内燃机排放污染物测量

内燃机排放污染物测量

1. 实验要求

掌握汽油机怠速法测定排放的测量方法，掌握汽油机、柴油机十三工况法测定排放的测量方法，测定发动机排气中各种有害成份。

2. 试验仪器仪表、发动机

1) xxx废气分析仪（或五组份汽车尾气分析仪）；

2) xxx发动机；

3) DDM型发动机自动测控仪；

4) 电涡流测功器。

3. 试验条件：

1) 同负荷特性；

2) 在各稳定工况下取样；

3) 进气温度C

︒

40；

100±，燃油进口温度C

±5

25，大气压力kPa

︒

±5

3.3

4) 直接连续取样法采集排气气样；

5) 采样探头安装在离排气道总口1~3m处；

6) 试验前应对CO、HC、NOx等进行零点和量距刻度定标，试验完后应重新定标。零点飘移超过仪器满量程的2%或者零点与量距刻度定标点的间距偏差超过分析仪满量程的2%，则试验无效。

4. 试验方法

1) 汽油机怠速法

汽油机在怠速工况下CO和HC排放量高得多，因而通常首先限制并测定怠速工况下的CO和HC的排放量。

(1)在无负荷条件下，将发动机加速到中等转速，维持5秒钟以上，再降至怠速状态。

(2)将取样管插入排气管中，深度不小于300mm，读取最大值。

2) 十三工况法

(1)不同用途的柴油机有不同的试验规程。在不同的工况下测取CO、NOx、HC等排放浓度，然后整理成质量排放量和比排放量。

(2) 汽车和工程机械用柴油机、按十三工况法见表3。中间转速指柴油机最大扭矩转速，在标定转速(60~70)％之间取最大扭矩转速，柴油机最大扭矩转速低于标定转速65％，取60%标定转速，柴油机最大扭矩转速高于标定转速75%，取75%标定转速。

(3) 每个工况稳定后，一般5min后记录发动机有关参数：转速、功率、油耗、进排气压力、排温、空气流量、环境状态参数（压力、温度、湿度等），排气背压、进气阻力、发动机进出水温、排放浓度参数。

(4) 试验时一般不得中途停车，应连续进行。

5. 试验结果的整理与分析

1) 质量排放量的计算

()()h g V G G G CO r s CO /10966.03'-⨯±⨯+⨯=湿 (5)

()()h g V G G G HC r s HC /10478.03

'-⨯±⨯+⨯=湿 (6) ()()h g K V G G G h NO r s NO x

x /10586.13

'-⨯⨯±⨯+⨯=湿 (7) 式中：()()h g G G G SB SA s /3600'⨯+= SB

SA G G 、左右增压气空气流量 h kg / T G 燃油消耗量 h kg /

湿CO V ：每个工况下CO 实际排放浓度 ppm

湿HC V ：每个工况下HC 实际排放浓度 ppm

湿x NO V ：每个工况下x NO 实际排放浓度 ppm

w CO CO k V V ⨯=实测湿 w HC HC k V V ⨯=实测湿 w NO NO k V V x x ⨯=实测湿 x NO HC CO V //实测：每个工况实测的x NO HC CO //的排放浓度 ppm

w k ：干基浓度与湿基浓度换算系数（如使用加热型分析仪，1=w k ）

ω-=1w k

y n h n h y 000.25)107.63(4.76107.630.533

⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+=--ω )1013.75137.28 1.00812.01(12-⨯⨯++=h y G n s r 0

s s

p p p h φφ-=

0622

式中：ω — 柴油机废气中水蒸汽容积分量 y —柴油的氢碳原子数比取 y=1.75

n0—吸入柴油机中氧的摩尔数 ml

h —试验环境空气含湿量 g(水)/kg(干空气)

ps —环境干球温度下饱合水蒸气压力可查表 kpa

p0—大气压力 kPa

φ—空气相对湿度 ％

Kh —考虑到空气适度影响，NOx 排放浓度的修正系数。

25)(1.85.97)(711-+-+=0h t B h A K

()

0038.0/044.0'-=s T G G A

()0053.0/116.0'

--=s T G G B 0t —试验时环境温度 ℃

2) 一次试验的加权平均比排放量计算

∑∑⨯⨯=)()(f P f G BS e

CO CO ωω h kW g ⋅/ (8) ∑∑⨯⨯=)()(f P f G BS e HC HC

ωω h kW g ⋅/ (9) ∑∑⨯⨯=)()(f P f G BS e

NO NO x

x ωω h kW g ⋅/ (10) 式中：f ω —每个试验工况得加权系数，怠速取067.0=f ω，其余工况取08.0=f ω

3) 每个工况的比排放量计算

e

CO i CO P G BS = h kW g ⋅/ (11) e

HC i HC P G BS = h kW g ⋅/ (12) e

NO i NO P G BS X X = h kW g ⋅/ (13) 式中：i NO i HC i CO x

BS //—某一工况的质量的排放量 h kW g ⋅/ e P —某工况的功率 kW

i —工况号

我们可以将每个工况的质量排放量和比排放量画成随负荷或转速变化的规律图。