汽车检测技术与设备 (7)

第二节 汽车有害排放物的测量方法
汽油车排气成分的分析
目前用于汽车气体排放污染物分析测试的方法主要有三种:用不分 光红外分析仪测量CO和CO2;用氢火焰离子分析仪测量HC;用化学发光 分析仪测量NOx。
1. 不分光红外分析仪(NDIR, Non - Dispersive Infrared Analyzer) 多数气体都具有吸收特定波长的红外线的能力,除单原子气体(如Ar、 Ne)和同原子的双原子气体(如N2、O2 和H2 等),大多数非对称分子(不同 原子构成的分子) 都具有吸收红外线的特性。汽车排气中的有害气体均 为非对称分子,如CO 能吸收波长为4. 7μm 的红外线,CO2能吸收波长为 4. 2μm 的红外线,C6H14 ( 正己烷) 能吸收3. 5μm 波长的红外线,而NO 能吸收5. 3μm 波长的红外线。
第二节 汽车有害排放物的测量方法
图11-4 所示为汽油车排放测量系统示意图。系统主要由冷却风扇、 车况显示屏、定容采样系统CVS、底盘测功机、控制系统、记录装置、 排气分析系统、CVS 控制装置、数据处理装置等组成。
图11-5 所示为柴油车排放测量系统示意图。系统主要由冷却风扇、 燃油测量系统( 燃油箱和燃料流量计等)、透光式烟度计、测量控制系 统、底盘测功机、数据处理装置、数据记录仪、排气分析系统等。
第一节 废气中污染物的主要成分及其危害 第二节 汽车有害排放物的测量方法 第三节 试验规范与排放限值
练习题
第一节 废气中污染物的主要成分及其危害
废气中污染物的主要成分
发动机燃油燃烧后的排放物中有水蒸气、O2、H2、N2、CO2、CO、 HC 化合物、NOx、SO2、微粒物质等。其中,把对人体有害和影响自然 环境植物生长的成分称为污染物,有CO、HC 化合物、NOx、SO2、微 粒物质等。
第二节 汽车有害排放物的测量方法
4. 定容取样法 定容取样法CVS(Constant Volume Sampling)是一种稀释取样方法。
CVS 能有效控制周围环境空气对汽车排气进行连续稀释,模拟汽车排 气向大气中扩散这一实际过程。目前,中国、美国、日本、欧盟等的轻 型车试验法规中均规定采用CVS 取样。CVS 取样系统有不同的三种 形式,如图11-9 所示。
第一节 废气中污染物的主要成分及其危害
2. 影响柴油机炭烟的排出的主要因素 (1)燃料
燃料的十六烷值较高时,因稳定性差,在燃烧过程中易于裂解,故有较 大的冒烟倾向。 (2)喷油
提前喷油,可使着火备燃期延长,因此喷油量较多,使之循环温度升高, 燃烧过程结束较早,排烟可降低。 (3)转速
对直喷式柴油机,排烟随转速提高而稍有增加。因为转速提高,不易 于混合气形成和燃料来不及燃烧,使未燃烧的油和局部混合气浓度增加。 (4)负载
排烟随负载增加而增多,如图11-3 所示。
第二节 汽车有害排放物的测量方法
汽车有害排放物的测量系统
汽车有害排放物的测量方法主要有两种:一是整车测量法,该种方 法从汽车的排气管取样进行分析或对整个排气进行分析,根据各国汽车 排放法规的规定,整车测量法主要用于轻型汽车的排放认证、产品一致 性试验和各种在用汽车的排放监测等,如图11-4 和图11-5 所示;二是台 架测量法,仅对车用发动机和其附带的排放装置进行测量。
第二节 汽车有害排放物的测量方法
有害排放物分析的取样方法
1. 直接取样法 用取样探头插入汽车排气管内直接采集部分废气,然后再送到分析
仪的方法,称为直接取样法,如图11-6 所示。直接取样法可以是连续的,也 可以是间断的。
第二节 汽车有害排放物的测量方法
Fra Baidu bibliotek2. 全量取样法 将试验时间内的全部排气收集在一个袋子里,然后再进行分析的方
第一节 废气中污染物的主要成分及其危害
过量空气系数是指燃烧1kg汽油实际供给的空气质量与理论上燃烧 1kg 汽油所需的空气质量之比。如空燃比大于14. 8,或过量空气系数大 于1,称混合气较稀或过稀;反之,如小于14. 8或1,则称较浓或过浓。空燃 比与污染物排放量的关系如图11-1 所示。
2)发动机温度 发动机在冷态时,供给的燃油 雾化不良,进入汽缸的混合气遇到 冷壁会发生冷凝。所以,需供给浓 混合气,结果由于空气量不足,CO 增加,但此时燃烧温度低,使NOx 减少而未燃烃HC 增多。若温度 过高,会引起发动机过热、爆震及 早燃等故障,使燃烧温度异常升 高,NOx 增加。
法称为全量取样法,其流程如图11-7 所示。
第二节 汽车有害排放物的测量方法
3. 比例取样法 比例取样法是根据汽车内燃机进、排气量之间存在一定的关系,用
进气量测量代替较为困难的排气量测量;用容量约50 L 的小袋子连续收 集排气量的1/1000 ~1/1500,按此取样比例,自动控制进气量和排气采取 量的比例。其流程如图11-8 所示。
第一节 废气中污染物的主要成分及其危害
3)发动机负载 发动机负载一般由车辆的不同运行工况、车辆装载质量决定。发动 机在怠速、减速行驶等低速小负载运动时,化油器所供给的高混合气燃烧 速度减慢,引起不完全燃烧,CO 增加,且由于气体温度低,汽缸中激冷面上 的燃油不可能燃烧,形成HC排出,而NOx 排出较少。由于上述原因,在怠 速工况下发动机排出的污染物最多。 4)发动机转速 转速升高,汽缸内混合气紊流扰动增加,火焰传播速度加快,汽油燃烧 比较完善,HC 排放体积分数降低。 5)点火时刻 点火提前时间,由节气门开度、发动机转速和汽油质量等决定,如推迟 点火提前时间,即接近活塞上止点时点火,则由于排气时间延长,排气温度 增高,而此时汽缸内容积相应减少,促进CO 和HC 的氧化与激冷面积的减 小,使HC 排量可减少,对CO 排量影响不大;但过于推迟,因CO 没有时间 完全氧化,CO 排出量会增大。
影响发动机污染物排放量的因素
根据发动机排出的污染物形成的原因,影响其排出量的主要使用因 素有以下几个方面。 1. 影响汽油机CO、HC 和NOx 的排出量的主要使用因素
1)混合气体积分数 常以空燃比或过量空气系数表示,空燃比是指空气质量与汽油量之 比,汽油要得到完全燃烧时,理论上的空燃比应为14∶ 8。