试验7__汽油机排放试验

试验7 汽油机排放试验

7.1 试验目的

1）了解汽油发动机排放测试系统及原理；

2）了解和掌握汽油发动机排放测试方法及仪器的操作；

随负荷变化的规律；

3）分析汽油发动机有害气体排放物A/F、CO、THC、NO x

7.2 试验要求

1）试验前，复习发动机原理相关内容及本书第6章；

2）试验中，按指导教师的要求操作仪器设备，正确观察记录数据，按步骤进行试验；3）试验后，认真撰写试验报告，正确处理试验数据及绘制电控汽油发动机A/F、CO、THC、NO x

曲线，结合原理进行分析。

7.3主要仪器设备

1)负载—测功机为GW160电涡流测功机。主要参数为最高转速8000r/min，最大扭矩可达700N.·m，最大功率达160 kW。扭矩分辨率±0.1 N·m、测量精度±0.4%，转速分辨率±1r/min、测量精度±5 r/min。扭矩、转速以数字的形式在控制界面上显示；

负载系统的控制工作方式有6种控制模式，具体为：

(1)恒扭矩/恒转速控制—（M/n）；

(2)恒转速/恒扭矩控制—（n/M）；

(3)恒扭矩/恒油门位置控制—（M/P）；

(4)恒转速/恒油门位置控制—（n/P）；

(5)恒调节阀（励磁）位置/恒油门位置控制—（P1/P）；

(6)推进特性控制—（M/n2）。

2)油耗仪参数：日本小野公司生产的DF—312容积式油耗仪，测量发动机燃料消耗量。油耗分辨率±0.1mL、时间分辨率±0.1s，测量精度±0.5%；

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3)气体质量流量计参数：上海同圆公司生产的ToCeiL热膜式气体质量流量计，测量发动机进气空气消耗量。最大测量流量600 Kg/h，分辨率±0.1Kg/h、测量精度±1%；

4)空燃比仪：日本NGK生产的A/F-Boost Meter，最大测量空燃比30，分辨率±0.05、测量精度±1%；

5)排放成分分析测试系统仪器为AVL公司的CEB-Ⅱ型排气分析仪，主要参数如表A7-1所示；

表A7-1 CEB-Ⅱ型排气分析仪参数

6)取样探头：不锈钢制成，一端封口的多孔直管，其内径应不大于取样管内径（+0.25mm），壁厚应不大于1.02mm。连接探头和排气管的管接头应尽可能的小，以便使探头的热损失减至最小，其结构示意图如图A7-2所示。

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7.4发动机台架系统装置

7.5试验对象、燃料

7.6试验标准及方法

以上7.4～7.6内容同试验3的3.4～3.6。

7.7试验步骤和试验内容

1）排放仪器预准备主要内容：

（1）打开总电源控制柜内的排放仪电源；

（2）开启排放仪外红色开关电源(计算机系统启动)；

（3）启动计算机系统后，打开显示屏旁小门，开启排放仪内绿色电源开关，排放仪电器开始预热，一般预热需30分钟；

（4）打开CGS电源（颗粒物过滤器），测试前检查CGS内部过滤器是否清洗过及面板温度是否达到180℃；

（5）分析单元、采样管预热；

（6）仪器预热后，进行零点满度校正，校正过程：先打开样气气瓶开关（C3H8、

O2、CO、CO2、NO x 2）试验程序）,再打开气路系统开关,运行零点满度校正自动程序，运行后关闭

样气气瓶开关和气路系统开关，并按说明书的要求进行后续工作。

（1）同试验1的1.7中1）；

（2）当发动机达到预热要求后，选取规定的油门位置（如xx%、100%）进行发动机速度特性试验或选取某一转速、变化油门位置进行发动机负荷特性试验，每次试验适当选择8个以上的测量点；

（3）负荷特性排放试验要求：此次试验的负荷特性转速定为xx（r/min），转速确定后保持转速不变，通过改变节气门位置改变发动机负荷，逐点进行试验。负荷选择由最低扭矩值开始，依次升高，直至节气门位置最大结束。试验中要求作出空燃比值改变的拐点。试验测量数据记录表格，如表A7-2所示；

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（4）外特性、部分油门速度特性排放试验要求：本次试验的节气门开度（TPS）定为xx%。试验点转速由高到低，依次为xx、xx、……（r/min）8个测量点；

（5）试验过程中同步绘制性能的监督曲线，主要有空燃比、排放随转速或负荷变化曲线，通过曲线的变化规律初步判断试验是否正确，以决定试验是否补点或重做；（6）由于时间及条件限制，每组不能完成发动机全部工况点的排放特性试验，要求分组各自完成不同的部分，总结时综合进行分析；

（7）试验结束后需对排放仪进行反吹自动程序，按指导教师要求逐步关闭排放仪的各个开关。

表A7-2 试验数据记录表

7.8试验数据整理及总结分析要求

1）按表A7-2填写试验数据结果表格；

2）分别画出汽油发动机排放污染物CO、THC、Nox、CO2随负荷变化的曲线，图A7-3为其中一例；

3）分析上述曲线形成的原因，并作出其它参数随负荷变化的曲线，图A7-4为其中空燃比、排气温度的曲线；

4）结合上述试验作出的曲线，分析各种排放污染物排放量随负荷变化的规律及原因。

（1）分析在最大负荷点处，各种排放污染物排放量急剧变化的原因；

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（2）分析闭环运行（理想混合气）的负荷范围内，三元催化器的特性。讨论三元催化器后仍然出现一定数量排放污染物的原因。

图例：汽油发动机在2400r/min 负荷特性时各有害物排放量随负荷大小的变化情况如图A7-3所示。

a)

b)

c)

图A7-2 2400r/min 负荷特性的排放量随功率变化曲线

a)

b)

图A7-3 空燃比及排气温度随功率的变化曲线

A /F

P e /( k W )

T /

C

P e /( k W )

排气温度变化曲线

N O X / ( X 10-6 )

P e /( k W )

C O / ( X 10-6 )

P e /( k W )

T H C / ( X 10-6 )

P e /( k W )