汽车尾气检测装置及其检测方法

1、汽车尾气检测装置及其检测方法摘要】：针对汽车尾气，在介绍尾气中含有的污染物及其危害基础上，对目前 比较常用的尾气污染物检测方法进行深入分析。以此为选择正确可行的检测方法 以及检测方法的优化改进提供参考借鉴，实现不断提高检测技术水平的目标。【关键词】：汽车尾气；检测装置；检测方法引言据统计，一辆汽车一年排出的尾气量足足比汽车自身重量大三倍。因此，控 制尾气污染源的排放，加强对尾气的检测与治理成为环保措施的重中之重。1、机动车尾气的组成和危害1.1CO机动车运行时若氧气供应不足，燃料不能够完全燃烧，易生成CO。发动机怠 速时，生成的CO浓度较高。CO在血液中极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋 白，

2、使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，令人感到头晕、恶心，严重时可造成窒 息死亡。1.2氮氧化合物氮氧化合物多是在高温不完全燃烧的工况下产生的，研究表明柴油发动机的 氧化氮含量高于汽油发动机。氮氧化物包含NO和NO2,其中NO占主要部分。 进入人体后，NO与血液中血红蛋白相互结合，使机体不能正常输送氧气。它与 空气中的氧气反应生成NO2。NO2在一定条件下能够形成酸雨，危害环境。1.3碳氢化合物碳氢化合物产生的原因为燃料泄露、挥发或未充分燃烧。它含有多种成分， 主要包括了丙烯、乙炔、甲烷、苯等有机物质，这些有机物质会刺激人体的结膜、 呼吸道系统，苯和苯的衍生等还会产生致癌作用，严重威胁人类健康。1.

3、4颗粒物可燃物质、未燃烧的物质、燃烧生成物是颗粒物的三个来源，颗粒物质的组 成中以固态炭为主。柴油发动机排放的颗粒物比汽油发动机多。它能够通过呼吸 道进入人体，损害呼吸系统，消化道系统。某些颗粒物还会吸附SO2及有致癌作 用的多环芳香烃等致癌物质，增加了人类患癌的风险。在一定条件下，颗粒物会 形成雾霆天气，影响不容忽视。2、机动车排气检测装置结构与工作原理2.1结构组成不分光红外线气体分析仪主要由废气取样装置、校准装置、浓度指示装置以 及废气分析装置构成。其中，废气取样装置由泵、水分离器、导管、滤清器以及 取样探头构成；校准装置通过遮挡部分红外线，减少部分红外线能量实现简单校 准；浓度指示装置

4、由HC指示装置、CO指示装置构成，包括数字显示器和指针显 示器两种；废气分析装置主要由传感器、测量室、旋转扇轮、气样室以及红外线 光源构成。2.2工作原理汽车排气中的HC，CO等气体，均具备吸收红外线的性质，但吸收红外线的 波长有差异，并且，红外线吸收程度与排气浓度也有相关性。机动车排气检测装 置是根据该原理来检测机动车排气中的污染物含量，即便排气中的废气是混合的， 但不影响该检测方法得到的测量值。（1）CO2反应空燃比。机动车正常排气中，CO2含量为1%-2%，若CO22%，代表混合气太稀，导致该现象的原因很多，例如 EGR阀泄漏、真空泄漏、燃油油压低等，均可能导致混合气过稀。（2）HC高反

5、应燃油未充分燃烧。一般来说，在燃烧室壁面激冷时才会产生 HC，导致HC高的原因可能是油压过高或过低、喷油器泄漏或堵塞、点火间歇性 不跳火、混合气过浓或过稀、发动机温度过高、气缸压力不足等。（3）燃烧不充分。混合气过浓会生成CO, CO浓度较高则代表燃油系统存在 故障，例如点火太早、燃油供应太大、混合气不洁净等。若电喷发动机的CO浓 度过高，则代表电控系统存在故障、油压过高或喷油器漏油。（4）氮氧化合物NOx变化的影响因素。无论运转状态如何，提高点火负荷， 均会提高NOx。若进气歧管真空降低，则燃烧室温度、发动机负荷均会提高，继 而提高循环温度，增加NOx含量，若进气歧管真空增加，则燃烧室温度、

6、发动机 负荷均会降低，继而降低循环温度，减少NOx含量。提高发动机转速，因涡流作用会加快火焰传播速度，继而降低热损失，提高 燃烧压力和温度，若混合气浓度较高，则增加NOx含量，若混合气浓度较低，则 减少NOx含量。3、汽车尾气污染物检测方法3.1怠速法即对处于怠速状态下车辆尾气中的污染物浓度进行检测。检测时，环境温度 应处于20C-30C范围内，先对发动机进行预热，使冷却液、机油实际温度与压 力都处于平衡状态。在检测过程中，离合器应从处在结合处，当汽车为手动挡时， 变速杆要放在空档处，当为自动挡时，变速杆要放在驻车处。检测中，转速按 10025Or/min严格控制。这一检测方法的操作比较简单且

7、快速，但和车辆行驶状 态不相符，已经被发达国家淘汰。3.2双怠速法现阶段很多国家与地区都使用这一方法，其排放标准指的是两种空转状态对 应的污染物排放，其中一种为普通怠速状态下的转速，也即是说明书所示怠速转 速；而另一种则为高怠速转速，现行标准要求，它是额定功率转速1/2。因汽车 怠速过程中混合气的浓度很大，所以会对转换器效率造成影响。对此，为检测确 定由于转化效率下降引起的排放增加，需对采用了转化器的汽车做高怠速检测。 对不同组分进行的测试，都使用NDIR，在必要时还应进行对空燃比检测3.3简易工况法该方法的主要优势为程序十分严重，若未按标准程序进行操作，将无法开展 下一步。一般每辆车有两次机

8、会，若第一次没过能进行第二次，若第二次还没过 则无法进行后续检测。该方法的特点包括：对排放检测及控制装置实际使用效 果进行测试与判定；在车辆处于实际工况时进行检测，检测的结果符合车辆行 驶实际情况；可测定尾气中污染物实际浓度及总量；采用该方法确定的排 放问题远多于之前提到的怠速法；检测结果真实准确，能减少因检测不准确产 生的问题。3.4自由加速法对于现行排放标准，其测试方法应采用滤纸烟度法。该方法的原理为：采用 抽气泵吸入尾气，尾气中的颗粒物将被滤纸阻隔，在滤纸上产生若干污斑；利用 光束对滤纸进行照射，并在上方放好硒光电池，当污斑较黑时，光反射将变少， 使光电压降低，在仪表上显示出示值；当滤纸

9、较黑时，烟度计的示值将变大。测 试采用以下方法：把取样探头固定在排气管中，使插深达到300mm，同时使两者 轴线保持平行；然后在油门踏板上设置泵开关，待滤纸的走位及残存碳烟清除完 成后，把踏板压到底，保持4s,之后将其松开根据仪表的指示进行读数，每巧、 执行一次操作，连续进行4次测量，以后3次测量结果均值为本次测量的烟度值。 该方法操作简单，设备便宜其易于携带，周期短，在柴油机车中达到广泛应用3.5LUGDOWN 法在排气管中插入探头，深度达到400mm，然后连接烟度仪，对排气烟度、轮 边功率及发动机的转速进行测试。测试点为：最大功率；90%最大功率时的转速; 80%最大功率时的转速。当三个点

10、的测试结果都符合要求时，才视为排放合格。因测试与数据采集整个过程均自动完成，所以烟度计必须满足下列要求：采 样频率不小于10次/s；配置能和测功机相匹配的用于对数据进行传输的装置另外， 测功机还需配置自控模块，实现烟度自动测试。模块中的软件要能对传感器与烟 度计进行直接控制，无需人工干预完成整个测试过程。测试通常要在2min之后 完成。对于控制模块，主要通过对以下参数的实时监控进行数据采集：行驶速 度；吸收功率；发动机转速；尾气烟度。因控制模块配有实时显示装置， 所以能对发动机实际转速与吸收功率进行动态显示。结语机动车是移动的污染源，它的治理难于固定源，在尾气污染日益严重的今天， 尾气治理需要社会