學(xué)習(xí)情境10_汽車尾氣檢測(cè)

1、學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境10 汽車尾氣檢測(cè)汽車尾氣檢測(cè)學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：通過本學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)，你將做到：（1）能夠分析汽車尾氣的成份； （2）能夠闡述各種汽車尾氣的危害；（3）能利用檢測(cè)儀對(duì)汽油機(jī)和柴油機(jī)進(jìn)行尾氣檢測(cè)；（4）能對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判定和分析。情境描述：情境描述：某檢測(cè)站接到汽車年檢任務(wù)，站長(zhǎng)要求你承擔(dān)汽車尾氣工位的檢測(cè)工作任務(wù)，請(qǐng)你對(duì)車輛尾氣進(jìn)行檢測(cè)，并寫出評(píng)估報(bào)告。咨詢：咨詢：要完成上述工作，必須具備的知識(shí)和技能有：（1）汽車尾氣的成份和危害；（2）汽車尾氣檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法；（3）國(guó)家相關(guān)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)以上分析，汽車尾氣檢測(cè)的學(xué)習(xí)情境可通過實(shí)施以下三個(gè)工作任務(wù)來完成：汽車

2、尾氣分析汽油車尾氣檢測(cè)柴油車尾氣檢測(cè)工作任務(wù)工作任務(wù)1：汽車尾氣分析：汽車尾氣分析【基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)】一、汽車尾氣污染物的成分和危害一、汽車尾氣污染物的成分和危害1、一氧化碳CO 一氧化碳是汽油烴類成分燃燒的中間產(chǎn)物，理論上，當(dāng)混合氣空燃比14.7 1時(shí)，即在氧氣充足的情況下，排氣中將不含CO而代之產(chǎn)生CO2和未參加燃燒的O2。但現(xiàn)實(shí)中由于混合氣的分布并不均勻，總會(huì)出現(xiàn)局部缺氧的情況。當(dāng)空氣量不足，即混合氣空燃比14.7 1時(shí)，必然會(huì)有部分燃料不能完全燃燒而生成CO。 一氧化碳是一種無色、無刺激的氣體，是汽車及內(nèi)燃機(jī)排氣中有害濃度最大的成分。一氧化碳與血液中的血紅蛋白結(jié)合的速度比氧氣快250倍

3、。一氧化碳經(jīng)呼吸道進(jìn)入血液循環(huán)，與血紅蛋白親合后生成碳氧血紅蛋白，從而削弱血液向各組織輸送氧的功能，危害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成人的感覺、反應(yīng)、理解、記憶力等機(jī)能障礙，重者危害血液循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。所以，即使是微量吸入一氧化碳，也可能給人造成可怕的缺氧性傷害。2、碳?xì)浠衔颒C 排氣中的碳?xì)浠衔锸怯晌慈紵娜剂蠠N、不完全氧化產(chǎn)物以及燃燒過程中部分被分解的產(chǎn)物所組成的。 碳?xì)浠衔锟偡Q烴類，是發(fā)動(dòng)機(jī)未燃盡的燃料分解產(chǎn)生的氣體，汽車排放污染物中的未燃烴的2025來自曲軸箱竄氣；20來自化油器與燃油箱的蒸發(fā)；其余55由排氣管排出。單獨(dú)的HC只有在濃度相當(dāng)高的情況下才會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生影響，一般情況下作用

4、不大，但它卻是產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的重要成分。工作任務(wù)工作任務(wù)1：汽車尾氣分析：汽車尾氣分析【基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)】3、氮氧化合物NOx 氮氧化合物主要是指一氧化氮NO和二氧化氮NO2，由排氣管排出。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的NOx是由于燃燒室內(nèi)高溫燃燒而產(chǎn)生的，空氣中的氮經(jīng)過氧化首先生成NO，然后與大氣中的氧相遇又成為NO2。 高濃度的NO能引起神經(jīng)中樞的障礙，并且容易氧化成劇毒的NO2，NO2有特殊的刺激性臭味，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起肺氣腫。在二氧化氮濃度為9.4毫克/立方米的空氣中暴露10分鐘，即可造成人的呼吸系統(tǒng)功能失調(diào)。 HC與NOx的混合物在紫外線作用下進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，由光化學(xué)過氧化物而形成的黃色煙霧，該現(xiàn)象稱為

5、“光化學(xué)煙霧”。其主要成分是臭氧（O3）、醛類、硝酸脂類等多種復(fù)雜化合物。這種光化學(xué)煙霧對(duì)人體最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛紅腫和喉炎。1952年12月，倫敦發(fā)生光化學(xué)煙霧，4天中死亡人數(shù)較常年同期多4000人，45歲以上的死亡最多，約為平時(shí)的3倍；1歲以下的約為平時(shí)的2倍。1998年，曾有北京出現(xiàn)光化學(xué)煙霧事件的報(bào)道；2001年，也有南寧發(fā)生光化學(xué)煙霧事件的報(bào)道。4、硫化物SO2汽車尾氣中的硫化物的主要成分是二氧化硫。當(dāng)汽車使用催化凈化裝置時(shí)，就算很少量的SO2也會(huì)逐漸在催化劑表面堆積，造成催化劑中毒，不但影響催化劑的使用壽命，還危害人體健康，而且SO2還是造成酸雨的主要物質(zhì)

6、。工作任務(wù)工作任務(wù)1：汽車尾氣分析：汽車尾氣分析【基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)】5、微粒 汽油機(jī)中主要微粒為鉛化物、硫酸鹽、低分子物質(zhì)；柴油機(jī)中主要微粒為石墨形的含碳物質(zhì)（炭煙）和高分子量有機(jī)物（潤(rùn)滑油的氧化和裂解產(chǎn)物）。柴油機(jī)的微粒量比汽油機(jī)多3060倍，成分比較復(fù)雜。特別是炭煙，主要由直徑為0.110m的多孔性碳粒構(gòu)成，它除了會(huì)被人體吸入肺部沉淀下來外，還往往粘附有SO2及致癌物質(zhì)，嚴(yán)重危害人體健康。6、二氧化碳CO2 即使燃燒過程按理想過程進(jìn)行，也會(huì)生成CO2，CO2本身對(duì)人體無害，但CO2作為主要的溫室氣體，其導(dǎo)致地球變暖的全球氣候變化的影響正在受到越來越多的關(guān)注。1997年12月，在日本京都，5

7、5個(gè)國(guó)家簽署了京都議定書，對(duì)削減溫室氣體排放，制定了明確的計(jì)劃。京都議定書的簽署標(biāo)志著人類啟動(dòng)了大規(guī)?？刂艭O2排放的進(jìn)程。由于CO2是含碳燃料燃燒的必然產(chǎn)物，所以對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)界來說，降低CO2排放就是要求降低汽車的油耗。上述污染物的排放中，汽油機(jī)排放的CO、HC、NOx均比柴油機(jī)多，碳煙的排放則柴油機(jī)高于汽油機(jī)。工作任務(wù)工作任務(wù)1：汽車尾氣分析：汽車尾氣分析【基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)】二、控制尾氣污染的措施1、曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)2、廢氣再循環(huán)3、采用汽油噴射系統(tǒng)4、采用稀薄燃燒系統(tǒng)5、催化轉(zhuǎn)換器6、先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)工作任務(wù)工作任務(wù)2：汽油車尾氣檢測(cè)：汽油車尾氣檢測(cè)【基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)】一、不分光紅外

8、線氣體分析儀的檢測(cè)原理一、不分光紅外線氣體分析儀的檢測(cè)原理 汽車排氣中的CO，HC，NO和CO2等氣體，都分別具有能吸收一定波長(zhǎng)范圍紅外線的性質(zhì)，如圖10-2所示。而且，紅外線被吸收的程度與排氣濃度之間有一定的關(guān)系。不分光紅外線分析法就是利用這一原理，即根據(jù)檢測(cè)紅外線被汽車排氣吸收一定波長(zhǎng)范圍紅外線后能量的變化，來檢測(cè)排氣中各種污染物的含量。在各種氣體混在一起的情況下，這種檢測(cè)方法具有測(cè)量值不受影響的特點(diǎn)。二、不分光紅外線氣體分析儀的結(jié)構(gòu)二、不分光紅外線氣體分析儀的結(jié)構(gòu) 不分光紅外線CO和HC氣體分析儀，是一種能夠從汽車排氣管中采集氣樣，對(duì)其中CO和HC含量連續(xù)進(jìn)行分析的儀器。它由排氣取樣裝置

9、、排氣分析裝置、含量指示裝置和校準(zhǔn)裝置等組成。工作任務(wù)工作任務(wù)2：汽油車尾氣檢測(cè)：汽油車尾氣檢測(cè)【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】一、汽油車尾氣檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作一、汽油車尾氣檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作1、儀器準(zhǔn)備和校準(zhǔn) （1）按儀器使用說明書的要求做好各項(xiàng)檢查工作。 （2）接通電源，對(duì)不分光紅外線氣體分析儀預(yù)熱30min以上。 （3）用標(biāo)準(zhǔn)氣樣校準(zhǔn)。 （4）簡(jiǎn)易校準(zhǔn)。先接通簡(jiǎn)易校準(zhǔn)開關(guān)，對(duì)于有校準(zhǔn)位置刻度線的儀器，可用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整旋鈕把儀表指針調(diào)整到正對(duì)標(biāo)準(zhǔn)刻度線位置。對(duì)于沒有標(biāo)準(zhǔn)刻度線的儀器，要在標(biāo)準(zhǔn)氣樣校準(zhǔn)后立即進(jìn)行簡(jiǎn)易校準(zhǔn)，使儀表指針與標(biāo)準(zhǔn)氣樣校準(zhǔn)后的指示值重合。 （5）把取樣探頭和取樣導(dǎo)管安裝到氣體分析儀上，檢查

10、取樣探頭和導(dǎo)管內(nèi)是否有殘留HC。如果管內(nèi)壁吸附殘留HC很多，儀表指針大大超過零點(diǎn)以上時(shí)，要用壓縮空氣或布條等清潔取樣探頭和導(dǎo)管。 儀器經(jīng)過上述檢查和校準(zhǔn)后，即可投入使用。 2、車輛或發(fā)動(dòng)機(jī)的準(zhǔn)備 （1）進(jìn)氣系統(tǒng)裝有空濾器，排氣系統(tǒng)裝有排氣消聲器，不得有泄漏。 （2）汽油應(yīng)符合GB484車用汽油的規(guī)定。 （3）測(cè)量時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水和潤(rùn)滑油溫度達(dá)到所規(guī)定的熱狀態(tài)。 （4）自1995年7月1日起新生產(chǎn)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)具有怠速螺釘限制裝置。點(diǎn)火提前角在其可調(diào)整范圍內(nèi)都應(yīng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。工作任務(wù)工作任務(wù)2：汽油車尾氣檢測(cè)：汽油車尾氣檢測(cè)【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】二、汽油車尾氣檢測(cè)怠速試驗(yàn)法二、汽油車尾氣檢測(cè)怠速試

11、驗(yàn)法怠速試驗(yàn)法測(cè)量程序如下：（1）必要時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝轉(zhuǎn)速計(jì)、點(diǎn)火定時(shí)儀、冷卻水和潤(rùn)滑油測(cè)溫計(jì)等測(cè)試儀器。 （2）發(fā)動(dòng)機(jī)由怠速工況加速至70額定轉(zhuǎn)速，維持60s后降至怠速。 （3）發(fā)動(dòng)機(jī)降至怠速狀態(tài)后，將取樣探頭插入排氣管中，深度等于400mm，并固定于排氣管上。 （4）先把指示儀表的讀數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)打到最高量程檔位，再一邊觀看指示儀表，一邊用讀數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇適于排氣含量的量程檔位。 （5）發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速狀態(tài)，維持15s后開始讀數(shù)，讀取30s內(nèi)的最高值和最低值，其平均值即為測(cè)量結(jié)果。 （6）若為多排氣管時(shí)，取各排氣管測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值。 （7）測(cè)量工作結(jié)束后，把取樣探頭從排氣管里抽出來，讓它吸入新

12、鮮空氣5min，待儀器指針回到零點(diǎn)后再關(guān)閉電源。工作任務(wù)工作任務(wù)2：汽油車尾氣檢測(cè)：汽油車尾氣檢測(cè)【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】三、汽油車尾氣檢測(cè)雙怠速試驗(yàn)法三、汽油車尾氣檢測(cè)雙怠速試驗(yàn)法雙怠速試驗(yàn)法測(cè)量程序如下：（1）必要時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝轉(zhuǎn)速計(jì)、點(diǎn)火定時(shí)儀、冷卻水和潤(rùn)滑油測(cè)溫計(jì)等測(cè)試儀器。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)由怠速工況加速至70額定轉(zhuǎn)速，維持60s后降至高怠速(即50額定轉(zhuǎn)速)。（3）發(fā)動(dòng)機(jī)降至高怠速狀態(tài)后，將取樣探頭插入排氣管中，深度等于400mm，并固定于排氣管上。 （4）先把指示儀表的讀數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)打到最高量程檔位，再一邊觀看指示儀表，一邊用讀數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇適于排氣含量的量程檔位。 （5）發(fā)動(dòng)機(jī)在高怠速狀

13、態(tài)維持15s后開始讀數(shù)，讀取30s內(nèi)的最高值和最低值，取平均值即為高怠速排放測(cè)量結(jié)果。 （6）發(fā)動(dòng)機(jī)從高怠速狀態(tài)降至怠速狀態(tài)，在怠速狀態(tài)維持15s后開始讀數(shù)，讀取30s內(nèi)最高和最低值，其平均值即為怠速排放測(cè)量結(jié)果。 （7）若為多排氣管時(shí)，取各排氣管測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值。 （8）測(cè)量工作結(jié)束后，把取樣探頭從排氣管里抽出來，讓它吸人新鮮空氣5min，待儀器指針回到零點(diǎn)后再關(guān)閉電源。工作任務(wù)工作任務(wù)2：汽油車尾氣檢測(cè)：汽油車尾氣檢測(cè)【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】四、汽油車尾氣檢測(cè)加速模擬工況試驗(yàn)法四、汽油車尾氣檢測(cè)加速模擬工況試驗(yàn)法所謂加速模擬工況是指車輛預(yù)熱到規(guī)定的熱狀態(tài)后，加速至規(guī)定車速，根據(jù)車輛規(guī)定車速

14、時(shí)的加載負(fù)荷，通過底盤測(cè)功機(jī)對(duì)車輛加載，使車輛保持等速運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，在這樣的工況下測(cè)試汽車尾氣的排放情況。1、ASM5025工況ASM5025工況測(cè)試程序如下：（1）車輛驅(qū)動(dòng)輪位于測(cè)功機(jī)滾筒上，將分析儀取樣探頭插入排氣管中，深度為400 mm，并固定于排氣管上。對(duì)獨(dú)立工作的多排氣管應(yīng)同時(shí)取樣。（2）車輛經(jīng)預(yù)熱后，加速至25km/h，測(cè)功機(jī)以車輛速度為25km/h，加速度為1.475m/s2時(shí)的輸出功率的50%作為設(shè)定功率對(duì)車輛加載。（3）車輛以251.5km/h的速度持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)10s后開始計(jì)時(shí)測(cè)試，持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試時(shí)間為90s ASM 5025工況結(jié)束。2、ASM2540工況ASM2540工況測(cè)試

15、程序如下：（1）在ASM5025工況試驗(yàn)結(jié)束后，車輛立即加速至40km/h，測(cè)功機(jī)以車輛速度為40km/h，加速度為1.475m/s2時(shí)的輸出功率的25%作為設(shè)定功率對(duì)車輛加載。（2）車輛以401.5km/h的速度持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)10s后開始計(jì)時(shí)測(cè)試，持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試時(shí)間為90s ASM 2540工況結(jié)束。工作任務(wù)工作任務(wù)2：汽油車尾氣檢測(cè)：汽油車尾氣檢測(cè)【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】五、檢測(cè)結(jié)果判定五、檢測(cè)結(jié)果判定1、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)GB18285-2000在用汽車排氣污染物限值及測(cè)試方法的規(guī)定，裝配點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛怠速試驗(yàn)尾氣污染物限值見表10-1；裝配點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛雙怠速試驗(yàn)尾氣污染物限值見表10-2。尾

16、氣排放標(biāo)準(zhǔn)正越來越嚴(yán)格，以適應(yīng)環(huán)保要求。2、檢測(cè)結(jié)果分析 汽油車怠速污染物超過標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，主要原因是汽油車供油系調(diào)整不當(dāng)所致，另外點(diǎn)火系和冷卻系工作狀態(tài)及曲柄連桿機(jī)構(gòu)技術(shù)狀況對(duì)尾氣中的CO、HC的濃度也確良影響。工作任務(wù)工作任務(wù)3：柴油車尾氣檢測(cè)：柴油車尾氣檢測(cè)【基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)】一、濾紙式煙度計(jì)一、濾紙式煙度計(jì)1、濾紙式煙度計(jì)的結(jié)構(gòu) 濾紙式煙度計(jì)是一種非直接測(cè)量的計(jì)量?jī)x器，其結(jié)構(gòu)如圖10-3所示，主要由取樣系統(tǒng)（即抽氣裝置）、走紙機(jī)構(gòu)、光電檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等四部分組成。工作任務(wù)工作任務(wù)3：柴油車尾氣檢測(cè)：柴油車尾氣檢測(cè)【基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)】二、消光式煙度計(jì)1、消光式煙度計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理 消光式煙度

17、計(jì)是利用透光衰減率來測(cè)量排氣煙度的典型儀器。其原理是使光束通過一段給定長(zhǎng)度的排煙管，通過測(cè)量排煙對(duì)光的吸收程度來決定排煙對(duì)環(huán)境的污染程度，是一種直接測(cè)量的計(jì)量?jī)x器。 消光式煙度計(jì)如圖10-4所示，測(cè)量單元的測(cè)量室是一根分為左右兩半部分的圓管，被測(cè)排氣從中間的測(cè)量室入口進(jìn)入，分別穿過左圓 管和右圓管，從左出口和右出口排出。透鏡裝在左出口的左邊，反射鏡裝在右出口的右邊。在透鏡的左側(cè)是一個(gè)放置成45的半反射半透射鏡，它的下方是綠色發(fā)光二極管，它的左邊是光電轉(zhuǎn)換器，發(fā)光二極管及光電轉(zhuǎn)換器到透鏡的光程都等于透鏡的焦距。因此，發(fā)光二極管發(fā)出的光經(jīng)過半反射鏡的反射，再通過透鏡后就成為一束平行光。平行光從測(cè)量

18、室的左出口進(jìn)入，穿過左右圓管（測(cè)量室）中的煙氣從右出口射出，被反射鏡反射后折返，從測(cè)量室的右出口重新進(jìn)入測(cè)量室，再次穿過煙氣從左出口射出。射出的平行光經(jīng)過透鏡，穿過半透射鏡，聚焦在光電轉(zhuǎn)換器上，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。排氣中含煙越多，平行光穿過測(cè)量室的光能衰減越大，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的光電信號(hào)就越弱。工作任務(wù)工作任務(wù)3：柴油車尾氣檢測(cè)：柴油車尾氣檢測(cè)【任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施】一、檢測(cè)前的準(zhǔn)備一、檢測(cè)前的準(zhǔn)備1、儀器的準(zhǔn)備（1）通電之前，檢查指示表指針是否在機(jī)械零點(diǎn)上，否則進(jìn)行校零。（2）通電后進(jìn)行儀器預(yù)熱。（3）對(duì)于濾紙式煙度計(jì)，用標(biāo)準(zhǔn)色紙檢查指示表指針是否符合染黑度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行調(diào)整。2、車輛的準(zhǔn)備（1）必須確保發(fā)動(dòng)機(jī)處于熱狀態(tài)，并且機(jī)械狀態(tài)良好。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)充分預(yù)熱，例如:在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油標(biāo)尺孔位置測(cè)得的機(jī)油溫度應(yīng)至少為80；如果溫度低于80，發(fā)動(dòng)機(jī)也應(yīng)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度。因車輛結(jié)構(gòu)，無法進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)可以通過其它方法使用發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，例如，通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇。（3）采用至少三次自由加速過程或其它等效方法對(duì)排氣系統(tǒng)