《第五节汽车排放污染物与噪声的检测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五节汽车排放污染物与噪声的检测（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五节 汽车排放污染物与噪声的检测,主要内容： 汽车排放污染物的检测 汽车噪声检测,第一部分 汽车排放污染物的检测,一、汽车排放污染物及其危害 1一氧化碳 汽车排放中的CO是燃料不完全燃烧的产物。CO被人体大量吸入后会使人感觉恶心、头晕及疲劳，严重时会使人窒息死亡。 2碳氢化合物 汽车排放中的HC是多种碳氢化合物的总称，是发动机未燃尽的燃料分解或供油系中燃料的蒸发所产生的气体。它能引起光化学反应生成光化学氧化剂，且生成甲醛，形成烟雾，对人的眼、鼻和咽喉粘膜有较强的刺激作用，严重时可致癌。,汽车排放污染物及其危害,3氮氧化合物 汽车排放中的NOx是复杂氮氧化合物的总称，主要包括NO2和NO。 N
2、O毒性较小。 NO2是一种刺激性很强的污染物，它能刺激眼、鼻粘膜，麻痹嗅觉，甚至引起肺气肿；NO2还是形成酸雨及光化学烟雾的主要物质之一。 4微粒 汽车排放中的微粒是发动机排气中各种固体或液体微粒的总称。微粒，往往吸附有许多有机污染物、重金属元素和一些致癌物质，因而当其沉积到人体肺部时，会严重危害人体的健康。,汽车排放污染物及其危害,5硫化物 汽车排放中的硫化物主要为二氧化硫（SO2），由所用燃料中的硫和空气中的氧反应生成。SO2有强烈的气味，它本身可刺激咽喉与眼睛，严重时可使人中毒，引起呼吸道疾病。SO2还是形成酸雨的主要成分，它能严重污染河流、湖泊等水系，使土壤和水源酸化，殃及野生动植物的
3、生存安全。 一氧化碳、碳氢化合物在汽油车排放污染物中占主导地位，而排放微粒则是柴油车的主要污染物。,二、汽车排放污染物检测技术,（一）汽车排气成分分析 1不分光红外线分析仪 不分光红外线分析仪适宜检测汽车排放中的CO、CO2，也可检测HC。,2五气体分析仪,五气体分析仪用来检测CO、CO2、HC、NOx、O2的浓度。这种五气体分析仪通常采用NDIR原理测量CO、CO2、HC，用CLD原理测量NOx，用氧传感器法测量O2。因CLD原理测量NOx浓度的设备结构复杂，故市场上提供的在线快速检测用的五气体分析仪多用NDIR原理测量NOx浓度，但其测量NOx的精度较低。,1）NDIR分析法,NDIR是不
4、分光红外线（Non-Dispersive Infra-Red）的简称，利用NDIR原理制造的排气成分分析仪称为不分光红外分析仪（Non-Dispersive Infra-Red Analyzer，）。,a）FGA-4100汽车NDIR排气分析仪 b）FLA-501系列汽车NDIR排气分析仪 汽车NDIR不分光红外排气分析仪,气体的红外吸收光谱,（1）NDIR基本检测原理,CO、HC分别具有吸收一定波长红外光的性质，其浓度与吸光量成正比。,（2）不分光红外线CO和HC气体分析仪,不分光红外线CO和HC气体分析仪（图9-4）是一种能从汽车排气管中采集气样，并对其中所含CO和HC的浓度进行连续测量的
5、仪器。它由废气取样装置、气体分析装置、浓度指示装置和校准装置等组成。,MEXA 324 F型不分光红外线CO和HC气体分析仪,2）FID分析法,FID是氢火焰离子分析仪（Hydrogen Flame Ionization Detector，）的简称。,用FID分析发动机排气中的碳氢化合物是目前最有效的方法。它具有很高的灵敏度，其检测极限最小可达10-9数量级，而且线性和频响特性好，对环境温度及大气压力也不敏感。,FID氢火焰离子分析仪实物照片,FID工作原理图,3）CLD分析法,CLD是化学发光分析仪（Chemiluminescent Detector，）的简称。用CLD分析排气中的NOx是目
6、前最好的方法。,CLD化学发光分析仪,CLD检测原理图 1-流量计；2-二通阀；3-催化转化器；4-抽气泵；5-O3发生器； 6-反应室；7-光电倍增器；8-放大器；9-指示仪表；10-高压电源,4）综合分析法,综合分析法是利用汽车综合排放分析仪同时进行快速检测汽车排气中CO、CO2、HC和NOx的方法。这种检测方法能全面反映汽车污染物的排放情况，能满足发动机台架试验或整车底盘测功机试验的排放测量要求。,五气体分析仪,（二）汽车排气烟度计,柴油车的排烟常用不透光烟度计检测。分流式不透光烟度计是利用光线通过部分烟气时透光的衰减率来测量排气烟度的，如图所示。,排气烟度测量,柴油机的排烟主要有黑烟、
7、蓝烟和白烟，其排烟的多少以烟度来表征。常用的烟度计（smoke meter）有滤纸式烟度计和不透光烟度计。,1.用滤纸式烟度计测量烟度,滤纸式烟度计是一种用滤纸收集排烟，再比较滤纸表面对光的反射率来测量烟度的仪器。,1）基本检测原理,滤纸染黑的程度不同，则对照射到滤纸表面光线的反射能力不同。据此烟度值SF可表示为：,式中 SF滤纸式烟度值，FSN（filter smoke number）； Ro污染滤纸的反射因数； Rc洁白滤纸的反射因数。,RoRc的值由0到100%，分别对应于全黑滤纸的反射和洁白标准滤纸的反射。当污染滤纸为全黑时，烟度值为10；滤纸无污染时，烟度值为0。,2）滤纸式烟度计结
8、构原理,滤纸式烟度计有手动（图9-11）、半自动和全自动（图9-12）三种类型。,图9-11手动滤纸式烟度计,图9-12 FBY-201全自动滤纸式烟度计,滤纸式烟度计主要由取样装置、烟度测量与指示装置、控制装置、校准装置等组成，如图所示。,滤纸式烟度计结构简图,烟度测量与指示装置,2.用不透光烟度计测量烟度,不透光烟度计（smoke opacimeter，又称消光式烟度计）是一种根据光在排气中被烟气消减的程度来测量烟度的仪器。,不透光烟度计可分为全流式和分流式两类。全流式不透光烟度计（图9-15）通过测量全部排气的透光衰减率来检测烟度，而分流式不透光烟度计（图9-16）则是通过测量由取样管引
9、入的部分烟气的透光衰减率来检测烟度。,图9-15 全流式不透光烟度计,图9-16 分流式不透光烟度计,1）基本检测原理,不透光烟度计基本检测原理图,式中0入射光通量（luminous flux），lm； 出射光通量，lm； K光吸收系数，； L光通道有效长度，m。,单位时间内由光源（/被照物）所发出（/吸收）的光能,由式（9-4）可得：,由于我国新的排放标准中用光吸收系数作为柴油机排放烟度的评价指标，因此不透光烟度计应使用光吸收系数作为计量单位，它是一种光吸收的绝对单位。,但有的不透光烟度计用不透光度作为计量单位，其不透光度是指光线被排烟吸收而不能到达光接收器的百分率。仪表的不透光度可用下式换
10、算为光吸收系数：,（9-5）,（9-6）,式中 N不透光度读数（）； K相应的光吸收系数值。,两种计量单位的刻度范围均以光全通过时为零，光全吸收时为满量程。即烟气完全不吸光时，N0，K0；光线完全被烟气吸收时，N=100时，K（m-l）。,2）全流式不透光烟度计结构原理,全流式不透光烟度计结构原理图 1-排气管；2-排气导入管；3-检测通道；4-光源； 5-光电池（光电检测单元）；6-烟度显示记录仪,3）分流式不透光烟度计结构原理,分流式不透光烟度计结构原理图 1-光源；2-排气入口；3-排烟测试管；4-光电池； 5-转换手柄；6-空气校正管；7-鼓风机；8-排气出口,不透光烟度计结构原理图,
11、三、汽车排放污染物检测方法,（一）怠速法 1怠速测量法 2双怠速测量法 （二）工况法 1稳态工况法（ASM） 2瞬态工况法 （三）烟度法 1稳态烟度测量 全负荷烟度测量法 加载减速工况法 2非稳态烟度测量 四、随车检测诊断法,双怠速工况法 （1）测量标准 对于按照GB18352.32005轻型汽车污染物排放限值及测量方法(I)或GB 18352.32005(轻型汽车污染物排放限值及测量方法(II)的要求生产制造的点燃式发动机汽车以及装用符合GB 147622002（国2）车用点燃式发动机及装用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法第二阶段排放限值的点燃式发动机的汽车，使用的排放测量仪器，
12、如取样管、软管、泵、水分离器、过滤器、零气端口、校准端口、探测元件数据系统和显示器件控制调整装置都有规定。,轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国、阶段),Limits and measurement methods for emissions from light-duty vehicles (, ) GB 18352.32005, 2007-07-01实施 为贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法，防治机动车污染物排放对环境的污染，改善环境空气质量，制订本标准。 本标准规定了装用点燃式发动机的轻型汽车，在常温和低温下排气污染物、曲轴箱污染物、蒸发污染物的排放限值及测量方
13、法，污染控制装置的耐久性要求，以及车载诊断（OBD）系统的技术要求及测量方法。 本标准规定了装用压燃式发动机的轻型汽车，在常温下排气污染物的排放限值及测量方法，污染控制装置的耐久性要求，以及车载诊断（OBD）系统的技术要求及测量方法。 本标准也规定了轻型汽车型式核准的要求，生产一致性和在用车符合性的检查与判定方法。 本标准也规定了燃用LPG或NG轻型汽车的特殊要求。 本标准也规定了作为独立技术总成、拟安装在轻型汽车上的替代用催化转化器，在污染物排放方面的型式核准规程。 本标准适用于以点燃式发动机或压燃式发动机为动力、最大设计车速大于或等于50km/h的轻型汽车。 本标准不适用于已根据GB 17
14、691（第阶段或第阶段）规定得到型式核准的N1类汽车。,（2）测量步骤 应保证被检测车辆处于制造厂规定的正常状态，发动机进气系统应装有空气滤清器，排气系统应装有排气消声器，并不得有泄漏。 应在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测量仪器。测量时，发动机冷却液和润滑油温度应不低于80，或者达到汽车使用说明书规定的热车状态。 发动机从怠速状态加速至70%额定转速，运转30s后降至高怠速状态。将取样探头插入排气管中，深度不少于400 mm，并固定在排气管上。维持15s后，由具有平均值功能的仪器读取30s内的平均值，或者人工读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为高怠速污染物测量结
15、果。,对于使用闭环控制电子燃油喷射系统和三元催化转化器技术的汽车，还应同时读取过量空气系数()的数值。 发动机从高怠速降至怠速状态15s后，由具有平均值功能的仪器读取30s内的平均值，或者人工读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为怠速污染物测量结果。 若为多排气管时，取各排气管测量结果的算术平均值作为测量结果。 若车辆排气管长度小于测量深度时，应使用排气加长管。,（3）单一燃料车和两用燃料车 对于单一燃料汽车，仅按燃用气体燃料进行排放检测;对于两用燃料汽车，要求对两种燃料分别进行排放检测。 （4）测量结果判定 如果检测污染物有一项超过规定的限值，则认为排放不合格。 对于使用闭环控制电子燃油
16、喷射系统和三元催化转化器技术的车辆， 如果检测的过量空气系数()超出相应要求，则认为排放不合格。 （5）在用汽车的排放监控 自2005年7月1日之日起，全国点燃式发动机在用汽车排放监控，采用本标准规定的双怠速法排气污染物排放限值及测量方法；在机动车保有量大、污染严重的地区，也可按简易工况法。,稳态工况法 （1）测试运转循环 在底盘测功机上的测试运转循环由ASM5025和ASM2540两个工况组成。如图所示。,车辆驱动轮位于测功机滚筒上，将分析仪取样探头插入排气管中，深度为400 mm，并固定于排气管上。对独立工作的多排气管应同时取样。 ASM 5025工况。车辆经预热后加速至25km/h，测功机据测试工况要求加载，工况计时器开始计时(t=0s)，车辆保持25km/h 1.5km/h等速5s后开始检测。当测功机转速和扭矩偏差超过设定值的时间大于5s，检测应重新开始。然后系统据规定开始预置10s后开始快
