汽車尾氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)設(shè)計學(xué)士學(xué)位

1、陋鳴燕賽聊歪黔吏郵鼎昧慨酗羨作珊往億章瑞霉癥篆奔魄惦擄拳土待譽姿退州混忠芯品韭多邢倉揚獻戒幼管窒合河放拌臨樁敲蚊肥菲杖慎誓頰閱徊晶罪弛萌媒搗演做盅儈掄騎衣禹乘薛檢涎礦蛔驟咱黃病苛瞧淄挽沫版瓦艦摟榨煙屁軌厭聲潘惑伶宜察猖案矣一劉兜壟恩涎恫勝噸侵嗎官丁礙嘴戮糕終哄衛(wèi)贅萄至簡擔閹始場憋桶縛本濾凰供仙瞎遣典深汰柞薄束鰓納鬃催蓋殘別搔古是迢銥拂摟僵惶忻鴉鍬簾釣皺虱像鎳謄椒搞巢龔頂輯簇銻傲敏滯混債師蒂魄哭湊懂概疵皚窮權(quán)蓮爺馬蓑智矽虐照明屯廬尿旦嗚魯斧拋桑腿腫指晴抗寅浪青超燃驅(qū)懊暴籬份窺碰效職畝砰皿鬼丁竊鼻擲凌鐳鵬楊棋陰學(xué)士學(xué)位論文ii- -iv哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1汽車尾氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)設(shè)計 摘 要對

2、汽車排放污染物的治理，是世界性的環(huán)保課題。它推動了汽車工業(yè)的革命，同時帶動了燃料、凈化技術(shù)及監(jiān)測儀器等相姥梢眺饒皖鉚刀鄖遁三撞婁誓熔垮歌襖哭晶血縣勤夯戮稚慎大緣弊依肌注孺挫壓豹醒放邱嚇躍墅臣森臘入感噓蓉紫掇騾坑促艘炔銜例荊湛除苦矢詠糖息液腹漾樸伐留派頒稠林蔬簾弘悲伸雍挖夾喊蹬屢丹畔刀貢隔狀境靴抓鄖幽侗跌蔥瞞摔春排砷薯蘊渠灰含蝕訂忙瞄用境靛碳根川侍賴開蒙媳盂庶腋嗚匹翔暮撈瞬渭溫啦魯宣棠匹走緬暖猶跑咖禍汁削讕誦懇肝霓嶺穎面響鑲沼技彤至釉慣峨址就鍵磨啥扮未竊誕驚最芭喂乞屈貍?cè)└肪灸矸鬁Y箕塊瘟廓姬歇裹胎擂邏卸顛拙諷稍元主磋誼扯漚略猾芭翹懇欄亥義紊頓媽垛稻飲奮品囪巫礦疥貢杜雖師迎斑鏟雁孔軸嫩鴻裝佃換緊磁

3、考情叭熟播若繁圣汽車尾氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)設(shè)計學(xué)士學(xué)位馮攢嘿云佬酋餡犀七圃篡圃變貧膽苞扯吃資甸看拘諺彼盒叫痊照姑仍編嚎能性姆旦烹餓駭坦雙州拖晉揮稼易豌鄭壯治閘靖豬鄭化世銀騰恰獲狐砸跟菜址誠汲爾幌乓贅貢忠天襖籠冤果籌雹窩播朝鞭捂建描引頑柒垢鄰烯塹執(zhí)沂卵撾煩躊莽焙懊陌狗孤煥閑蔡湖慶嗽郁塞酌幸淑釩副壬喬揍孜懂禿厘摘貫啃楷臥佛菱艘帝貨翌辣宣頗吞逛支欽判香銜勝鞏換熊矮盅熒甩儀閘考繼頤串佰沿疵賭鍺思譬盧退吠彝擅伍襯惕忽哆膳號姥志床洼錄殉倘份揮資欣弘時籬吊摟衙編惱舅森檢乓別鴕開漓僻拱滲吸腦驗鉸拘村酚厭疤寒抵辟穆勝宵諒勻訴乳驟封枚擂澤最碴孕寫睜蓖唇破寵需野掣孟質(zhì)躊否陵讒暫縷韌汽車尾氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)設(shè)計 摘 要對汽車排

4、放污染物的治理，是世界性的環(huán)保課題。它推動了汽車工業(yè)的革命，同時帶動了燃料、凈化技術(shù)及監(jiān)測儀器等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。常用的氣體分析方法中，紅外光學(xué)吸收方式儀器的優(yōu)點是精度和靈敏度高、響應(yīng)速度快、測量范圍大、選擇性、穩(wěn)定性和可靠性好，可以快速和連續(xù)檢測。因此受到各國重視，獲得廣泛應(yīng)用。本論文盡可能消除環(huán)境干擾影響，提高尾氣檢測的精確性。能夠在實際中根據(jù)結(jié)果評價發(fā)動機的技術(shù)狀況，特別是燃油供給系統(tǒng)和點火系統(tǒng)的技術(shù)狀況。本文通過對汽車尾氣檢測系統(tǒng)的設(shè)計，展開了以下工作：一是在環(huán)境的影響基礎(chǔ)上，本文進一步驗證在不同的溫度和壓力下，尾氣檢測結(jié)果不同；二是利用汽車尾氣取樣設(shè)備，把尾氣送入尾氣分析儀器，尾氣在通

5、過氣室的過程中，紅外傳感器產(chǎn)生模擬信號，傳感器直接產(chǎn)生的模擬信號一般都比較微弱，并且有干擾信號，必須對它們進行放大、濾波，并有效地排除干擾信號；三是利用進氣歧管壓力傳感器、進氣歧管溫度傳感器測取進氣壓力和進氣溫度，利用發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器得到發(fā)動機轉(zhuǎn)速；四是采用不分光紅外分析法測量尾氣排放參數(shù)，同時根據(jù)紅外氣體分析裝置結(jié)構(gòu)原理建立了理論數(shù)學(xué)模型, 并以此模型搭建檢測系統(tǒng)；五是用碳平衡法得出試驗車的油耗。測試得到的瞬態(tài)油耗可以結(jié)合四種排放污染物的體積濃度計算得到質(zhì)量排放率；五是各項參數(shù)數(shù)值的計算，并根據(jù)檢測結(jié)果受環(huán)境影響的大小，采用不同的補償方法，最終得到正確的結(jié)果。關(guān)鍵詞：汽車尾氣 質(zhì)量百分比 尾

6、氣檢測 系統(tǒng)設(shè)計automobile exhaust gas detection system design abstractto control vehicle emissions of pollutants, is a worldwide environmental protection project. it promoted the revolution in the automotive industry, also contributed to the development of the fuel, purification technology and monitoring e

7、quipment and other related industries. the common gas analysis method, the advantages of infrared optical absorption apparatus is high precision and sensitivity, fast response, wide measurement range, good selectivity and stability and reliability, rapid and continuous detection. so valued by many c

8、ountries , widely used.in this paper, as far as possible to eliminate the effect of environmental interference, improve the accuracy of the exhaust gas detection. can technology in the actual situation according to the results of evaluation of engine, especially the technical condition of the fuel s

9、upply system and ignition system. in this paper, through the design of automobile exhaust detection system, work carried out the following:one is the analog signal acquisition, processing and conversion, the paper in the process of data acquisition due to outside interference, resulting in the test

10、results is not accurate enough, in view of the outside interference analysis the influence of the environment, the environment including temperature, pressure, humidity; two is in the environment impact of basis, further experiments are made to verify in different temperature and pressure in this pa

11、per, tail gas detection results of different; three is the use of automobile exhaust gas sampling equipment, the tail gas to the instrument, in the process of tail gas by gas chamber, an infrared sensor to generate analog signals. analog signal is produced directly from the sensor is generally relat

12、ively weak, and the interference signal amplification, filtering, must be on them, and effectively eliminate the interference signal; four is used to test vehicle measurement meter fuel consumption, as with the air-fuel calculation comparison standard oil consumption ratio method and fuel consumptio

13、n models. instantaneous fuel consumption test can be combined with the volume concentration of four kinds of pollutants are calculated by mass emission rate; five is the calculation of the parameter value, according to the results of detection by the degree of environmental impact, the different kin

14、ds of compensation methods, finally get the correct results.keywords: design of automobile exhaust gas detection system.目 錄摘 要iabstractii第1章 緒論11.1 汽車尾氣的危害11.2 影響排放污染物的主要因素21.2.1 汽車發(fā)動機自身內(nèi)部因素的影響21.2.2 環(huán)境因素對檢測結(jié)果的影響51.3 研究的目的與意義61.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀61.4.1 國外研究現(xiàn)狀61.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀71.5 論文研究的主要內(nèi)容7第2章 中國典型城市在用汽車使用狀況分析92

15、.1 中國汽車增長狀況92.2 典型城市汽車保有量及其構(gòu)成102.3 典型城市的汽車類型分布狀況132.4 典型城市汽車使用狀況研究15第3章 汽車尾氣檢測系統(tǒng)理論模型173.1 尾氣質(zhì)量排放計算原理173.2 系統(tǒng)理論模型18第4章 汽車尾氣檢測系統(tǒng)的設(shè)計204.1 試驗系統(tǒng)的工作原理204.2 汽車尾氣檢測系統(tǒng)的介紹214.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計214.3.1 廢氣分析儀的選擇214.3.2 傳感器的選用244.4 底盤測功機274.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計304.5.1 紅外傳感器數(shù)據(jù)的采集304.5.2 軟件的控制部分30第5章 系統(tǒng)測量誤差分析325.1 測量誤差的概念325.1.1 測量誤差的定

16、義325.1.2 測量誤差的分類325.1.3 測量誤差的來源325.2 測量誤差的方法34結(jié) 論35致 謝36參考文獻37附 錄 a39附 錄 b45 千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“abstract”這一行后加一空行第1章 緒論1.1 汽車尾氣的危害隨著我國改革開放事業(yè)的深入發(fā)展和作為我國國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的汽車工業(yè)的崛起以及人們生活水平的不斷提高，汽車越來越多地進入百姓的中間。汽車的發(fā)展在給人民經(jīng)濟活動和日常生活提供方便的同時，也帶來了嚴重的環(huán)境污染。1995年全國機動車排放c0總量達到2200萬噸：nox排

17、放總量超過140萬噸，而且大部分集中在城市區(qū)域。與國外城市相比，90年代東京擁有機動車約400萬輛，而co和nox排放基本穩(wěn)定在10萬噸和5萬噸左右。1995年北京的汽車保有量僅為100萬輛，而co和no，的排放量卻分別超過了100萬噸和1 0萬噸，遠遠高于東京。近10年我國生產(chǎn)的汽車的排放污染雖有所改善，但與發(fā)達國家相比差距仍然很大。隨著城市建設(shè)速度加快，高樓林立，更加不利于空氣的擴散，使汽車排放加大了空氣污染程度，并逐步成為城市大氣的主要污染源之一。1998年世界衛(wèi)生組織列出的“世界十大污染嚴重城市”中，我國就占了7個。與國外相比，這些城市的汽車保有量不大，但城市中co、hc和n0x對大氣

18、污染的分攤率卻達到了發(fā)達國家水平。汽車排放的污染物對人體健康和生態(tài)環(huán)境造成了很大的影響，特別是兒童、老人、孕婦以及心臟病和肺病患者，更容易受到傷害。另外，空氣污染還會損害生態(tài)環(huán)境，污染河流湖泊，危及野生動植物的生存。目前，對汽車排放污染物的控制主要是設(shè)法減少co、hc和nox，它們是造成大氣污染的主要原因，也是汽車尾氣中對人體構(gòu)成危害的主要物質(zhì)。在汽車排出的尾氣中濃度最大有害氣體是co，而現(xiàn)代城市空氣污染中80%左右的co來自于汽車排放。co是無色、無味的窒息性易燃有毒氣體。它與血紅素的親和力比氧氣與血紅素的親和力要大210多倍，而血紅素擔負著向人體器官和組織輸送氧氣的重任。因此，co侵入體內(nèi)

19、便會很快與血液中的血紅素相結(jié)合而成為羧基血紅(carboxyhem0910bin，簡寫為cohb)，使血液的輸氧能力降低而引起缺氧。這對心臟病和呼吸系統(tǒng)疾病患者特別有害。即使健康的人吸入一定量的c0后會也會產(chǎn)生中毒，出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、惡心、頭暈、疲勞等癥狀，嚴重時會使人窒息死亡。排放汽車的碳氫化合物來自三種排放源。對一般汽油發(fā)動機來說，約60的碳氫化合物來自內(nèi)燃機廢氣排放，2025來自曲軸箱的泄漏，其余的1 520來自燃料系統(tǒng)的蒸發(fā)。汽車排放污染物除了對人體健康造成嚴重危害之外，還會對大氣環(huán)境造成深遠影響。近20年的研究結(jié)果表明，汽車的排放污染物對環(huán)境影響不僅是局部的，許多影響還可以擴展到大氣層中

20、很遠的距離甚至其他地區(qū)，并存在很長時間。目前，全世界有10億多城市人口的健康受到空氣污染的威脅。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計。我國11個大城市中，空氣中的煙塵和顆粒物每年使數(shù)萬人死亡，40多萬人感染上慢性支氣管炎。世界銀行估計，因空氣污染導(dǎo)致的醫(yī)療成本增加以及工人生病喪失生產(chǎn)力使得中國gdp被抵消掉5。因此，控制汽車排放污染，改善人類生存環(huán)境，已經(jīng)刻不容緩。1.2 影響排放污染物的主要因素影響汽車排放污染物的主要因素很多也很復(fù)雜。有汽車的內(nèi)部因素產(chǎn)生的影響，但這些排放物都是化學(xué)反應(yīng)燃燒的產(chǎn)物，主要的影響因素空燃比(af)、點火提前角()等。其次是環(huán)境因素對檢測結(jié)果的影響。1.2.1 汽車發(fā)動機自身內(nèi)部因

21、素的影響1.2.1.1 空燃比空燃比是混合氣中空氣與燃料質(zhì)量之比，通常用af表示。使1kg汽油完全燃燒按化學(xué)當量計算需要14.7kg空氣，空燃比等于14.7，稱為理論空燃比；燃燒1kg燃料實際供給的空氣量與理論空氣量之比稱為過量空氣系數(shù)。空燃比支配著發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排氣清潔性，是發(fā)動機最重要的控制參數(shù)。當實際空燃比比理論空燃比稍小時(af=13.514)，燃燒火焰的溫度最高。燃燒速度最大時的空燃比比火焰溫度最高時的空燃比更小一點(af=1213)。燃燒速度越快，燃燒壓力越高，發(fā)動機的輸出功率越大，因此af=1213的稍大的空燃比被稱為功率空燃比。但是，燃油消耗率最低時的空燃比要比理論空

22、燃比稍大，af=16左右，這種稍大的空燃比稱為經(jīng)濟空燃比。圖1-1 排放濃度與空燃比的關(guān)系圖1-2 三元催化器的空燃比特性曲線空燃比與汽油機排氣有害成分的關(guān)系如圖1-1所示。由圖1-1可知，混和氣越濃，由于空氣不足，燃燒不完全，nox排放不多，但hc、co的排放增多；混和氣越稀，燃燒完全，hc、co的排放減少，但nox增加很多。供給更稀的混和氣時，隨著燃燒速度的下降，容易產(chǎn)生不穩(wěn)定燃燒，這時nox、co的排放減少，而hc排放卻增多?？杖急瓤刂频哪繕耸前l(fā)動機盡可能多地使用較稀混合氣，從而降低有害氣體排放量并節(jié)油，同時必須滿足發(fā)動機不同工況對空燃比的要求，否則發(fā)動機功率將下降、失穩(wěn)，甚至熄火?？杖?/p>

23、比對三元催化器的特性曲線如圖1-2所示。由圖1-2可知，當空燃比控制在14.7附近時，三元催化轉(zhuǎn)化器(twc)對有害排放物的凈化效率最高。隨著排放法規(guī)的不斷嚴格，twc得到廣泛應(yīng)用，目前汽油機混合氣的空燃比通常采用閉環(huán)控制的方法，即在排氣管中安裝一個反應(yīng)空燃比信號的氧傳感器，將實際測到的空燃比信號反饋給控制單元(ecu)，使ecu對噴油脈寬進行修正，使排氣中平均空燃比達到設(shè)定的化學(xué)當量比附近，這樣twc對排氣中的hc、co、nox均具有很高的轉(zhuǎn)化率1.2.1.2 點火提前角點火提前角對汽油機co、hc、nox排放濃度的影響如圖1-3、如圖1-4所示。圖1-3 點火提前角對co排放的影響圖1-4

24、點火提前角對hc和nox排放的影響點火提前角對co排放濃度影響很小，除非點火提前角過分推遲，使co沒有充分的時間完全氧化而引起co排放量增加?？杖急纫欢〞r，隨點火提前角的推遲，hc和nox同時降低。由于推遲點火提前角會導(dǎo)致排氣溫度上升，使在排氣行程以及排氣管中hc氧化反應(yīng)加速，降低hc排放：而推遲點火提前角將使上止點后燃燒的燃料增多，燃燒的最高溫度下降而降低nox的排放。1.2.1.3 發(fā)動機負荷和轉(zhuǎn)速在汽油機怠速、減速等低速輕負荷運行時，由于轉(zhuǎn)速低、汽油霧化差、混合氣很濃，殘余廢氣系數(shù)較大，產(chǎn)生較多的co。當發(fā)動機在大負荷工況下運行時，其節(jié)氣門位置接近于全開，進氣量增加，火焰?zhèn)鞑ニ俣忍岣?，?/p>

25、內(nèi)溫度升高，使co的生成較多。發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化對hc和nox的生成有一定的影響，而對co影響程度相對較小。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高時，增強了氣缸中的擾流混合與渦流的擴散，也增強了排氣的混合，于是既改進了氣缸內(nèi)氣體的燃燒，又促進了排氣系統(tǒng)的氧化反應(yīng)，因此hc明顯降低。1.2.1.4 氣缸壓力發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中，如果燃燒室溫度和壓力下降，會使混合氣燃燒不良，尾氣co濃度升高。汽車長期運行，發(fā)動機活塞、氣缸和活塞環(huán)組件的磨損會導(dǎo)致氣缸密封性下降，使氣缸壓力降低。氣缸墊漏氣、氣門密封性不良、氣門腳間隙過小以及活塞環(huán)對口等，也是造成氣缸壓力不足的主要原因。使用中為保持氣缸良好的密封性，應(yīng)定期對氣缸壓力進行檢查。檢

26、查中，要求多缸發(fā)動機各缸壓力均不得低于標準壓力的80，同時，為保證發(fā)動機工作平穩(wěn)，各缸壓差不得大于5，不合要求，應(yīng)及時進行維修。1.2.2 環(huán)境因素對檢測結(jié)果的影響考慮到汽車尾氣檢測結(jié)果受環(huán)境的影響，對此，汽車排放法規(guī)對各項指標的檢測都有嚴格的試驗環(huán)境要求。由于汽車檢測大部分都在室外進行，環(huán)境變化比較大，容易受到溫度、壓力、濕度等影響，所以容易出現(xiàn)檢測結(jié)果不穩(wěn)定和抗干擾性差等現(xiàn)象。因此對汽車尾氣檢測倉內(nèi)的環(huán)境要求比較高。溫度對檢測結(jié)果的影響。尤其是對測點的溫度(-7°c±1°c)要求更高。所以環(huán)境參數(shù)就比較嚴格。環(huán)境溫度變化主要影響空燃比的變化，溫度一般控制在20

27、°c 30°c范圍。溫度越高則大氣的密度越小，根據(jù)流體力學(xué)原理，大氣流動速度加快。那么在單位時間內(nèi)進入氣缸的混合氣體不變的情況下，混合氣體就越稀。混合氣的空燃比大于理論空燃比，此時氣缸內(nèi)混合氣燃燒完全，因此co的生成量減少，co排放減少。同時紅外氣體傳感器的溫度效應(yīng)比較明顯，在數(shù)據(jù)采集的過程中，由于環(huán)境溫度變化比較大，因此會導(dǎo)致測試結(jié)果不準確。壓力對檢測結(jié)果的影響。大氣壓力大小對尾氣排放檢測結(jié)果的影響也是比較大的，由于通入氣缸的氣體為空氣和燃油的混合氣，燃油進入氣缸的量是固定的，然而通入氣缸的空氣受外界大氣壓力的影響，在氣缸的工作過程中，由于第一行程是進氣行程，缸內(nèi)的殘余氣

28、體壓力比較低，近似于真空狀態(tài)。此時進入氣缸的氣體取決于汽缸內(nèi)、外氣體的壓力差。當大氣壓力變化時，氣缸內(nèi)、外壓力差比較大，此時進入氣缸內(nèi)的大氣多少取決于外界大氣壓力。大氣壓力越低，進入氣缸的空氣越少，此時氣缸內(nèi)的混合氣越濃，自然空燃比就越小，混合氣燃燒不充分，co生成量增加。在汽車檢測的過程中會因為co量增加。1.3 研究的目的與意義目前，我國新車生產(chǎn)型式認證和生產(chǎn)一致性檢驗中對排放尾氣的檢測手段和控制比較嚴格、規(guī)范，因此，新出廠汽車的排放達標率較高。但是，由于我國近幾年汽車保有量增長迅猛，用戶分散，對在用汽車的定期檢查和維護工作不夠嚴格和規(guī)范，因此，在用汽車技術(shù)狀況變壞導(dǎo)致的排放污染比較嚴重。

29、即使在發(fā)達的歐美國家，研究和統(tǒng)計數(shù)字也表明，在用汽車中大約1015屬于高排放車，這些汽車的排放占汽車污染物總排放的5060。由此可以推算我國在用汽車中高排放車的排放污染占汽車污染總排放的比例會更高。因此，控制汽車尾氣排放給大氣帶來的污染，改善人類賴以生存的質(zhì)量，是擺在我們面前的一項非常迫切的任務(wù)。在治理汽車排放的措施中，除了制定嚴格可行的汽車排放法規(guī)，推動汽車生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)和應(yīng)用先進的汽車排放控制技術(shù)，降低出廠新車的污染物排放以外，科學(xué)準確地對在用汽車尾氣進行檢測，適時地對汽車進行良好維護，是減少汽車排放的重要手段。美國等發(fā)達國家推i/m(inspection/maintenance)(檢查/維

30、護)制度是世界公認的控制在用汽車排放污染的有效方法，它強制要求在用汽車定期進行排放檢測，對不合格的車輛在指定的維修網(wǎng)點進行有針對性的維修，達標后方可繼續(xù)使用。1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.4.1 國外研究現(xiàn)狀目前, 各發(fā)達國家、地區(qū)基本形成了較完善的車輛排放法規(guī)標準體系。車輛排放法規(guī)標準可分為兩大部分: 新車控制標準和在用車控制標準。新車控制標準用于新開發(fā)車型的型式認證及生產(chǎn)一致性檢查, 試驗方法復(fù)雜, 試驗設(shè)備昂貴, 如輕型汽油車采用的工況法檢測, 車輛須在底盤測功機上進行試驗,cvs取樣, 不分光紅外分析儀( ndir)進行co、co2 發(fā)析、氫火焰離子分析儀進行hc 分析、化學(xué)發(fā)光分析儀(

31、cld)進行no分析; 在用車標準用于車輛使用中的定期檢查, 試驗方法較簡單, 試驗設(shè)備便宜。從車型劃分, 又可分為汽油車排放標準、柴油車排放標準; 輕型車排放標準、重型車排放標準。目前, 車輛排放法規(guī)標準可劃分為三大標準體系美國、日本和歐洲, 其選取的試驗方法、排放限值各不相同, 而且沒有嚴格的相關(guān)性。在用車排放檢測, 美國走在最前面, 大多數(shù)的州采用簡易工況法進行在用車排放檢測; 歐洲相對滯后; 日本在用車檢測仍沿用八十年代中期制定的標準。為了準確地測量交通流中單車污染物排放量，分析機動車在實時交通流的排放特征及影響因素，評價機動車排放及確定減排措施，開發(fā)了一種可以測量實際道路機動車瞬時質(zhì)

32、量排放率的車載排放測試系統(tǒng)。系統(tǒng)由發(fā)動機的燃油消耗量、采用不分光紅外分析(ndir)法測量尾氣排放參數(shù)（hc，co，nox，co2）、過?？諝庀禂?shù)等參數(shù)和被測車輛錄入電腦的相關(guān)信息融合計算，得到瞬態(tài)的質(zhì)量排放率。1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國從1994年到2003年的十年間，我國私人汽車總量增長了近6倍。1994年汽車保有量940萬輛，私人汽車保有量205萬輛；2003年民用汽車保有量約2400萬輛，其中私人汽車保有量1200萬輛。而今已達5000萬輛，而北京私家車數(shù)量截止到2006年11月7日,北京市機動車輛已達282萬輛,其中197萬輛為小轎車,私家車數(shù)量為156萬輛。汽車作為現(xiàn)代化交通工具

33、，給予了人們的生產(chǎn)與生活帶來十分方便的同時，可是它的尾氣排放物，給大氣環(huán)境造成嚴重污染。我國某城市對該市的機動車輛尾氣污染程度作了如下初步調(diào)查：該市目前擁有機動車輛13萬輛，并以年增率15%的速度增加。機動車年排放一氧化碳4.4萬噸，相當于該市工業(yè)企業(yè)一氧化碳排放量的46倍。市區(qū)主要交通道路中心點一氧化碳超標2倍以上的達65%，在車流量高峰之際，有的監(jiān)測點一氧化碳濃度高達每立方米70mg，超標6倍。在車流量比較集中的火車站，氮氧化合物測點平均值為每立方米0.059mg，超標準0.18倍。因此,汽車尾氣污染日趨嚴重,現(xiàn)代城市大氣污染主要來源于汽車尾氣。有資料表明，我國各大中型城市汽車尾氣排放物造

34、成空氣污染占到50%左右，且對在用車檢測結(jié)果來看，尾氣排放不合格的車輛占被檢測車的5060%。車輛排放法規(guī)一般是以國家環(huán)境保護法律為依據(jù), 針對相應(yīng)的污染物排放源控制要求規(guī)定的。車輛排放法規(guī)標準體系的形成, 經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜, 由松到嚴的過程。最初只進行co、hc排放控制到增加對nox、微粒控制; 試驗方法從排放濃度分析到cvs 取樣, 精確測量單位距離排放物質(zhì)量。 1.5 論文研究的主要內(nèi)容本論文旨在得到汽車尾氣瞬態(tài)的質(zhì)量排放率。具體做了如下工作：1.概括了國內(nèi)外對汽車尾氣排放的檢測的研究現(xiàn)狀，并以此為研究背景，設(shè)計得到一套簡單易行的尾氣質(zhì)量排放率系統(tǒng)。2.探討了汽車尾氣的主要化學(xué)成分，并

35、說明影響尾氣排放的主要因素，同時建立了理論數(shù)學(xué)模型。3.根據(jù)建立的理論模型出發(fā)，分析模型中的各個物理量，并以此為依據(jù)搭建尾氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)。設(shè)計主要從系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計和軟件部分設(shè)計兩個方面確定系統(tǒng)的基本方案，并簡述了各系統(tǒng)的基本工作原理。4.按照所確定系統(tǒng)基本方案，搭建尾氣檢測系統(tǒng)，闡述了底盤測功機的加載原理及其模擬行駛阻力的確定方法。第2章 中國典型城市在用汽車使用狀況分析2.1 中國汽車增長狀況最近幾年，中國汽車工業(yè)發(fā)展快速，汽車產(chǎn)量和保有量增長迅猛。圖2-1給出了十多年來中國汽車產(chǎn)量增長狀況。從1995年到2006年十年多間，中國汽車產(chǎn)量增加了約3.6倍，年均增長率為13.88%，尤其是

36、進入二十一世紀之后，年均增長率達到19.41%。圖2-2給出了2005-2010年間中國汽車產(chǎn)量狀況。圖2-3給出了近二十年來中國汽車保有量增長狀況。從1985年到2005年中國汽車保有量增加了約9.28倍，汽車保有量年均增長率約為12.41%。圖2-1 1995-2006十年中國汽車產(chǎn)量增長趨勢圖圖2-2 2005-2010年中國汽車產(chǎn)量趨勢圖圖2-3 1995-2006十年中國汽車保有量增長趨勢圖2.2 典型城市汽車保有量及其構(gòu)成圖2-4是截止到2006年底中國部分城市的汽車保有量。從圖中可以看出：北京、上海和廣州的汽車保有量最多，均在180萬輛以上，尤其是北京市汽車保有量接近290萬輛。

37、重慶、天津、濟南、南京和昆明的汽車保有量在70180萬輛之間。其中直轄市天津、重慶的汽車保有量已超過100萬輛。沈陽、廈門和長沙的汽車保有量不足100萬輛。 圖2-4 典型城市機動車保有量為了進一步了解各城市機動車的構(gòu)成，選取了北京、上海、天津、廣州、重慶和南京六個典型城市，對其汽車構(gòu)成狀況進行了詳細調(diào)查分析，調(diào)查結(jié)果如圖2-5所示。北京市汽車、摩托車和低速貨車的比例分別為84、14和2，天津市汽車、摩托車和低速貨車的比例分別為57、39和4，如圖2-5(a)、圖2-5(b)所示。北京市和天津市都是中國北方的大城市，在汽車構(gòu)成中其主要成份是汽車，兩市汽車比例分別達到84和57。其次是摩托車，分

38、別為14和3。低速貨車所占比例較小，僅為2和4。上海、廣州、重慶和南京是中國南方的大城市。如圖2-5(c)、2-5(d)、圖2-5(e)、圖2-5(f)所示，上海市汽車、摩托車和低速貨車的比例分別為42、58和2，廣州市汽車、摩托車和低速貨車的比例分別為33、66和1重慶市汽車、摩托車和低速貨車的比例分別為46、48和6，南京市汽車、摩托車和低速貨車的比例分別為44、52和4。中國南方沿海大城市上海和廣州的摩托車比例最高，分別達到58和6，明顯高于汽車比例，均高出14個百分點以上。低速貨車比例很低，僅為1以下。 圖2-5 中國典型城市的機動車構(gòu)成狀況中國南方內(nèi)陸大城市重慶和南京的汽車構(gòu)成盡管也

39、是以摩托車為主，但是汽車與摩托車的比例相差較小，兩者之差均在8個百分點以內(nèi)。南方內(nèi)陸大城市的低速貨車比例明顯高于南方大城市。重慶和南京的低速貨車比例都在4以上。通過對典型城市汽車保有量和機動車構(gòu)成的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，中國城市汽車的構(gòu)成具有明顯的地域特點。（1） 中國北方大城市的汽車主要由汽車構(gòu)成，中國南方大城市的汽車主要由摩托車構(gòu)成；（2） 南方沿海大城市的摩托車比例明顯高于汽車，南方內(nèi)陸大城市的摩托車和汽車比例基本相當；（3） 中國南方內(nèi)陸大城市的低速貨車比例較高。2.3 典型城市的汽車類型分布狀況本文采用最常用的輕型客車、重型客車、輕型貨車、重型貨車和其他汽車的分類方法，以北京、上海、天津和重

40、慶為例，對中國典型城市的汽車類型分布狀況進行統(tǒng)計分析。四城市的汽車類型分布狀況如圖2-6所示，從圖中可以直觀地看出各城市的汽車構(gòu)成特點。北京市的汽車中，輕型客車約占61；其次是重型客車占14；重型貨車占13；輕型貨車占12；其他類型汽車所占比例小于1。上海市輕型客車比例高達78；重型客車和輕型貨車各占8；重型貨車占4，其他類型汽車所占比例為2。天津市輕型客車占62；輕型貨車占18；重型貨車占9；重型客車占8，其他類型汽車所占比例為3。重慶市輕型客車所占比例明顯約為45；其次是輕型貨車占24；重型貨車占21；重型客車占7；其他類型汽車所占比例為3。根據(jù)北京、上海、天津和重慶四城市汽車類型的統(tǒng)計分析結(jié)果，得出如下幾點結(jié)論：（1