第七章汽車排放污染物檢測

§7—1汽車排放污染物學(xué)習(xí)目標(biāo)1．熟悉汽車排放污染物及其危害。2．熟悉汽油車排放污染物的形成和主要影響因素。3．熟悉柴油車排放污染物的形成和主要影響因素。一、汽車排放污染物及其危害汽車排放污染物主要有一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化合物（NOx）、微粒（PM）、硫化物等。1．一氧化碳（CO）2．碳?xì)浠衔铮℉C）3．氮氧化合物（NOx）4．微粒（PM）5．硫化物二、汽油車排放污染物的形成和主要影響因素1．汽油車排放污染物的形成（1）CO的形成（2）HC的形成（3）NOx的形成2．汽油車排放污染物的主要影響因素（1）混合氣濃度混合氣濃度常以空燃比或過量空氣系數(shù)表示?？杖急扰c污染物排放量的關(guān)系（2）發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷一般由不同工況和不同的車輛裝載質(zhì)量決定。（3）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（4）點(diǎn)火提前時(shí)間三、柴油車排放污染物的形成和主要影響因素1．炭煙的形成柴油機(jī)排煙可分為白煙、藍(lán)煙（青煙）和黑煙3種。不同的煙色形成的原因不同，有研究認(rèn)為起決定作用的是溫度：在250℃以下形成的煙通常是白色的；從250℃到著火溫度形成藍(lán)煙；黑煙只在著火后才出現(xiàn)。（1）白煙（2）藍(lán)煙（3）黑煙2．影響柴油機(jī)炭煙排放量的因素（1）燃料（2）噴油（3）轉(zhuǎn)速（4）負(fù)荷§7—2汽車排放污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．熟悉點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)。2．熟悉壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)。一、點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)GB18285—2005規(guī)定了點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車怠速和高怠速排氣污染物的排放限值和測量方法，同時(shí)規(guī)定了穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)和簡易瞬態(tài)3種簡易工況測量方法。1．雙怠速檢測法和污染物排放限值（1）新生產(chǎn)汽車排放限值（2）在用汽車排放限值車型類別怠速高怠速CO/％HC/10－6C0/％HC/10－62005年7月1日起新生產(chǎn)的第一類輕型汽車0.51000.31002005年7月1日起新生產(chǎn)的第二類輕型汽車0.81500.51502005年7月1日起新生產(chǎn)的重型汽車1.02000.7200新生產(chǎn)汽車排氣污染物的排放限值（體積分?jǐn)?shù)）車型類別怠速高怠速CO/％HC/10－6C0/％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)的第一類輕型汽車①0.81500.31002001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日起新生產(chǎn)的重型汽車4.512003.09002004年9月1日起新生產(chǎn)的重型汽車1.52500.7200在用汽車排氣污染物排放限值（體積分?jǐn)?shù)）（3）過量空氣系數(shù)的要求對于使用閉環(huán)控制電子燃料噴射系統(tǒng)和三元催化轉(zhuǎn)化器技術(shù)的汽車要進(jìn)行過量空氣系數(shù)λ的測定。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為高怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，λ應(yīng)在1.00±0.03或制造廠規(guī)定的范圍內(nèi)。（4）在用汽車的排放監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的4種檢測方法，雙怠速法為目前全國在用汽車排氣污染物主要的強(qiáng)制性檢測方法。對于實(shí)施簡易工況法的地區(qū)或城市，需制定地方排放限值，經(jīng)省級人民政府批準(zhǔn)后執(zhí)行，同時(shí)報(bào)環(huán)?？偩謧浒?。2．簡易工況檢測法和污染物排放限值（1）簡易工況檢測法（2）簡易工況法排放限值二、壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)作為我國對柴油車排氣煙度控制的重要技術(shù)法規(guī)，國家強(qiáng)制性污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB3847—2005《車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣煙度排放限值及測量方法》已于2005年5月30日批準(zhǔn)發(fā)布，并于2005年7月1日實(shí)施。1．新生產(chǎn)壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)、壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車煙度排放限值2．在用汽車的排氣煙度限值3．加載減速法排放限值§7—3汽油車排放污染物檢測原理與設(shè)備學(xué)習(xí)目標(biāo)1．熟悉不分光紅外線分析儀檢測原理。2．熟悉二氣體、四氣體與五氣體分析儀的結(jié)構(gòu)與工作原理。在GB18285—2005《點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)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）》的附錄A對CO、CO2、HC等氣體的檢測，都規(guī)定測量儀器采用不分光紅外線法（NDIR）。不分光紅外線法在汽車排放污染物檢測中應(yīng)用非常廣泛。一、不分光紅外線分析儀檢測原理四種氣體吸收紅外線的情況二、二氣體分析儀的結(jié)構(gòu)與工作原理MEXA-324J型CO/HC氣體分析儀1—液晶顯示器2—操縱鍵3—廢氣導(dǎo)入管4—排水5—水分離器6—取樣軟管7—前置濾清器8—取樣探頭1．氣體分析儀的結(jié)構(gòu)（1）廢氣取樣裝置（2）廢氣分析裝置（3）濃度指示處理裝置（4）校準(zhǔn)裝置2．使用方法（1）儀器準(zhǔn)備按二氣體分析儀使用說明書要求做好以下各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。1）接通電源，不分光紅外線氣體分析儀（以下簡稱氣體分析儀）預(yù)熱30min以上。2）儀器校準(zhǔn)。用標(biāo)準(zhǔn)氣樣校準(zhǔn)。先讓氣體分析儀吸入清潔空氣，用零點(diǎn)調(diào)整旋鈕把儀表指針調(diào)整到零點(diǎn)。然后把儀器附帶的標(biāo)準(zhǔn)氣樣（瓶裝）從標(biāo)準(zhǔn)氣樣注入口灌入，再用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整旋鈕把儀表指針調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)指示值。在灌注標(biāo)準(zhǔn)氣樣時(shí)，要關(guān)掉氣體分析儀上的泵開關(guān)。對于汽油機(jī)排氣中CO的濃度可以直接測量，可把標(biāo)準(zhǔn)氣樣瓶上標(biāo)明的CO濃度值作為校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值。由于HC成分復(fù)雜，用丙烷（C3H8）作為標(biāo)準(zhǔn)氣樣，因而要求出正己烷（C6H14）換算值，再用正己烷換算值作為校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值。計(jì)算公式如下：HC校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值（正己烷換算值）=標(biāo)準(zhǔn)氣樣（丙烷）含量×換算系數(shù)式中，標(biāo)準(zhǔn)氣樣（丙烷）含量即HC標(biāo)準(zhǔn)氣樣瓶上標(biāo)明的含量值。換算系數(shù)是氣體分析儀的給出值（標(biāo)注在氣體分析儀殼體一側(cè)），一般為0.472～0.578。標(biāo)準(zhǔn)氣樣校準(zhǔn)分析儀3）把取樣探頭和取樣導(dǎo)管安裝到氣體分析儀上，檢查取樣探頭和導(dǎo)管內(nèi)是否有殘留HC。如果管的內(nèi)壁吸附殘留HC較多，儀表指針超過零點(diǎn)以上時(shí)，要用壓縮空氣吹洗或用布條等物清潔取樣探頭和導(dǎo)管內(nèi)壁。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)準(zhǔn)備1）試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)或車輛的進(jìn)氣系統(tǒng)應(yīng)裝有空氣濾清器，排氣系統(tǒng)應(yīng)裝有排氣消聲器，并不得有泄漏。2）汽油應(yīng)符合GB17930—2013《車用汽油》的規(guī)定。3）在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝轉(zhuǎn)速計(jì)、點(diǎn)火正時(shí)儀、冷卻液和潤滑油測溫計(jì)等測量儀器。4）測量時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和潤滑油溫度應(yīng)不低于80℃或達(dá)到汽車使用說明書規(guī)定的熱車狀態(tài)。（3）使用方法1）取樣探頭插入排氣管中，深度不小于400mm，并固定在排氣管上。2）按測量程序進(jìn)行高怠速、怠速排放污染物測量，讀取測量結(jié)果并填寫“點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車雙怠速法排氣污染物測試報(bào)告”（報(bào)告內(nèi)容見GB18285—2005附件AA）。3）使用中，先把氣體分析儀指示儀表的讀數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)打到最高量程擋位，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擋位。4）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5min，待氣體分析儀指針回到零點(diǎn)后再關(guān)閉電源。（4）使用維護(hù)注意事項(xiàng)1）測量時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不能高速運(yùn)轉(zhuǎn)，測試完畢，要立刻把取樣探頭從排氣管內(nèi)抽出。2）不能在有燃油或有機(jī)溶劑的環(huán)境內(nèi)測量。3）測量時(shí)，取樣探頭、導(dǎo)管不可彎折。4）對于配有兩套取樣探頭及導(dǎo)管的分析儀，使用時(shí)不要混用。5）連續(xù)測量時(shí)，每測完一次要把取樣探頭從排氣管消聲器內(nèi)抽出，待儀表指針回零后，才可繼續(xù)進(jìn)行下一次測量。6）測量儀工作時(shí)，要注意室內(nèi)通風(fēng)，以防止人員中毒。7）取樣探頭及導(dǎo)管不用時(shí)，不可平放，要垂直懸吊，防止管內(nèi)積水腐蝕管壁。8）安放分析儀不可放在潮濕地點(diǎn)，同時(shí)要避開溫度變化劇烈的環(huán)境。9）標(biāo)定用標(biāo)準(zhǔn)氣樣是有毒氣體，要穩(wěn)妥保存、使用，以防人員受害。10）數(shù)顯、打印、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如有故障，應(yīng)請專業(yè)人員或廠家修理。三、四氣體與五氣體分析儀四氣體與五氣體分析儀的區(qū)別在于五氣體分析儀可檢測氮氧化合物（NO）。CO、CO2、HC的測量采用不分光紅外線法（NDIR），O2的測量采用電化學(xué)電池法，NO的測量采用電化學(xué)法。五氣體分析儀§7—4柴油車排放污染物檢測原理與設(shè)備學(xué)習(xí)目標(biāo)1．熟悉濾紙式煙度計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理。2．熟悉不透光煙度計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理。柴油車的排煙主要有黑煙、藍(lán)煙和白煙，其排煙的多少以煙度來表征。煙度計(jì)主要有濾紙式煙度計(jì)和不透光式煙度計(jì)。一、濾紙式煙度計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理

濾紙式煙度計(jì)的結(jié)構(gòu)（2）煙度測量與指示裝置（3）控制機(jī)構(gòu)（4）校準(zhǔn)裝置標(biāo)準(zhǔn)煙樣紙帶狀濾紙和圓片狀濾紙二、不透光煙度計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理不透光煙度計(jì)是根據(jù)光在排氣中被煙氣消減的程度來測量煙度的儀器。不透光煙度計(jì)可分為全流式和分流式兩類。全流式不透光煙度計(jì)是通過測量全部排氣的透光衰減率來檢測煙度；而分流式不透光煙度計(jì)則是通過測量由取樣管引入部分煙氣的透光衰減率來檢測煙度。1．基本檢測原理不透光煙度計(jì)的測量原理2．基本組成儀器主要由測量單元、控制單元、取樣探頭、連接電纜等組成。不透光煙度計(jì)的組成1—控制單元2—連接電纜3—測量單元4—取樣探頭3．煙度計(jì)的使用與維護(hù)（1）煙度計(jì)使用前準(zhǔn)備1）給煙度計(jì)接通電源，預(yù)熱5min。2）接通空氣壓縮機(jī)電源，使壓縮空氣達(dá)到規(guī)定的壓力。3）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，預(yù)熱至規(guī)定溫度。4）在測量裝置上，放上標(biāo)準(zhǔn)色紙，用儀表旋鈕把指示儀表指針調(diào)到標(biāo)準(zhǔn)色紙的污染度數(shù)值刻線上。5）把新濾紙放入取樣裝置（在吸氣泵中有專用插口）。6）將吸氣泵活塞壓縮進(jìn)去，固定在預(yù)備吸氣位置。7）把取樣探頭插入排氣管內(nèi)（約20cm），用夾緊螺栓固定穩(wěn)妥。（2）煙度測量步驟1）利用加速踏板使發(fā)動(dòng)機(jī)急加速2～3次，把積存在排氣管內(nèi)的炭渣吹掉。2）使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)5～6s，在此期間，進(jìn)行如下工作：①用壓縮空氣吹洗機(jī)構(gòu)對取樣探頭、導(dǎo)管吹洗3～4s。②把踏板開關(guān)裝到加速踏板上。3）通過踏板開關(guān)，把加速踏板一踩到底，并維持4s。4）松開加速踏板，并維持11s，在此期間進(jìn)行如下操作：①更換新濾紙。②用壓縮空氣吹洗機(jī)構(gòu)吹洗取樣探頭、導(dǎo)管3～4s。③把吸氣泵活塞壓縮到準(zhǔn)備吸氣位置。④把步驟3)、4)重復(fù)操作3次。⑤將已吸附黑煙的3片濾紙，分別放到污染測量臺座上，把污染度測量裝置對準(zhǔn)各片濾紙污染面，讀取儀表指示值。⑥用3片濾紙污染度計(jì)算平均值，作為實(shí)際污染度值。4．煙度計(jì)維護(hù)注意事項(xiàng)§7—5汽車排放污染物的檢測方法學(xué)習(xí)目標(biāo)1．掌握汽油車雙怠速污染物的檢測方法。2．掌握汽油車穩(wěn)態(tài)工況的檢測方法。3．掌握柴油車煙度的檢測方法。4．了解隨車檢測診斷法。一、汽油車雙怠速污染物的檢測方法我國從2005年7月1日實(shí)施國家標(biāo)準(zhǔn)GB18285—2005《點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)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）》，用雙怠速檢測取代了怠速檢測。雙怠速測量法就是對汽油車怠速、高怠速工況排氣中的CO和HC濃度進(jìn)行監(jiān)測。1．雙怠速法的檢測步驟雙怠速法儀器測量程序2．雙怠速法的檢測結(jié)果分析3．雙怠速法的特點(diǎn)二、汽油車穩(wěn)態(tài)工況的檢測方法工況法是將汽車若干常用工況和排放污染較重的工況結(jié)合在一起測量排放污染物的方法。工況法在汽車底盤測功機(jī)上進(jìn)行，利用底盤測功機(jī)模擬汽車行駛阻力、運(yùn)動(dòng)慣性以及各種道路行駛工況，按照規(guī)定的工況循環(huán)規(guī)范對汽車排放污染物進(jìn)行測量。1．穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)2．瞬態(tài)工況法三、柴油車煙度的檢測方法煙度法是指對柴油車排煙濃度進(jìn)行監(jiān)測的方法，它可分為穩(wěn)態(tài)煙度測量和非穩(wěn)態(tài)煙度測量兩種。1．穩(wěn)態(tài)煙度測量穩(wěn)態(tài)煙度測量是指在柴油車穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工況下利用不透光煙度計(jì)檢測其排氣煙度。它主要有全負(fù)荷煙度測量法和加載減速工況法兩種。（1）全負(fù)荷煙度測量法全負(fù)荷煙度測量法是指柴油機(jī)在全負(fù)荷穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下測量柴油機(jī)排氣煙度的一種方法。全負(fù)荷煙度測量法既可在發(fā)動(dòng)機(jī)（臺架）上進(jìn)行，也可在汽車（底盤測功機(jī)）上進(jìn)行。（2）加載減速工況法加載減速工況法是一種在底盤測功機(jī)上模擬車輛負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)測量壓燃式汽車排氣煙度的方法。1）車輛的預(yù)檢2）檢測系統(tǒng)的檢查3）排氣煙度的檢測4）車輛駛離底盤測功機(jī)2．非穩(wěn)態(tài)煙度測量我國2005年7月1日實(shí)施的GB3847—2005《車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣煙度排放限值及測量方法》中，規(guī)