第9章汽車公害及檢測-排放V02

1、第9章 汽車公害及檢測第第9章章 汽車公害及檢測汽車公害及檢測學習情境學習情境19 排放污染物描述及其檢測方法排放污染物描述及其檢測方法學習情境20 排放國家標準介紹學習情境學習情境19 排放污染物描述及其檢測方法排放污染物描述及其檢測方法學習目標：學習目標：n（1）了解排放污染物的成分；n（2）能選用合適儀器對汽油車的排放污染物進行檢測；n（3）能選用合適儀器對柴油車的排放污染物進行檢測。學習情境學習情境19 排放污染物描述及其檢測方法排放污染物描述及其檢測方法一、汽車排放污染物一、汽車排放污染物汽車污染主要有汽車污染主要有3個排放源：個排放源：n發(fā)動機排氣管排出的發(fā)動機燃燒廢氣w（CO H

2、C NOX 微粒物PM ）（CO2,SOX）n曲軸箱排放物 (HC)n燃料蒸發(fā)排放物 (HC)汽汽車車污污染染物物對對人人體體的的影影響響污染物影響COCO與血紅蛋白的親和力為氧的300倍,形成碳氧血紅蛋白，削弱血紅蛋白向人體各組織輸送氧的能力，神經(jīng)中樞受損最大 HCHC中包含多種烴類化合物，進入人體后，會使人產(chǎn)生慢性中毒，有些化合物會直接刺激人的眼鼻粘膜，使其功能減弱。更重要的是HC化合物和NOX在陽光照射下，會產(chǎn)生光化學反應，生成O3、醛類等對人及生物產(chǎn)生嚴重危害的光化學煙霧 NOXNOX（NO、NO2）中的NO與血液中血紅蛋白的親和力比CO還強，NO通過呼吸道及肺進入血液，使其失去輸氧能

3、力，產(chǎn)生與CO相似的嚴重后果。NO2浸入肺臟深處的肺毛細血管，引起肺水腫，同時還能刺激眼粘膜，麻痹嗅覺 PM除濃度外，粒子的直徑及其化學性質(zhì)起決定作用，5m以下的粒子可以進入呼吸道，3m以下的粒子可以沉積在肺細胞內(nèi)，引發(fā)肺病變，粒子攜帶的三、四苯荓芘是強致癌物質(zhì)，可引發(fā)癌癥。 排放污染物排放污染物汽油機的主要污染物：汽油機的主要污染物：nCO HC NOX柴油機的主要污染物：柴油機的主要污染物：nCO NOX和碳煙二、汽油機排放污染物檢測二、汽油機排放污染物檢測主要檢測方法：主要檢測方法：n怠速法怠速法n雙怠速法雙怠速法nASM加速模擬工況法加速模擬工況法nIM240瞬態(tài)工況法瞬態(tài)工況法nVM

4、AS簡易瞬態(tài)工況法簡易瞬態(tài)工況法1.汽油車排放污染物檢測儀器檢測儀器底盤測功機氣體分析儀氣體流量計污染物排放檢測計算機控制軟件（1）氣體分析儀類型A 不分光紅外線吸收型（不分光紅外線吸收型（NDIR）分析儀）分析儀A.1） 不分光紅外線分析法的檢測原理n汽車排氣中的CO、 HC、 NO和CO2等氣體， 都分分別具有能吸收一定波長范圍紅外線的性質(zhì)別具有能吸收一定波長范圍紅外線的性質(zhì)， 如圖10-1所示。 而且， 紅外線被吸收的程度與排氣濃紅外線被吸收的程度與排氣濃度之間有一定的關(guān)系度之間有一定的關(guān)系。 n不分光紅外線分析法就是利用這一原理， 即根據(jù)檢測紅外線被汽車排氣吸收一定波長范圍紅外線后能量

5、的變化， 來檢測排氣中各種污染物的含量。 在各種氣體混在一起的情況下， 這種檢測方法具有測量值不受影響的特點。 圖 四種氣體吸收紅外線的情況1.CO/HC紅外線分析儀2.四氣體分析儀（HC、CO、O2，CO2）3.五氣體分析儀（ HC、CO、O2，CO2 ，NO）n在檢測HC含量時， 由于排氣中HC成分非常復雜， 因此要把各種HC成分的含量換算成正己烷（nC6H14)的含量作為HC含量的測量值。n但由于化學發(fā)光分析儀設備結(jié)構(gòu)較復雜，市面上測NOx濃度，多采用紅外不分光紅外線原理， 對NOx來說, 這種方法測定的精度較低。n排氣中含氧量的濃度通過在測試通道中設置氧傳感器即可測定。B.氫火焰離子分

6、析儀n排氣污染物中的總碳氫化合物（THC）濃度用氫火焰離子化法FID測量。排氣中，各種碳氫化合物在2000度左右氫火焰的高溫中燃燒，部分分子或原子就會離子化而生成自由離子，離子數(shù)基本上與碳原子數(shù)成正比。在FID中待測氣樣與氫混合后進入燃燒器。在缺氧的氫擴散火焰中，HC分解出離子，在100300V電壓下形成離子流，通過對離子電流的測量，就可測得碳原子的濃度。FID不受樣氣中有無水蒸氣的影響，但受樣氣中氧的干擾。C.化學發(fā)光氣體分析儀n氮氧化合物測試儀主要是化學發(fā)光分析儀，采用電化學的原理來測定。nNO2NO，通過測量反應室中NO和O3發(fā)生反應來測NOx的總量。各氣體分析儀器歸納CO和CO2：不分

7、光紅外分析儀（NDIR）測量；NOx：化學發(fā)光分析儀（CLD）測量；HC：氫火焰離子化分析（FID）測量；氧（O2）：常用氧傳感器測量。2） 不分光紅外線氣體分析儀的結(jié)構(gòu)氣體分析儀由排氣取樣裝置、 排氣分析裝置、 含量指示裝置和校準裝置等組成。圖 排氣在分析儀內(nèi)的流動路線排氣在分析儀內(nèi)的流動路線如下圖所示。 2. 怠速和雙怠速試驗法怠速和雙怠速試驗法按照國家標準GB 18285-2005在用汽車排氣污染物限值及測試方法中規(guī)定進行。 汽油車怠速污染物的檢測應在怠速工況下，汽油車怠速污染物的檢測應在怠速工況下， 采用不分光采用不分光紅外線吸收型監(jiān)測儀，紅外線吸收型監(jiān)測儀， 按規(guī)定程序檢測按規(guī)定程序

8、檢測CO和和HC的濃度值。的濃度值。 怠速工況是指發(fā)動機運轉(zhuǎn)，怠速工況是指發(fā)動機運轉(zhuǎn)， 離合器處于接合位置，離合器處于接合位置， 油門油門踏板與手油門處于松開位置，踏板與手油門處于松開位置， 變速器處于空擋位置，變速器處于空擋位置， 采用化油采用化油器的供油系統(tǒng)的阻風門處于全開位置。器的供油系統(tǒng)的阻風門處于全開位置。 2） 車輛或發(fā)動機準備車輛或發(fā)動機準備（1） 進氣系統(tǒng)應裝有空氣濾清器， 排氣系統(tǒng)應裝有排氣消聲器， 并不得有泄漏。 （2） 汽油應符合GB 484的規(guī)定。 （3） 測量時發(fā)動機冷卻水和潤滑油溫度應達到汽車使用說明書所規(guī)定的熱狀態(tài)。 （4） 自1995年7月1日起新生產(chǎn)的汽油發(fā)動

9、機應具有怠速螺釘限制裝置。 點火提前角在其可調(diào)整范圍內(nèi)都應達到排放標準要求。 3） 怠速測量程序怠速測量程序（1） 必要時在發(fā)動機上安裝轉(zhuǎn)速計、 點火正時儀、 冷卻水和潤滑油測溫計等測試儀器。 （2） 排氣系統(tǒng)不得有漏氣現(xiàn)象。（3） 發(fā)動機由怠速工況加速至發(fā)動機由怠速工況加速至0.7額定轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)速， 維持維持 60 s后降至怠速狀態(tài)。后降至怠速狀態(tài)。 （4） 發(fā)動機降至怠速狀態(tài)后，發(fā)動機降至怠速狀態(tài)后， 將取樣探頭插入排氣管將取樣探頭插入排氣管中，中， 深度等于深度等于400 mm， 并固定于排氣管上。并固定于排氣管上。（5） 發(fā)動機在怠速狀態(tài)，發(fā)動機在怠速狀態(tài)， 維持維持15 s后開始讀

10、數(shù)，后開始讀數(shù)， 讀讀取取30 s內(nèi)的最高值和最低值，內(nèi)的最高值和最低值， 其平均值即為測量結(jié)果。其平均值即為測量結(jié)果。 （6） 若為多排氣管時， 取各排氣管測量結(jié)果的算術(shù)平均值。 （7） 測量工作結(jié)束后， 把取樣探頭從排氣管里抽出來， 吸入新鮮空氣5 min， 待儀器指針回到零點后再關(guān)閉電源。 4） 雙怠速試驗法雙怠速試驗法（1） 必要時在發(fā)動機上安裝轉(zhuǎn)速計、 點火正時儀、 冷卻水和潤滑油測溫計等測試儀器。 （2） 發(fā)動機由怠速工況加速至發(fā)動機由怠速工況加速至0.7額定轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)速， 維持維持60 s后降至高怠速（即后降至高怠速（即0.5額定轉(zhuǎn)速）。額定轉(zhuǎn)速）。 （3） 發(fā)動機降至高怠速狀

11、態(tài)后，發(fā)動機降至高怠速狀態(tài)后， 將取樣探頭插入排氣將取樣探頭插入排氣管中，管中， 深度等于深度等于400 mm， 并固定于排氣管上。并固定于排氣管上。 （4） 發(fā)動機在高怠速狀態(tài)維持發(fā)動機在高怠速狀態(tài)維持15 s后開始讀數(shù)，后開始讀數(shù)， 讀取讀取30 s內(nèi)的最高值和最低值。內(nèi)的最高值和最低值。 取平均值即為高怠速排放測量結(jié)果。取平均值即為高怠速排放測量結(jié)果。 （5） 發(fā)動機從高怠速狀態(tài)降至怠速狀態(tài)，發(fā)動機從高怠速狀態(tài)降至怠速狀態(tài)， 在怠速狀態(tài)維在怠速狀態(tài)維持持15 s后開始讀數(shù)，后開始讀數(shù)， 讀取讀取30 s內(nèi)的最高值和最低值，內(nèi)的最高值和最低值， 其平均值其平均值即為即為怠速排放測量結(jié)果怠速

12、排放測量結(jié)果。 （6） 若為多排氣管時， 分別取各排氣管高怠速排放測量結(jié)果的平均值和怠速排放測量結(jié)果的平均值（高怠速排放測量值應低于怠速排放測量值）。 （7） 測量工作結(jié)束后， 把取樣探頭從排氣管里抽出來， 吸入新鮮空氣5 min， 待儀器指針回到零點后再關(guān)閉電源。 檢測程序見表10.2。 表表10.2雙怠速試驗法檢測程序雙怠速試驗法檢測程序3.VMAS簡易瞬態(tài)工況法簡易瞬態(tài)工況法（VMAS）與雙怠速法所不同的是，不只檢測HC(碳氫)和CO(一氧化碳)，還檢測NOx(氮氧化合物)。簡易瞬態(tài)工況法（VMAS）檢測時間為195秒，測試工況用底盤測功機模擬機動車加速、減速、等速、怠速等各種工況過程。

13、測試機動車工況全面，真正反映車輛實際行駛時的排放特征，準確率高。 注意事項課本第151頁，課下了解。三、柴油機排放污染物檢測檢測方法n穩(wěn)定轉(zhuǎn)速試驗法n自由加速度試驗法n加載減速工況法檢測儀器：n不透光煙度計n濾紙式煙度計1.柴油車排放污染物檢測的儀器柴油車排放污染物檢測的儀器（1） 不透光度儀的結(jié)構(gòu)與工作原理不透光度儀的結(jié)構(gòu)與工作原理GB 18285-2005在用汽車排氣污染物限值及測試方法規(guī)定用光吸收系數(shù)來度量可見污染物的大小。 規(guī)定使用不透光度儀測量壓燃式發(fā)動機和裝用壓燃式發(fā)動機車輛的可見污染物。 不透光度測量排氣中可見污染物（主要是煙塵微粒）含量的原理是： 實施光束通過被測排氣（煙）一段

14、給定的長度，實施光束通過被測排氣（煙）一段給定的長度， 通過測量排氣吸收光的程度，通過測量排氣吸收光的程度， 得到排氣中可見污染物的含量。得到排氣中可見污染物的含量。 圖 10-11不透光度儀的測量原理2. 濾紙式煙度計的結(jié)構(gòu)和工作原理濾紙式煙度計的結(jié)構(gòu)和工作原理1） 基本檢測原理用濾紙式煙度計測試自由加速工況下柴油機的煙度時， 需需從排氣管抽取規(guī)定容積的廢氣，從排氣管抽取規(guī)定容積的廢氣， 并使之通過規(guī)定面積的標準潔并使之通過規(guī)定面積的標準潔白濾紙，白濾紙， 濾紙被染黑的程度稱之為煙度濾紙被染黑的程度稱之為煙度, 用SF符號表示。 煙度單位是無量綱的量， 用符號FSN表示。 濾紙染黑的程度不同

15、， 則對照射到濾紙表面光線的反射能力不同。 據(jù)此， 煙度SF表示為SF=10（1Rd/Rc)式中，Rd、Rc分別為污染濾紙和潔白濾紙的反射因數(shù)，Rd/Rc的值由0到100， 分別對應于全黑濾紙的反射和潔白標準濾紙的反射。 2） 濾紙式煙度計的工作原理和結(jié)構(gòu)利用活塞式抽氣泵，利用活塞式抽氣泵， 從柴油機從柴油機排氣管中抽取一定容積的排氣管中抽取一定容積的廢氣廢氣， 并使這部分廢氣通過一定面積的濾紙，并使這部分廢氣通過一定面積的濾紙， 使廢氣中的碳使廢氣中的碳煙粒子吸附在濾紙上，煙粒子吸附在濾紙上， 濾紙變黑濾紙變黑， 然后然后用一定的光線照射濾用一定的光線照射濾紙紙， 并用光電池接受反射光，并用

16、光電池接受反射光， 再根據(jù)光電池產(chǎn)生的電流使儀再根據(jù)光電池產(chǎn)生的電流使儀表指針偏轉(zhuǎn)，表指針偏轉(zhuǎn)， 把煙度用污染度百分比的形式顯示出來把煙度用污染度百分比的形式顯示出來， 如圖10-12所示。 圖 10-12濾紙式煙度計的工作原理2.柴油機排氣污染物的檢測方法柴油機排氣污染物的檢測方法按GB 3847-2005通過燃用柴油車輛的型式認證試驗的車輛進行自由加速排氣可見污染物檢測。自由加速工況是指：自由加速工況是指： 柴油發(fā)動機處于怠速工況（發(fā)動機運轉(zhuǎn)；柴油發(fā)動機處于怠速工況（發(fā)動機運轉(zhuǎn)； 離合器處于接合位置；離合器處于接合位置； 加速踏板與手油門處于松開位置；加速踏板與手油門處于松開位置； 當當裝

17、有自動變速器時選擇器在停車或空擋位置），裝有自動變速器時選擇器在停車或空擋位置）， 將加速踏板將加速踏板迅速踩到底，迅速踩到底， 維持數(shù)秒后松開。維持數(shù)秒后松開。2.在用汽車自由加速度試驗-不透光2.在用汽車自由加速度試驗-濾紙排放限值標準一、汽油車一、汽油車排放標準GB18285-2005點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）。車型類 別怠 速高怠速CO %HC 10-6CO %HC 10-61995 年7 月1 日前生產(chǎn)的輕型汽車4.512003.09001995 年7 月1 日起生產(chǎn)的輕型汽車4.59003.09002000 年7 月1 日起生產(chǎn)的第一類輕型

18、汽車0.81500.31002001 年10 月1日起生產(chǎn)的第二類輕型汽車1.02000.51501995 年7 月1 日前生產(chǎn)的重型汽車5.020003.512001995 年7 月1 日起生產(chǎn)的重型汽車4.512003.09002004 年9 月1 日起生產(chǎn)的重型汽車1.52500.7200二、柴油車排放標準GB3847-2005車用壓燃式發(fā)動機和壓燃式發(fā)動機汽車排氣煙度排放限值及測量方法。自由加速度煙度排放限值GB3847-2005車用壓燃式發(fā)動機和壓燃式發(fā)動機汽車排氣煙度排放限值及測量方法第5頁和D.3。三、GB 18352.3-2005輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國、 階段)（1）本標準適用范圍： 以點燃式發(fā)動機或壓燃式發(fā)動機為動力, 最大設計車速大于或等于50 km/h, 最大總質(zhì)量不超過3500kg的M1類、 M2類和N1類汽車。（2）本標準執(zhí)行日期：