汽车环境污染与防治对策
作者： 李兴虎编著
出版时间： 2019年版
内容简介
《汽车的环境污染及防治对策》首先介绍了汽车（包括传统燃油车、电动汽车和燃料电池汽车）生命周期内的环境危害、环境污染物的产生机理、排气污染物的测量及评价方法、减少污染物生成和排放的方法；其次，介绍了我国轻型汽车国6（GB 18352.6-2016）、重型车国6（GB 17691-2018）以及欧6排放标准、美国环保署Tier3标准、日本“次期”排放标准；再次，介绍了传统汽车针对上述排放法规的污染物控制技术，重点介绍了GDI汽油车及清洁柴油车排气污染防治的新技术；最后，介绍了汽车环境污染的全生命周期评价方法，分析了汽车生命周期内环境污染的影响因素及其防治方法，并对电动汽车进行了案例分析。 本书可作为高等学校车辆工程、载运工具运用工程（汽车）、动力机械及工程、环境工程等专业本科生及研究生“汽车排放与控制”“环境工程”“内燃机排放与控制”“交通污染与控制”等课程的教材或教学参考书，也可作汽车、内燃机、交通、环境保护和化工等行业工程技术人员的参考书使用。
目录
第一章 汽车的环境污染及其基本防治对策/ 1
第一节 环境污染与汽车的环境污染 / 1
一、环境污染与环境污染物的概念 / 1
二、汽车生命周期内的环境污染 / 1
三、环境空气污染及室内空气污染 / 3
四、汽车排气中的空气污染物 / 5
五、汽车车室内的空气污染 / 6
六、汽车零件磨损等产生的非排气悬浮颗粒空气污染物 / 7
七、汽车的CO2 排放问题 / 8
第二节 汽车排放的气体污染物的主要危害及防治对策 / 9
一、汽车排放的气体污染物的主要危害 / 9
二、汽车排放的气体污染物的主要防治对策 / 12
第三节 汽车生命周期内的液体及固体污染 / 12
一、 废液及固体污染物的来源与种类 / 12
二、液体类污染物的主要特性与危害 / 13
三、废弃固体污染物的主要特性与危害 / 13
第四节 汽车的噪声污染及防治方法 / 15
一、噪声的危害及道路交通噪声的现状 / 15
二、汽车噪声的来源 / 16
三、汽车的噪声标准 / 17
四、汽车噪声的防治方法 / 18
第五节 报废汽车固、液废弃物污染的防治对策 / 20
一、汽车的材料组成 / 20
二、报废汽车环境污染的防治对策 / 22
第六节 汽车的热、电磁波及光污染 / 24
一、汽车的热污染及防治对策 / 24
二、汽车的电磁波污染及防治对策 / 25
三、汽车的光污染 / 26
第七节 电动汽车的优势与面临的问题 / 27
一、电动汽车的结构特点与种类 / 27
二、纯电动汽车的主要优势、不足及应用中面临的主要问题 / 28
三、燃料电池车的优势、不足及面临的问题 / 30
四、插电式混合动力汽车的主要优势及不足 / 33
第八节 汽车环境污染的防治对策 / 34
一、汽车环境污染的宏观防治对策 / 34
二、汽车使用中的环境污染防治对策 / 36
参考文献 / 37
第二章 汽车排气污染物的生成机理与防治原理/ 42
第一节 汽车内燃机的燃烧与燃烧污染物 / 42
一、汽车内燃机的燃烧与燃烧产物 / 42
二、燃料燃烧的基元反应 / 43
三、反应速率的概念 / 44
第二节 CO 的生成机理与防治方法 / 45
一、CO 生成的主要化学反应 / 45
二、CO 生成量的近似计算 / 47
三、CO 生成的影响因素 / 48
四、CO 的防治措施 / 48
第三节 HC 的生成机理与防治方法 / 48
一、汽油机排气中HC 的生成机理与防治方法 / 49
二、柴油机排气中HC 的生成机理与防治方法 / 53
三、 燃油蒸发和泄漏的HC 排放 / 54
第四节 氮氧化物的生成与防治方法 / 54
一、NO 的生成机理 / 54
二、NO2 的生成机理 / 60
三、N2 O 的生成机理 / 61
四、氮氧化物的防治方法 / 62
第五节 颗粒物的生成机理与防治方法 / 62
一、颗粒物的生成条件 / 62
二、颗粒物的生成过程与机理 / 63
三、颗粒物生成的计算模型 / 65
四、碳烟微粒生成的主要影响因素 / 66
五、碳烟微粒的氧化燃烧 / 68
六、基于φ-T 图的颗粒物排放防治方法 / 69
第六节 光化学烟雾的生成机理与防治方法 / 70
一、光化学烟雾的生成条件 / 70
二、光化学烟雾生成的主要化学反应 / 70
三、光化学烟雾的防治措施 / 71
参考文献 / 71
第三章 汽车排气污染物的测量方法/ 74
第一节 汽车排气污染物的测量系统 / 74
一、排气污染物的评价指标 / 74
二、排气污染物测量的有关规定 / 74
三、排气污染物的发动机台架测量系统 / 75
四、排气污染物的整车测量系统 / 75
五、排气取样方法 / 77
第二节 排气成分的分析方法 / 80
一、非分散式气体分析法 / 80
二、氢火焰离子化分析法 / 84
三、化学发光分析法 / 84
四、气相色谱分析法 / 86
五、紫外荧光分析法 / 88
六、傅里叶变换红外光谱分析法 / 90
第三节 汽车排气中颗粒物的测量方法 / 92
一、PM 的测量方法 / 92
二、PM 的测量系统 / 92
三、颗粒物数量的测量系统 / 98
第四节 实际行驶排放污染物的测量装置 / 101
一、PEMS 的主要组成及功能 / 101
二、PEMS 的主要性能参数 / 102
三、PEMS 的PM 和PN 测试装置 / 103
第五节 柴油车排气烟度的测量方法 / 104
一、柴油机的排烟种类及评价方法 / 104
二、过滤式烟度计 / 104
三、不透光式烟度计 / 105
参考文献 / 110
第四章 汽车排放标准及试验规范/ 112
第一节 汽车排放标准的发展历程 / 112
一、我国国家标准的发展历程 / 112
二、欧盟、美国和日本国家标准的发展历程 / 114
三、汽车排放标准的框架 / 116
四、汽车排放标准的常用术语 / 117
第二节 全球统一的汽车测试循环 / 119
一、全球统一汽车测试循环推广的必要性 / 119
二、全球统一的轻型汽车测试循环 / 120
三、全球统一的重型发动机测试循环 / 122
第三节 轻型汽车的型式检验、生产一致性、在用符合性检查及其限值 / 124
一、型式检验试验的类型与限值 / 124
二、生产一致性检查试验 / 128
三、在用符合性检查 / 129
第四节 轻型汽车污染物排放试验的相关规定简介 / 129
一、Ⅰ型试验的主要规定及要求 / 129
二、Ⅱ型试验的主要规定及要求 / 130
三、Ⅲ型试验的主要规定及要求 / 132
四、Ⅳ型试验的主要规定及要求 / 133
五、Ⅴ型试验的主要规定及要求 / 135
六、Ⅵ型试验的主要规定及要求 / 138
七、Ⅶ型试验的主要规定及要求 / 139
第五节 重型汽车的排放标准及测试规范简介 / 140
一、重型汽车污染物排放试验项目 / 140
二、车辆或发动机污染物的排放限值及测量方法 / 141
三、发动机非标准循环（WNTE）和整车实际道路排放测试规程 / 142
四、曲轴箱排放试验、排放控制装置的耐久性和排放质保期的主要规定 / 143
五、耐久性运行试验的主要规定 / 144
第六节 欧盟、美国和日本的汽车污染物排放限值及测试规范简介 / 144
一、欧盟的排放限值及测试规范简介 / 144
二、美国联邦（加利福尼亚州除外）的汽车限值及测试规范简介 / 147
三、日本排放限值及测试规范简介 / 152
参考文献 / 155
第五章 汽油车的排气污染与防治对策/ 157
第一节 汽油车排放污染物的防治方法 / 157
一、汽油机排气成分随空燃比的变化特性与汽油机工作模式 / 157
二、汽油车空气污染物的主要防治方法 / 159
三、EGR 的原理及EGR 系统的基本构成 / 161
四、热反应器 / 162
五、二次空气系统 / 164
六、燃料蒸发污染物净化装置 / 164
七、曲轴箱污染物净化装置 / 166
八、汽油及润滑油组分优化 / 167
第二节 汽油车排气催化净化器的种类及其评价指标 / 168
一、排气催化净化器的种类 / 168
二、催化剂及其载体的种类 / 169
三、 载体的种类及主要结构参数 / 170
四、催化器的性能评价参数 / 172
第三节 三效催化净化器 / 174
一、 三效催化净化器的组成 / 174
二、三效催化净化系统的构成 / 179
三、三效催化净化系统中空燃比的监测方法 / 180
四、装备三效催化净化系统汽油车的主要不足 / 183
五、汽油车冷启动后的净化措施 / 185
第四节 缸内直喷汽油机的发展趋势及其气体污染物净化技术 / 188
一、缸内直喷汽油车的发展趋势 / 188
二、GDI 汽油机的燃烧模式及排放特点 / 189
三、GDI 汽油机汽车排气中气体污染物的后处理系统 / 190
第五节 稀混合气GDI 汽油机排气污染物的净化技术 / 191
一、GDI 汽油机稀混合气燃烧模式的实现方法 / 192
二、稀混合气GDI 汽油机汽车的优势与不足 / 193
三、稀混合气GDI 汽油机汽车NOx 的控制方法 / 195
第六节 GDI 汽车排气颗粒物的特性及其影响因素 / 200
一、GDI 汽车排气颗粒物产生的原因 / 200
二、GDI 汽车排气颗粒物的评价指标及特性参数 / 201
三、颗粒物的主要组成元素及其颗粒数量排放率 / 202
四、缸内直喷汽油机排气颗粒物的影响因素 / 204
第七节 GDI 汽车排气颗粒物的防治对策 / 209
一、GDI 汽车排气颗粒物的防治对策 / 209
二、GPF 的结构参数及性能指标 / 210
三、GPF 的布置方案示例 / 212
四、GPF 推广应用情况及其面临的主要问题 / 213
参考文献 / 215
第六章 柴油车的排气污染与防治对策/ 221
第一节 柴油机排放的特点与主要防治对策 / 221
一、柴油机排气污染物的种类及特点 / 221
二、柴油机PM 和NOx 的排放特点 / 221
三、柴油机HC 的排放特点 / 224
四、现代柴油车排污染物的主要防治对策 / 224
第二节 柴油及润滑油特性对柴油车排气污染物的影响 / 226
一、柴油特性参数的影响 / 226
二、润滑油特性的影响 / 229
第三节 柴油机的排气再循环及闭式曲轴箱通风系统 / 231
一、EGR 的NOx 降低效果及其对柴油机其他性能的影响 / 231
二、柴油机EGR 的种类及工作原理 / 231
三、闭式曲轴箱通风系统 / 233
第四节 柴油车的氧化催化净化器 / 234
一、氧化催化净化器的种类及其应用情况 / 234
二、DOC 的污染物净化机理 / 236
第五节 柴油车排气颗粒物的过滤净化技术 / 238
一、颗粒过滤器的结构及工作原理 / 238
二、DPF 滤芯的几何结构及其特性参数 / 239
三、DPF 的主要性能指标 / 242
第六节 柴油车NOx 的净化技术 / 244
一、NOx 的净化原理与净化器的种类 / 244
二、NOx 吸附催化还原净化技术 / 244
三、NOx 的尿素选择催化还原净化技术 / 247
四、NOx 的HC 选择催化还原净化技术 / 249
第七节 现代柴油车的排气后处理系统 / 250
一、现代柴油车的排气后处理技术 / 250
二、现代柴油车后处理系统示例 / 253
参考文献 / 257
第七章 电动汽车的环境污染与防治对策/ 262
第一节 电动汽车环境污染的评价方法 / 262
一、电动汽车环境污染的特点与评价方法 / 262
二、汽车全生命周期的环境污染源及污染物排放量的计算流程 / 264
三、汽车制造用原材料的排放因子 / 266
四、汽车制造用燃料排放因子 / 268
五、电力生产过程的污染物排放因子 / 269
六、火力发电的环境污染及污染物排放因子 / 271
七、汽车全生命周期各阶段环境污染物排放量的计算方法 / 274
第二节 汽车全生命周期环境污染的影响因素分析 / 276
一、汽车材料、制造、使用(行驶) 和报废阶段的CO2 排放 / 276
二、电力排放因子对汽车全生命周期各阶段CO2 排放比例的影响 / 277
三、材料组成对汽车全生命周期环境污染及CO2 排放的影响 / 278
四、行驶里程对汽车全生命周期CO2 排放量的影响 / 279
五、百公里能耗对汽车使用过程CO2 排放率的影响 / 280
第三节 纯电动汽车的环境污染 / 280
一、PEV 行驶中的主要异地环境污染物 / 280
二、PEV 汽车生产制造中的环境污染 / 282
三、PEV 生命周期中的环境污染 / 285
四、PEV 环境污染的防治措施 / 287
第四节 燃料电池电动汽车的环境污染与防治 / 287
一、氢燃料电池电动汽车的结构特点 / 287
二、燃料电池系统的组成与主要原材料种类 / 289
三、FCEV 生命周期内环境污染物排放及环境影响评价实例 / 294
四、FCEV 行驶过程异地环境污染的计算流程及计算实例 / 296
五、FCEV 环境污染的防治措施 / 302
参考文献 / 305
