汽车环保性能检测（课堂PPT）

课题三汽车环保性能检测(1)汽车废气排放检测与分析1复习提问：汽车安全性能检测有哪几项？

1.汽车侧滑检测2.汽车制动性能检测3.前照灯检测4.车速表检测2汽车尾气占72.1%34

那么汽车尾气中的主要污染物有哪些？它们又有着怎样的危害？（一）汽车排气污染物的主要成分:

汽车排气的污染物，主要是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)、硫化物(主要是SO2)、碳烟及其他一些有害物质。CO、HC、NOx和碳烟主要来源于汽车尾气的排放，少部分来自曲轴箱窜气，其中，部分HC还来自于油箱和整个供油系的蒸发与滴漏。一、汽车排气污染物的成分及危害

51.CO是燃料不完全燃烧的产物，是汽车尾气中浓度最大的有害成分，是一种无色无味的有毒气体，它与血红蛋白的亲和力是氧的300倍。它进入人体后极易与血液中担负输运氧气的血红蛋白结合，妨碍血红蛋白的输氧能力，造成人体各部分缺氧，引起头痛、头晕、呕吐等中毒症状，严重时甚至死亡。（二）汽车排气污染物的危害:62.HC是发动机未燃尽的燃料分解出来的产物。当HC浓度较高时，使人出现头晕、恶心等中毒症状。而且，HC和NOx在强烈的太阳光作用下，能反应生成一种有害的光化学烟雾，这种光化学烟雾滞留在大气中，造成大气严重污染。当超过一定浓度时，具有明显的刺激性。它能刺激眼结膜，引起流泪并导致红眼症，能引起急性喘息症。光化学烟雾还具有损害植物、降低大气能见度、损害橡胶制品等危害。73.NOx是汽油机和柴油机排放的主要污染物，是发动机大负荷工作时进气中的N2与O2在高温高压条件下反应而生成的。NOx进入人体肺泡后能形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生强力的刺激作用。亚硝酸盐则能与人体中的血红蛋白结合，形成变性血红蛋白，可在一定程度上导致缺氧。84.碳烟以柴油机排放量为最多，它是柴油机燃烧不完全的产物，其内含有大量的黑色碳颗粒。碳烟能影响道路的能见度，并因含有少量的带有特殊臭味的乙醛，往往引起人们恶心和头晕。95.硫化物主要为SO2，燃料中含有的硫与氧反应而生成。SO2有强烈的气味，可刺激人的咽喉与眼睛，甚至会使人中毒。若大气中含SO2过多，还会形成“酸雨”，损害生物，使土壤与水源酸化，影响自然界的生态平衡。10111.我国机动车排放标准的实施状况二、汽车排放限值2000新认证车型在生产车型+OBD(其他轻型车)+OBD(M1类汽油车）国1国2国3国4国1国2国3国4+OBD(其他轻型车)+OBD

(M1类汽油车）2013201220112010200920082007200620052004200320022001适用车型：M1类乘员不多于6人且总重不大于2.5吨的乘用车；

M1,M2及N1类，总车重不超过3.5吨的轻型车

现在，我们知道了汽车废气对人和自然的危害性有多大,那么当今世界各国是如何来控制汽车废气对人的伤害呢？112023/1/1312轻型汽油车排放限值第一类轻型汽油车排放限值比较：国Ⅱ相对于Ⅰ：CO下降19%，HC+Nox下降48%。国Ⅲ相对于Ⅱ：CO下降-5%，HC+Nox下降30%。国Ⅳ相对于Ⅲ：CO下降57%，HC+Nox下降49%。阶段第一类轻型汽车g/kmCO

HC

NOX

HC+NOX

国12.72—

0.97—

国22.219.1%

0.548.5%国32.315.4%0.2—

0.15—

0.3563.9%国4163.2%0.150.0%0.0846.7%0.1881.4%常用质量排放流量表示122023/1/1313重型汽油车排放限值重型汽油车：国Ⅱ相对于Ⅰ：CO下降72%，HC+Nox下降71%。国Ⅲ相对于Ⅱ：测量方法变化，不作比较。国Ⅳ相对于Ⅲ：CO下降17%，HC+Nox下降17%。阶段重型汽油车g/kwhCOHCNOXHC+NOX国134—

14

—国29.771.5%

4.170.7%国319.243.5%0.35—

0.84—

1.1991.5%国41652.9%0.2917.1%0.716.7%0.9992.9%单位功排放的污染量132023/1/1314轻型柴油车排放限值轻型柴油车排放限值比较：国Ⅱ相对于Ⅰ：

CO下降63%，HC+Nox下降28%，Nox下降28%，PM下降43%。国Ⅲ相对于Ⅱ：

CO下降40%，HC+Nox下降21%，Nox下降21%，PM下降38%。国Ⅳ相对于Ⅲ：

CO下降22%，HC+Nox下降46%，Nox下降50%，PM下降50%。阶段柴油轿车排放限值g/kmCOHC+NOXNOXPM国12.72—0.97—0.86—0.14—国2163.2%0.727.8%0.6227.9%0.0842.9%国30.6476.5%0.5642.3%0.541.9%0.0564.3%国40.581.6%0.369.1%0.2570.9%0.02582.1%142023/1/1315重型柴油车排放限值重型柴油车：国Ⅱ相对于Ⅰ：CO下降11%，HC下降0%，Nox下降12.5%，PM下降58%。国Ⅲ相对于Ⅱ：CO下降30%，HC下降40%，Nox下降28%，PM下降33%。国Ⅳ相对于Ⅲ：CO下降29%，HC下降30%，Nox下降30%，PM下降80%。阶段重型汽车g/kwhCOHCNOXPM国14.5—1.1—8—0.36—国2411.1%1.10.0%712.5%0.1558.3%国32.153.3%0.6640.0%537.5%0.172.2%国41.566.7%0.4658.2%3.556.3%0.0294.4%国51.566.7%0.4658.2%275.0%0.0294.4%EEV1.566.7%0.2577.3%275.0%0.0294.4%15

欧5标准排放限值基准质量(kg)限值COTHCNMHCNOxHC+NOx颗粒物质量

(1)(PM)颗粒数量(2)(P)L1(mg/km)L2(mg/km)L3(mg/km)L4(mg/km)L2+L4(mg/km)L5(mg/km)L6(#/km)类别级别PICIPICIPICIPICIPICIPI(3)CIPICIM-全部1000500100-68-60180-2305.0/4.55.0/4.5-6.0×1011N1IRW≤13051000500100-68-60180-2305.0/4.55.0/4.5-6.0×1011II1305＜RM≤17601810630130-90-75235-2955.0/4.55.0/4.5-6.0×1011III1760＜RM2270740160-108-82280-3505.0/4.55.0/4.5-6.0×1011N22270740160-108-82280-3505.0/4.55.0/4.5-6.0×1011注：PI=点燃式CI=压燃式

(1)应在4.5mg/km的限值实施之前引入修订后的测量程序

(2)应在该限值实施之前引入新的测量程序

(3)点燃式PM质量限值仅适用于装直喷发动机的车辆2.国外机动车排放标准的实施状况16欧6标准排放限值基准质量(kg)限值COTHCNMHCNOxHC+NOx颗粒物质量

(1)(PM)颗粒数量(2)(P)L1(mg/km)L2(mg/km)L3(mg/km)L4(mg/km)L2+L4(mg/km)L5(mg/km)L6(#/km)类别级别PICIPICIPICIPICIPICIPI(3)CIPI(4)CI(5)M-全部1000500100-68-6080-1705.0/4.55.0/4.56.0×1011N1IRW≤13051000500100-68-6080-1705.0/4.55.0/4.56.0×1011II1305＜RM≤17601810630130-90-75105-1955.0/4.55.0/4.56.0×1011III1760＜RM2270740160-108-82125-2155.0/4.55.0/4.56.0×1011N22270740160-108-82125-2155.0/4.55.0/4.56.0×1011注：PI=点燃式CI=压燃式

(1)应在4.5mg/km的限值实施之前引入修订后的测量程序

(2)对点燃式汽车的数量标准在该阶段应已制定

(3)点燃式PM质量限值仅适用于装直喷发动机的车辆

(4)数量标准在2014年9月1日之前制定

(5)应在该限值实施之前引入新的测量程序。17欧5/6标准实施日期2009年9月1日起对新车型式认证实行欧5a标准，2011年1月1日起对所有新注册的车辆实行欧5a标准。欧5b的实施日期相应推迟两年。自2014年9月1日起对新车型式认证实行欧6b标准，2015年9月1日起对所有新注册的车辆实行欧6b标准。N1(II,III)和N2类车，欧5/6标准的实施日期相应推迟1年。满足社会特殊用途的车辆(仅M1类柴油车)：新注册汽车的欧5标准实施时间有所推迟,欧5排放限值适用N1(III)类车辆的限值,欧6阶段取消上述豁免18最新资讯：国5标准实施方案

环保部2013年9月17日发布《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第五阶段）》，国五标准全面实施日期为2018年1月1日，北京因已具备实施新标准的条件，要求立即执行国五标准。同时鼓励具备燃油供应条件的地方依法提前实施。国五标准经环保部常务会议审议并原则通过。与现行的国家第四阶段轻型汽车污染物排放标准相比，国五标准进一步提高了排放控制要求，其中氮氧化物排放限值严格了25％～28％、颗粒物排放限值严格了82％，并增加了污染控制新指标颗粒物粒子数量。19国5相对于欧5的区别排放要求与欧5相同提高了I型试验排放控制要求，对点燃式汽车新增了NMHC限值；修订了颗粒物质量测量方法，并增加了粒子数量(PN)测量要求。增加了记录CO2排放的要求在I型试验的同时可直接测量CO2排放；为将来CO2排放的管理打好基础。20那么如何来检测废气呢？三、废气排放的检测（NHA-501A废气分析仪）1、汽油机排放污染物检测方法（1）怠速法（2）双怠速法（3）加速模拟工况法（ASM）2、柴油车排放污染物检测方法柴油车自由加速烟度的测量方法21（1）怠速法

①发动机由怠速工况加速至0.7倍的额定转速，维持60s后降至怠速状态。②把指示仪表的读数转换开关置于最高量程档位。③将取样探头插入汽车排气管中，深度为400mm，并固定在排气管。④一边观看指示仪表，一边用读数转换开关选择适用于所测废气浓度的量程档位。发动机在怠速状态维持15s后开始读数，读取30s内的最高值和最低值，取其平均值为测量结果。若为多排气管，取各排气管测量结果的均值。⑤检测结束后，把取样探头从排气管里取出，吸入新鲜空气5min，自动回零后再断电。

22（2）双怠速法①安装接入发动机转速信号、水温信号。②发动机由怠速加速到0.7额定转速维持1min后降至高怠速（即0.5倍额定转速）。③在高怠速状态维持15S，开始采样，读取30S内的最高值和最低值，取平均值。④从高怠速降至低怠速，维持15S后读取30S内的最高值和最低值，取平均值。23（3）加速模拟工况法（ASM）

上述两种方法检测时发动机没有负载，不能反映汽车实际运行的排放特性。加速模拟工况法(ASM)就是将车辆置于底盘测功机上,进行模拟加载加速过程,检测排放污染的方法。加速模拟工况测试法所测工况涵盖了汽车的中速、高速、有负荷的稳定工况、低速加速和高速加速的非稳定工况,十分贴近汽车的实际运行状态。

24ASM工况示意图

0515259005152590时间(秒)4025车速（km/h）快速检查工况快速检查工况ASM2540ASM502525ASM5025工况测试程序

(1)启动：经预热后的车辆加速至25.0km/h，测功机以车辆速度为25.0km/h、加速度为1.475m/s2时的输出功率的50%作为设定功率对车辆加载，工况计时器开始计时（t=0s）。车辆25.0km/h±1.5km/h的速度持续运转5s，如果底盘测功机模拟的惯量值在计时开始后持续3s超出所规定误差范围，工况计时器将重新开始计时（t=0）。如果再次出现该情况，检测将被停止。(2)10s快速检查工况:系统开始预置10s之后开始快速检查工况，计时器为t=15s

时分析仪器开始测量，每秒钟测量一次，并根据稀释修正系数及湿度修正系数计算10s内的排放平均值。运行10s（t=25s）ASM5025快速检查工况结束。快速检查工况的10s内的排放平均值经修正后如果等于或低于限值的50％，则测试合格，检测结束；否则应继续进行至90s工况。26(3)90s检查工况:车辆运行至90s（t=90s）ASM5025工况结束。测功机在车速25.0km/h±1.5km/h的允许误差范围内，加载扭矩应随车速的变化做相应的调整，保证加载功率不随车速改变。扭矩允许误差为该工况设定扭矩的±5%。在测量过程中，任意连续10s内第一秒至第十秒的车速变化相对于第一秒小于±0.5km/h，测试结果有效。如果所有检测污染物连续10秒的平均值均低于或等于限值，则该车应判定为ASM5025工况合格，继续进行ASM2540检测；如任何一种污染物连续10秒的平均值超过限值，则测试不合格，检测结束。在检测过程中如任意连续10s内的任何一种污染物10次排放值经修正后均高于限值的500％，则测试不合格，检测结束。27

ASM2540工况测试程序

(1)启动：车辆从25km/h直接加速至40km/h，测功机根据测试工况要求加载，工况计时始计时（t=0s），车辆保持40km/h±1.5km/h持续运转5s，如果底盘测功机模拟的惯量值在计时开始后持续3s

超出所规定误差范围，工况计时器将重新开始计时（t=0）。如果再次出现该情况，检测将被停止。系统将根据分析仪最长响应时间进行预制，（如果分析仪响应时间为10s，则预时间为10s，t=15）然后系统开始取样。

(2)10s快速检查工况:系统开始预置10s之后开始快速检查工况，计时器t=15s时分析仪器开始测量，每秒钟测量一次，并根据稀释修正系数及湿度修正系数计算10s内的排放平均值。运行10s（t=25s）ASM2540快速检查工况结束。快速检查工况的10s内的排放平均值经修正后如果等于或低于限值的50％，则测试合格，检测结束；否则应继续进行至90s工况。

28(3)

90s检查工况:车辆运行至90s（t=90s）ASM2540工况结束。测功机在车速40.0km/h±1.5km/h的允许误差范围内，加载扭矩应随车速的变化做相应的调整，保证加载功率不随车速改变。扭矩允许误差为该工况设定扭矩的±5%。在测量过程中，任意连续10s内第一秒至第十秒的车速变化相对于第一秒小于±0.5km/h，测试结果有效。如果所有检测污染物连续10秒的平均值均低于或等于限值，则该车应判定为合格。如任何一种污染物连续10秒的平均值超过限值，则测试不合格，检测结束。在检测过程中如任意连续10s内的任何一种污染物10次排放值经修正后如高于限值的500％，则测试不合格，检测结束。29ASM检测过程工况运转次序速度km/h操作时间(mt)s测试时间(t)s50251255/225153252510425906525405405/640157402510840906530④复检试验:按照以上试验程序及试验结果判定方法连续进行ASM5025和ASM2540工况试验,工况时间延长至145s(产145s),总试验时间为290s。如两个工况测试结果经修正后均满足要求，则测试结果合格；否则测试结果不合格。312.柴油车自由加速烟度的测量步骤柴油车排出的烟色主要分为黑烟，有时也有蓝烟和白烟。其中，以柴油机在全负荷和加速工况时排出的黑色烟炭最为常见。柴油机的排气烟度用烟度计测量，烟度测量应在自由加速工况下进行。自由加速工况是指柴油发动机处于怠速工况，将加速踏板迅速踩到底，维持4s后松开的工况。32柴油车自由加速烟度的测量方法如下:(1)取样探头逆气流固定于排气管内，插入深度不小于300mm,并使其中心线与排气管轴线平行。(2)将脚踏板开关安装在加速踏板上端或将于动橡皮球通过远控软管引入驾驶室。(3)把抽气泵压到最下端并锁止。(4)按图5-14所示的测量规程进行自由加速烟度的测量。先由怠速工况将加速踏板踩到底，约4s迅速松开,如此反复3次以便将排气管内的炭粒吹掉。然后怠速运转11s,在此期间用压缩空气清洗机构对取样探头和取样管吹洗3～4s。3334(5)将加速踏板与踏板开关一并迅速踩到底约4s后立刻松开，维持怠速运转11s。在此期间内完成取样、抽气泵复位、走纸(或更换新滤纸)、清洗和指示(或打印测量结果)。(6)重复3次，两次加速之间间隔15s。3次读数的算术平均值即为所测烟度值。35四、检测结果分析

1.汽油车排放检测结果分析

汽油机排气污染量的变化与发动机故障的关系COHCCO2O2故障原因低很高低低点火系统故障Y汽缸压力低很高很高/高低低混合气浓很低很高/高低很高/高混合气稀高低正常正常点火过迟低高正常正常点火过早变化变化低正常EGR阀泄露362.运用检测结果检查并调整各部分

汽油车排放污染物超过标准，其主要原因是汽油机供油系调整不当所致。除发动机供油系调整对排放污染物成分、浓度有影响外，点火系和冷却系工作状态及曲轴连杆机构技术状况，对排放中CO、HC的浓度也有影响。下面简要介绍降低排放污染调整要点：

a.混合气过浓。这意味着空气量不足，燃烧不完全，废气中CO的含量必然增高，为此须重点注意检查空气滤清器滤芯是否被灰尘堵塞影响发动机吸气；对于电控发动机，主要有电动燃油泵供油压力、喷油器的喷油量、燃油压力调节器是否损坏等。37b.点火时刻失准。汽油机点火过迟，会使混合气燃烧不彻底，致使废气中CO、HC含量增加。为此，要按规定正确调整点火提前角，并检查怠速时真空点火提前角调节装置是否起作用，真空点火提前角调节装置膜片是否损坏等。

c.冷却系温度过低。温度过低会使燃油不能充分雾化燃烧，可使废气CO、HC含量增加。检查节温器工作是否失常、散热器容量是否过大、百叶窗是否不能关闭等。

d.曲柄连杆机构磨损严重。汽缸、活塞、活塞环等磨损严重，漏气增加，压缩终了时，汽缸内压力不足，混合气不能充分燃烧，也会造成废气中CO、HC的增加。为此，需要适时测量汽缸压力，以便确定汽缸及活塞组件的技术状况。 对装有EGR系统、进气增压、燃油蒸发控制系统的汽车还要进行相关系统工作情况的检测。38(2)柴油车排放检测结果分析

柴油车自由加速度烟度超过标准时，其主要原因是柴油机供油系统调整不当所致。此外，柴油机曲轴连杆机构的技术状况及柴油质量等对烟度排放也有影响。当柴油机烟度检测结果超标时可结合烟色分析判断故障原因。①黑烟排放超量柴油机黑烟排放超量，其故障多属于喷油量过大、雾化不良、各缸喷油量不均匀、喷油时刻过早、调速器失控和空气滤清器堵塞等因素引起。此外，柴油机冒黑烟还与柴油质量有关。为使着火性能良好，一般柴油机选用十六