Fuel Systems and Emission Controls (Chek-Chart Automotive Series) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Chek Chart Pubns

作者:Check-Chart Publication

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-12

价格:USD 91.00

装帧:Paperback

isbn号码:9781579322526

丛书系列:

图书标签:

• 汽车工程
• 燃油系统
• 排放控制
• 汽车维修
• 汽车诊断
• 发动机管理系统
• 汽车技术
• 汽车电子
• Chek-Chart
• 汽车

汽车动力系统与排放控制：深入解析与实践指南 一、 引言：现代汽车核心技术概览 随着全球对环境保护意识的日益增强以及消费者对车辆性能和燃油经济性要求的不断提高，汽车动力系统与排放控制技术已成为衡量一辆汽车现代化程度的关键指标。这不仅仅是关于如何让汽车跑得更快，更关乎如何让它以更清洁、更高效的方式运行。从汽油发动机的燃油喷射到柴油发动机的复杂燃烧过程，再到各种复杂的后处理系统，这一切都围绕着一个核心目标：在满足动力需求的同时，将有害排放降至最低。 本指南旨在为汽车技术人员、维修技师、汽车工程专业的学生以及对汽车技术有深入了解需求的爱好者提供一份全面而详实的参考。我们将深入剖析现代汽车动力系统的工作原理，重点关注燃油供给、点火、燃烧以及与此紧密相关的排放控制技术。我们将剥开那些看似复杂的技术术语，用清晰易懂的语言，结合实际应用场景，为您呈现一个立体化的汽车动力与排放技术全景图。 二、 汽油发动机动力系统详解 汽油发动机作为最常见的内燃机类型，其动力系统的演进可谓日新月异。从最初的化油器时代，到如今广泛应用的电子燃油喷射（EFI）系统，每一次技术革新都极大地提升了发动机的效率、动力输出和排放性能。 1. 燃油供给系统 燃油泵与燃油滤清器： 燃油泵负责将燃油从油箱输送到发动机，其压力和流量的稳定直接影响着燃油供给的准确性。燃油滤清器则确保进入发动机的燃油纯净无杂质，防止堵塞喷油嘴和损坏其他精密部件。我们将探讨不同类型的燃油泵（如电磁泵、机械泵）及其工作原理，以及不同燃油滤清器的结构和过滤介质。 燃油压力调节器： 保持燃油系统稳定的燃油压力至关重要。压力调节器通过控制燃油的旁通回流，确保喷油嘴在不同工况下都能获得所需的燃油压力，从而实现精确的燃油供给。我们将详细解析其工作机制，以及压力波动可能带来的问题。 电子燃油喷射（EFI）系统： 这是现代汽油发动机的核心。EFI系统通过ECU（发动机控制单元）根据各种传感器信号（如空气流量传感器、节气门位置传感器、氧传感器、发动机转速传感器等）实时计算出最佳的喷油量和喷油时刻，并将燃油以雾化的形式直接喷射到进气歧管或燃烧室内。 喷油嘴： 喷油嘴是EFI系统的关键执行部件。我们将分析其结构、工作原理（如电磁阀驱动），以及不同类型的喷油嘴（如顶置喷射、缸内直喷）的特点和优势。 ECU（发动机控制单元）： ECU是大脑，它接收来自各个传感器的信息，并根据预设的程序和算法，发出指令控制喷油量、点火时刻、怠速、巡航控制等。我们将探讨ECU的基本架构、工作流程，以及常见的故障诊断方法。 传感器及其作用： 深入理解各种传感器的功能至关重要。空气流量传感器（MAF/MAP）测量进入发动机的空气量；节气门位置传感器（TPS）反映驾驶员的加速意图；氧传感器（O2 Sensor）监测排气中的氧含量，用于反馈闭环控制；冷却液温度传感器（ECT）监测发动机温度，影响喷油量和点火时刻；曲轴位置传感器（CKP）和凸轮轴位置传感器（CMP）则提供发动机转速和气门相位信息。我们将详细阐述这些传感器的物理原理、安装位置、信号输出以及故障表现。 2. 点火系统 火花塞： 点火系统的终端部件，负责产生电火花点燃混合气。我们将讨论不同类型的火花塞（如单极、多极、贵金属火花塞），其材料、电极间隙对点火性能的影响，以及更换周期和故障检查。 点火线圈： 点火线圈将电池的低压电升压至足以击穿火花塞电极间隙所需的高压。我们将分析独立点火线圈（Coil-on-Plug, COP）和传统的分布式点火系统（DIS）的区别，以及点火线圈的故障诊断。 点火控制： ECU根据发动机转速、负荷、温度等信息，精确控制点火时刻（点火提前角），以优化燃烧效率和动力输出。我们将探讨点火提前角与发动机性能、油耗及排放之间的关系，以及爆震（Knock）现象及其传感器。 3. 燃烧过程 混合气的形成与混合： 燃料与空气在燃烧室内的混合程度直接影响燃烧效率。我们将简要介绍不同喷射方式（歧管喷射 vs. 直喷）对混合气形成的影响。 燃烧过程的阶段： 从混合气被点燃到火焰传播，再到最终的燃烧完成，我们将简要概述这一过程。 燃烧效率与爆震： 探讨影响燃烧效率的因素，以及异常燃烧（爆震）的产生机理、危害和控制方法。 三、 柴油发动机动力系统与排放控制 柴油发动机以其高扭矩、高燃油经济性和耐用性而著称，但在排放控制方面面临的挑战尤为严峻。 1. 柴油燃油供给系统 高压燃油泵（HPP）： 柴油发动机需要更高的燃油压力才能实现有效的喷射和雾化。我们将介绍不同类型的高压燃油泵，如柱塞式高压泵。 燃油喷射系统（DI）： 柴油发动机普遍采用直接喷射（DI）技术。 共轨燃油喷射系统（Common Rail Direct Injection, CRDI）： 这是现代柴油发动机的主流。共轨系统将高压燃油储存在一个共轨管中，然后通过电控喷油嘴根据ECU指令精确喷射到燃烧室。我们将详细解析共轨系统的组成（高压泵、共轨管、喷油嘴、ECU）和工作特点，包括其在多段喷射（预喷射、主喷射、后喷射）方面的优势，以及如何实现更精细的燃烧控制。 喷油嘴的精密控制： 柴油喷油嘴的精密性和响应速度对燃烧质量至关重要。 2. 涡轮增压技术 涡轮增压器的原理： 涡轮增压器利用发动机排气能量驱动涡轮，再由涡轮带动压气机，将更多的空气压入气缸，从而提高发动机的功率和效率。我们将分析涡轮增压器的基本结构（涡轮、压气机、叶轮），可变截面涡轮（VGT）技术及其优势。 中冷器（Intercooler）： 增压后的空气温度升高，中冷器用于冷却增压空气，提高空气密度，进一步提升燃烧效率。 3. 燃烧过程的独特性 压燃（Compression Ignition）： 柴油发动机依靠高压缩比将空气压缩到足够高的温度，然后喷入柴油，柴油在高温空气中自燃。 柴油的燃烧特性： 讨论柴油的十六烷值、闪点等特性对燃烧的影响。 四、 汽车排放控制系统详解 无论汽油还是柴油发动机，都面临着产生有害排放物的挑战。现代汽车的排放控制系统是一个复杂而精密的集成系统，旨在将这些有害物质转化为无害或低害物质。 1. 三元催化转化器（Three-Way Catalytic Converter, TWC） 工作原理： TWC是汽油发动机最核心的排放控制装置。它通过贵金属（如铂、钯、铑）催化剂，在特定的温度下，将废气中的三种主要有害物质——一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）——转化为二氧化碳（CO2）、水（H2O）和氮气（N2）。 化学反应过程： 详细阐述氧化反应（CO → CO2, HC → CO2 + H2O）和还原反应（NOx → N2 + O2）的化学方程式和机理。 工作条件： 强调TWC需要在较高的温度下才能有效工作，以及空燃比（Air-Fuel Ratio）对TWC效率的关键影响（需要接近化学计量比）。 故障与失效： 分析TWC失效的原因，如中毒、堵塞、物理损坏等。 2. 颗粒捕集器（Diesel Particulate Filter, DPF） 针对柴油机颗粒物排放： DPF是柴油发动机最重要的颗粒物（PM）控制装置。它像一个筛子，物理过滤掉排气中的固体颗粒物。 再生过程（Regeneration）： DPF会随着时间的推移而堵塞，需要定期进行“再生”处理，即通过高温燃烧掉捕集的颗粒物。我们将介绍被动再生和主动再生两种方式，以及DPF传感器（压差传感器）的作用。 3. 选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction, SCR） 针对柴油机氮氧化物（NOx）排放： SCR系统是降低柴油机NOx排放的关键技术。它通过向排气中注入尿素溶液（AdBlue/DEF），尿素分解产生的氨气与NOx在SCR催化剂中发生反应，生成氮气和水。 AdBlue/DEF的组成与注入： 介绍AdBlue的成分，以及其注入系统的工作原理和传感器。 SCR催化剂： 探讨SCR催化剂的材料和工作机理。 4. 废气再循环（Exhaust Gas Recirculation, EGR）系统 降低NOx生成： EGR系统将一部分废气重新引入进气歧管，降低燃烧室内的最高温度，从而减少NOx的生成。 EGR阀与冷却器： 分析EGR阀的工作原理，以及EGR冷却器的作用（降低再循环废气的温度）。 5. 活性炭罐（Charcoal Canister）系统 控制汽油蒸发排放： 汽油在储存和使用过程中会挥发产生汽油蒸气，活性炭罐用于吸附这些蒸气，防止其直接排放到大气中。 吹扫过程： ECU会根据工况，控制吹扫阀打开，将活性炭罐中吸附的汽油蒸气引入进气歧管燃烧。 6. 氧传感器（O2 Sensor）与宽域氧传感器（Wideband O2 Sensor） 闭环控制的核心： 氧传感器是实现发动机闭环控制的关键。它监测排气中的氧含量，并将此信号反馈给ECU，ECU据此调整喷油量，使空燃比保持在最佳范围（接近化学计量比），从而最大化三元催化转化器的效率。 宽域氧传感器： 提供更宽范围内的空燃比信息，能够实现更精确的控制，尤其是在一些需要宽空燃比运行的发动机上。 五、 故障诊断与维修策略 OBD（On-Board Diagnostics）系统： 现代汽车都配备了OBD系统，用于监测车辆的排放相关系统的运行状况，并在出现故障时记录故障码（DTC），通过诊断仪可以读取这些信息。 诊断仪的使用： 掌握诊断仪的使用方法，包括读取故障码、数据流、执行器测试等，是进行有效诊断的基础。 常见故障分析： 结合前面章节的理论知识，分析不同系统可能出现的常见故障，如： 燃油系统：燃油压力不足、喷油嘴堵塞、燃油泵故障。 点火系统：火花塞老化、点火线圈失效、点火模块故障。 排放控制系统：三元催化器失效、DPF堵塞、EGR阀卡滞、氧传感器故障。 数据流分析： 学习如何分析诊断仪读取的实时数据流，从中找出异常的参数，辅助诊断。 逐步排查法： 强调运用逻辑思维和系统性的方法进行故障排查，避免盲目更换零件。 六、 未来趋势与展望 电气化与混合动力： 随着电动汽车和混合动力汽车的普及，传统的内燃机在未来将扮演更重要的角色，但其动力系统和排放控制技术也将与电驱动系统深度融合。 更严格的排放标准： 全球各国都在不断提高排放标准，这将促使汽车制造商开发更先进、更高效的排放控制技术。 智能互联与大数据： 车辆的智能化将进一步提升排放控制的效率，通过云端数据分析，实现预测性维护和更优化的运行策略。 七、 结论 汽车动力系统与排放控制技术是汽车工业中最具挑战性和发展活力的领域之一。深入理解这些技术不仅有助于解决实际的维修问题，更能预见汽车工业的未来走向。本指南力求提供一个结构清晰、内容详实的学习框架，希望能够帮助您在这个复杂而迷人的技术领域中，迈出坚实的一步。

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