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文档简介
1、环保项目培训讲义目录一 环保检测的由来(一)什么是I/M制度?(二)实行I/M制度的社会和经济效益(三)实行I/M制度的迫切性(四)环保检测里程碑二 国内外环保检测的现状(一)国外环保检测的现状(二)我国环保检测的现状(三)现行简易工况法介绍三 国家标准以及标准规定的检测方法的介绍(一)国家标准的沿革和继承(二)国家标准及其附录规范了什么?一 环保检测的由来(一) 什么是I/M制度?I/M是英文Inspect & Maintenance的简称,翻译成中文是检测和维修。I/M制度指的是通过对在用车的排放进行定期检测和随机抽查,促进车辆进行严格的维修、保养,使车辆保持正常的技术状态,努力达
2、到出厂时的排放水平。检测的主要内容有定期检测、抽检、强制修复后的复检等;而维修的主要内容有定期维护、强制修理、故障修理等。实行I/M制度可以使未通过检测的车辆得到正确的维修,同时,保证未通过检测的车辆经维修后,能够被真实地重测。国内外调查研究证实,城市在用车中有1015排放严重超标的车辆,其污染物排量占整个地区的在用车污染排放量的5060,I/M制度中的检测制度就是要准确地找出这1015的高排放车,然后用维护、修理的办法使其恢复到接近出厂时的排放水平,这样仅治理1015的在用脏车,达到削减占排放总量5060的污染物,达到事半功倍的效果。所以,实施车辆的检查/维护制度(I/M制度)是最经济、合理
3、、科学、有效的控制在用车排放的措施。许多发达国家在有关法律中明确规定,空气质量不达标的地区和城市要强制执行在用车的I/M制度。(二)实行I/M制度的社会和经济效益施行I/M制度,将可以大大减少汽车对城市空气的污染,从而使市民生活质量提高,由汽车排放污染造成的各种疾病相应减少,给老百姓一个良好温馨的生活环境。研究表明,机动车排放尾气中的氮氧NO 和炭氢HC 是光化学烟雾的主要成份,控制上述污染物的排放可以大大降低光化学烟雾一类的灾害性事件的发生。再加上2008年北京举行奥运会(2000年奥运申办北京输给悉尼的原因就是因为环保)、2010年上海举行世博会,治理好在用车的排放污染无疑会大大提高我国在
4、国际上的声誉。同时,实行I/M制度还可以配合政府把城市建成园林生态城市的计划,将会为吸引外资提供良好条件,促进国民经济的快速发展。施行I/M制度还可以节约能源。I/M制度鼓励大家使用小排量的环保车型,提倡使用高效燃料,从而达到节约能源和提高能源使用效率的目的,这符合我国当前建立节约型和效益型社会的大要求。从长期的效果来看,由于I/M检测维修减少了CO2的排放,而CO2作为温室效应气体是全球气温上升的一个显著的因素,所以,实施I/M制度可以改善城市大气环境,避免温室效应,夏天将不再这么炎热,避免桑拿天气的出现,减少人们对于空调的依赖,最终达到改善环境,节约能源的目的。施行I/M制度还可以增加就业
5、机会,为当地的经济发展做出贡献。维修行业和检测行业都会因为实施I/M制度而得到发展。施行I/M制度还可以从根本上促进汽车制造行业的技术革新,迫使制造厂商在环保技术的开发和应用方面加大投入。只有那些靠技术取胜,并不断创新的企业,才能在市场上长期立足。所以说,从长远来看,这将有利于汽车行业自身的健康发展。所以说实施I/M 制度是短期和长期效益并重,利国利民造福子孙后代的大事,应该引起各级政府的高度重视。国外的数据也早已证明了I/M制度的巨大效益。让我们来看看加拿大温哥华地区的统计数据。温哥华自1992年就开始实行他们称之为AIRCARE 的I/M环保检测制度,这也许就是温哥华连续多年被联合国评为最
6、适合人类居住的城市的原因之一。- 温哥华的机动车检测和排放检测和维护计划,也就是AirCare,自1992年起,开始实用。 -AirCare 是北美地区最有效的检测和维护计划,也是加拿大的第一个排放测试计划。 -整个大温哥华地区有大约一百二十万辆注册机动车,汽车和轻型卡车占了本地区所有通常污染物的54%。-全地区设有12家检测站,每十万辆车一个检测站。-AirCare 已经执行了超过一千一百万车辆次的检测,每年检测出超过八万到九万辆超标排放的车辆。-在2001-02年间 AirCare 防止了大约23000公吨的有害污染物被排放到大气中。-在AirCare 计划投入实用的第一个十年间,它因为把
7、车辆排放减少了35%而得到认可和好评。-由大温哥华地区所做的研究估计在1992年到2005年之间,本地区空气质量的改善达到了下列效果:拯救2800个生命防止33000个医院急诊的发生防止七千四百万加圆的农作物的损害导致该地区经济获益16亿加圆(三)实行I/M制度的迫切性世界各地许多城市,由于交通的发展,机动车的拥有量在逐步增多,机动车尾气的排放导致空气中污染物浓度过高。这不仅影响了城市居民的身体健康,而且对全球产生了许多不利的影响。上个世纪中后期发生了几起环保重大事件:1943年美国:洛衫机的光化学烟雾事件1952年英国:伦敦的光化学烟雾事件1970年日本:四日市的光化学烟雾事件上述这些大气污
8、染事件中受害和死亡的人数竟数以千计。机动车排放尾气中的氮氧NO 和炭氢HC 是光化学烟雾的主要成份,是重要大气污染源。根据有关报道我国珠海市如果对大气污染不及时采取防治措施也将爆发“光化学烟雾”。现在我国已划出了113个重要大气污染防治城市。上世纪80年代以来,我国机动车的生产量及保有量急剧增加,使汽车排放污染的压力越来越大. 。机动车造成的空气污染不断加重,在大城市中尤为突出,引起了社会公众的广泛关注。据统计,近10年来汽车产量年平均增长率保持在13%左右,保有量年平均增长率保持在12%左右,我国目前汽车保有量为3000多万辆 ,年产量为200多万辆 。预计今后相当长的一段时间内机动车辆将保
9、持较高的增长速度。据预测,2005年和2010年我国的汽车社会保有量将分别达到3600万辆和4000万辆,加上每年1150万辆的摩托车和300万辆家用车的产销规模,汽车排放污染的压力越来越大。所以,为了有力地控制汽车尾气的排放,应尽快推广使用简易工况,争取在2010年前后,实现国产汽车排放标准与国际排放控制水平的接轨。国外成功经验表明,有效控制汽车污染需作好两方面的工作。一是实施新车排放法规,从新车开始就控制好污染物的排放水平;二是对在用车搞好监管,实行车辆排放的检测维护制度(I M 制度)。前者是机动车低污染的前提条件,后者是为了保证车辆排放处于正常状态。(四) 环保检测里程碑1981,年美
10、国开始对装催化转化器的轿车和轻型车采用双怠速法测量,以达到大幅度加严排放限制的目的。1990,年美国通过了清洁空气法修正案,规定了I/M计划和监测规范。1996,年美国环保局认可了简易工况法,美国一些车辆检测机构和维修行业采用了简易工况法(ASM 工况),并规定试验方法、设备要求、排放标准等。2000年6月,香港环保署颁布了修订后的柴油车加载减速排放限值和测量方法,对柴油车分为5.5t 以下级和5.5t 以上级两个级别。2001,年美国环保局认可了纽约州使用的VMAS 工况检测法。美国EPA 在1998年在纽约对VMAS 性能做了试验也叫GORDON-DARBY 研究:对846辆随机选取的车辆
11、做了试验,大量数据表现出VMAS 工况检测与FTP 和IM240有极好的相关性。二 国内外环保检测的现状(一)国外环保检测的现状美国是执行I/M制度比较早的国家,要求也比较严格。美国联邦EPA 规定的I/M规程有4种检测方法:怠速排放检测、ASM 定车速工况检测、I/M 240瞬态工况检测、遥控检测仪(remote sensor)路边检测。对于这些测量方法,具体实施哪种,由各州政府,根据空气质量状况等因素确定。一般情况是空气污染较严重的州采用工况法,空气质量一般的州采用怠速法或双怠速法,空气质量优良的州甚至没有检测要求。另外,一种遥感监测的方法也被广泛使用在道路边的实际车辆排放监测中。下表中汇
12、总了美国各州对在用车排放检测采用的不同方法。美国各州在用车排放检测方法汇总 目测法怠速法 IM240 IG240 ASM 2个州 7个州 10个州 3个州 9个州加拿大执行的I/M计划基本上采用与美国相同的办法,该国的检测周期因省而异,比如多伦多所在的安大略省是在用车辆每两年检测一次,新车两年内免检。而温哥华地区则规定1991年以及再早的车型须做ASM 检测,每年检测一次,每次收费$23。1992年以及以后的车型须做更为复杂的排放检测,即IM240检测,每两年检测一次,每次收费$47。对于那些1992年以及以后生产的车型,但不能上底盘测功机检测的,须做怠速检测,每年检测一次,每次收费$23。所
13、有车辆的复检收费均为$23。我们的近邻日本也是较早执行在用车I/M计划的国家之一,在用车的定期检测是在各地陆运署所属的287条检测线上进行,法规限值分为平均值和最高限值,每辆产品车不能超过最高限值,而一个季度平均数不能超过法规平均值。其它一些国家(墨西哥、德国等)也采用简易工况有载荷检测方式。例如在墨西哥城现有110家经过环保局认证的私营尾气检测公司,检测方法采用了美国标准的ASM 简易工况法。该国的检测周期是在用车辆半年检测一次,新车两年内免检。在美国,I/M制由环保局制定并管理。在欧洲,I/M制则是由交通部来管理。而在我国,汽车排放检测由环保部门负责,汽车维修则由交通部门负责。(二)我国环
14、保检测的现状虽然我国对在用车尾气排放检测已进行了20年,但现行的检测方法已难以跟上国内一些大城市环保的需要,更先进的“简易工况检测法”强烈地吸引着我们。 我国在用车的较完整的I/M制度刚刚开始,且仅限于少数几个大城市,如北京、上海等,在上述城市中,在用车排放检测方法从怠速法过渡到简易工况法。2002年2月,瞬态加载简易工况法VMAS195已被上海市环保部门选定为上海推行的I/M制度中对在用轻型汽油车的检测方法。它采用排放质量因子是克/公里。北京于2003年1月1日起采用稳态简易工况法ASM ,排放因子采用体积浓度。1我国大部分地区现行的检测方法我国对在用车的尾气检测通常用的检测方法,汽油车为怠
15、速法(或双怠速法),柴油车为自由加速烟度法。都属于无负载检测法,测试价格便宜,试验方法简单快捷。 我国现行的在用汽油车的排放标准为GB14761.593,相应的测试方法为GBT384593。 我国现行的在用柴油车的排放标准为GB14761.61993,相应的测试方法为GBT38461993。2现行检测方法的弊端随着环保要求的提高,当前的在用车排放检测方法已显示出以下问题。(1)汽油车怠速检测法的弊端a.怠速法不能全面反映出汽车真实的排放状况。一些排放达到欧或欧的车驶了仅两万多公里,有负载的工况法检测表明其排放已超标,但怠速检测的CO 和HC 结果却仍然很低,达标并远有富余。甚至一些新车作排放匹
16、配试验时,也出现过怠速排放很好,工况法检测却达不到欧或欧标准。化油器车也有类似情况:工况法检测CO 很高,超出了新车标准,但怠速检测结果却正常。b.怠速法检测车辆无负荷,不能反映NOX 的排放。对于那些NOX 排放已经很高的车,怠速法检测法无能为力。c.对于化油器车留下作弊机会。检测超标的车本应通过维修、保养,使车况正常,从而降低CO、HC浓度。但一些车主在年检前自己将化油器怠速螺钉、节气门螺钉向混合气偏稀调整,偏离正常的怠速浓混合气设计状态。混过年检后,为不使车辆启动困难,再将化油器调整恢复到原状态。(2)柴油车自由加速烟度法的弊端a.自由加速法在操作时,“将油门踏板迅速踏到底”中速度与力度
17、的掌握不同,“维持4s 后松开”中时间长短的掌握,使得测量的不确定性较大,重复性差;b.自由加速不带负荷,不是汽车行驶的真实工况,也不是汽车短时间停驶维持怠速的工况。c.有时会出现冒黑烟和抽气泵开始抽气的时间不同步的现象,这时测不到最大烟度值。(三) 现行简易工况法介绍1996年美国发展了车辆有载荷检测法。将车辆置于底盘测功机上,车辆按规定车速在底盘测功机上“行驶”。底盘测功机会按照检测标准,以设定好的功率,向滚筒、最终向驱动轮施加一定的负荷,来模拟汽车道路行驶阻力。车辆按一定的速度、克服一定的阻力,走完试验工况,同时测量尾气中污染物含量。有载荷检测法与新车试验比,设备、仪器做了简化,试验时间
18、也缩短很多,故称为“简易工况法”。国外简易工况法主要有:a. 汽油车瞬态加载法(IM240)b. 汽油车稳态加载加速模拟法(ASM )c. 汽油车瞬态加载法(VMAS )d. 柴油车加载减速法(LUGDOWN )1. 瞬态加载IM240法:IM240试验工况采用美国联邦新车型式认定用测试规程FTP (美国联邦实验程序)曲线前0333秒的两个峰,经修改缩短为240秒。测试设备的工作原理同新车试验的要求一致。底盘测功机因车辆要变负荷变车速运行,故应配备多点载荷设定的功率吸收装置和惯性飞轮组,以模拟道路行驶阻力和车辆加速惯量。采样装置与分析仪器与新车试验一致。采样系统为定容稀释取样(CVS )。一氧
19、化碳用不分光红外分析仪(NDIR ),碳氢化合物用氢离子火焰分析仪(FID ),氮氧化物用化学发光分析仪(CLD )。最后的测试结果以克公里表示。IM240特点是测试结果与美国联邦实验程序FTP (美国联邦实验程序)结果有很好的相关性。3种污染物的相关因子可达到:一氧化碳为91.8;碳氢化合物为94.7;氮氧化物为84.3。同时,IM240对3种污染物的测试结果相对于FTP (美国联邦实验程序)结果的离散性很小,所以IM240的错判率很低。IM240是一种技术含量高的检测方法,设备费用昂贵,维护比较复杂,检测时间较长,对检测人员有较高的要求。2. 稳态加载加速模拟ASM 法简介为减少设的投资和
20、日常运行费用,提高检测效率,扩大检测范围,美国又提出了更为简单的工况法。ASM 是使用较多、具有代表性的一种。1996年美国EPA 认可了ASM ,规定了试验方法、设备要求等。美国一些车辆检测机构和维修行业采用了ASM 方法。ASM 最大的特点是试验设备充分简化,可使用在怠速法中广泛使用的直接取样浓度分析仪。ASM 所需的整套设备价格仅为I M240的30左右,操作与维护都比IM240简单容易。该方法只有稳定的匀速过程,加载保持固定值。有两个等速工况段:一是ASM5024工况,车速为24公里小时,按车辆加速度为1.47米秒2时负荷的50对该工况进行加载,故称为ASM5024工况。二是ASM25
21、40工况,车速为40公里小时,按车辆加速度为1.47米秒2(实际为1.1米秒2左右)时负荷的25对该工况进行加载,故称为ASM2540工况。污染物分析仪器采用下列原理:CO 、HC 和CO2采用不分光红外法(NDIR ),NO 和O2采用电化学法。排放结果以浓度表示。ASM 检测结果与美国联邦实验程序FTP 结果相关性较差,3种污染物的相关因子分别为:一氧化碳为43.5;碳氢化合物为49.2;氮氧化物为71.4。这主要是由于ASM 是等速等负荷的稳态行驶工况,IM240与FTP (美国联邦实验程序)是变速变负荷的瞬态行驶工况,显然对排放有不同影响。另外,尾气污染物分析原理也不相同。ASM 与新
22、车试验的相关性较差,使得ASM 方法误判率偏高,尤其是对电喷三元催化器的车,误判率最高可达35左右,准确率最差时可低到65(根据美国资料,以IM240的准确率为100)。ASM 的另一不足之处是该方法基于污染物排放浓度而不是排放质量。发动机排量小的车辆排放质量少,排量大的车辆排放质量多,但其排放浓度却有可能相同。因而ASM 对不同发动机排量的车辆是欠公允的。3. 瞬态加载VMAS 法简介为了克服ASM 与FTP (美国联邦实验程序)相关性差、IM240虽与FTP (美国联邦实验程序)相关性好但费用太高、不利于推广的困难,一种被称作VMAS 的检测方法几年前在美国出现。美国EPA2001年认可了
23、纽约州使用的VMAS 检测方法(VehicleMassAnalysisSystem )。当VMAS 采用与IM240相同的工况时,两者测试结果的相关性非常好。1998年美国EPA 在纽约对VMAS 的性能发起了一个与IM240对比的试验(Gordon Darby 试验),试验对846辆随机选取的车做了VMAS IM240同步测试。数据的相关性计算表明,一氧化碳的R20.993;碳氢化合物的R20.93;氮氧化合物的R20.992。表现出极好的相关性。VMAS 是一种瞬态加载简易工况法。它使用与IM240相同的底盘测功机,它吸取了IM240瞬态工况、测量稀释排气量最终可得出污染物排放质量的优点,
24、也吸取了ASM 直接利用简便式尾气分析仪就可对各个污染物浓度测试的长处,采用一个被称为“气体流量分析仪”的装置来测得汽车的排气流量(经稀释),经处理计算,最终也可得出每种污染物每公里的排放质量。VMAS 具有以下主要特点:a. 试验循环包含了怠速、加速、匀速和减速各种工况,能反映车辆实际行驶时的排放特征;b. 由于是瞬态工况,若电喷车氧传感器有问题,造成空燃比失控,从而增加尾气排污,一般难以通过VMAS 检测判定标准,但却可能通过ASM 法。c. 与新车检测有高的相关性。准确率高,误判率仅为5以下(以IM240准确率为100计)。d. 价钱仅比ASM 贵约0.8万美元。e. 能检测一氧化碳、碳
25、氢化合物和氮氧化合物3种污染物,并以g km 表示,有利于归纳排放因子,估算和统计某城市机动车污染物排放总量,对该城市制定机动车污染控制规划具有实际意义。VMAS 在美国有很好的使用基础。有消息显示,自1998年11月,纽约州4300多家汽车修理厂使用,每年650万次检测,平均每厂每天测5次。自1999年10月起,马萨诸塞州约1200家汽修厂上线,每年检测210万次,平均每厂每天测5.8次。罗得岛州约400家汽修厂从2000年1月开始进行瞬态质量检测,每年70万次。德克萨斯州、马里兰州、北卡罗来纳州等要决定使用。4. 柴油车加载减速LUGDOWN 法:该方法来自香港。香港环保署于2000年6月
26、颁布了修订后的柴油车加载减速排放限值和测量方法,对柴油车分为5.5t 以下级和5.5t 以上级两个级别。该方法在3个加载工况点测试烟度。3个测量点分别是最大功率点,最大功率对应转速的90转速点和最大功率对应转速的80转速点。测试方法采样探头插入机动车排气管中,插入深度不得低于400mm 。接好不透光烟度仪。测试数据包括轮边功率、发动机转速和排气烟度。只有轮边最大功率、发动机转速范围和3个工况点测得的光吸收系数k 或烟度值均满足标准限值,排放测试才判定为合格。测试设备主要包括底盘测功机、不透光烟度计和发动机转速计,由计算机控制系统集中控制。底盘测功机主要由滚筒、功率吸收单元(PAU )、惯量模拟
27、装置等组成。不透光烟度计采用分流式内置不透光测量的原理。由于测试和数据采集是完全自动的,不透光烟度计需满足以下技术要求:采样速率不透光度仪的采样频率为每秒至少10次;数据通讯不透光烟度计须配备与测功机控制单元的数据采集方式兼容的数据传输装置。控制系统测功机应配备自动控制模块来进行烟度测试。控制模块的软件应能直接控制不透光烟度计和转速传感器,自动完成测试程序。加载减速测试一般应在2分钟内完成,最长不能超过3分钟。控制系统通过监控下述参数来完成测试规程和数据采集:车辆行驶速度,测功机的吸收功率,发动机转速和排气烟度。控制系统应配备实时显示器,显示发动机转速及相应的吸收功率。5其他检测方法介绍不是重
28、点,了解即可。OBD- ON-BOARD DIAGNOSTIC车载检测系统:1998以及更新的车辆也要进行检测,检测手段可以采用车辆内置的OBD 监视系统来进行,以确保蒸发控制系统没有问题。REMOTE SENSING 遥感检测用于路边快速检测Gas Cap Pressure Test油箱盖压力检测大多数车辆也要求进行一个功能检测-油箱盖压力检测,以确保燃料没有挥发到大气中。6 各个检测方法的优缺点比较:2004年5月中国环境科学研究院标准编制小组为制定新的,也就是现行的国家标准在欧洲进行的调研中写到,在由欧盟资助的一个研究项目中,有关研究机构对261辆在用轿车(其中包括:192辆装备电子燃油
29、喷射系统和三元催化转化器的汽油轿车、41辆化油器轿车、7辆装备氧催化转化器的轿车、17辆LPG 轿车和28辆柴油轿车)进行了不同方法下的排放测试,主要包括:法规认证工况法、实际工况法、简易工况法(包括简易认证工况和简易实际工况)、稳态负荷法(在50km/h匀速时7Kw)、无负荷法(包括高/低怠速法测试),同时进行了大样本数的遥感测试(Remote Sensing),受检车辆超过80,000辆。通过分析实际测试结果,得到以下几点结论:1怠速法对于发现化油器轿车中的高排放车非常有效,而对于装备电子燃油喷射系统和三元催化转化器的轿车则效率明显降低;2在所有进行的简易测试中,瞬态简易工况测试被认为可以
30、取得最大的环境效益;3费用效益分析显示,随着装备三元催化转化器车辆比例的提高,简易工况法显示出很好的费用效益;4遥感测试的优点是快速、高效、不影响司机正常行驶和自动化程度高,它可以很有效地发现行驶中的高排放车辆,其缺点是检测结果受车辆行驶工况的影响较大,但随着装备三元催化转化器车辆比例的提高,这一缺点将被逐渐忽略。在用车排放检测方法比较 检测方法优 点 缺 点 车载检测系统OBD基于标准US-EPA96/EU2000,电脑控制检测。快速,便宜,简单易行。精确,并且总是处于运行状态。将会取代排气管检测。 不适用于老式,没有配备车载检测系统的车辆。 遥感检测 可以检测CO,HC,NOx,采用激光或
31、红外线。可以执行路边检测,照相机拍照车牌,适合大量的检测。便宜,识别旧车,防止作弊。不适合高技术,检测范围有限,检测地点有限,只是快相式的检测。怠速法成本低、设备简单、操作维护简单 适用范围广。 浓度测量、无NOx 监控、只能检测无负荷情况下的简单工况,不适合检测高级车辆,很难防止作弊。 瞬态工况法(IM) 瞬态加载,可以检测所有污染物,测量精确、而且可以重复,误判率低。与FTP 新车认证检测结果关联性好,检测结果是以单位里程的质量为单位的排放因子。设备成本高、维护复杂,检测驾驶循环比较复杂。对检测人员要求高。简易瞬态工况法(IG-VMAS) 瞬态加载,可以执行IM240,测量较准确、与FTP
32、(美国联邦实验程序)和IM240有关联性、可以检测NO 排放,设备成本介于IM 和ASM 之间,比ASM 多8K 技术比较新,需要继续完善。除美国外,缺乏大规模使用经验稳态工况法(ASM)稳态加载,设备成本适中、测量稳定、技术成熟、操作较简便、能检测NO 排放 浓度测量、与新车认证检测结果关联性差,误判率高。 柴油车自由加速烟度法 瞬态,成本低、设备简单、操作维护简单适用范围广。 无负载,虽然是瞬态,但不真实,检测结果不准确,重复性差。加载减速法LUG-DOWN 加载,三个功率点检测。 重型车检测成本昂贵。各种不同检测方法的特性比较双怠速法IM240 检测时间*,min 2 4 3 4 4 4
33、* 设备成本费用,万元(低)(中)(中高)(高) 运行、维护费元元元元 与FTP (美国联邦实验程序)相关性无关联(差)无关联 比较好, 最好(95%) 误判或错判率最高 高 不高 极低* 排放诊断效能最低 低或中 中或高 最高*: 检测时间指检测线通过检测车辆的平均检测时间*: 各种检测方法的设备费用均含废气分析仪在内,检测采用BAR97认证的5气分析仪;*:耗时最长的工位在第二工位,最短达到31s 最长240s (我国应定195s ),*:这是其他检测方法所难以达到的。三 国家标准以及标准规定的检测方法的介绍标准有国家标准和地方标准,目前制订相应地方标准的是北京市。所有的标准,对新车的来自
34、欧洲标准,对在用车的来自美国环保总署EPA。下面主要介绍两个国家标准,关于柴油车的GB3847-2005,汽油车的GB18285-2005。至于北京市的相应的地方标准,柴油车DB11/121-2003,汽油车BD11/122-2003,是完全参照这两个国家标准而指定的,在规范以及规范的表述都基本一致。(一)国家标准的沿革和继承GB3847-2005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法; GB18285-2005 点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法) ;和GB18352.3-2005轻型汽车污染物排放限值及测量方法。新标准实施后被取代或废
35、止的国家标准:GB3847-2005废止了以下原国家标准:GB3847-1999, 车用压燃式发动机和装用压燃式发动机汽车排气可见污染物排放限值及测量方法;GB3847-83, 汽车柴油机全负荷烟度测量方法;GB18285-2000, 在用汽车排气污染物排放限值及测量方法GB14761.7-93 汽车柴油机全负荷烟度排放标准;GB14761.6-93 柴油车自由加速烟度排放标准;GB3846-93 柴油车自由加速烟度的测量 滤纸烟度法。GB18285-2005废止了以下原国家标准:GB14761.5-93 汽油车怠速污染物排放标准;GB/T3845-93 汽油车排气污染物的测量 怠速法;GB1
36、8285-2000 在用汽车排气污染物排放限值及测量方法GB18352.3-2005取代了以下原国家标准:GB18352.2-2001轻型汽车污染物排放限值及测量方法新标准所引用的国家标准:GB3847-2005:GB252-2000 轻柴油GB/T5181-2001汽车排放术语和定义GB7258-2004 机动车运行安全技术条件GB17691-2001车用压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法GB/T17692-2001 汽车用发动机净功率测定方法GB/T19147-2003 车用柴油GB18285-2005:GB14762-2002车用点燃式发动机及装用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值
37、及测量方法 GB18352.1-2001轻型汽车污染物排放限值及测量方法(IGB18352.2-2001轻型汽车污染物排放限值及测量方法(IIGB17930-1999 车用无铅汽油GB/T15089-2001机动车辆和挂车分类GB5181-2001汽车排放术语和定义GB18047 车用压缩天然气GB19159 车用液化石油气HJ/T-1993 汽油机动车怠速排气检测仪技术条件GB18352.3-2005 轻型汽车污染物排放限值及测量方法:GB1495-2002 汽车加速行驶车外躁声限值及测量方法GB1496-1979 机动车辆躁声测量方法GB/T5181-2001 汽车排放术语和定义GB/T1
38、5089-2001 机动车辆和挂车分类GB17691 车用压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法GB18047 车用压缩天然气GB/T19001-2000 质量管理体系要求GB19159 车用液化石油气(二) 国家标准及其附录规范了什么?概述: 定义了所有相关的术语,型式核准和生产一致性检测的要求,车辆分类(轻重型车以3.5吨为界, M1,M2,N1类以乘客座位数量和客货用途分类,单一还是两用燃料,新车还是在用车),排放限值,测量环境条件要求,测量方法和规程,测量仪器(包括仪器的技术要求,精度要求,响应时间的要求,和标定要求),测量结果的判定方法,检测结果报告的格式。GB3847规定,每次检
39、测结束后,须使用电子表格形式记录检测日志和数据,并通过网络传输到中心数据库,并在本地数据库备份。这就要求联网。因为环保部门的监控要非常严格,一般都要有仲裁的要求。明确规定,对同一车型的在用车进行定期环保检测时,不得采用二种或者二种以上的检测方法。采用简易工况法的地区应指定地方排气污染物排放限值,须经省政府批准报国务院环保主管部门备案。简易工况法污染物排放限值确定的基本原则和方法由国务院环保主管部门另行确定。1压燃式发动机柴油机标准GB3847(1) 术语轮边功率:指汽车在底盘测功机上运转时驱动轮实际输出功率的测量值。最高额定转速:调速器所允许的全负荷最高转速。发动机最大转速(MAXRPM):
40、在进行本标准规定的检测试验中,油门门踏板处于全开位置时测量得到的发动机最大转速。最大轮边功率(MAXHP:进行本标准规定的功率扫描过程中得到的实测轮边功率最大值。实测最大轮边功率时的转鼓线速度(VELMAXHP: 指在执行本标准规定的功率扫描试验中,实际测量得到的最大轮边功率点的转鼓线速度。这是进行LUGDOWN 检测中最为关键的检测数据,如何在尽可能短的时间内,尽量精确地测定此数据,是各生产开发企业以及用户关注的焦点。光吸收系数: 表示光束被单位长度的排烟衰减的一个系数,是单位体积的微粒树n, 微粒的平均投影面积a, 和微粒的消光系数Q 三者的乘积。(2) 主要内容该标准正文分四个部分,分别
41、阐述了1压燃式发动机的排气烟度排放控制要求, 机型更改和扩展的要求, 以及发动机型式核准以及生产一致性检测要求; 2 装用发动机型式核准已批准的压燃式发动机汽车的排气烟度排放控制要求, 车型更改和扩展的要求, 以及型式核准以及生产一致性检测要求; 3装用未单独进行发动机型式核准的压燃式发动机汽车的排气烟度排放控制要求, 车型更改和扩展的要求, 以及型式核准以及生产一致性检测要求; 4 在用车的排气烟度排放控制要求。正文部分也给出了稳定转速试验的烟度排放限值表。前三部分针对新生产的发动机和汽车,第四部分针对在用车。所谓型式核准是指制造厂提交一台该厂生产的有代表性的发动机或者汽车,进行附录C(全负
42、荷稳态转速试验)和D(自由加速试验-不透光烟度法)所述的方法测定烟度排放限值。用C 测得的限值不应大于稳定转速试验的烟度排放限值表所规定的限值。按照附录D 测得的排气光吸收系数,须按照D 中所给出的公式进行修正,该修正值即为该机型的自由加速排气烟度排放限值。 所谓生产一致性检查是指从该厂批量生产的发动机或者汽车抽取一台进行附录D 所述的检测,如果所测得的光吸收系数不大于该发动机或汽车型式核准时的限值,再加0.5m-1,则认为该产品与其型式核准批准的机型一致。否则还要进行C 规定的全负荷稳态转速试验,其结果不应大于正文部分也给出的稳定转速试验的烟度排放限值表,才为合格。新生产车,应按照附录D 进
43、行自由加速试验,所测得的光吸收系数不大于该车装用发动机型式核准时的限值,再加0.5m-1。对于在用车,自本标准实施之日起生产的汽车,按照附录I -在用车自由加速试验不透光烟度法进行试验,排气光吸收系数不应该大于该车型核准的自由加速排气烟度排放限值,再加0.5m-1;2001年10月1日起至本标准实施之日起生产的汽车,按照附录I -在用车自由加速试验不透光烟度法进行试验,排气光吸收系数不应大于以下数值:自然吸气式-2.5 m-1;涡轮增压式-3.0 m-1。1995年7月1日2001年9月30日期间生产的车辆,应该按照附录K-在用车自由加速试验滤纸烟度法进行自由加速试验,所测烟度值不应该大于4.
44、5Rb;1995年6月30日前生产的车辆,也采用附录K 检测,所测烟度值不应该大于5.0Rb。 在机动车保有量大,污染严重的地区也可采用附录J -在用车加载减速试验不透光烟度法。可见,对于在用车的环保检测,重点在附录J,和I,而K 次之。附录G 和H 对不透光烟度计的特性,安装和使用进行了规范。附录ABEF 对汽车和发动机的基本特征,试验结果报告,核准证书,试验基准燃油做了规范。(3) 在用车检测方法描述对于柴油车,目前没有更多的工况检测方法可以选择,国标3847的附录J 和I 所规定的加载减速和自由加速试验不透光烟度法是目前国内广泛采用的方法,其中加载减速是趋势。但是对超紧密型多驱动轴车辆,
45、以及全时四轮驱动的车辆不能进行加载减速试验, 只能用自由加速法。而国外,比如加拿大温哥华采用的与IM240全工况法类似的D147,即车辆使用IM240的第二阶段的行驶轨迹,这使得检测时间为147秒。车辆以预先定义好的一系列的加速,减速和巡航定速的状态来进行瞬态的驾驶周期的操作,测量不透光的等级。检测驾驶周期与汽油车辆所采用的驾驶周期在本质上相同。A自由加速法FREE ACCELERATION,分不透光烟度法和滤纸烟度法,区别在于一个采用不透光烟度计,另一个采用滤纸式烟度计作为测量仪器。自由加速法无须测功机。所谓自由加速工况是指:在发动机怠速状态下,迅速但不猛烈地将油门踏板踩到底,使喷油泵在最短
46、时间内供给最大油量。在发动机达到断油点转速,及最大转速之前,保持此位置。一旦达到,立即松开油门踏板,使发动机恢复至怠速。观察每次连续加速中不透光烟度计的最大读数值,直到得到稳定值为止。试验结果取最后三次试验的算术平均值。可以忽略与测量均值相差很大的测量值。B下面重点解释一下加载减速法LUG-DOWN:检测设备包括测功机,及环境参数自动采集系统,环境温度,湿度,大气压力;发动机转速传感器;不透光烟度计;上述设备都具备与测功机控制系统兼容数据通讯端口;标准还规定了轻型车测功机滚筒直径为216毫米,重型车为216(+-2)-530(+-2)毫米之间,滚筒中心距A=(620+D)*SIN31.5; 轻
47、型车测功机应能测试单轴质量不大于2000KG 的车辆,PAU的功率吸收范围应保证最大总质量为3500KG 的车辆能完成LUG-DOWN 检测;重型车测功机应能测试单轴质量不大于8000KG,或者最大总质量为14000KG 的车辆,PAU 的功率吸收范围应保证最大总质量为14000KG 的车辆能完成LUG-DOWN 检测 ; 对于多轴驱动的车辆,对应前后两轴的转速要匹配,如果不匹配,控制软件应能提供两套不同的基准惯量和内部摩擦损失设置。控制系统,有足够通道用于接收发动机转速传感器和不透光烟度计的信号,具备实时显示系统,显示转速和吸收功率,还应具有记录和打印检测数据,日期,时间和车辆信息的电子文档
48、的功能,还可以支持手动控制,并设有分级密码以保护系统参数和检测结果。加载减速系统软件,具有提示操作,控制测量仪器自动测量环境参数,控制自动检测流程,返回前面的检测界面重复已经进行的检测进程,以及自我保护终止检测的功能。(比如预检失败,环境温度超过35摄氏度,驾驶员因为任何原因松开油门踏板想暂停检测等等。) 检测时间:加载减速过程应该在2分钟内完成,最长不超过3分钟。检测规程分三步,一预检,以保证车辆证件的一致和检测的安全性。二检查检测系统和车辆是否适合进行检测,检查测功机是否满足待检车辆的功率要求,检测系统是否正常。三进行排放检测。检测程序:在确认可以进行排放检测后,将测功机切换到自动检测状态
49、,加载减速测试过程必须完全自动化,自动控制系统采集三组检测状态下的数据,即实测最大轮边功率时的转鼓线速度(VELMAXHP, 90% VELMAXHP,和80% VELMAXHP。将上述三个检测速度段所测量到的数据包括轮边功率,发动机转速,转鼓线速度和排气光吸收系数K,作为检测结果。在每个检测点,在读数之前,转鼓速度至少应稳定3秒,轮边功率,发动机转速,和排气光吸收系数K 则须在转鼓速度稳定之后读取5秒内的平均值。如何测得实测最大轮边功率时的转鼓线速度(VELMAXHP-功率扫描,首先自记录的发动机最大转速MAXRPM 开始进行功率扫描,以确定实际峰值功率下的发动机转速。如果测功机控制器工作在
50、速度控制模式下,当转鼓速度大于计算 的VELMAXHP 时,速度变化率不得超过0.5 km/h/s ,当低于计算 的VELMAXHP 时,速度变化率不得超过1.0 km/h/s ,任何时候,转鼓速度变化率不得超过2.0 km/h/s 。通常对每个速度变化段都允许有1秒的稳定时间,并记录相关数据。在每个速度变化的最后时刻,记录发动机转速,转鼓线速度,转鼓表面制动力(用来测定吸收功率),和光吸收系数K 的值。并显示吸收功率随时间的变化轨迹,和光吸收系数与发动机转速的关系曲线,在数据区存储这些数据以便能够再现上述曲线。 如果采用动态扫描的方法进行发动机功率曲线的扫描,必须在发动机处于最大转速MAXR
51、PM 时开始扫描,平均扫描速率不得超过2.0 km/h/s。必须在主程序设置菜单中可以改变扫描速率,以满足不同检测的需要。进行功率扫描时,检测系统应该显示吸收功率和排气污染物测量值随发动机转速变化的实时关系曲线。同时还需要在功率随发动机转速变化的实时曲线上确定最大轮边功率,并将扫描得到的最大轮边功率时的转鼓线速度记为真实的(VELMAXHP。进行测功机认证时,需要对试验样车进行3次峰值功率的平行检测,VELMAXHP的变化不应超过3次平均值的1%,并且最大功率读数不应超过最小读数的102%。在获得VELMAXHP 之后,还应继续扫描,直到转鼓线速度比VELMAXHP 低20%或以上为止。在确定
52、了VELMAXHP 之后,控制系统应立即改变功率吸收单元PAU 的负载,使得转鼓线速度回到VELMAXHP,以进行加载减速法LUG-DOWN 检测。 系统按照同样次序完成以下三个速度段的检测:VELMAXHP, 90% VELMAXHP,和80% VELMAXHP。检测设备的标定:测功机自动标定-滑行法COAST-DOWN。检测量低于4000次/年的检测线,每72小时进行一次滑行检查,高于4000次/年的检测线,每天进行滑行检查。测功机不能通过滑行检查时,应进行附加功率损失检测。不透光烟度计,至少每年检定一次。检测结果的判定:检测系统对检测中记录的原始数据进行自动处理,不允许人为修改。从三个加
53、载减速检测记录的数据组中,筛选出实测最大轮边功率时的转鼓线速度(VELMAXHP时的发动机转速,转鼓线速度,吸收功率,和排气光吸收系数K 等数据,传输至数据区1,而将90% VELMAXHP,和80% VELMAXHP时的相应数据送至数据区2和3中。然后用环境参数对数据区1中的吸收功率进行修正,若修正后的最大轮边功率小于所要求的最小轮边功率,或者数据区1,2,3中的排气光吸收系数K 中的任何一个超过限值,或者实测最大轮边功率时的转鼓线速度(VELMAXHP 超过制造厂规定的发动机标定转速+-10%, 都应判定该车排放不合格。否则为合格。软件系统存储数据,并打印标准格式的检测报告。备注:所需最小
54、轮边功率按照下面的公式求得:所需最小轮边功率=发动机标定功率*(100%-功率损失百分比)如果没有特殊要求,功率损失百分比的默认值为50%。国外的标准中提到,可以快速完成检测,如果在VELMAXHP, 90% VELMAXHP 处的检测值达标的话,就无须检测80% VELMAXHP的值,而直接判定检测合格。数据记录与检测报告:每次检测结束后,使用电子表格记录本附录J 要求的所有信息,并通过网络传输到中心数据库,包括合格和不合格的结果。2 点燃式发动机机动车: 汽油车,单一燃料车,和两用燃料车标准 GB18285-2005(1) 术语排气污染物: 指排气管排放的气体污染物。CO,HC以C 当量表
55、示,NOx以NO2当量表示。 CO,HC,NO的体积浓度:CO 以%(体积分数)表示;HC,NO 以10-6(体积分数)表示。 过量空气系数: 燃烧1KG 燃料的实际空气量与理论上所需的空气量之质量比。值应在1.00+-0.03或者制造厂规定的范围内。气体燃料: 液化石油气LPG 或者天然气NG两用燃料车:能燃用汽油和一种气体燃料的车辆单一燃料车:能燃用汽油和一种气体燃料,但汽油仅用于紧急情况或启动发动机用,且油箱容积不超过15L 的车辆。额定转速:指发动机发出额定功率时的转速。怠速和高怠速工况:怠速工况指发动机无负载运转状态,即离合器接合,变速器处于空挡位置,自动变速汽车应处于P 挡,油门踏
56、板处于全开位置。高怠速工况满足上述条件,但除最后一项,用油门踏板将发动机转速稳定控制在50%额定转速或者制造厂技术文件所规定的高怠速转速时的工况。本标准将轻型车的高怠速转速规定为2500+-100RPM,重型车为1800+-100RPM。当量惯量:指在测功机上用惯量模拟器模拟汽车行驶中移动和转动惯量时所相当的质量。 基准质量RM:指整车整备质量加100KG。(2) 主要内容标准正文按车辆的生产时间给出了各型车辆的排放限值,CO和HC,单位是体积浓度。也对使用闭环控制电子燃油喷射和三元催化转化器技术的车辆高怠速工况下,过量空气系数的限值做了规范。并且对双怠速测量方法,测量程序,测量仪器,测量结果
57、的判定都做了规范。标准附录还对各种工况法进行了规范。规定了测功机滚筒直径为200(+-2)-530(+-2)毫米之间,滚筒中心距A=(620+D)*SIN31.5。而且建议同一地区的检测项目应采用同一直径滚筒的测功机。工况法采用的测功机应具备惯量模拟装置,可以采用可自动调节的离合式机械飞轮组,电模拟惯量。仅采用电模拟惯量或者电惯量与机械惯量的组合模拟都是允许的。与柴油车标准3847一样,也申明了,对同一车型的在用车进行定期环保检测时,不得采用二种或者二种以上的检测方法。采用简易工况法的地区应指定地方排气污染物排放限值,须经省政府批准报国务院环保主管部门备案。简易工况法污染物排放限值确定的基本原则和方法由国务院环保主管部门另行确定。标准含有四个规范性附录。附录A 规定了双怠速法排放气体测试仪器技术条件;附录B 规定了稳态工况法测量方法ASM附录C 规定了瞬态工况法测量方法 CVS附录D 规定了简易瞬态工况法测量方法 VMAS(3) 在用车检测方法描述A双怠速法检测条件:应在发动机上安装转速计,点火正时仪,冷却液和润滑油测温仪器发动机处于油温不低于80摄氏度的热车状态检测设备要求:无需测功机,只需废气分析仪。CO,CO2,HC采用不分光红外线法NDIR,O2采用电化学电池法。也可以采用等效方法,但必须证明等效性。检测仪器要具备:取
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