清華大學(xué)電子教案汽車發(fā)動機原 實驗九 柴油機排放試驗

試驗9柴油機排放試驗9.1試驗?zāi)康牧私獠裼桶l(fā)動機排放測試系統(tǒng)及原理；了解和掌握柴油發(fā)動機排放測試方法及儀器的操作；掌握柴油發(fā)動機排放測試循環(huán)工況及排放特性；分析柴油發(fā)動機有害氣體排放物CO、THC、NOx、CO2隨負荷變化的規(guī)律。9.2試驗要求試驗前，復(fù)習(xí)發(fā)動機原理相關(guān)內(nèi)容及本書第6章，了解試驗設(shè)備的原理及試驗的基本條件；試驗中，按指導(dǎo)教師的要求操作儀器設(shè)備，正確觀察記錄數(shù)據(jù)，按步驟進行試驗。掌握柴油發(fā)動機排放試驗的方法及排放特性；試驗后，認真撰寫試驗報告，正確處理試驗數(shù)據(jù)及繪制柴油發(fā)動機A/F、CO、THC、NOx曲線，結(jié)合原理進行分析。9.3主要設(shè)備儀器1）流測功機；2）、油耗儀；3）氣體質(zhì)量流量計；以上設(shè)備同試驗3的3.3中1）、2）、3）；4）空燃比儀；5）排氣分析儀；6）取樣探頭；以上設(shè)備同試驗7的7.3中4）、5）、6）；7）部分流微粒采樣裝置為美國AVL公司生產(chǎn)的SPC472，最大稀釋比100，分辨率±0.1L/min、測量精度±2%；8）電子天平為瑞典METTLERTOLEDO公司生產(chǎn)的AXandMX/UMX，精度10μg。9.4發(fā)動機臺架系統(tǒng)裝置柴油發(fā)動機臺架排放測試系統(tǒng)簡圖如圖A9-1所示。圖A9-1柴油發(fā)動機臺架排放測試系統(tǒng)簡圖9.5試驗對象、燃料內(nèi)容同試驗3的3.5。9.6試驗標準及方法1）試驗條件：按標準GB/T18297-2001《汽車發(fā)動機性能試驗方法》或廠家規(guī)定的試驗進行控制，如：冷卻液的出口溫度控制在88℃±5℃；機油溫度控制在90℃±5℃；柴油溫度控制在40℃±2℃額定功率點(2500r/min)中冷后溫度控制在49℃±2℃額定功率點(2500r/min)中冷器壓降12.3kPa；額定功率點(2500r/min)排氣背壓14.7kPa。2）試驗方法：根據(jù)GB14761-2001《壓燃式發(fā)動機和裝用壓燃式發(fā)動機的車輛排氣污染物放排限值及測試方法》進行試驗。試驗內(nèi)容第6章已介紹，即ESC、ELR和ETC試驗循環(huán)。9.7試驗步驟和試驗內(nèi)容1）同試驗1的1.7中1）；2）在教師的指導(dǎo)下，進行排放分析儀的預(yù)熱及標定工作；3）進行外特性及部分速度特性和負荷特性試驗方法同試驗3的3.7。測量發(fā)動機功率、油耗、排放污染物CO、THC、NOx、CO2、微粒物等。試驗測量數(shù)據(jù)記錄表格，如表A9-1所示。根據(jù)試驗測量數(shù)據(jù)，得出的排放量結(jié)果數(shù)據(jù)記錄表格，如表A9-2所示；表A9-1柴油機排放試驗數(shù)據(jù)試驗名稱：柴油機排放試驗數(shù)據(jù)大氣壓力大氣干溫度大氣濕溫度發(fā)動機型號試驗日期燃油編號汽油密度試驗地點試驗人員序號轉(zhuǎn)速扭矩燃油量進氣溫度相對濕度空燃比微粒THCNOxCOr/minN·mL/h℃%mg×10-6×10-6%1表A9-2柴油機排放試驗結(jié)果試驗名稱：柴油機排放試驗結(jié)果大氣壓力大氣干溫度大氣濕溫度發(fā)動機型號試驗日期燃油編號汽油密度試驗地點試驗人員序號轉(zhuǎn)速扭矩功率燃油量油耗率修正系數(shù)NOx微粒CO排放量HC排放量NOx排放量r/minN·mkWg/hg/kW·hg/kW·hg/kW·hg/kW·hg/kW·h14）ESC排放循環(huán)測試：柴油機排放標準試驗循環(huán)（13個工況），按表A9-4順序進行試驗，根據(jù)實測的排放量計算出比排放量。并與相應(yīng)法規(guī)限值進行比較，進行評價。據(jù)試驗測量數(shù)據(jù)，計算得出的加權(quán)比排放量結(jié)果數(shù)據(jù)記錄表格，如表A9-3所示；表A9-3柴油機13工況法排放循環(huán)試驗加權(quán)比排放量結(jié)果試驗名稱：柴油機13工況法排放循環(huán)試驗加權(quán)比排放量結(jié)果大氣壓力大氣干溫度大氣濕溫度發(fā)動機型號試驗日期燃油編號汽油密度試驗地點試驗人員序號轉(zhuǎn)速扭矩燃油量加權(quán)NOx加權(quán)CO加權(quán)HC微粒CO加權(quán)比排放量HC加權(quán)比排放量NOx加權(quán)比排放量r/minN·mKg/hg/hg/hg/hg/kW·hg/kW·hg/kW·hg/kW·h1表A9-4ESC試驗循環(huán)工況序號發(fā)動機工況負荷/%加權(quán)系數(shù)/%工況時間/min1怠速——0.1552A1000.0823B500.1024B750.1025A500.0526A750.0527A250.0528B1000.0929B250.10210C1000.08211C250.05212C750.05213C500.0529.8試驗數(shù)據(jù)整理及總結(jié)分析要求1）按表A9-1填寫試驗數(shù)據(jù)結(jié)果表格，計算出各種污染物的排放量按表A9-2進行填寫；2）按表A9-3填寫ESC循環(huán)試驗的數(shù)據(jù)結(jié)果表格，并進行排放試驗加全數(shù)據(jù)處理，計算及整理得出各種污染物的加權(quán)比排放量；3）根據(jù)試驗結(jié)果數(shù)據(jù)，畫出特性曲線圖：（1）外特性試驗排放值隨轉(zhuǎn)速的變化曲線，例見圖A9-2～圖A9-4（a）所示；（2）負荷特性試驗排放值隨負荷的變化曲線，例見圖A9-2～圖A9-4（b）所示；（3）將各組的負荷特性試驗曲線匯集一起組成排放特性曲線族。4）結(jié)合試驗結(jié)果及特性曲線圖進行分析討論：（1）分析說明各特性曲線的變化趨勢及規(guī)律，并說明其原因；（2）與試驗7汽油發(fā)動機負荷特性排放物試驗結(jié)果進行對比分析，指出柴油發(fā)動機不同的排放規(guī)律，并說明其原因。5）根據(jù)13工況ESC試驗循環(huán)的試驗結(jié)果，對試驗發(fā)動機排放達標情況進行評價，并討論應(yīng)采取何種措施來進一步滿足排放達標要求；6）對比分析汽油發(fā)動機9工況法和柴油發(fā)動機13工況法在工況選擇、權(quán)重分配及測試要求等方面都有什么差異，并分析其原因。圖例：發(fā)動機外特性、1500r/min負荷特性的THC、CO、NOx排放曲線圖。(a)外特性THC排放變化(b)1500r/min負荷特性THC排放變化圖A9-2柴油機0#柴油THC排放(a)外特性CO