 16
　　三、汽車的噪聲標準 / 17
　　四、汽車噪聲的防治方法 / 18
　第五節(jié)　報廢汽車固、液廢棄物污染的防治對策 / 20
　　一、汽車的材料組成 / 20
　　二、報廢汽車環(huán)境污染的防治對策 / 22
　第六節(jié)　汽車的熱、電磁波及光污染 / 24
　　一、汽車的熱污染及防治對策 / 24
　　二、汽車的電磁波污染及防治對策 / 25
　　三、汽車的光污染 / 26
　第七節(jié)　電動汽車的優(yōu)勢與面臨的問題 / 27
　　一、電動汽車的結(jié)構(gòu)特點與種類 / 27
　　二、純電動汽車的主要優(yōu)勢、不足及應(yīng)用中面臨的主要問題 / 28
　　三、燃料電池車的優(yōu)勢、不足及面臨的問題 / 30
　　四、插電式混合動力汽車的主要優(yōu)勢及不足 / 33
　第八節(jié)　汽車環(huán)境污染的防治對策 / 34
　　一、汽車環(huán)境污染的宏觀防治對策 / 34
　　二、汽車使用中的環(huán)境污染防治對策 / 36
　參考文獻 / 37

第二章 汽車排氣污染物的生成機理與防治原理/ 42
　第一節(jié)　汽車內(nèi)燃機的燃燒與燃燒污染物 / 42
　　一、汽車內(nèi)燃機的燃燒與燃燒產(chǎn)物 / 42
　　二、燃料燃燒的基元反應(yīng) / 43
　　三、反應(yīng)速率的概念 / 44
　第二節(jié)　CO 的生成機理與防治方法 / 45
　　一、CO 生成的主要化學(xué)反應(yīng) / 45
　　二、CO 生成量的近似計算 / 47
　　三、CO 生成的影響因素 / 48
　　四、CO 的防治措施 / 48
　第三節(jié)　HC 的生成機理與防治方法 / 48
　　一、汽油機排氣中HC 的生成機理與防治方法 / 49
　　二、柴油機排氣中HC 的生成機理與防治方法 / 53
　　三、 燃油蒸發(fā)和泄漏的HC 排放 / 54
　第四節(jié)　氮氧化物的生成與防治方法 / 54
　　一、NO 的生成機理 / 54
　　二、NO2 的生成機理 / 60
　　三、N2 O 的生成機理 / 61
　　四、氮氧化物的防治方法 / 62
　第五節(jié)　顆粒物的生成機理與防治方法 / 62
　　一、顆粒物的生成條件 / 62
　　二、顆粒物的生成過程與機理 / 63
　　三、顆粒物生成的計算模型 / 65
　　四、碳煙微粒生成的主要影響因素 / 66
　　五、碳煙微粒的氧化燃燒 / 68
　　六、基于φ-T 圖的顆粒物排放防治方法 / 69
　第六節(jié)　光化學(xué)煙霧的生成機理與防治方法 / 70
　　一、光化學(xué)煙霧的生成條件 / 70
　　二、光化學(xué)煙霧生成的主要化學(xué)反應(yīng) / 70
　　三、光化學(xué)煙霧的防治措施 / 71
　參考文獻 / 71

第三章 汽車排氣污染物的測量方法/ 74
　第一節(jié)　 汽車排氣污染物的測量系統(tǒng) / 74
　　一、排氣污染物的評價指標 / 74
　　二、排氣污染物測量的有關(guān)規(guī)定 / 74
　　三、排氣污染物的發(fā)動機臺架測量系統(tǒng) / 75
　　四、排氣污染物的整車測量系統(tǒng) / 75
　　五、排氣取樣方法 / 77
　第二節(jié)　排氣成分的分析方法 / 80
　　一、非分散式氣體分析法 / 80
　　二、氫火焰離子化分析法 / 84
　　三、化學(xué)發(fā)光分析法 / 84
　　四、氣相色譜分析法 / 86
　　五、紫外熒光分析法 / 88
　　六、傅里葉變換紅外光譜分析法 / 90
　第三節(jié)　汽車排氣中顆粒物的測量方法 / 92
　　一、PM 的測量方法 / 92
　　二、PM 的測量系統(tǒng) / 92
　　三、顆粒物數(shù)量的測量系統(tǒng) / 98
　第四節(jié)　實際行駛排放污染物的測量裝置 / 101
　　一、PEMS 的主要組成及功能 / 101
　　二、PEMS 的主要性能參數(shù) / 102
　　三、PEMS 的PM 和PN 測試裝置 / 103
　第五節(jié)　柴油車排氣煙度的測量方法 / 104
　　一、柴油機的排煙種類及評價方法 / 104
　　二、過濾式煙度計 / 104
　　三、不透光式煙度計 / 105
　參考文獻 / 110

第四章 汽車排放標準及試驗規(guī)范/ 112
　第一節(jié)　汽車排放標準的發(fā)展歷程 / 112
　　一、我國國家標準的發(fā)展歷程 / 112
　　二、歐盟、美國和日本國家標準的發(fā)展歷程 / 114
　　三、汽車排放標準的框架 / 116
　　四、汽車排放標準的常用術(shù)語 / 117
　第二節(jié)　全球統(tǒng)一的汽車測試循環(huán) / 119
　　一、全球統(tǒng)一汽車測試循環(huán)推廣的必要性 / 119
　　二、全球統(tǒng)一的輕型汽車測試循環(huán) / 120
　　三、全球統(tǒng)一的重型發(fā)動機測試循環(huán) / 122
　第三節(jié)　輕型汽車的型式檢驗、生產(chǎn)一致性、在用符合性檢查及其限值 / 124
　　一、型式檢驗試驗的類型與限值 / 124
　　二、生產(chǎn)一致性檢查試驗 / 128
　　三、在用符合性檢查 / 129
　第四節(jié)　輕型汽車污染物排放試驗的相關(guān)規(guī)定簡介 / 129
　　一、Ⅰ型試驗的主要規(guī)定及要求 / 129
　　二、Ⅱ型試驗的主要規(guī)定及要求 / 130
　　三、Ⅲ型試驗的主要規(guī)定及要求 / 132
　　四、Ⅳ型試驗的主要規(guī)定及要求 / 133
　　五、Ⅴ型試驗的主要規(guī)定及要求 / 135
　　六、Ⅵ型試驗的主要規(guī)定及要求 / 138
　　七、Ⅶ型試驗的主要規(guī)定及要求 / 139
　第五節(jié)　重型汽車的排放標準及測試規(guī)范簡介 / 140
　　一、重型汽車污染物排放試驗項目 / 140
　　二、車輛或發(fā)動機污染物的排放限值及測量方法 / 141
　　三、發(fā)動機非標準循環(huán)（WNTE）和整車實際道路排放測試規(guī)程 / 142
　　四、曲軸箱排放試驗、排放控制裝置的耐久性和排放質(zhì)保期的主要規(guī)定 / 143
　　五、耐久性運行試驗的主要規(guī)定 / 144
　第六節(jié)　歐盟、美國和日本的汽車污染物排放限值及測試規(guī)范簡介 / 144
　　一、歐盟的排放限值及測試規(guī)范簡介 / 144
　　二、美國聯(lián)邦（加利福尼亞州除外）的汽車限值及測試規(guī)范簡介 / 147
　　三、日本排放限值及測試規(guī)范簡介 / 152
　參考文獻 / 155

第五章 汽油車的排氣污染與防治對策/ 157
　第一節(jié)　汽油車排放污染物的防治方法 / 157
　　一、汽油機排氣成分隨空燃比的變化特性與汽油機工作模式 / 157
　　二、汽油車空氣污染物的主要防治方法 / 159
　　三、EGR 的原理及EGR 系統(tǒng)的基本構(gòu)成 / 161
　　四、熱反應(yīng)器 / 162
　　五、二次空氣系統(tǒng) / 164
　　六、燃料蒸發(fā)污染物凈化裝置 / 164
　　七、曲軸箱污染物凈化裝置 / 166
　　八、汽油及潤滑油組分優(yōu)化 / 167
　第二節(jié)　汽油車排氣催化凈化器的種類及其評價指標 / 168
　　一、排氣催化凈化器的種類 / 168
　　二、催化劑及其載體的種類 / 169
　　三、 載體的種類及主要結(jié)構(gòu)參數(shù) / 170
　　四、催化器的性能評價參數(shù) / 172
　第三節(jié)　三效催化凈化器 / 174
　　一、 三效催化凈化器的組成 / 174
　　二、三效催化凈化系統(tǒng)的構(gòu)成 / 179
　　三、三效催化凈化系統(tǒng)中空燃比的監(jiān)測方法 / 180
　　四、裝備三效催化凈化系統(tǒng)汽油車的主要不足 / 183
　　五、汽油車冷啟動后的凈化措施 / 185
　第四節(jié)　缸內(nèi)直噴汽油機的發(fā)展趨勢及其氣體污染物凈化技術(shù) / 188
　　一、缸內(nèi)直噴汽油車的發(fā)展趨勢 / 188
　　二、GDI 汽油機的燃燒模式及排放特點 / 189
　　三、GDI 汽油機汽車排氣中氣體污染物的后處理系統(tǒng) / 190
　第五節(jié)　稀混合氣GDI 汽油機排氣污染物的凈化技術(shù) / 191
　　一、GDI 汽油機稀混合氣燃燒模式的實現(xiàn)方法 / 192
　　二、稀混合氣GDI 汽油機汽車的優(yōu)勢與不足 / 193
　　三、稀混合氣GDI 汽油機汽車NOx 的控制方法 / 195
　第六節(jié)　GDI 汽車排氣顆粒物的特性及其影響因素 / 200
　　一、GDI 汽車排氣顆粒物產(chǎn)生的原因 / 200
　　二、GDI 汽車排氣顆粒物的評價指標及特性參數(shù) / 201
　　三、顆粒物的主要組成元素及其顆粒數(shù)量排放率 / 202
　　四、缸內(nèi)直噴汽油機排氣顆粒物的影響因素 / 204
　第七節(jié)　GDI 汽車排氣顆粒物的防治對策 / 209
　　一、GDI 汽車排氣顆粒物的防治對策 / 209
　　二、GPF 的結(jié)構(gòu)參數(shù)及性能指標 / 210
　　三、GPF 的布置方案示例 / 212
　　四、GPF 推廣應(yīng)用情況及其面臨的主要問題 / 213
　參考文獻 / 215

第六章 柴油車的排氣污染與防治對策/ 221
　第一節(jié)　柴油機排放的特點與主要防治對策 / 221
　　一、柴油機排氣污染物的種類及特點 / 221
　　二、柴油機PM 和NOx 的排放特點 / 221
　　三、柴油機HC 的排放特點 / 224
　　四、現(xiàn)代柴油車排污染物的主要防治對策 / 224
　第二節(jié)　柴油及潤滑油特性對柴油車排氣污染物的影響 / 226
　　一、柴油特性參數(shù)的影響 / 226
　　二、潤滑油特性的影響 / 229
　第三節(jié)　柴油機的排氣再循環(huán)及閉式曲軸箱通風系統(tǒng) / 231
　　一、EGR 的NOx 降低效果及其對柴油機其他性能的影響 / 231
　　二、柴油機EGR 的種類及工作原理 / 231
　　三、閉式曲軸箱通風系統(tǒng) / 233
　第四節(jié)　柴油車的氧化催化凈化器 / 234
　　一、氧化催化凈化器的種類及其應(yīng)用情況 / 234
　　二、DOC 的污染物凈化機理 / 236
　第五節(jié)　柴油車排氣顆粒物的過濾凈化技術(shù) / 238
　　一、顆粒過濾器的結(jié)構(gòu)及工作原理 / 238
　　二、DPF 濾芯的幾何結(jié)構(gòu)及其特性參數(shù) / 239
　　三、DPF 的主要性能指標 / 242
　第六節(jié)　柴油車NOx 的凈化技術(shù) / 244
　　一、NOx 的凈化原理與凈化器的種類 / 244
　　二、NOx 吸附催化還原凈化技術(shù) / 244
　　三、NOx 的尿素選擇催化還原凈化技術(shù) / 247
　　四、NOx 的HC 選擇催化還原凈化技術(shù) / 249
　第七節(jié)　現(xiàn)代柴油車的排氣后處理系統(tǒng) / 250
　　一、現(xiàn)代柴油車的排氣后處理技術(shù) / 250
　　二、現(xiàn)代柴油車后處理系統(tǒng)示例 / 253
　參考文獻 / 257

第七章 電動汽車的環(huán)境污染與防治對策/ 262
　第一節(jié)　電動汽車環(huán)境污染的評價方法 / 262
　　一、電動汽車環(huán)境污染的特點與評價方法 / 262
　　二、汽車全生命周期的環(huán)境污染源及污染物排放量的計算流程 / 264
　　三、汽車制造用原材料的排放因子 / 266
　　四、汽車制造用燃料排放因子 / 268
　　五、電力生產(chǎn)過程的污染物排放因子 / 269
　　六、火力發(fā)電的環(huán)境污染及污染物排放因子 / 271
　　七、汽車全生命周期各階段環(huán)境污染物排放量的計算方法 / 274
　第二節(jié)　汽車全生命周期環(huán)境污染的影響因素分析 / 276
　　一、汽車材料、制造、使用(行駛) 和報廢階段的CO2 排放 / 276
　　二、電力排放因子對汽車全生命周期各階段CO2 排放比例的影響 / 277
　　三、材料組成對汽車全生命周期環(huán)境污染及CO2 排放的影響 / 278
　　四、行駛里程對汽車全生命周期CO2 排放量的影響 / 279
　　五、百公里能耗對汽車使用過程CO2 排放率的影響 / 280
　第三節(jié)　純電動汽車的環(huán)境污染 / 280
　　一、PEV 行駛中的主要異地環(huán)境污染物 / 280
　　二、PEV 汽車生產(chǎn)制造中的環(huán)境污染 / 282
　　三、PEV 生命周期中的環(huán)境污染 / 285
　　四、PEV 環(huán)境污染的防治措施 / 287
　第四節(jié)　燃料電池電動汽車的環(huán)境污染與防治 / 287
　　一、氫燃料電池電動汽車的結(jié)構(gòu)特點 / 287
　　二、燃料電池系統(tǒng)的組成與主要原材料種類 / 289
　　三、FCEV 生命周期內(nèi)環(huán)境污染物排放及環(huán)境影響評價實例 / 294
　　四、FCEV 行駛過程異地環(huán)境污染的計算流程及計算實例 / 296
　　五、FCEV 環(huán)境污染的防治措施 / 302
　參考文獻 / 305