发动机排放测试分析研究

质的相互反应 。同时排放尾气 中高沸 点物质不会被凝聚、 吸 附， 测量误差 明显减小 。其缺 点是：在 Ｃ Ｖ Ｓ系统 中，定容泵 排量 的测量精度 、定容泵入 口前的温度控制都容易产生误差，可能 ＮＯＸ 的 生 成 。（ ２ ） 促 进 油气 充 分 混 合和 缩 短 扩 散 燃烧 阶 段 的 时 会影响到排放气分析结果的准 确性 。 间。 （ ３ ） 安装废 气再循环 系统 。这能降低 混合气体 中氧 的含量， 综上所述，对 于汽车发动机排放的检测常见方法主要有 以 从而减慢燃烧速率 ，起到降低 最高燃烧温度 的效果。 上几种。它们之 间各有优缺点，也都随着汽车行业的发展有所 ３ 常见 的发动机污染物排放测量方法及特点 改进 、完善 。 对我 国而言，对汽车发动机排放检测标准 的制定 、 在现阶段 ，对发动机排放物的检测 ，主要有怠速 法和 工况 研 究还有待改进 ， 也有所成就 。 我 国已经制定相应 的强制标准 ， 法。 对汽 车的废气 、颗料物的排放 有了硬性 的要求 ，相信对汽车排 怠速法就是是测量汽车在怠速工况下排 出气 体污染物 的方 放的检测也会更加完善 。 法，主要 是检测 Ｃ ０和 ＨＣ。测 量时采用 便携式 排放分析 议。 参 考 文 献 这种检测 方法 的优 点是操作简便易行、检测迅速 。其缺 点是不 ［ １ １岑可法，姚 】 强等 ． 燃烧理论 与污染控制 ０ ｖ ｑ ． 北京 ：机械工业 能对 车辆 ＮＯ的排放状况进行监控 ，检测精度相对较低 ，测量 出版 社 ，２ ０ ０ ４ ． 结果不 具全面代表性 。工况法是指将汽车若干常用工况和排放 ［ ２ ］ 史绍 熙，苏万华 ．内燃机燃 烧研 究中的几个前沿 问题 Ⅱ 】 ． 污 染较重 的工况组合在一起进行污染物排放检测 ，用来综合 、 内燃机 学报 ，１ ９ ９ ９ （ ２ ］ ：９ ５ ． 全 面地评估车辆污染物排放水平 。是从多种检测 方法 中发展而
因。而柴 油型发动机更是污染源 中的重要源头之 一。在这里我们将主要探 究我 国的工程机械类 柴油发动机尾气排放 的现状 ，以及 相应 的研 究、规定和相关条例、 排放 的检测与分析 ，提 出 自已的观点。 关键 词 ：发 动 机 ； 排 放 ； 测 试分 析 中 图分 类 号 ： Ｕ ６ ４ ４ ． １ ２ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ ． ５ ５ ８ ６（ ２ ０ １ ５ ）４ ０ ． ０ ２ ４ ７ ． ０ １
来 的的有效测试方法 。通过选取不同加载功率 、不 同工况来模 拟车辆在道路行驶 时的污染物排放状 况，综合分析 ，得 出的结 论 。工况法的优 点是能够较准确的判 断车辆排放 的实际情况 ， 特别 是对 ＮＯ ｘ有很好 的检测作用 。其缺 点是试验设 备价格过 高 ，操作维护较为复杂 。 在汽车发动机检测过程 中，为 了正确测量尾气中污染物的 排放量，还要有正确采集尾气的方法和运用正确采样系统。下 面就各国常用 的种采样方式进行简单 的分析： ３ ． １排放气体 的直接采样法及特点分析 直接 采样法是一种最简单的采样方法，应用非常广泛 。具 体做法就 是将测头直接插入 发动机 的排气管 内采集发动机 排放 废气 的方法 ，所采样气经过滤器 、冷却槽和泵，最后再导入分 析仪中进行分析 ，得出结果。直接采样法 的问题在于采样 管路 的吸附会造成测量结果出现误差 。不仅如此，在采样系统 中还 装有冷凝器等装置，冷凝器又容易使发动机排放气体 中高沸 点 的气体 、物质凝聚 。冷凝器 的设定不 同的温 度，使得最后测得 的碳氢化合物浓度就会有不 同，容易产生测量误 差。所 以在测 量时，为 了防止某些成 分在采样管 中发生凝聚和 吸附现象 ，就 要将较低浓度试样管路分开 ，并加热管路系统。在测量柴油机 排放气体 时就 需加热到 ２ ０ ０ ℃ 以上 。检测结果在换算成车辆单 位行车距离排放出的有害气体重量，还需要运用非常复杂 的计 算才 能得 出结果。 ３ ． ２排放物定容采样 法及特点分析 定 容采 样 法 （ ｃ ｖｓ ，Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ Ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ Ｓ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ） 是对 工况 法 的排放测试循 环的取样系统 。该系统是指被检测车辆在转鼓试 验 台上按规定的工况法测试循环运转，全部排气排入稀释风道 里 ，再按照一定的比例与空气混和，形成流量恒定 的稀释排放 气 ，稀 释 比依 排气流 量不 同而 变化 ，通 常是 ６ ：１— ２ ０ ：ｌ 。 然后在用定容泵抽取稀释的排放气体。再在采样气袋 中收集其 中一 小部分并进行分析 。该 采样法 的优 点在 于： 由于 Ｃ Ｖ Ｓ法 对排气按照一 定的比例与空气混和 ，做 了稀释处理 ，类似于排
伴 随着我 国经济 的快速发展 ，我国的汽车数量和汽车产量 都在迅速增加 ，而汽车发动机排放所产生的环境污 染更是严重 损害着人们的健康 。汽车发动机排放 的各种污染物破坏 了 自然 界 的生态平衡 ， 成为大气 的污染 的重要源头之一。 在此情况下， 对发动机排放 测试 分析研究很重大的现实意义 。下面 ，就从 以 下几个方面进 行分析 ： １关 于研 究对 象的选择 在我 国，因有 同的地域、对 经济 效益 的追求等各方面 的原 因，绝大多数的工程机械 、施工单位都采用了 “ 经济效益好、 热效 率高、燃料通用性 高、转速低而转矩大 、性价 比高的 ”的 柴油发动机 。柴油发动机用于商用汽 车及 工程机械等不 同领域 的数量越 发庞大 。特别是用在轻型载 货车之 中，使用柴油发动 机 的比例 也在快速上升 。所 以笔者选择轻 型货车柴油发动机作 为研 究对象 ，来分析现阶段我 国柴油发动机 的排放检测具有极 大现 实意义和前瞻性 。可 以为汽车行业 的健康发展、环境保护 工作和与环境保护相关行业提供理论依据 ，同时也可 以为相关 的政府部 门制定政策提供一定的参考 。 ２ 现 阶段柴油发动机主要污染物及控制措施 因为轻型载货 车柴 油发动机使用 的主要燃料是柴油，输出 主要是有害物质的气体及颗粒物 。其 中排放的主要有害物质是 颗粒物 Ｐ Ｍ（ Ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ Ｍａ ｔ ｔ ｅ ｒ ） 、一氧化碳 （ ｃ ｏ ） 、二氧化碳 （ ｃ ｏ ， ） 、 碳氢化合物 （ Ｈ ｃ ） 、氮氧化物 （ Ｎ ＯＸ ） 、二氧化硫 （ ｓ ｏ ） 等。柴 油 型发动机是用柴油作为燃料 ，燃烧后产生二氧化碳是肯定的， 国家之前对汽车尾气排放中的二氧化碳排放量没有相应 的法律 法规 去做 硬性 的要求 ，也没有相应的检测标准。同样 也因为柴 油发动机 产生的二氧化硫很少 ，所 以同样没设定排放 限制 ，在 这也不用研 究。因此 ，在考虑 由柴油发动机气体排放所造成 的 环境影响 中，主要是看 Ｐ Ｍ、Ｃ Ｏ、ＨＣ 、ＮＯ Ｘ这 四种物质 的排 放 数值及 标准 如果 能够适 当的减少柴 油型发 动机在 使用过 程 中产生的 ＮＯＸ的排放量 ，那么就一 定能够有 效地降低柴油 型 发动机 环境 造成 的污染 ，能减少对 大气环境 破坏 。对 于柴 油 型发动机而 言，可 以采取 进气增压 中冷 的方法来 降低 Ｎ Ｏ Ｘ 的生成量 ，也可 以采用适 当 的发动机 的机 内净化 技术来 减少 ＮＯ Ｘ的排放量 。如 ：（ １ ） 推迟 喷油。推 迟喷油可 以避免油气预 混合阶段 出现高温 ，降低最高燃烧温度 ，从而一定程度上减少
中文科技期刊数据库 （ 文摘版 ） 工程技术 技 术论坛 ２ ０ ５ 年 ８月 ・ ２ ４ ７・
发动机排放测试分析研究
张 伟
中国北方发动机研 究所
山西大同
０ ３ ７ ０ ３ ６
摘要：随着近年来空气质量 的恶化 ，人们对环境保护 日益重视 。作为汽车生产消 费大国，发动机的排放是 空气污染的重要原