汽车排放污染物的检测.

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1、模块四 汽车公害检测 课题一 汽车排放污染物检测 汽车排放污染物与环境 n光化学烟雾 洛杉矶化学烟雾事件(1943) 伦敦烟雾 （1952） n酸雨 我国70%地区出现过 n温室效应 全球问题 1943年美国洛杉矶市的250万辆汽车每天燃 烧掉1100吨汽油，汽油燃烧后产生的碳氢化合物 等在太阳紫外光线照射下引起化学反应，形成浅 蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。 后来人们称这种污染为光化学烟雾。1955年和 1970年洛杉矶又两度发生光化学元素烟雾事件， 前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后 者使全市四分之三的人患病。 1952年伦敦烟雾事件是1952年12月5日9日 发生在

2、伦敦的一次严重大气污染事件。这次事 件造成多达12000人因为空气污染而丧生，并推 动了英国环境保护立法的进程。 被酸雨腐蚀的树林 发动机的三种污染源 发动机废气 （55%） 曲轴箱窜气（20%-25%） 燃油汽蒸发 （20%） 一、汽车排放污染物及其危害 1.一氧化碳（CO）气体 成因：是燃料不完全燃烧的产物。 （即混合气太浓或燃烧质量不佳）。 碳氢燃料的高温氧化生成 危害：浓度0.001%引起慢性中毒 浓度0.012%，1小时后死亡 （与血液中的血红蛋白结合 ） 2.碳氢化合物（HC） 成因：发动机未燃尽的燃料分解 或供油系中燃料蒸发所产生。 - 壁面激冷效应 - 缝隙效应 - 缸壁润滑油

3、膜的吸收和蒸发 危害：形成光化学烟雾 3、氮氧化合物（NOX) 成因：在高温（1800）和 高浓度氧气的条件下氮和氧 才能发生反应，生成NOX(主要 是NO和NO2)。 危害：产生与CO相似的严重 后果。引起肺水肿,同时刺激 眼、鼻粘膜。 4、硫化物（SO2) 成因：燃料中的硫和空气中 的氧气反应生成。 危害：形成酸雨 5、碳烟（微粒） 成因：不完全燃烧的产物 危害：影响呼吸系统，引 起恶心头晕。 6、二氧化碳 成因：燃烧产生 危害：温室效应，在欧洲温 室气体排放总量中，交通污染 约占21%，是欧洲空气质量恶化 和导致癌症、呼吸与心血管系 统疾病死亡率上升的主要元凶 。 尾气成分与空燃比的关系

4、 汽车排放污染物的表示方法 n浓度排放量 CO、CO2和O2 % HC和NOx ppm 1ppm=1mg/kg=1mg/L=110-6 n质量排放量 g/h或g/测试 n比排放量 g/Km 二、内燃机排放法规 . 分为轻型车和重型车排放法规 .国外排放法规 美国法规 欧洲法规 日本法规 美国法规 最早的加利福尼亚标准测试循环，年诞生。 70年代，美国EPA制定了新的排放测试循环， ，轻型车的排放测试循环 循环（001年后），由，0,06 三个循环组成 重型车，稳态工况，年，采用瞬态测试循环 加州排放法规，世界上最严厉的排放法规 欧洲法规 最早的，七十年代，轻型车的，十五工况 循环。 重型车，采

5、用稳态工况，000年 ，欧排放采用新的工况，稳态工况测 试循环。确定，三个转速瞬态。 同时要进行快速烟度测试，要在瞬态测功机上进 行。 欧洲瞬态测试，循环 欧盟指令70/220/EEC详细描述了针对轻型机动车（乘用车和轻型车 ）的排放法规 随着机动车排放控制技术的不断发展，对环境保护的要求日益提高， 该指令历经多次修改，即所谓的欧1, 欧2, 欧3和欧4 、欧5等机动车 排放法规，对有害排放物的限制不断提出了更高的要求 欧洲机动车排放法规对柴油车和汽油车的CO, HC, NOx 以及颗粒排 放分别制定了相应的排放限值 欧洲排放法规的实施，一般自实施之日起，要求新认证车型即必须满 足新的排放限值

6、要求。而对于目前正在生产的车型，则要求一年以后 必须满足新的排放限值 中国目前有关轻型机动车辆排放控制的国家标准基本上是参照相应的 欧盟指令来制定的, 也就是我们经常提到的国1, 国2, 国3, 国4 欧洲机动车排放法规综述 指令代号 简称 适用车型 91/441/EEC欧1乘员数不多于6人且总重不大于2.5吨的乘用车 93/59/EEC欧1 乘员数为79人和/或总重大于2.5吨但不大于3.5吨的乘用车 94/12/EC欧2乘员数不多于6人且总重不大于2.5吨的乘用车 96/69/EC欧2乘员数为79人和/或总重大于2.5吨但不大于3.5吨的乘用车 98/69/EC欧3 + 欧4总重不大于3.

7、5吨的乘用车和载货车 深圳 国1国2国3国4 201 2 201 1 201 0 200 9 200 8 200 7 200 6 200 5 200 4 200 3 200 2 200 1 200 0 199 9 计划待审批中 上海 广州 国1国2国3国4 国1国2国3国4 201 2 201 1 201 0 200 9 200 8 200 7 200 6 200 5 200 4 200 3 200 2 200 1 200 0 199 9 计划 计划 + OBD 09/2006 国3 待审批中 中国机动车排放法规的实施 其他城市 适用车型：M1类乘员不多于6人且总重不大于2.5吨的乘用车； M

8、1, M2 及N1类，总车重不超过3.5吨的轻型车 欧3(国3)排放法规对燃油品质的要求 汽油 参数 欧2欧3 主要影响 蒸汽压(夏季) kPa 70 max.60 max. 蒸发排放 硫含量mg/kg 500 max.150 max. 排放控制系统失效 苯含量% v/v 5.0 max.1.0 max. 空气质量，公众健康 芳烃含量% v/v n/a 42 燃烧室沉积物，苯排放 烯烃含量% v/v n/a 18 沉积物的生成 MMT mg/kg 无 无 排放控制系统失效 参数 欧2 欧3 主要影响 密度kg/m 860 max. 845 max. PM/NOx排放 硫含量mg/kg 500

9、max. 350 max. PM排放, 除NOx催化剂失效 多环芳烃含量 % m/m n/a 11 PM排放, NOx生成 十六烷值 49 (min.) 51 (min.) 发动机工作性能, HC排放 润滑性m 460 (max.) 460 (max.) 发动机运转 欧3(国3)排放法规对燃油品质的要求 柴油 我国的排放法规 我国从我国从0 0年代开始着手制定排放法规，年代开始着手制定排放法规，0 0世纪世纪 末，参照欧盟排放法规，制定自己的排放法规末，参照欧盟排放法规，制定自己的排放法规 制定的主要排放法规：制定的主要排放法规： l l 车用汽油机怠速污染物排放法规车用汽油机怠速污染物排放法

10、规 l l 车用柴油机排气烟度和可见排气污染物排放法车用柴油机排气烟度和可见排气污染物排放法 规，包括全负荷烟度排放法规，自由加速度烟度规，包括全负荷烟度排放法规，自由加速度烟度 排放法规，排气可见污染物排放法规排放法规，排气可见污染物排放法规 l l 轻型车用内燃机污染物排放法规轻型车用内燃机污染物排放法规 l l 重型车用内燃机污染物排放法规重型车用内燃机污染物排放法规 我国的排放法规 重型车用内燃机污染物排放法规重型车用内燃机污染物排放法规 压燃式发动机和装压燃式发动机和装 用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测试方用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测试方 法法 20012001车用压

11、燃式发动机排气车用压燃式发动机排气 污染物限值及测量方法污染物限值及测量方法 我国的排放法规 最新颁布了最新颁布了200200 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污 染物排放限值及测量方法（中国染物排放限值及测量方法（中国、阶段）阶段） 005005车用压燃式发动机和压燃式车用压燃式发动机和压燃式 发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法 1835.21835.2001001轻型汽车污染物排放限值及测量轻型汽车污染物排放限值及测量 方法（中国方法（中国、阶段）阶段） 二、汽车排放污染物的检测技术 （一）排气成分

12、分析方法： 1、不分光红外分析法（NDIR) nNDIR根据不同气体对红外线的选择性吸收原理来实现 。如CO能够吸收4.7m波长的红外光线。 n主要测量CO和CO2 n对NO和HC测量精度较低 2、氢火焰离子法(FID) n利用某些气体在高温火焰中 的电离现象，通过检测电极 间的离子电流来测定气体浓 度。 nHC的标准测量方法。 n灵敏度高，可用于稳态工况 或瞬态工况。 3、化学发光法（CLD) nCLD是测量NOX浓度的标准方法 。 n被测气体中的NO与O3反应产生 化学发光现象，这种化学发光的 强度与NO浓度成正比。 nNO2转换为NO后（转化器）， 再进入化学发光室，转化效率应 大于90

13、%。 4、综合分析法（尾气分析仪） 尾气分析仪的构造 n该分析仪是从汽车排气管内收集取 出汽车的尾气，并对气体中所含有 的CO、HC、CO2、NOX、O2的 浓度进行连续测定。它主要由尾气 采集部分，尾气分析部分，尾气指 示部分和校正装置等构成。 废气取样装置 n如图所示，由探测头、过滤器、导管、水 分离器和泵等构成。用探头、导管、泵从 排气管采集尾气。排气中的粉尘和碳粒用 过滤器滤除，水分用水分离器分离出去。 最后，将气体成分输送到分析部分。 废气分析装置 不分光红外分析法 CO、 CO2 氢火焰离子法 CH 化学发光法 NOX 氧传感器 O2 校正装置是为了维持测定器的指示精 度、保持准确

14、的测定值而设置的。校正装 置有用标准气体进行校准的校准装置和机 械的简易校正装置两种。 （1）标准气体校正装置 标准气体校正装置是用标准气从专用注 入口直接注入分析部分，通过标准气体浓 度和仪表指示值的比较，进行校正。 （2）简易校正装置 简易校正装置是用遮光板来改变通过分 析部分测定室侧的红外线数量,来进行指示 针的简易校正。 校正装置 显示装置 尾气的浓度指 示部分根据分 析部分传来的 电信号，在CO 指示表上CO浓 度以容积百分 数(%)为单位， 在HC指示表上 HC浓度以正己 烷当量容积百 万分数(10-6或 ppm)为单位直 接指示出来。 （二）烟度的测量 1、滤纸式烟度计 n使排气通过白色滤纸，碳烟沉 积。 n灯光照射滤纸表面，用反射率 表示。范围010，0表示洁净滤 纸，10表示完全染黑。 n简单便宜，适于人工检测。 n不适于测量白烟和蓝烟。 2、不透光法 n利用碳烟对光的吸收作用，测 定透过碳烟后光的衰减程度来 测定排气烟度。 n表示方法用0%100%，0%表 示被测废气不吸光，100% 表示光线完全被废气吸收。 n可以连续测量（稳态和非稳态 ） n低烟度时有较高的分辨率。 不透光烟度计 为控制在用汽车排