汽车排放欧规测试系统
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循环里程 : 11Km 平均车速 : 3215Km/ h 最高车速 : 120Km/ h 循环时间 : 1220s
图二 测试循环
3 ECE/ EC 测试标准 (g/ km)
标准
生效日期Hale Waihona Puke Baidu
CO
HC + NOx
欧规 Ⅰ
1992
217
0197
欧规 Ⅱ
1995
212
015
欧规 Ⅲ
2000
213
012 0115
参考文献
〔1〕 (德) BOSCH 公司 , 顾德良等译. BOSCH 汽车工程手册 〔M〕. 北京 : 北京理工大学出版社 , 1999. 〔2〕蔡凤田. 汽车排放污染物控制实用技术 〔M〕. 北京 : 人民交通出版社 , 1999.
ECE/ EC Test System of Automobile Exhaust
该系统需要精度较高 、电控功能完善 、有齐备 的惯量模拟装置的底盘测功机 , 用以模拟汽车在道 路上行驶的状况 , 并配以相应的排气取样系统和气 体分析仪表 。规定用不分光红外线 (NDIR) 分析 仪测量 CO , 火焰离子法分析仪测量 HC , 化学发光 分析仪测量 NOx , 同时配以有效的计算机管理和数 据处理系统 。汽车的运作工况也要自动控制以确保 运作的规范化 , 用提醒设备 (司机助) 指示驾驶员 按指定的工况驾驶车辆 。这种排放测试系统体积庞 大 , 造价昂贵 , 见图一 。
浙江交通职业技术学院学报 , 第 2 卷第 3 期 , 2001 年 9 月 Journal of Zhejiang Vocational and Technical Institute of Transportation Vol. 2 NO. 3 , Sep. 2001
汽车排放欧规测试系统
张琴友
(浙江交通职业技术学院汽车工程系 杭州 311112)
第3期
张琴友 张新明 : 汽车排放欧规测试系统
25
513 氢火焰离子分析仪 ( FID) HC 在氢火焰 (2000 ℃) 的高温中燃烧时 , 部
分 HC 分子或原子会离子化生成自由离子 , 而纯氢 火焰几乎不会产生自由离子 。若外加一电场放大可 得输出信号 , 该信号与氢火焰中样气的流量及 HC 浓度有关 , 而且与 HC 中碳原子数成正比 。结构见 图四 。
欧规 Ⅳ
2005
110
011 0108
4 取样方法
采用定容取样法 ( CVS) , 它是一种按接近于 汽车排气扩散到大气中的实际状态的取样方法 , 也 是国际通用的方法 。
将试验车辆排出的废气与新鲜空气以平均 1 : 10 的比例混合稀释 。采用特别的泵系统进行提取 , 以保证配比 。根据车辆瞬态排气量调整新鲜空气 量 , 并收集在取样袋内 , 再通过取样袋内废气的浓 度和体积计算出排放物的质量 。
责任编辑 徐子寿
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
这种方法用于测量排气中的 CO , 也可以用于 测量 CO2 和 HC , 但精度不高 。其原理是基于大多 数非对称的多原子气体具有吸收红外光的特性 , 如 CO 能吸收 415 - 5μm 的红外光 , 且吸收辐射能的百 分数与被测气体的浓度有关 。
发射器被加热到大约 700°C , 发射出红外线 (幅射线) , 红外线通过测量室后再进入接收室图 三 。需要测量 CO 含量时 , 密封的接收室内有一定 (已知) CO 含量的气体 , 该气体吸收一部分 CO 所 能吸收到的幅射. 使得气体温度升高 , 从而导致气 体流动 。从容积 V1 经流量传感器流到 V2 的补偿空 间 , 一个旋转的隔断盘周期性地隔断幅射线 , 使气 体在 V1 和 V2 两空间之间交替地改变流动方向 。流 量传感器将这一运动转变为交变的电信号 , 被测气 体流过测量室 , CO 含量发生变化时 , 被测气体吸 收一部分辐射能 , 且与 CO 的含量成正比 , 接收室 即不能获得这部分能量 , 造成接收室的流量减弱 , 相对于基准交流信号的偏离量则表示被测气体的 CO 的含量 。
这种取样方法避免了排气中的水蒸汽的冷凝 , 降低了袋内 NOx 的损失 , 阻止了排气成分反应的 趋势 , 但稀释需要灵敏度很高的分析仪 。
鼓 、惯性质量 、测功机 、驾驶监视仪等 。以转鼓表 面来代替路面 , 并通过加载装置给转鼓轴施加驾驶 阻力 。转鼓有单轴鼓与双轴鼓之分 。加载装置有电 涡流测功机和直流电力测功机 , 此外还有惯性飞轮 组成的惯性质量 , 它能模拟非稳态工况下汽车重量 的影响 。监视仪器能在屏幕上显示出试验规范所设 定的行驶循环 (车速 ∃ 时间曲线) 和驾驶员正在 操作汽车的实际车速曲线 , 以便驾驶员随时调整车 速 。整个底盘测功机系统 (包括排气采样和分析系 统) 由一个主计算机管理系统集中管理 , 实现自动 控制 。 512 不分光红外线分析仪 (NDIR)
图五 化学发光分析仪
对于排气中的 NO2 , 通过转换器分解成 NO , 再用上述方法分析 。
由于上述欧规测试设备技术要求高 , 我国尚无 法生产 , 因此必须加快研制和开发步骤 , 在车辆年 检时应参考欧规标准 , 采用循环工况法测量废气排 放 , 科学地评价汽车的排放水平 , 防止国外高污染 汽车进入我国市场 。
1 - 离子收集器 ; 2 - 燃烧器 ; 3 - 空气 ; 4 - H2 和分析气 ; 5 - 放大器 ; 6 - 输出信号
图四 氢火焰离子分析仪 514 化学发光分析仪 (CLD)
排气中的 NOx 化合物主要为 NO 、NO2 , 测量 原理为 :
1 - 试样 ; 2 - O3 发生器 ; 3 - 真空泵 ; 4 - 反应器 5 - 滤光片 ; 6 - 光电管 ; 7 - 电源 ; 8 - 放大器 ; 9 - 记录器
5 测试设备
511 底盘测功机 其作用是能在室内模拟在道路上按特定的驾驶
循环实际驾驶的状况 。整个底盘测功系统包括转
1 - 接收室 , 2 - 流量传感器 , 3 - 测量室 4 - 旋转圆盘 , 5 - 红外线发射器
图三 不分光红外线分析仪
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
我国的交通状况与欧洲相似 , 欧规标准松严合 适 , 比较适合我国的国情 。而美规 、日规不太适合 我国的国情 , 一般不被采用 。
1 欧规 ( ECE/ EC) 测试系统
性能 、行驶特点 、交通状况 、道路条件 、车流密 度 、气候地形等等因素 , 经大量统计 、仔细分析而 制定的 , 以求最大限度的重现运行时的排放特性 。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
24
浙江交通职业技术学院学报
2 ECE/ EC 测试循环
车辆行驶工况由四个城市循环加一个郊区循环 组成 (见图二) 。整个测试循环在底盘测功机完成 。
0 前言
我国现阶段在用汽油车排放污染物标准是怠速 工况下进行测量的 , 这是因为这一工况的污染物浓 度最大 , 而且易于操作 , 比较适合检测线使用 。但 怠速工况虽然污染物排放浓度大 , 但工作时间占汽 车运行时间的比例并不大 , 因而汽车排放总量并不 一定高 。又何况怠速是稳定工况 , 而对汽车排放影 响最大的是非稳定工况 。为了最大限度地获取能表 示车辆真实运行条件下的排放状况 , 就必须形成一 个综合各种工况及过渡过程的多工况试验规范 , 即 工况法循环试验模式 。工况法循环试验模式是当今 世界最为科学并广泛使用的汽车排放试验方法 , 其 中包括欧规 ( ECE/ EC) 测试系统 。随着我国加入 WTO , 汽车排放的试验方法和标准也势必同世界接 轨 , 因此 , 了解和掌握欧规的工况法循环试验模式 很有必要 。
1 - 制动器 ; 2 - 惯性质量 ; 3 - 排气 ; 4 - 空气滤清器 ; 5 - 稀 释空气 ; 6 - 冷却器 ; 7 - 排气温度 ; 8 - 压力 ; 9 - 气泵 ; 10 - 取样 袋 (100L) ; 11 - 出口
图一 测试系统
欧规的工况法循环试验模式是根据汽车的排放
收稿日期 : 2001 - 06 - 05 作者简介 : 张琴友 (1963 - ) , 男 , 高级讲师
(杭州奥士玛数控张设备新公明司 杭州 310015)
摘 要 对汽车排放欧规测试系统的构成 、ECE/ EC 测试循环 、ECE/ EC 排放限值 、定 容取样法及设备工作原理进行了介绍 ,提出了我国采用欧规系统的必要性与紧迫性 。 关键词 汽车排放 欧规 测试设备 中图分类号 U46714 + 8 文献标识码 A 文章编号 1671 - 234X (2001) 03 - 0023 - 03
FID 法灵敏度高 , 响应快 , 稳定好 , 线性范围 宽。
NO 和过量的 O3 相互作用产生激化态 NO2 分 子 , 这些 NO2 分子衰减到基本状态 NO2 , 就会发射 波长为 590～2500nm 的光量子 , 且化学发光强度与 样气体中的 NO 浓度成正比 , 再通过光电管转化为 电信号 (图五) 。
ZHANG Qin - you
(Zhejiang Vocationl Technical of Transportation Hangzhou 311112 )
ZHANG Xin - ming
(Ozma CNC Equipment CO. , Ltd , Hangzhou 310015)
Abstract The constitute of ECE/ EC test system , ECE/ EC test circulation , ECE/ EC exhaust top limitation , constant volume sampling and these device’s operating principle were presented . The necessity and urgency of adopting the ECE/ EC test system were described. Keywords Automobile Exhaust ECE/ EC Test device
图二 测试循环
3 ECE/ EC 测试标准 (g/ km)
标准
生效日期Hale Waihona Puke Baidu
CO
HC + NOx
欧规 Ⅰ
1992
217
0197
欧规 Ⅱ
1995
212
015
欧规 Ⅲ
2000
213
012 0115
参考文献
〔1〕 (德) BOSCH 公司 , 顾德良等译. BOSCH 汽车工程手册 〔M〕. 北京 : 北京理工大学出版社 , 1999. 〔2〕蔡凤田. 汽车排放污染物控制实用技术 〔M〕. 北京 : 人民交通出版社 , 1999.
ECE/ EC Test System of Automobile Exhaust
该系统需要精度较高 、电控功能完善 、有齐备 的惯量模拟装置的底盘测功机 , 用以模拟汽车在道 路上行驶的状况 , 并配以相应的排气取样系统和气 体分析仪表 。规定用不分光红外线 (NDIR) 分析 仪测量 CO , 火焰离子法分析仪测量 HC , 化学发光 分析仪测量 NOx , 同时配以有效的计算机管理和数 据处理系统 。汽车的运作工况也要自动控制以确保 运作的规范化 , 用提醒设备 (司机助) 指示驾驶员 按指定的工况驾驶车辆 。这种排放测试系统体积庞 大 , 造价昂贵 , 见图一 。
浙江交通职业技术学院学报 , 第 2 卷第 3 期 , 2001 年 9 月 Journal of Zhejiang Vocational and Technical Institute of Transportation Vol. 2 NO. 3 , Sep. 2001
汽车排放欧规测试系统
张琴友
(浙江交通职业技术学院汽车工程系 杭州 311112)
第3期
张琴友 张新明 : 汽车排放欧规测试系统
25
513 氢火焰离子分析仪 ( FID) HC 在氢火焰 (2000 ℃) 的高温中燃烧时 , 部
分 HC 分子或原子会离子化生成自由离子 , 而纯氢 火焰几乎不会产生自由离子 。若外加一电场放大可 得输出信号 , 该信号与氢火焰中样气的流量及 HC 浓度有关 , 而且与 HC 中碳原子数成正比 。结构见 图四 。
欧规 Ⅳ
2005
110
011 0108
4 取样方法
采用定容取样法 ( CVS) , 它是一种按接近于 汽车排气扩散到大气中的实际状态的取样方法 , 也 是国际通用的方法 。
将试验车辆排出的废气与新鲜空气以平均 1 : 10 的比例混合稀释 。采用特别的泵系统进行提取 , 以保证配比 。根据车辆瞬态排气量调整新鲜空气 量 , 并收集在取样袋内 , 再通过取样袋内废气的浓 度和体积计算出排放物的质量 。
责任编辑 徐子寿
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
这种方法用于测量排气中的 CO , 也可以用于 测量 CO2 和 HC , 但精度不高 。其原理是基于大多 数非对称的多原子气体具有吸收红外光的特性 , 如 CO 能吸收 415 - 5μm 的红外光 , 且吸收辐射能的百 分数与被测气体的浓度有关 。
发射器被加热到大约 700°C , 发射出红外线 (幅射线) , 红外线通过测量室后再进入接收室图 三 。需要测量 CO 含量时 , 密封的接收室内有一定 (已知) CO 含量的气体 , 该气体吸收一部分 CO 所 能吸收到的幅射. 使得气体温度升高 , 从而导致气 体流动 。从容积 V1 经流量传感器流到 V2 的补偿空 间 , 一个旋转的隔断盘周期性地隔断幅射线 , 使气 体在 V1 和 V2 两空间之间交替地改变流动方向 。流 量传感器将这一运动转变为交变的电信号 , 被测气 体流过测量室 , CO 含量发生变化时 , 被测气体吸 收一部分辐射能 , 且与 CO 的含量成正比 , 接收室 即不能获得这部分能量 , 造成接收室的流量减弱 , 相对于基准交流信号的偏离量则表示被测气体的 CO 的含量 。
这种取样方法避免了排气中的水蒸汽的冷凝 , 降低了袋内 NOx 的损失 , 阻止了排气成分反应的 趋势 , 但稀释需要灵敏度很高的分析仪 。
鼓 、惯性质量 、测功机 、驾驶监视仪等 。以转鼓表 面来代替路面 , 并通过加载装置给转鼓轴施加驾驶 阻力 。转鼓有单轴鼓与双轴鼓之分 。加载装置有电 涡流测功机和直流电力测功机 , 此外还有惯性飞轮 组成的惯性质量 , 它能模拟非稳态工况下汽车重量 的影响 。监视仪器能在屏幕上显示出试验规范所设 定的行驶循环 (车速 ∃ 时间曲线) 和驾驶员正在 操作汽车的实际车速曲线 , 以便驾驶员随时调整车 速 。整个底盘测功机系统 (包括排气采样和分析系 统) 由一个主计算机管理系统集中管理 , 实现自动 控制 。 512 不分光红外线分析仪 (NDIR)
图五 化学发光分析仪
对于排气中的 NO2 , 通过转换器分解成 NO , 再用上述方法分析 。
由于上述欧规测试设备技术要求高 , 我国尚无 法生产 , 因此必须加快研制和开发步骤 , 在车辆年 检时应参考欧规标准 , 采用循环工况法测量废气排 放 , 科学地评价汽车的排放水平 , 防止国外高污染 汽车进入我国市场 。
1 - 离子收集器 ; 2 - 燃烧器 ; 3 - 空气 ; 4 - H2 和分析气 ; 5 - 放大器 ; 6 - 输出信号
图四 氢火焰离子分析仪 514 化学发光分析仪 (CLD)
排气中的 NOx 化合物主要为 NO 、NO2 , 测量 原理为 :
1 - 试样 ; 2 - O3 发生器 ; 3 - 真空泵 ; 4 - 反应器 5 - 滤光片 ; 6 - 光电管 ; 7 - 电源 ; 8 - 放大器 ; 9 - 记录器
5 测试设备
511 底盘测功机 其作用是能在室内模拟在道路上按特定的驾驶
循环实际驾驶的状况 。整个底盘测功系统包括转
1 - 接收室 , 2 - 流量传感器 , 3 - 测量室 4 - 旋转圆盘 , 5 - 红外线发射器
图三 不分光红外线分析仪
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
我国的交通状况与欧洲相似 , 欧规标准松严合 适 , 比较适合我国的国情 。而美规 、日规不太适合 我国的国情 , 一般不被采用 。
1 欧规 ( ECE/ EC) 测试系统
性能 、行驶特点 、交通状况 、道路条件 、车流密 度 、气候地形等等因素 , 经大量统计 、仔细分析而 制定的 , 以求最大限度的重现运行时的排放特性 。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
24
浙江交通职业技术学院学报
2 ECE/ EC 测试循环
车辆行驶工况由四个城市循环加一个郊区循环 组成 (见图二) 。整个测试循环在底盘测功机完成 。
0 前言
我国现阶段在用汽油车排放污染物标准是怠速 工况下进行测量的 , 这是因为这一工况的污染物浓 度最大 , 而且易于操作 , 比较适合检测线使用 。但 怠速工况虽然污染物排放浓度大 , 但工作时间占汽 车运行时间的比例并不大 , 因而汽车排放总量并不 一定高 。又何况怠速是稳定工况 , 而对汽车排放影 响最大的是非稳定工况 。为了最大限度地获取能表 示车辆真实运行条件下的排放状况 , 就必须形成一 个综合各种工况及过渡过程的多工况试验规范 , 即 工况法循环试验模式 。工况法循环试验模式是当今 世界最为科学并广泛使用的汽车排放试验方法 , 其 中包括欧规 ( ECE/ EC) 测试系统 。随着我国加入 WTO , 汽车排放的试验方法和标准也势必同世界接 轨 , 因此 , 了解和掌握欧规的工况法循环试验模式 很有必要 。
1 - 制动器 ; 2 - 惯性质量 ; 3 - 排气 ; 4 - 空气滤清器 ; 5 - 稀 释空气 ; 6 - 冷却器 ; 7 - 排气温度 ; 8 - 压力 ; 9 - 气泵 ; 10 - 取样 袋 (100L) ; 11 - 出口
图一 测试系统
欧规的工况法循环试验模式是根据汽车的排放
收稿日期 : 2001 - 06 - 05 作者简介 : 张琴友 (1963 - ) , 男 , 高级讲师
(杭州奥士玛数控张设备新公明司 杭州 310015)
摘 要 对汽车排放欧规测试系统的构成 、ECE/ EC 测试循环 、ECE/ EC 排放限值 、定 容取样法及设备工作原理进行了介绍 ,提出了我国采用欧规系统的必要性与紧迫性 。 关键词 汽车排放 欧规 测试设备 中图分类号 U46714 + 8 文献标识码 A 文章编号 1671 - 234X (2001) 03 - 0023 - 03
FID 法灵敏度高 , 响应快 , 稳定好 , 线性范围 宽。
NO 和过量的 O3 相互作用产生激化态 NO2 分 子 , 这些 NO2 分子衰减到基本状态 NO2 , 就会发射 波长为 590～2500nm 的光量子 , 且化学发光强度与 样气体中的 NO 浓度成正比 , 再通过光电管转化为 电信号 (图五) 。
ZHANG Qin - you
(Zhejiang Vocationl Technical of Transportation Hangzhou 311112 )
ZHANG Xin - ming
(Ozma CNC Equipment CO. , Ltd , Hangzhou 310015)
Abstract The constitute of ECE/ EC test system , ECE/ EC test circulation , ECE/ EC exhaust top limitation , constant volume sampling and these device’s operating principle were presented . The necessity and urgency of adopting the ECE/ EC test system were described. Keywords Automobile Exhaust ECE/ EC Test device