88-77(压燃式发动机排气污染物)2莱茵技术 汽车行业标准

M32.NATURALGAS(NG)Europeanmarketfuelsareavailableintworanges:theH-range,whoseextremereferencefuelsareGRandG23,theL-range,whoseextremereferencefuelsareG23andG25.ThecharacteristicsofGR,G23andG25referencefuelsaresummarisedbelow:ReferencefuelGRCharacteristicsUnitsBasisLimitsTestmethodMinimumMaximumComposition:Methane878489Ethane131115Balance(*)%-mole——1ISO6974Sulphurcontentmg/m3(**)——10ISO6326-5(*)Inerts+C2+.(**)Valuetobedeterminedatstandardconditions(293,2K(20℃ReferencefuelG23CharacteristicsUnitsBasisLimitsTestmethodMinimumMaximumComposition:Methane92,591,593,5Balance(*)%-mole——1ISO6974N27,56,58,5Sulphurcontentmg/m3(**)——10ISO6326-5(*)Inerts(differentfromN2)+C2+C2+.(**)Valuetobedeterminedatstandardconditions(293,2K(20℃ReferencefuelG25CharacteristicsUnitsBasisLimitsTestmethodMinimumMaximumCompositionMethane868488Balance(*)%-mole——1ISO6974N2141216Sulphurcontentmg/m3(**)——10ISO6326-5(*)Inerts(differentfromN2)+C2+C2+.(**)Valuetobedeterminedatstandardconditions(293,2K(20℃共422页第301页——2004年5月1日—004.001M32.天然气(NG)欧洲市场有两种燃料∶— H范围的燃料，其极限基准燃料是GR和G23。— L范围的燃料，其极限基准燃料是G23和G25。.对GR、G23和G25基准燃料的特性概括如下：基准燃料GR特性单位基础极限测试方法最小值最大值成分∶甲烷878489乙烷131115平衡(*)%-摩尔——1ISO6974含硫量mg/m3(**)——10ISO6326-5(*)惰性气体+C2+.(**)在标准条件(293,2K(20℃基准燃料G23特性单位基础极限测试方法最小值最大值成分∶甲烷92,5平衡(*)%-摩尔——1ISO6974N27,56,58,5含硫量mg/m3(**)——10ISO6326-5(*)惰性气体(不同于N2)+C2+C2+.(**)在标准条件(293,2K(20℃基准燃料G25特性单位基础极限测试方法最小值最大值成分甲烷868488平衡(*)%-摩尔——1ISO6974N2141216含硫量mg/m3(**)——10ISO6326-5(*)惰性气体(不同于N2)+C2+C2+.(**)在标准条件(293,2K(20℃共422页第302页M33.LIQUEFIEDPETROLEUMGAS(LPG)ParameterUnitLimitsfuelALimitsfuelBTestmethodMinimumMaximumMinimumMaximumMotoroctanenumber92,5(1)92,5EN589AnnexBCompositionC3content%vol48528387C4content%vol48521317ISO7941Olefins%vol1214Evaporationresiduemg/kg5050NFM41015Totalsulphurcontentppmweight(1)5050EN24260Hydrogensulphide—NoneNoneISO8819CopperstripcorrosionRatingClass1Class1ISO6251(2)Waterat0FreeFreeVisualinspection(1)Valuetobedeterminedatstandardconditions293,2K(20℃(2)Thismethodmaynotaccuratelydeterminethepresenceofcorrosivematerialsifthesamplecontainscorrosioninhibitorsorotherchemicalswhichdiminishthecorrosivityofthesampletothecopperstrip.Therefore,theadditionofsuchcompoundsforthesolepurposeofbiasingthetestmethodisprohibited.共422页第303页——2004年5月1日—004.001M33.液化石油气(LPG)ParameterUnitLimitsfuelALimitsfuelBTestmethodMinimumMaximumMinimumMaximum马达法辛烷值EN589附件B成分485283874852131712145050重量05050—0℃（1）在标准条件(293,2K(20℃（2）如果样本含有防腐剂或其它减少样本对铜带腐蚀性的化学品，该方法不能正确测定腐蚀性物质的存在。因此，禁止添加这样的化合物来影响测试方法。共422页第304页M3ANNEXVANALYTICALANDSAMPLINGSYSTEMS1.DETERMINATIONOFTHEGASEOUSEMISSIONS1.1.IntroductionSection1.2andfigures7and8containdetaileddescriptionsoftherecommendedsamplingandanalysingsystems.Sincevariousconfigurationscanproduceequivalentresults,exactconformancewithfigures7and8isnotrequired.Additionalcomponentssuchasinstruments,valves,solenoids,pumps,andswitchesmaybeusedtoprovideadditionalinformationandcoordinatethefunctionsofthecomponentsystems.Othercomponentswhicharenotneededtomaintaintheaccuracyonsomesystems,maybeexcludediftheirexclusionisbasedupongoodengineeringjudgement.Figure7FlowdiagramofrawexhaustgasanalysissystemforCO,CO2,NOx,HCESConly1.2.DescriptionoftheAnalyticalSystemAnanalyticalsystemforthedeterminationofthegaseousemissionsintheraw(Figure7,ESConly)ordiluted(Figure8,ETCandESC)exhaustgasisdescribedbasedontheuseof:HFIDanalyserforthemeasurementofhydrocarbons;NDIRanalysersforthemeasurementofcarbonmonoxideandcarbondioxide;HCLDorequivalentanalyserforthemeasurementoftheoxidesofnitrogen;Thesampleforallcomponentsmaybetakenwithonesamplingprobeorwithtwosamplingprobeslocatedincloseproximityandinternallysplittothedifferentanalysers.Caremustbetakenthatnocondensationofexhaustcomponents(includingwaterandsulphuricacid)occursatanypointoftheanalyticalsystem.共422页第305页——2004年5月1日—004.001M3附件V分析的和取样系统1.气体排放物的测定1.1.引言第1.2节和图7、图8详细介绍了建议的取样和分析系统。因为不同的配置会得出相同的结果，所以系统并不要求与图7和图8级完全一致。另外的部件，例如仪器、活门、螺线管、泵和开关等，可以用来提供附加信息以及协调系统的功能。那些并非用于保持系统精度的其它部件，根据工程经验，可以不包括在内。图7图上没翻译未稀释尾气分析系统流程图，只用于CO、CO2、NOx、HCESC1.2.分析系统的描述根据其用途，描述了用于测定未稀释的(图7，仅ESC)或稀释的(图8ETC和ESC)尾气中的气体排放物的分析系统∶—HFID分析仪用于碳氢化合物的测量；—NDIR分析仪用于一氧化碳和二氧化碳的测量；—HCLD或等效分析仪用于氮氧化物的测量；各种成分的取样可以通过一个或两个位置靠近、内部通向不同分析仪的取样探头来实现。必须注意，分析系统任何点上不能存在尾气成分的凝结(包括水和硫酸)。共422页第306页M3FlowdiagramofdilutedexhaustgasanalysissystemforCO,CO2,1.2.1.Componentsoffigures7and8EPExhaustpipeExhaustgassamplingprobe(Figure7only)Astainlesssteelstraightclosedendmulti-holeprobeisrecommended.Theinsidediametershallnotbegreaterthantheinsidediameterofthesamplingline.Thewallthicknessoftheprobeshallnotbegreaterthan1mm.Thereshallbeaminimumof3holesin3differentradialplanessizedtosampleapproximatelythesameflow.Theprobemustextendacrossatleast80%ofthediameteroftheexhaustpipe.Oneortwosamplingprobesmaybeused.SP2DilutedexhaustgasHCsamplingprobe(Figure8only)Theprobeshall:bedefinedasthefirst254mmto762mmoftheheatedsamplinglineHSL1;havea5mmminimuminsidediameter;beinstalledinthedilutiontunnelDT(seesection2.3,Figure20)atapointwherethedilutionairandexhaustgasarewellmixed(i.e.approximately10tunneldiametersdownstreamofthepointwheretheexhaustentersthedilutiontunnel);besufficientlydistant(radially)fromotherprobesandthetunnelwallsoastobefreefromtheinfluenceofanywakesoreddies;—beheatedsoastoincreasethegasstreamtemperatureto463K±10K(190℃±10共422页第307页——2004年5月1日—004.001M3图8图上没翻译稀释尾气分析系统流程图，用于CO、CO2、NOx、HCETC，也可用于ESC1.2.1.图7和图8的部件EP排气管排气取样探头(仅对图7)建议使用直的端头封闭的不锈钢多孔探头。其内径不应该大于取样管路的内径。探头壁厚不应该大于1mm。至少应该有3个孔在3个不同的径向平面上，其尺寸要保证可以提取大致相同的流量。探头伸进量至少要达到排气管直径的80%。可以使用1个或2个取样探头。SP2稀释尾气HC取样探头(仅对图8)探头应该∶— 为加热取样管路HSL1的前254mm到762mm。— 最小内径5mm；— 安装在稀释通道DT(参看第2.3节、图20)内稀释空气和尾气充分混合处(即尾气进入稀释通道处下游10个通道直径的地方）。— 径向充分远离其它探头和通道壁，免受尾迹或漩涡的影响。— 采取加热措施，在探头出口处提高气体温度到463K±10K(190℃±10℃共422页第308页M3beinthesameplaneasSP2;soastobefreefromtheinfluenceofanywakesoreddies;±±temperatureoftheexhaustgasatthesamplingprobeisequaltoormaintainawalltemperaturegreaterthan453K(180℃),ifthe±±—totheconverterCwhenusingacoolingbathB,anduptothe共422页第309页——2004年5月1日—004.001M3SP3稀释尾气CO、CO2、NOx取样探头(仅对图8)探头应该∶— 与SP2相同的平面；— 径向充分远离其它探头和通道壁，免受尾迹或漩涡的影响。— 加热并全长度隔离，保证最低温度328K(55℃HSL1加热取样管路取样管路从单一探头向分流点和HC分析仪提供气体样本。取样管路应该∶— 最小内径5mm、最大内径13,5mm；— 不锈钢或PTFE材质；— 如果尾气温度在取样探头处等于或低于463K(190℃)，保持每个分别控制的加热段测量于到的壁温在463K_10K(190℃_— 如果尾气温度在取样探头处高于463K(190℃)，保持壁温大于453K(180— 保持加热的过滤器F2和HFID之前的气体温度在463K_10K(190℃_10HSL2加热NOx取样管路取样管路应该∶— 当使用冷却槽B时，保持直到转化器处的壁温在328K到473K(55℃到200℃)，当不使用冷却槽B时，保持直到分析仪处的壁温在328K到473K(55℃— 不锈钢或PTFE材质。用于CO和CO2的SL取样管路管路应该采用PTFE或不锈钢。可以加热也可以不加热。BK背景气囊(选用的；仅对图8)用于背景浓度的取样。BG取样气囊(选用的；仅对图8CO和CO2)用于样本浓度的取样F1加热前置过滤器(选用的)温度与HSL1相同。共422页第310页M3AconvertershallbeusedforthecatalyticreductionofNO2toNOprior共422页第311页——2004年5月1日—004.001M3F2加热过滤器该过滤器从分析仪之前的气体样本提取固体颗粒。温度与HSL1相同。根据需要可以更改。P加热取样泵泵应该被加热到与HSL1相同的温度。HC测定碳氢化合物需要加热火焰电离检测器(HFID)。温度应该保持在453K到473K(180℃到200CO,CO2用于测定一氧化碳和二氧化碳的NDIR分析仪(选用的，用于测定PT测量的稀释率)。NO用于测定氮氧化物的CLD或HCLD分析仪。如果使用HCLD分析仪，保持其温度在328K到473K(55℃到200C转化器转化器用于在CLD或HCLD分析仪的分析之前对NO、NO进行催化还原。B冷却槽(选用的)冷却和凝结尾气样本中的水汽。用冰或冷冻保持冷却槽的温度在273K到277K(0℃到4℃)。根据附件III附录5第1.9.1段和第1.9.2段，如果分析仪不受水蒸汽的干扰，冷却槽属于选用设备。如果通过凝结除去水汽，应该在脱水器内或者在其下游监测样本气体的温度或露点。样本气体温度或露点不能超过280K(T1,T2,T3温度传感器监测气流温度。T4温度传感器监测NO2-NO转化器的温度T5温度传感器监测冷却槽温度。G1,G2,G3压力表测量取样管路中的压力。R1,R2调压器在HFID测试中，分别控制空气燃料的压力R3,R4,R5调压器控制取样管路和流向分析仪的气流的压力。FL1,FL2,FL3流量计监测样本旁路流量。共422页第312页M3FL4toFL6Flowmeter(optional)Tomonitortheflowratethroughtheanalysers.V1toV5SelectorvalveSuitablevalvingforselectingsample,spangasorzerogasflowtotheanalysers.V6,V7SolenoidvalveToby-passtheNO2-NOconverter.V8NeedlevalveTobalancetheflowthroughtheNO2-NOconverterCandtheby-pass.V9,V10NeedlevalveToregulatetheflowstotheanalysers.V11,V12Togglevalve(optional)TodrainthecondensatefromthebathB.1.3.NMHCAnalysis(NGFuelledGasEnginesOnly)1.3.1.GasChromatographicMethod(GC,Figure9)WhenusingtheGCmethod,asmallmeasuredvolumeofasampleisinjectedontoananalyticalcolumnthroughwhichitissweptbyaninertcarriergas.Thecolumnseparatesvariouscomponentsaccordingtotheirboilingpointssothattheyelutefromthecolumnatdifferenttimes.Theythenpassthroughadetectorwhichgivesanelectricalsignalthatdependsontheirconcentration.Sinceitisnotacontinuousanalysistechnique,itcanonlybeusedinconjunctionwiththebagsamplingmethodasdescribedinAnnexIII,Appendix4,section3.4.2.ForNMHCanautomatedGCwithaFIDshallbeused.TheexhaustgasshallbesampledintoasamplingbagfromwhichapartshallbetakenandinjectedintotheGC.Thesampleisseparatedintotwoparts(CH4/Air/COandNMHC/CO2/H2O)onthePorapakcolumn.ThemolecularsievecolumnseparatesCH4fromtheairandCObeforepassingittotheFIDwhereitsconcentrationismeasured.Acompletecyclefrominjectionofonesampletoinjectionofasecondcanbemadein30s.TodetermineNMHC,theCH4concentrationshallbesubtractedfromthetotalHCconcentration(seeAnnexIII,Appendix2,section4.3.1).Figure9showsatypicalGCassembledtoroutinelydetermineCH4.OtherGCmethodscanalsobeusedbasedongoodengineeringjudgement.共422页第313页——2004年5月1日—004.001M3FL4到FL6流量计(选用的)监测通过分析仪的流量。V1-V5选择阀适当的阀门用于选择样本气体、量距气体或零点气体流向分析仪。V6,V7电磁阀旁路NO-NO转化器。V8针孔阀平衡通过NO-NO转化器C和旁路的流量。V9,V10针孔阀调节流向分析仪的流量。V11,V12肘节阀(选用的)排除冷却槽B中的凝结水。1.3.非甲烷系烃(NMHC)分析(仅对天然气发动机)1.3.1.气相色谱法(GC，图9)使用GC方法时，将少量的样本气体注入分析柱，用惰性载气扫描。分析柱依照它们的沸点将各自的成分分离，在不同的时期从分析柱中提出。然后通过检测器检测，检测器根据其浓度，给出一个电信号。由于不是连续分析技术，它只能与附件III附录4第3.4.2节描述的气囊取样法配合使用。对于NMHC分析，应该使用带FID的自动GC方法。将尾气用取样气囊采集，从中取处一部分注入GC。样本在多孔性聚合物微球栏上被分成量部分(CH4/空气/CO和NMHC/CO2/H2O)。在进入FID测量浓度之前，分子筛柱从空气和CO中分离出CH4。从第一个样本注入到第二个样本注入的全周期为30秒。为了测定NMHC，应该从总的HC浓度中减去CH4浓度(参看附件III附录2第4.3.1节)。9给出了一种典型的GC组合，通常用于CH4的测定。根据工程经验也可以使用其他的GC方法。共422页第314页M3Figure9Flowdiagramformethaneanalysis(GCmethod)ComponentsofFigure9PCPorapakcolumnPorapakN,180/300m(50/80mesh),610mmlengthx2,16mmIDshallbeusedandconditionedatleast12hat423K(150℃)withcarriergaspriortoinitialuse.MSCMolecularsievecolumnType13X,250/350m(45/60mesh),1220mmlengthx2,16mmIDshallbeusedandconditionedatleast12hat423K(150℃)withcarrierOVOvenTomaintaincolumnsandvalvesatstabletemperatureforanalyseroperation,andtoconditionthecolumnsat423K(150℃SLPSampleloopAsufficientlengthofstainlesssteeltubingtoobtainapproximately1cm3volume.PPumpTobringthesampletothegaschromatograph.共422页第315页——2004年5月1日—004.001M3图9图上没翻译甲烷分析(GC方法)流程图图9中的部件PC多孔性聚合物微球柱应该使用180/300Lim(50/80筛目)、610mm长度x2,16mm内径的多孔性聚合物微球柱N，最初使用之前应该在423K(150℃MSC分子筛柱应该使用13X型、250/350Lim(50/80筛目)、1220mm长度x2,16mm内径的分子筛柱，最初使用之前应该在423K(150℃OV烘箱为分析仪的使用，保持各种柱和阀门在稳定的温度，在423K(150℃SLP样本回路管足够长度的不锈钢槽，体积大约1cm3。P泵向气体色谱仪提供气体样本。共422页第316页M3DDryerAdryercontainingamolecularsieveshallbeusedtoremovewaterandothercontaminantswhichmightbepresentinthecarriergas.HCFlameionisationdetector(FID)tomeasuretheconcentrationofmethane.V1SampleinjectionvalveToinjectthesampletakenfromthesamplingbagviaSLofFigure8.Itshallbelowdeadvolume,gastight,andheatableto423K(150℃V3SelectorvalveToselectspangas,sample,ornoflow.V2,V4,V5,V6,V7,V8NeedlevalveTosettheflowsinthesystem.R1,R2,R3PressureregulatorTocontroltheflowsofthefuel(=carriergas),thesample,andtheair,respectively.FCFlowcapillaryTocontroltherateofairflowtotheFIDG1,G2,G3PressuregaugeTocontroltheflowsofthefuel(=carriergas),thesample,andtheair,respectively.F1,F2,F3,F4,F5FilterSinteredmetalfilterstopreventgritfromenteringthepumportheinstrument.FL1Tomeasurethesampleby-passflowrate.1.3.2.Non-MethaneCutterMethod(NMC,Figure10)ThecutteroxidisesallhydrocarbonsexceptCH4toCO2andH2O,sothatbypassingthesamplethroughtheNMConlyCH4isdetectedbytheFID.Ifbagsamplingisused,aflowdivertersystemshallbeinstalledatSL(seesection1.2,Figure8)withwhichtheflowcanbealternativelypassedthroughoraroundthecutteraccordingtotheupperpartofFigure10.ForNMHCmeasurement,bothvalues(HCandCH4)shallbeobservedontheFIDandrecorded.Iftheintegrationmethodisused,anNMCinlinewithasecondFIDshallbeinstalledparalleltotheregularFIDintoHSL1(seesection1.2,Figure8)accordingtothelowerpartofFigure10.ForNMHCmeasurement,thevaluesofthetwoFID's(HCandCH4)shallbeobservedandrecorded.Thecuttershallbecharacterisedatorabove600K(327℃)priortotestworkwithrespecttoitscatalyticeffectonCH4andC2H6atH2Ovaluesrepresentativeofexhauststreamconditions.ThedewpointandO2levelofthesampledexhauststreammustbeknown.TherelativeresponseoftheFIDtoCH4mustberecorded(seeAnnexIII,Appendix5,section1.8.2共422页第317页——2004年5月1日—004.001M3D干燥机含有分子筛的干燥机用于除去载气中可能存在的水汽和其他的污染物。HC火焰电离检测器(FID)，测量甲烷浓度。V1Sample喷射阀通过图8的取样管路注入取自取样气囊的气体样本。应该具有死容积小、气密性好，可加热到423K(150℃V3选择阀选择量距气体、样本气体或无气流。V2,V4,V5,V6,V7,V8针孔阀设定系统流量。R1,R2,R3调压器分别控制燃料(=载气)、样本和空气的流量。FC流量毛细管控制流向FID的空气流量。G1,G2,G3压力表分别控制燃料(=载气)、样本和空气的流量。F1,F2,F3,F4,F5过滤器烧结金属滤油器，阻止砂砾进入泵或仪器。FL1测量样本旁路流量。1.3.2.非甲烷去除器方法(NMC，图10)去除器将除CH4之外的所有碳氢化合物氧化为CO2和H2O，样本分流通过NMC时只有CH4被FID检测。如果使用气囊取样法，取样管路中应该安装一个引流器(参看第1.2节，图8)，通过该分流器气流可以依照图10上部所示交替地通过或绕过去除器。对于NMHC测量，应该在FID上观察两个值(HC和CH4)并作记录。如果使用积分法，依照图10下半部所示，带有第二个FID的NMC应该与进入HSL1(参看第1.2，图8)节的FID平行安装。对于NMHC测量，应该在FID上观察两个值(HC和CH4)并作记录。试验工作之前，根据在能够代表排气流状态特征的H2O值的条件下它对CH4和C2H6的催化作用，在等于或大于600K(327℃)的温度下，对非甲烷去除器进行调整。必须知道样本气流的露点和O22值。必须记录FID对CH4的相对响应值(看附件III附录5第1.8.2共422页第318页M3Figure10Flowdiagramformethaneanalysiswiththenon-methanecutter(NMC)SL(seeFigureBagsamplingmethodIntegratingmethodComponentsofFigure10NMCNon-methanecutterTooxidiseallhydrocarbonsexceptmethane.HCHeatedflameionisationdetector(HFID)tomeasuretheHCandCH4concentrations.Thetemperatureshallbekeptat453Kto473K(180℃to200V1SelectorvalveToselectsample,zeroandspangas.V1isidenticalwithV2ofFigure8.V2,V3SolenoidvalveToby-passtheNMC.V4NeedlevalveTobalancetheflowthroughtheNMCandtheby-pass.R1PressureregulatorTocontrolthepressureinthesamplinglineandtheflowtotheHFID.R1isidenticalwithR3ofFigure8.共422页第319页——2004年5月1日—004.001M3图10图上没翻译非甲烷去除器(NMC)的甲烷分析流程图气囊取样法积分法图10中的部件NMC非甲烷去除器氧化除甲烷之外的所有碳氢化合物。HC加热式火焰电离检测器(HFID)，用于测量HC和CH4浓度。其温度应该保持在453K到473K(180℃到200V1选择阀选择样本气体、零点气体和量距气体。V1与图8中V2相同。V2,V3电磁阀旁路NMC。V4针孔阀平衡通过NMC和旁路的流量。R1调压器控制取样管路和通向HFID的管路的压力R1与图8中R3相同。共422页第320页M3FL1FlowmeterTomeasurethesampleby-passflowrate.FL1isidenticalwithFL1ofFigure8.2.EXHAUSTGASDILUTIONANDDETERMINATIONOFTHEPARTICULATES2.1.IntroductionSections2.2,2.3and2.4andfigures11to22containdetaileddescriptionsoftherecommendeddilutionandsamplingsystems.Sincevariousconfigurationscanproduceequivalentresults,exactconformancewiththesefiguresisnotrequired.Additionalcomponentssuchasinstruments,valves,solenoids,pumps,andswitchesmaybeusedtoprovideadditionalinformationandcoordinatethefunctionsofthecomponentsystems.Othercomponentswhicharenotneededtomaintaintheaccuracyonsomesystems,maybeexcludediftheirexclusionisbasedupongoodengineeringjudgement.2.2.PartialFlowDilutionSystemAdilutionsystemisdescribedinfigures11to19baseduponthedilutionofapartoftheexhauststream.Splittingoftheexhauststreamandthefollowingdilutionprocessmaybedonebydifferentdilutionsystemtypes.Forsubsequentcollectionoftheparticulates,theentirediluteexhaustgasoronlyaportionofthediluteexhaustgasispassedtotheparticulatesamplingsystem(section2.4,Figure21).Thefirstmethodisreferredtoastotalsamplingtype,thesecondmethodasfractionalsamplingtype.Thecalculationofthedilutionratiodependsuponthetypeofsystemused.Thefollowingtypesarerecommended:Isokineticsystems(Figures11,12)Withthesesystems,theflowintothetransfertubeismatchedtothebulkexhaustflowintermsofgasvelocityand/orpressure,thusrequiringanundisturbedanduniformexhaustflowatthesamplingprobe.Thisisusuallyachievedbyusingaresonatorandastraightapproachtubeupstreamofthesamplingpoint.Thesplitratioisthencalculatedfromeasilymeasurablevaluesliketubediameters.Itshouldbenotedthatisokinesisisonlyusedformatchingtheflowconditionsandnotformatchingthesizedistribution.Thelatteristypicallynotnecessary,astheparticlesaresufficientlysmallastofollowthefluidstreamlines.Flowcontrolledsystemswithconcentrationmeasurement(Figures13to17)Withthesesystems,asampleistakenfromthebulkexhauststreambyadjustingthedilutionairflowandthetotaldiluteexhaustflow.Thedilutionratioisdeterminedfromtheconcentrationsoftracergases,suchasCO2orNOxnaturallyoccurringintheengineexhaust.Theconcentrationsinthediluteexhaustgasandinthedilutionairaremeasured,whereastheconcentrationintherawexhaustgascanbeeithermeasureddirectlyordeterminedfromfuelflowandthecarbonbalanceequation,ifthefuelcompositionisknown.Thesystemsmaybecontrolledbythecalculateddilutionratio(Figures13,14)orbytheflowintothetransfertube(Figures12,13,14)共422页第321页——2004年5月1日—004.001M3FL1流量计测量样本旁路流量。FL1与图8中FL1相同。2.尾气稀释和微粒测定2.1.引言第2.2节、第2.3节、第2.4节和图11到图22详细说明了建议的稀释和取样系统。因为不同的配置可以得出相同的结果，所说系统并不要求与图示完全一致。另外的部件，例如仪器、活门、螺线管、泵和开关等，可以用来提供附加信息以及协调系统的功能。那些并非用于保持系统精度的其它部件，根据工程经验，可以不包括在内。2.2.分流稀释系统图11到图19描述的稀释系统是对部分排气流的稀释。排气流分流以后，稀释过程可以采用不同的稀释系统。对于随后的微粒收集，可以使全部的稀释尾气或部分稀释尾气通过微粒取样系统(第2.4节，图21)第一个方法称为全部采样法，第二个方法称为部分采样法。稀释率的计算与所采用的系统有关。建议使用下列型式：等速抽样系统(图11，图12)对于这类系统，进入转输管的气流的速度及压力与主流尾气的速度和压力要保持一致，因此在取样探头处要保持尾气是未受干扰的、均匀的。通常通过在取样点上游安装共振器和直的引导管来实现。分流比利用容易测量的数值比如管子直径来计算。应该注意，等压制用于匹配流动条件，而不用于相配粒度分布。粒度匹配一般是不必要的，因为微粒一般很小会随着流线流动。利用浓度测量的流量控制系统(图13到图17)这类系统是通过调整稀释空气流量和总稀释尾流，从主流尾气中提取气体样本。根据示踪气体（例如发动机尾气中自然存在的CO或NO）的浓度测定稀释率。测量稀释尾气和稀释空气中的浓度，未稀释尾气中的浓度可以直接测量，如果知道燃料组成可以根据燃料流量和碳平衡公式计算。利用计算的稀释率(图13、图14)或利用流入转输管的气流(图12、图13、图14)，可以调节系统。共422页第322页M3Flowcontrolledsystemswithflowmeasurement(Figures18,19)Withthesesystems,asampleistakenfromthebulkexhauststreambysettingthedilutionairflowandthetotaldiluteexhaustflow.Thedilutionratioisdeterminedfromthedifferenceofthetwoflowsrates.Accuratecalibrationoftheflowmetersrelativetooneanotherisrequired,sincetherelativemagnitudeofthetwoflowratescanleadtosignicicanterrorsathigherdilutionratios(of15andabove).Flowcontrolisverystraightforwardbykeepingthediluteexhaustflowrateconstantandvaryingthedilutionairflowrate,ifneeded.Whenusingpartialflowdilutionsystems,attentionmustbepaidtoavoidingthepotentialproblemsoflossofparticulatesinthetransfertube,ensuringthatarepresentativesampleistakenfromtheengineexhaust,anddeterminationofthesplitratio.Thesystemsdescribedpayattentiontothesecriticalareas.Figure11Partialflowdilutionsystemwithisokineticprobeandfractionalsampling(SBcontrol)RawexhaustgasistransferredfromtheexhaustpipeEPtothedilutiontunnelDTthroughthetransfertubeTTbytheisokineticsamplingprobeISP.ThedifferentialpressureoftheexhaustgasbetweenexhaustpipeandinlettotheprobeismeasuredwiththepressuretransducerDPT.ThissignalistransmittedtotheflowcontrollerFC1thatcontrolsthesuctionblowerSBtomaintainadifferentialpressureofzeroatthetipoftheprobe.Undertheseconditions,exhaustgasvelocitiesinEPandISPareidentical,andtheflowthroughISPandTTisaconstantfraction(split)oftheexhaustgasflow.ThesplitratioisdeterminedfromthecrosssectionalareasofEPandISP.ThedilutionairflowrateismeasuredwiththeflowmeasurementdeviceFM1.Thedilutionratioiscalculatedfromthedilutionairflowrateandthesplitratio.共422页第323页——2004年5月1日—004.001M3利用流量测量的流量控制系统(图18、图19)这类系统是通过设定稀释空气流量和总稀释，从主流尾气中提取气体样本。根据两个流量的差值计算稀释率。流量计需要相互进行精确校准，因为在较高的稀释率(15及以上)时两个流量的相对值会导致较大的误差。通过保持稀释尾气流量为常数以及如果需要改变流量就可以非常直接的实现流量控制。使用分流稀释系统时，必须注意尽量避免微粒在转输管中的损失这一潜在问题，保证对发动机尾气的取样时有代表性的，以及分流比的测定。系统的描述强调了这些关键区域。图11图上没翻译利用等速取样探头以及部分取样的分流稀释系统(SB控制)等速采样探头ISP通过转输管TT将未稀释尾气从排气管EP转到稀释通道DT。利用压力传感器DPT测量排气管与探头进口之间的尾气的压力差。这个信号被送到流量控制器FC1，流量控制器FC1调节抽风机SB，保持探头尖端压差为0。在这些条件下，EP和ISP中尾气速度是相同的，通过ISP和TT的流量占尾气流量的比例也是恒定的。根据EP和ISP的截面积计算分流比。利用流量测量装置FM1测量稀释空气的流量。根据稀释空气流量和分流比计算稀释率。共422页第324页M3Figure12Partialflowdilutionsystemwithisokineticprobeandfractionalsampling(PBcontrol)RawexhaustgasistransferredfromtheexhaustpipeEPtothedilutiontunnelDTthroughthetransfertubeTTbytheisokineticsamplingprobeISP.ThedifferentialpressureoftheexhaustgasbetweenexhaustpipeandinlettotheprobeismeasuredwiththepressuretransducerDPT.ThissignalistransmittedtotheflowcontrollerFC1thatcontrolsthepressureblowerPBtomaintainadifferentialpressureofzeroatthetipoftheprobe.ThisisdonebytakingasmallfractionofthedilutionairwhoseflowratehasalreadybeenmeasuredwiththeflowmeasurementdeviceFM1,andfeedingittoTTbymeansofapneumaticorifice.Undertheseconditions,exhaustgasvelocitiesinEPandISPareidentical,andtheflowthroughISPandTTisaconstantfraction(split)oftheexhaustgasflow.ThesplitratioisdeterminedfromthecrosssectionalareasofEPandISP.ThedilutionairissuckedthroughDTbythesuctionblowerSB,andtheflowrateismeasuredwithFM1attheinlettoDT.Thedilutionratioiscalculatedfromthedilutionairflowrateandthesplitratio.Figure13PartialflowdilutionsystemwithCO2orNOxconcentrationmeasurementandfractionalsampling共422页第325页——2004年5月1日—004.001M3图12利用等速取样探头以及部分采样法的分流稀释系统(PB控制)等速采样探头ISP通过转输管TT将未稀释尾气从排气管EP转到稀释通道DT。利用压力传感器DPT测量排气管与探头进口之间的尾气的压力差。这个信号被送到流量控制器FC1，流量控制器FC1调节压力鼓风机PB，保持探头尖端压差为0。从稀释空气中提取以小部分通过一个气孔送到TT，稀释空气的流量已经利用流量测量装置FM1测出。在这些条件下，EP和ISP中尾气速度是相同的，通过ISP和TT的流量占尾气流量的比例也是恒定的。根据EP和ISP的截面积计算分流比。通过抽风机SB吸收稀释空气，其流量利用FM1在到DT的进口处测量。根据稀释空气流量和分流比计算稀释率。图13利用CO2或NOx浓度测量和部分取样法的分流稀释系统共422页第326页M3analyser(s)EGA.ThesesignalsaretransmittedtotheflowcontrollerFC2thatcontrolseitherthepressureblowerPBorthesuctionblowerRawexhaustgasistransferredfromtheexhaustpipeEPtothedilutiontunnelDTthroughthesamplingprobeSPandthetransfertubeTT.TheCO2concentrationsaremeasuredinthedilutedexhaustgasandinthedilutionairwiththeexhaustgasanalyser(s)EGA.TheCO2andfuelflowGFUELsignalsaretransmittedeithertotheflowcontrollerFC2,ortotheflowcontrollerFC3oftheparticulatesamplingsystem(seeFigure21).FC2controlsthepressureblowerPB,FC3thesamplingpumpP(seeFigure21),therebyadjustingtheflowsintoandoutofthesystemsoastomaintainthedesiredexhaustsplitanddilutionratioinDT.ThedilutionratioiscalculatedfromtheCO2concentrationsandGFUELusingthecarbonbalanceassumption.共422页第327页——2004年5月1日—004.001M3通过采样探头SP和转输管TT将未稀释尾气从排气管EP转到稀释通道DT。利用尾气分析仪EGA测量示踪气体(CO2或NOx)在未稀释的尾气和稀释的尾气以及稀释空气中的浓度。这些信号被送到流量控制器FC2，流量控制器FC2或者调节PB或者调节抽风机SB，保持DT中要求的尾气分流率和稀释率。根据示踪气体在未稀释尾气、稀释尾气和稀释空气从的浓度计算稀释率。图14利用CO2、碳平衡和总试样的分流稀释系统尾气详见Figure21通过采样探头SP和转输管TT将未稀释尾气从排气管EP转到稀释通道DT。利用尾气分析仪EGA测量稀释尾气和稀释空气中CO2的浓度。CO22和燃料流量G^^信号被传送到微粒取样系统(参见图21)的FC2或流量控制器FC3。FC2调节压力鼓风机PB，FC3调节取样泵P(参见图21)，从而调整了流入和流出系统的流量，保持DT中尾气分流率和稀释率满足要求。根据碳平衡假设，利用CO2浓度和Gp^计算稀释率。共422页第328页M3RawexhaustgasistransferredfromtheexhaustpipeEPtothedilutiontunnelDTthroughthesamplingprobeSPandthetransfertubeTTduetothenegativepressurecreatedbytheventuriVNinDT.ThegasflowratethroughTTdependsonthemomentumexchangeattheventurizone,andisthereforeaffectedbytheabsolutetemperatureofthegasattheexitofTT.Consequently,theexhaustsplitforagiventunnelflowrateisnotconstant,andthedilutionratioatlowloadisslightlylowerthanathighload.Thetracergasconcentrations(CO2orNOx)aremeasuredintherawexhaustgas,thedilutedexhaustgas,andthedilutionairwiththeexhaustgasanalyser(s)EGA,andthedilutionratioiscalculatedfromthevaluessomeasured.共422页第329页——2004年5月1日—00M3图15利用单文氏管浓度测量和部分取样法的分流稀释系统通过采样探头SP和转输管TT，利用文氏管VN在DT中产生的负压，将未稀释尾气从排气管EP转到稀释通道DT。通过TT的气体流量与文氏管区域的动量交换有关，因此受TT出口处气体的绝对温度的影响。因此，对于一个给定的通道流量，尾气分流率不是常数，其稀释率在低负载时稍微小于高负荷时。利用尾气分析仪EGA计算未稀释尾气、稀释尾气和稀释空气中示踪气体(CO2或NOx)的浓度，稀释率根据测量的置计算。图16利用双文氏管或双孔、浓度测量和部分取样法的分流稀释系统共422页第330页M3RawexhaustgasistransferredfromtheexhaustpipeEPtothedilutiontunnelDTthroughthesamplingprobeSPandthetransfertubeTTbyaflowdividerthatcontainsasetoforificesorventuris.Thefirstone(FD1)islocatedinEP,thesecondone(FD2)inTT.Additionally,twopressurecontrolvalves(PCV1andPCV2)arenecessarytomaintainaconstantexhaustsplitbycontrollingthebackpressureinEPandthepressureinDT.PCV1islocateddownstreamofSPinEP,PCV2betweenthepressureblowerPBandDT.Thetracergasconcentrations(CO2orNOx)aremeasuredintherawexhaustgas,thedilutedexhaustgas,andthedilutionairwiththeexhaustgasanalyser(s)EGA.Theyarenecessaryforcheckingtheexhaustsplit,andmaybeusedtoadjustPCV1andPCV2forprecisesplitcontrol.Thedilutionratioiscalculatedfromthetracergasconcentrations.Figure17Partialflowdilutionsystemwithmultipletubesplitting,concentrationmeasurementandfractionalsamplingRawexhaustgasistransferredfromtheexhaustpipeEPtothedilutiontunnelDTthroughthetransfertubeTTbytheflowdividerFD3thatconsistsofanumberoftubesofthesamedimensions(samediameter,lengthandbendradius)installedinEP.TheexhaustgasthroughoneofthesetubesisleadtoDT,andtheexhaustgasthroughthere