汽车试验技术讲解

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1、汽车尾气排放测试 姓 名： 班 级： 目 录 01 02 03 概论 国内外汽车排放标准 尾气排放污染物限值的测试方法 1.汽车排放概论 随着汽车尾气污染的日益严重，汽车尾气排放立法势在必行，世界 各国早在六、七十年代就对汽车尾气排放建立了相应的法规制度，通 过严格的法规推动了汽车排放控制技术的进步，而随着汽车排放控制 技术的不断提高，又使更高标准的制订成为可能。 汽车排放是指从废气中排出的CO（一氧化碳）、HC+NOx（碳氢化合 物和氮氧化物）、PM（微粒，碳烟）等有害气体。 国中轻型汽车即指最大总质量不超过35000kg的 类、 类和 类 的汽车。 有害排放物产生原因危害 CO 1、CH燃

2、料的不完全燃烧； 2、燃烧过程中高温热分解； 3、氧气不足，燃烧温度过低； 4、燃烧室容积过小而使燃烧滞留时间不充分；空气和燃料混合不充分等 CO有毒，在含量到达10ppm时，人就会慢性 中毒，贫血、心脏及呼吸道恶化，含量越高，越 会造成人员中毒死亡。 HC 1、燃烧不完全； 2、燃料供给系统泄漏； 3、燃烧室内的氧气量不足，燃烧室壁面温度过低； 4、混合气形成不充分 HC吸入人体后会破坏造血机能，造成贫血、 神经衰弱等，同时也会致癌。 NOx 1、混合气氧气含量过高 2、燃烧温度过高 NO2会造成血液中血红蛋白变性，易于HC在 阳光紫外线的作用下，产生素性很大的光化学烟 ，含量越高，对人类及

3、动植物危害越大；含量在 100- 150ppm时，人在30min左右就会因肺水肿而 死亡。 PM 燃料的燃烧状态 铅化物：使人贫血、牙齿变 黑、神经麻痹， 已引发血管病、脑溢血和慢性肾炎等疾病。 碳烟：极小的颗粒（0.10.5m）有致癌作 用，会导致慢性病、肺气肿、皮肤病及变态 性疾 病。 2.国内外汽车排放标准 第一阶段： 1960年美国加利福尼亚州政府正式立法汽车排气污染物，1963年颁布限制 汽车排放的新法规； 1970年美国联邦又通过了环境保护法案，严格了汽车排放CO及的标，1973 年又对NOx提出了限制标准。 欧洲经济委员会于1970年颁布实施第一排放法规，控制轻型汽油车排气污 染

4、物和曲轴箱物排放，以后限值每3-4年修订加严一次； 1975年前规定只限制CO和HC排放量； 1976年起，增加了对NOx的限值，从1975年开始实施整套ECE规。 第二阶段： 20世纪70年代以后，世界上各大汽车生产国相继颁布了汽车排放控制标准 ，以欧洲和美国及日本为代表，并逐渐形成三个排放法规体系。欧洲在1972年 起实施ECE15/03标准，20世纪80年代中期加严到ECE15/04，20世纪90年代初欧 洲颁布了轻型车排放标准及第一阶段重型车排放标准(简称欧I标准)，20世纪 90年代中期实施了加严的轻型车排放标准及第二阶段重型车排放标准(简称欧I 标准）。 第三阶段： 20世纪90年

5、代初，美国加州政府根据其自己的环保目标，制订了一套更为 严格的车辆排放标准低排放车辆法规。该法规将轻型车分为过渡低排放车辆 (TLEV)、低排放车辆(LEV)、超低排放车辆(ULEV)和零排放车辆(ZEV)。 欧盟在20世纪90年代开始实施了更加严格的排放法规，对汽车废气排放的 限制越来越严格，相继制定实施了欧洲I号、欧洲号、欧洲号标准、欧 和欧标准及欧标准。 中国从80年代开始着手制定排放法规，20世纪末，参照欧盟排放法规，逐 步制定了国I、国、国。目前我国轻型汽车实行的GB18352.3-2005轻型 汽车排放污染物及测量方法（中国、阶段），2018年全国实施国标 准。 常见的排放标准：

6、排放标准 美国 加州标准 联邦标准 欧洲 日本 中国 国家标准 地方标准 国家机动车污染物排放标准 推行时间轴（由于柴油车推行时 间分地域、分车型，故此时间轴 仅归纳汽油车标准推行时间） 从2016年4月1日起，北京市、天津市、 上海市、河北省、辽宁省、江苏省、浙江 省、福建省、山东省、广东省和海南省的所 有进口、销售和注册登记的轻型汽油车（乘 用车）、轻型柴油客车和重型柴油车均需满 足国五排放标准。随后从2017年1月1日起， 全国所有制造、进口、销售和注册登记的轻 型汽油车和重型柴油车将全部执行国排 放。 A 概念 B 排放限值 C 燃料性能指标 国四与国五汽车排放标准对比 国四指的是轻型

7、汽车污染物限值及测量方法（中国、阶段） ，该标准由环保部门于2005年4月15日发布。汽油车从2010年七月1号 开始执行，全国范围内柴油机实施国四标准的左后时间为2013年七月。 国五指的是轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国五阶段） ，环保部于2013年9月17日发布，2018年1月1日起，全国机动车将全面 实施国五排放标准。目前北上广三地已率先实施汽油车国排放标准。 A: B ： 检测颗粒物浓度是针对缸内直喷，主 要是因为燃油直接喷入高温的气缸内，留 给燃油气化的时间很少，且有可能会在局 部形成过浓的混合气或类似于柴油机的液 态油滴扩散燃烧，造成排放更多微粒。所 以有必要对缸内直喷检测

8、颗粒物浓度。 对于柴油车，氮氧化物（NOX）排放限制严格了28%，碳 氢化合物和氮氧化物（HC+NOX）总和指标严格了23%，而 对于柴油车的颗粒物浓度（PM）限制提升了82%！还有新增 的颗粒物粒子数量（PN）也是冲着柴油车来的，PN标准只对 柴油车检测。相比于汽油车，国五排放标准显然对柴油车要求 更高。 C: 当然，只有发动机技术提 升玩“单挑”是不可能达到国五 的排放标准，必须要连带喝下 去的油品质提升方能达标。说 到油品，国五的油品标准也比 国四要高，主要体现在硫含量 上。 内部文件，注意保密 15 欧标准排放限值 注：PI=点燃式 CI=压燃式 1) 应在4.5mg/km的限值实施之

9、前引入修订后的测量程序 2) 应在该限值实施之前引入新的测量程序 3) 点燃式PM质量限值仅适用于装直喷发动机的车辆 传统检测传统检测 法法 无负荷检测法无负荷检测法 简易工况法简易工况法 遥感遥感检测检测 法法 3.尾气排放污染物限值的检测方法及原理 汽车排放尾气进入大气的途径由发动机排气管、曲轴箱窜气、燃 油蒸发、渗漏四中方式。 无负荷检测法无负荷检测法 原理：由于惰性气体不吸收红外线能量，而 由原子组成的气体（如CO、HC ）能够吸收一定 波长的红外线能量，吸收的能量与其浓度成正 比。 通过废气取样装置除碳渣、水分、灰尘，送 入分析装置。检测汽车排气吸收一定波长范围红 外线后能量的变化，

10、来检测排气中各种污染物的 含量，并将其转化为电信号传送给指示器。 所用设备：不分光红外线排气分析仪 图 四种气体吸收红外线的情况 分 析 装 置 原 理 图 简易工况法简易工况法 简易稳态工况法是美国加州汽车维修管理局（简称Bar）提出的一种更为简单的 工况法，该方法主要是稳定的匀速过程，加载保持固定值。有两个等速工况段： 一是ASM5025工况，车速为25公里/小时。按车辆加速度为1.47米/秒平方时负荷 的50%作为设定功率对车辆进行加载。 二是ASM2540工况，车速为40公里/小时。按车辆加速度为1.47米/秒平方时负荷 的25%作为设定功率对车辆进行加载。 0 5 15 25 90

11、0 5 15 25 90 时间(秒) 40 25 车速（km/h） 快速检查工况 快速检查工况 ASM2540 ASM5025 ASM5025 ASM5025 工况测试工况测试 (1) 启动：经预热后的车辆加速至25.0km/h，测功机以车辆速度为25.0km/h、加速度为1.475m/s2时的输 出功率的50%作为设定功率对车辆加载，工况计时器开始计时（t=0s）。车辆25.0km/h1.5km/h的速度持续 运转5s，如果底盘测功机模拟的惯量值在计时开始后持续3s超出所规定误差范围，工况计时器将重新开始计 时（t=0）。如果再次出现该情况，检测将被停止。 (2) 10s快速检查工况: 系统

12、开始预置10s 之后开始快速检查工况，计时器为t=15s 时分析仪器开始测量， 每秒钟测量一次，并根据稀释修正系数及湿度修正系数计算10s 内的排放平均值。运行10s（t=25s） ASM5025 快速检查工况结束。快速检查工况的10s 内的排放平均值经修正后如果等于或低于限值的50，则 测试合格，检测结束； (3) 90s检查工况: 车辆运行至90s（t=90s）ASM5025 工况结束。测功机在车速25.0 km/h1.5km/h 的允 许误差范围内，加载扭矩应随车速的变化做相应的调整，保证加载功率不随车速改变。扭矩允许误差为该工 况设定扭矩的5%，测试结果有效。如果所有检测污染物连续10

13、 秒的平均值均低于或等于限值，则该车应判 定为ASM5025 工况合格，继续进行ASM2540 检测；如任何一种污染物连续10 秒的平均值超过限值，则测试 不合格，检测结束。在检测过程中如任意连续10s 内的任何一种污染物10 次排放值经修正后均高于限值的 500，则测试不合格，检测结束。 （1) 启动：车辆从25km/h 直接加速至40km/h，测功机根据测试工况要求加载，工况计时始计时（t=0s）， 车辆保持40 km/h1.5km/h 持续运转5s，如果底盘测功机模拟的惯量值在计时开始后持续3s 超出所规定误差范 围，工况计时器将重新开始计时（t=0）。如果再次出现该情况，检测将被停止。

14、系统将根据分析仪最长响应时 间进行预制，（如果分析仪响应时间为10s，则预时间为10s，t=15）然后系统开始取样。 (2) 10s快速检查工况:系统开始预置10s 之后开始快速检查工况，计时器t=15s 时分析仪器开始测量，每 秒钟测量一次，并根据稀释修正系数及湿度修正系数计算10s 内的排放平均值。运行10s（t=25s）ASM2540 快 速检查工况结束。快速检查工况的10s 内的排放平均值经修正后如果等于或低于限值的50，则测试合格，检测 结束； (3) 90s检查工况:车辆运行至90s（t=90s）ASM2540 工况结束。测功机在车速40.0km/h1.5km/h 的允许 误差范围

15、内，加载扭矩应随车速的变化做相应的调整，保证加载功率不随车速改变。扭矩允许误差为该工况设定 扭矩的5%。测试结果有效。如果所有检测污染物连续10 秒的平均值均低于或等于限值，则该车应判定为合 格。如任何一种污染物连续10 秒的平均值超过限值，则测试不合格，检测结束。在检测过程中如任意连续10s 内的任何一种污染物10 次排放值经修正后如高于限值的500，则测试不合格，检测结束。 ASMASM25402540 工况测试工况测试 遥感检测法遥感检测法 此方法用于检测在道路上行驶的车辆的排气污染 物，其主要利用的是分子对不同波段的吸收光谱特性 原理。当遥测设备的光源发生器发出红外光(或激光) 和紫外光光束时，其道路对面的红外线(或激光)和紫 外光反光镜又将其反射回设备的光源检测器，道路上 行驶的车辆通过这些光束时，发动机排出的尾气会对 红外光(或激光)产生吸收，红外线发射接收器通过分 析接收光光谱的变化情况，计算出车辆行驶中排放各 种污染物的容积浓度，并同时由车辆辨别系统记录下 车辆的车牌号码、速度传感器测量车辆行驶速度和加 速度、气象仪器记录环境参数。