第七章汽车排放污染物检测

§7—1汽车排放污染物学习目标1．熟悉汽车排放污染物及其危害。2．熟悉汽油车排放污染物的形成和主要影响因素。3．熟悉柴油车排放污染物的形成和主要影响因素。一、汽车排放污染物及其危害汽车排放污染物主要有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、微粒（PM）、硫化物等。1．一氧化碳（CO）2．碳氢化合物（HC）3．氮氧化合物（NOx）4．微粒（PM）5．硫化物二、汽油车排放污染物的形成和主要影响因素1．汽油车排放污染物的形成（1）CO的形成（2）HC的形成（3）NOx的形成2．汽油车排放污染物的主要影响因素（1）混合气浓度混合气浓度常以空燃比或过量空气系数表示。空燃比与污染物排放量的关系（2）发动机负荷发动机负荷一般由不同工况和不同的车辆装载质量决定。（3）发动机转速（4）点火提前时间三、柴油车排放污染物的形成和主要影响因素1．炭烟的形成柴油机排烟可分为白烟、蓝烟（青烟）和黑烟3种。不同的烟色形成的原因不同，有研究认为起决定作用的是温度：在250℃以下形成的烟通常是白色的；从250℃到着火温度形成蓝烟；黑烟只在着火后才出现。（1）白烟（2）蓝烟（3）黑烟2．影响柴油机炭烟排放量的因素（1）燃料（2）喷油（3）转速（4）负荷§7—2汽车排放污染物的排放标准学习目标1．熟悉点燃式发动机汽车排放标准。2．熟悉压燃式发动机汽车排放标准。一、点燃式发动机汽车排放标准国家标准GB18285—2005规定了点燃式发动机汽车怠速和高怠速排气污染物的排放限值和测量方法，同时规定了稳态、瞬态和简易瞬态3种简易工况测量方法。1．双怠速检测法和污染物排放限值（1）新生产汽车排放限值（2）在用汽车排放限值车型类别怠速高怠速CO/％HC/10－6C0/％HC/10－62005年7月1日起新生产的第一类轻型汽车0.51000.31002005年7月1日起新生产的第二类轻型汽车0.81500.51502005年7月1日起新生产的重型汽车1.02000.7200新生产汽车排气污染物的排放限值（体积分数）车型类别怠速高怠速CO/％HC/10－6C0/％HC/10－61995年7月1日前生产的轻型汽车4.512003.09001995年7月1日起生产的轻型汽车4.59003.09002000年7月1日起生产的第一类轻型汽车①0.81500.31002001年10月1日起生产的第二类轻型汽车1.02000.51501995年7月1日前生产的重型汽车5.020003.512001995年7月1日起新生产的重型汽车4.512003.09002004年9月1日起新生产的重型汽车1.52500.7200在用汽车排气污染物排放限值（体积分数）（3）过量空气系数的要求对于使用闭环控制电子燃料喷射系统和三元催化转化器技术的汽车要进行过量空气系数λ的测定。发动机转速为高怠速转速时，λ应在1.00±0.03或制造厂规定的范围内。（4）在用汽车的排放监控标准中规定的4种检测方法，双怠速法为目前全国在用汽车排气污染物主要的强制性检测方法。对于实施简易工况法的地区或城市，需制定地方排放限值，经省级人民政府批准后执行，同时报环保总局备案。2．简易工况检测法和污染物排放限值（1）简易工况检测法（2）简易工况法排放限值二、压燃式发动机汽车排放标准作为我国对柴油车排气烟度控制的重要技术法规，国家强制性污染物排放标准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》已于2005年5月30日批准发布，并于2005年7月1日实施。1．新生产压燃式发动机、压燃式发动机汽车烟度排放限值2．在用汽车的排气烟度限值3．加载减速法排放限值§7—3汽油车排放污染物检测原理与设备学习目标1．熟悉不分光红外线分析仪检测原理。2．熟悉二气体、四气体与五气体分析仪的结构与工作原理。在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）》的附录A对CO、CO2、HC等气体的检测，都规定测量仪器采用不分光红外线法（NDIR）。不分光红外线法在汽车排放污染物检测中应用非常广泛。一、不分光红外线分析仪检测原理四种气体吸收红外线的情况二、二气体分析仪的结构与工作原理MEXA-324J型CO/HC气体分析仪1—液晶显示器2—操纵键3—废气导入管4—排水5—水分离器6—取样软管7—前置滤清器8—取样探头1．气体分析仪的结构（1）废气取样装置（2）废气分析装置（3）浓度指示处理装置（4）校准装置2．使用方法（1）仪器准备按二气体分析仪使用说明书要求做好以下各项准备工作。1）接通电源，不分光红外线气体分析仪（以下简称气体分析仪）预热30min以上。2）仪器校准。用标准气样校准。先让气体分析仪吸入清洁空气，用零点调整旋钮把仪表指针调整到零点。然后把仪器附带的标准气样（瓶装）从标准气样注入口灌入，再用标准调整旋钮把仪表指针调整到标准指示值。在灌注标准气样时，要关掉气体分析仪上的泵开关。对于汽油机排气中CO的浓度可以直接测量，可把标准气样瓶上标明的CO浓度值作为校准的标准值。由于HC成分复杂，用丙烷（C3H8）作为标准气样，因而要求出正己烷（C6H14）换算值，再用正己烷换算值作为校准的标准值。计算公式如下：HC校准的标准值（正己烷换算值）=标准气样（丙烷）含量×换算系数式中，标准气样（丙烷）含量即HC标准气样瓶上标明的含量值。换算系数是气体分析仪的给出值（标注在气体分析仪壳体一侧），一般为0.472～0.578。标准气样校准分析仪3）把取样探头和取样导管安装到气体分析仪上，检查取样探头和导管内是否有残留HC。如果管的内壁吸附残留HC较多，仪表指针超过零点以上时，要用压缩空气吹洗或用布条等物清洁取样探头和导管内壁。仪器经过上述检查和校准后，即可投入使用。（2）车辆或发动机准备1）试验发动机或车辆的进气系统应装有空气滤清器，排气系统应装有排气消声器，并不得有泄漏。2）汽油应符合GB17930—2013《车用汽油》的规定。3）在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测量仪器。4）测量时发动机冷却液和润滑油温度应不低于80℃或达到汽车使用说明书规定的热车状态。（3）使用方法1）取样探头插入排气管中，深度不小于400mm，并固定在排气管上。2）按测量程序进行高怠速、怠速排放污染物测量，读取测量结果并填写“点燃式发动机汽车双怠速法排气污染物测试报告”（报告内容见GB18285—2005附件AA）。3）使用中，先把气体分析仪指示仪表的读数转换开关打到最高量程挡位，再一边观看指示仪表，一边用读数转换开关选择适于排气含量的量程挡位。4）测量工作结束后，把取样探头从排气管里抽出来，吸入新鲜空气5min，待气体分析仪指针回到零点后再关闭电源。（4）使用维护注意事项1）测量时，发动机不能高速运转，测试完毕，要立刻把取样探头从排气管内抽出。2）不能在有燃油或有机溶剂的环境内测量。3）测量时，取样探头、导管不可弯折。4）对于配有两套取样探头及导管的分析仪，使用时不要混用。5）连续测量时，每测完一次要把取样探头从排气管消声器内抽出，待仪表指针回零后，才可继续进行下一次测量。6）测量仪工作时，要注意室内通风，以防止人员中毒。7）取样探头及导管不用时，不可平放，要垂直悬吊，防止管内积水腐蚀管壁。8）安放分析仪不可放在潮湿地点，同时要避开温度变化剧烈的环境。9）标定用标准气样是有毒气体，要稳妥保存、使用，以防人员受害。10）数显、打印、微型计算机系统如有故障，应请专业人员或厂家修理。三、四气体与五气体分析仪四气体与五气体分析仪的区别在于五气体分析仪可检测氮氧化合物（NO）。CO、CO2、HC的测量采用不分光红外线法（NDIR），O2的测量采用电化学电池法，NO的测量采用电化学法。五气体分析仪§7—4柴油车排放污染物检测原理与设备学习目标1．熟悉滤纸式烟度计的结构和工作原理。2．熟悉不透光烟度计的结构和工作原理。柴油车的排烟主要有黑烟、蓝烟和白烟，其排烟的多少以烟度来表征。烟度计主要有滤纸式烟度计和不透光式烟度计。一、滤纸式烟度计的结构和工作原理

滤纸式烟度计的结构（2）烟度测量与指示装置（3）控制机构（4）校准装置标准烟样纸带状滤纸和圆片状滤纸二、不透光烟度计的结构和工作原理不透光烟度计是根据光在排气中被烟气消减的程度来测量烟度的仪器。不透光烟度计可分为全流式和分流式两类。全流式不透光烟度计是通过测量全部排气的透光衰减率来检测烟度；而分流式不透光烟度计则是通过测量由取样管引入部分烟气的透光衰减率来检测烟度。1．基本检测原理不透光烟度计的测量原理2．基本组成仪器主要由测量单元、控制单元、取样探头、连接电缆等组成。不透光烟度计的组成1—控制单元2—连接电缆3—测量单元4—取样探头3．烟度计的使用与维护（1）烟度计使用前准备1）给烟度计接通电源，预热5min。2）接通空气压缩机电源，使压缩空气达到规定的压力。3）起动发动机，预热至规定温度。4）在测量装置上，放上标准色纸，用仪表旋钮把指示仪表指针调到标准色纸的污染度数值刻线上。5）把新滤纸放入取样装置（在吸气泵中有专用插口）。6）将吸气泵活塞压缩进去，固定在预备吸气位置。7）把取样探头插入排气管内（约20cm），用夹紧螺栓固定稳妥。（2）烟度测量步骤1）利用加速踏板使发动机急加速2～3次，把积存在排气管内的炭渣吹掉。2）使发动机怠速运转5～6s，在此期间，进行如下工作：①用压缩空气吹洗机构对取样探头、导管吹洗3～4s。②把踏板开关装到加速踏板上。3）通过踏板开关，把加速踏板一踩到底，并维持4s。4）松开加速踏板，并维持11s，在此期间进行如下操作：①更换新滤纸。②用压缩空气吹洗机构吹洗取样探头、导管3～4s。③把吸气泵活塞压缩到准备吸气位置。④把步骤3)、4)重复操作3次。⑤将已吸附黑烟的3片滤纸，分别放到污染测量台座上，把污染度测量装置对准各片滤纸污染面，读取仪表指示值。⑥用3片滤纸污染度计算平均值，作为实际污染度值。4．烟度计维护注意事项§7—5汽车排放污染物的检测方法学习目标1．掌握汽油车双怠速污染物的检测方法。2．掌握汽油车稳态工况的检测方法。3．掌握柴油车烟度的检测方法。4．了解随车检测诊断法。一、汽油车双怠速污染物的检测方法我国从2005年7月1日实施国家标准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）》，用双怠速检测取代了怠速检测。双怠速测量法就是对汽油车怠速、高怠速工况排气中的CO和HC浓度进行监测。1．双怠速法的检测步骤双怠速法仪器测量程序2．双怠速法的检测结果分析3．双怠速法的特点二、汽油车稳态工况的检测方法工况法是将汽车若干常用工况和排放污染较重的工况结合在一起测量排放污染物的方法。工况法在汽车底盘测功机上进行，利用底盘测功机模拟汽车行驶阻力、运动惯性以及各种道路行驶工况，按照规定的工况循环规范对汽车排放污染物进行测量。1．稳态工况法（ASM）稳态工况法（ASM）试验运转循环2．瞬态工况法三、柴油车烟度的检测方法烟度法是指对柴油车排烟浓度进行监测的方法，它可分为稳态烟度测量和非稳态烟度测量两种。1．稳态烟度测量稳态烟度测量是指在柴油车稳定转速工况下利用不透光烟度计检测其排气烟度。它主要有全负荷烟度测量法和加载减速工况法两种。（1）全负荷烟度测量法全负荷烟度测量法是指柴油机在全负荷稳定转速下测量柴油机排气烟度的一种方法。全负荷烟度测量法既可在发动机（台架）上进行，也可在汽车（底盘测功机）上进行。（2）加载减速工况法加载减速工况法是一种在底盘测功机上模拟车辆负载稳定运行时测量压燃式汽车排气烟度的方法。1）车辆的预检2）检测系统的检查3）排气烟度的检测4）车辆驶离底盘测功机2．非稳态烟度测量我国2005年7月1日实施的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》中，规