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第1章 汽油机起动及停机瞬态过程1

1.1 引言1

1.2 进气道喷射汽油机的停机过程2

1.2.1 停机过程的一般特性2

1.2.2 停机过程对碳氢排放的影响3

1.3 进气道喷射汽油机的起动过程4

1.3.1 起动初始条件4

1.3.2 起动过程的一般特性5

1.3.3 起动瞬态过程的混合气制备9

1.3.4 起动瞬态过程的燃烧18

1.3.5 起动瞬态过程的碳氢排放18

1.4 缸内直喷火花点火汽油机的起动过程20

1.5 小结23

1.6 参考文献23

第2章 混合气形成过程27

2.1 引言27

2.2 液体燃油与碳氢排放28

2.3 燃油喷射硬件和控制38

2.3.1 喷油器种类38

2.3.2 喷油时刻41

2.3.3 其他喷射参数45

2.4 流场的影响49

2.5 冷起动和暖机阶段改善混合气制备并减少液体燃油影响的策略53

2.6 小结58

2.7 参考文献61

第3章 冷起动碳氢排放机理73

3.1 引言73

3.2 冷起动整机性能74

3.2.1 所需燃油量76

3.2.2 燃油计量77

3.3 碳氢沉积机理79

3.3.1 缝隙沉积80

3.3.2 机油层和沉积物的吸附82

3.3.3 液体燃油84

3.3.4 淬熄层88

3.3.5 部分燃烧90

3.3.6 加浓空燃比运行91

3.4 碳氢传输机理91

3.4.1 热机状态下的传输机理92

3.4.2 冷机状态下的传输机理94

3.5 碳氢氧化94

3.5.1 碳氢氧化机理95

3.5.2 碳氢消耗率97

3.5.3 火焰后碳氢消耗99

3.6 小结102

3.7 参考文献103

第4章 发动机冷起动特性110

4.1 引言110

4.2 燃油喷射特性及燃油输送到缸内112

4.2.1 燃油喷雾113

4.2.2 湿壁115

4.2.3 燃油输送到缸内119

4.3 混合气分布及其与流动的相互作用121

4.4 燃烧过程和污染物生成129

4.5 小结131

4.6 参考文献133

第5章 推迟点火改善催化剂起燃特性144

5.1 引言144

5.2 改善起燃特性的标定措施144

5.3 发动机推迟点火的工作状态146

5.4 推迟点火更可靠运行的途径149

5.4.1 增强进气充量运动149

5.4.2 双火花塞点火152

5.5 小结154

5.6 参考文献154

第6章 二次空气喷射改善催化剂起燃特性158

6.1 引言158

6.2 二次空气喷射的原理和系统布置159

6.3 热氧化与催化氧化162

6.4 温度和混合对促进热氧化过程的作用165

6.5 发动机加浓和二次空气喷射量的要求174

6.6 二次空气喷射控制和在线诊断176

6.6.1 开环控制176

6.6.2 闭环控制177

6.6.3 用于反馈控制的传感器178

6.7 二次空气喷射的其他应用考虑179

6.7.1 二次空气喷射在V形发动机上的应用179

6.7.2 二次空气喷射在涡轮增压发动机上的应用180

6.7.3 其他应用问题181

6.8 小结181

6.9 参考文献182

第7章 燃油品质和燃油重整对冷起动碳氢排放和催化剂起燃的影响185

7.1 引言185

7.2 汽油品质186

7.2.1 组分186

7.2.2 挥发性188

7.2.3 驾驶性190

7.2.4 重整汽油192

7.3 燃油对HC排放的影响193

7.4 在线燃油重整197

7.4.1 水蒸气重整199

7.4.2 部分氧化重整201

7.4.3 自热重整202

7.4.4 改善冷起动性能203

7.4.5 改善催化剂起燃特性204

7.4.6 醇类车辆的冷起动205

7.5 在线燃油蒸馏206

7.6 小结209

7.7 参考文献210

第8章 先进催化剂设计217

8.1 引言217

8.2 先进三效催化剂概念和设计222

8.3 满足PZEV排放标准的催化剂系统设计原理230

8.4 小结238

8.5 参考文献238

第9章 HC捕集器243

9.1 引言243

9.2 HC捕集器的作用机理243

9.2.1 HC捕集系统243

9.2.2 捕集材料244

9.3 控制捕集效率的因素245

9.3.1 选择和开发捕集材料247

9.3.2 选择和开发催化剂涂层249

9.3.3 选择催化剂载体形状249

9.4 提高系统效率的措施250

9.4.1 主动控制系统250

9.4.2 改善被动控制系统253

9.5 小结254

9.6 参考文献254

第10章 三效催化转化器系统模拟256

10.1 引言256

10.2 模拟方法257

10.2.1 基于单通道的一维模拟257

10.2.2 多维模拟259

10.3 化学反应机理262

10.3.1 三步化学反应机理262

10.3.2 四步化学反应机理263

10.3.3 修正的四步化学反应机理264

10.3.4 五步化学反应机理264

10.3.5 六步化学反应机理266

10.3.6 十三步化学反应机理267

10.3.7 基于基元反应的多步化学反应机理268

10.3.8 催化剂老化对反应机理的影响269

10.4 储氧机理270

10.4.1 简化的单步储氧能力机理270

10.4.2 详细的九步储氧能力机理271

10.5 传热和传质现象272

10.6 入口流动分布274

10.6.1 流动不均匀系数277

10.6.2 提高流动均匀性278

10.7 催化剂动态特性模拟278

10.8 小结284

10.9 数学术语285

10.10 参考文献288

10.11 本章附录296

第11章 降低蒸发排放299

11.1 引言299

11.1.1 蒸发排放标准回顾299

11.1.2 蒸发排放的种类300

11.1.3 蒸发排放测试程序300

11.2 蒸发排放控制系统的类型302

11.3 降低蒸发排放304

11.3.1 密封304

11.3.2 连接件305

11.3.3 材料306

11.3.4 炭罐和发动机控制技术307

11.4 小结309

11.5 参考文献310

第12章 在线故障诊断312

12.1 引言312

12.1.1 诊断监测器的排放失效阈值313

12.1.2 诊断失效的合理认定315

12.2 催化剂系统监测器316

12.2.1 理论和应用及法规含义316

12.2.2 催化剂监测器的工作317

12.3 综合零部件监测器318

12.4 降低冷起动排放控制策略监测器318

12.5 发动机失火监测器319

12.5.1 理论和应用及法规含义319

12.5.2 失火监测器的工作319

12.6 蒸发系统监测器320

12.6.1 理论和应用及法规含义320

12.6.2 基于初始真空衰减的泄漏检测方法320

12.6.3 正压力衰减泄漏检测321

12.6.4 基于自然真空的泄漏检测323

12.7 废气再循环系统监测器323

12.8 燃油系统监测器324

12.8.1 理论和应用及法规含义324

12.8.2 燃油系统监测器的工作324

12.9 氧传感器监测器326

12.9.1 理论和应用及法规含义326

12.9.2 氧传感器监测器的工作326

12.10 二次空气系统监测器327

12.11 可变气门正时／控制系统监测器327

12.12 实车性能跟踪328

12.13 小结329

12.14 参考文献330

第13章 排放测试331

13.1 引言331

13.2 废气排放332

13.3 定容采样器333

13.3.1 稀释空气334

13.3.2 排气稀释336

13.3.3 稀释比（因子）优化337

13.3.4 气袋采样338

13.3.5 气袋材料339

13.3.6 流量测量和控制342

13.3.7 从气袋到分析仪的样气传输343

13.4 气袋微型稀释器345

13.4.1 气袋微型稀释器的稀释气348

13.4.2 氧气干扰353

13.4.3 采样系统模拟性能356

13.4.4 气袋微型稀释器的差异356

13.4.5 系统校准357

13.5 分析仪精度358

13.5.1 标气要求358

13.5.2 设备和系统零部件359

13.6 小结360

13.7 参考文献360

第14章 近零排放汽油动力车辆系统366

14.1 引言366

14.2 近零排放汽油动力车辆系统的要求366

14.3 宝马部分零排放车辆系统368

14.4 福特部分零排放车辆系统369

14.5 本田超清洁汽油动力车辆系统371

14.6 日产部分零排放车辆系统375

14.7 丰田部分零排放车辆系统380

14.8 丰田超清洁混合动力系统385

14.9 小结387

14.10 参考文献388

附录 英文缩写词390