汽车试验学 教学课件 ppt 作者 徐晓美 第8章 汽车环境保护特性试验

1、8.1 汽车排气污染物测量 8.2 汽车噪声测量,第8章 汽车环境保护 特性试验,8.1 汽车排气污染物测量,汽车排气污染物包括从发动机排气管排出的有害气体，如一氧化碳（co）、碳氢化合物（hc）、氮氧化合物（nox）等；从发动机曲轴箱泄漏出的废气（主要为co、hc、nox）；从发动机燃料供给系统蒸发到大气中的汽油蒸汽（hc）；以及从柴油发动机排气管排出的颗粒物。,8.1 汽车排气污染物测量,汽车排放污染物测量试验分类： 汽车型式核准试验 生产一致性检查试验 新生产汽车检测试验 在用汽车检测试验,8.1.1 汽油车排气污染物测量,汽油车的排气污染物主要指co、hc和nox，其中hc以正己烷当量

2、表示，而nox以no表示。 国家标准gb18285-2005点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）规定了按gb/t15089-2001标准分类的m1、m2和 n1类在用汽油车排气污染物的检测应采用双怠速法与简易工况法。,1.汽油车排气污染物的测量仪器,（1）不分光红外分析仪 汽车排气中的co、hc、no和co2等气体都具有能吸收一定波长范围红外线的性质，且红外线被吸收的程度与排气浓度之间有一定的关系。 不分光红外线分析仪就是利用这一原理，检测排气中各种污染物的含量。,1.汽油车排气污染物的测量仪器,（2）氢火焰离子检测器 工作原理：利用碳氢化合物在氢火焰的高温(2

3、000左右)中热致电离形成自由离子，且离子数与碳原子数基本成正比。 可测量体积分数为10-710-2含量的hc，且线性和频响特性较好。,1.汽油车排气污染物的测量仪器,（3）化学发光分析仪 是目前测定汽车排气中nox的最好方法，也是各国汽车排放法规规定的测量方法。 灵敏度高、反应速度快、在nox体积分数为00.1范围内输出特性呈线性关系、适用于低浓度连续分析等。,1.汽油车排气污染物的测量仪器,（3）化学发光分析仪 化学发光法只能直接测定no，不能直接测量no2。 通常用加入o3的方法使no产生化学发光现象。放射的光子强度直接与no、o3浓度乘积成正比。正常工况下o3量较大，其浓度几乎无变化，

4、故化学发光强度正比于no的浓度。,1.汽油车排气污染物的测量仪器,（4）四气体与五气体分析仪 对于co、hc、nox、co2和o2的5种气体成分的浓度，通常采用两类不同方法来测定。 co、co2和hc通过不分光红外线不同波长能量吸收的原理来测定，可获得足够的测试精度。 nox与o2的浓度通常采用电化学的原理来测定，排气中含氧量的浓度通过在测试通道中设置氧传感器即可测定。,1.汽油车排气污染物的测量仪器,（5）气相色谱仪 是一种将混合气体中各种成分相互分离，以便于对混合气的组成和各成分的浓度进行详细分析的方法。 可用于确定排放气体中hc的具体组分以及各种成分的体积分数，而一般的汽车排放分析仪只能

5、给出hc的总体积分数。,1.汽油车排气污染物的测量仪器,（6）顺磁分析仪 顺磁性物质的特性是在无外磁场作用时，由于热运动，使原子磁矩取向无规则；在有外磁场作用时，原子的磁矩有沿磁场方向取向的趋势，显示出磁性。 汽车排气中的顺磁性气体有o2和no等，且no的顺磁性较弱，仅为o2的44%。在汽车排气中，一般情况下氧的浓度要比no高，故可以根据顺磁性物质特性制作的顺磁分析仪来测量排气中的o2。,2.双怠速测量法,双怠速测量法是参照国际标准iso3929制定的双怠速排放测量程序进行。 双怠速是指高怠速工况和怠速工况。 高怠速工况指在满足怠速工况条件下，用油门踏板将发动机转速稳定控制在50%额定转速或制

6、造厂技术文件规定的高怠速转速时的工况。,2.双怠速测量法,（1）测量程序,双怠速排放测量程序,2.双怠速测量法,（2）测量标准与结果判定 测量标准： 在用汽车双怠速排气污染物排放限值表，而过量空气系数要求在1.000.03或制造厂规定的范围内。,2.双怠速测量法,（2）测量标准与结果判定,在用汽车双怠速排气污染物排放限值（体积分数）,2.双怠速测量法,（2）测量标准与结果判定 测量结果判定： 检测污染物有一项超过前表规定的限值，则认为排放不合格；对于使用闭环控制电子燃油喷射系统和三元催化转化器技术的车辆，如果检测的过量空气系数超出要求，则认为排放不合格。,3.简易工况法稳态工况法（asm）,简

7、易工况法是在汽车有载荷的情况下进行的排放测试，该方法利用底盘测功机模拟道路行驶阻力，汽车按照一定速度，并克服一定的阻力，在保持该阻力不变的情况下进行试验。 简易工况法包含稳态工况法、瞬态工况法与简易瞬态工况法等。,3.简易工况法稳态工况法（asm）,稳态工况又称加速模拟工况（asm）。 稳态工况法：指汽车预热到规定的热状态后加速至规定车速。根据加速负荷通过底盘测功机加载，使汽车保持等速运转的运行状态，在此工况下测试汽车排放的方法。 进行asm试验需要使用底盘测功机和排气分析仪。,3.简易工况法稳态工况法（asm）,试验由asm5025和asm2540两个工况组成。,稳态工况法（asm）试验运转

8、循环,3.简易工况法稳态工况法（asm）,稳态工况法（asm）试验运转循环,3.简易工况法稳态工况法（asm）,（1）检测程序 车辆驱动轮位于测功机滚筒上，将分析仪取样探头插入排气管中，深度为400mm，并固定于排气管上，对独立工作的多排气管应同时取样。,3.简易工况法稳态工况法（asm）,（2）排气污染物测量值的计算 排放测试结果应进行稀释校正及湿度校正，计算10次有效测试的算术平均值。,3.简易工况法稳态工况法（asm）,（3）检测标准与结果判定 asm5025工况 在测量过程中，任意连续10s内第1秒至第10秒的车速变化相对于第1秒小于0.5km/h，测试结果有效。快速检查工况10s内的

9、排放平均值经修正后如果等于或低于限值的50%，则测试合格，检测结束；否则应继续进行至90s工况。,3.简易工况法稳态工况法（asm）,（3）检测标准与结果判定 asm5025工况 如果所有检测污染物连续10s的平均值均低于或等于限值，则该车应判定为asm5025工况合格，继续进行ams2540检测；如任何一种污染物连续10s的平均值超过限值，则测试不合格，检测结束。,3.简易工况法稳态工况法（asm）,（3）检测标准与结果判定 asm5025工况 在检测过程中如任意连续10s内的任何一种污染物10次排放值经修正后均高于限值的500%，则测试不合格，检测结束。,3.简易工况法稳态工况法（asm）

10、,（3）检测标准与结果判定 asm2540工况 在测量过程中，任意连续10s内第1秒至第10秒的车速变化相对于第1秒小于0.5km/h，测试结果有效。,3.简易工况法稳态工况法（asm）,（3）检测标准与结果判定 asm2540工况 快速检查工况10s内的排放平均值经修正后如果等于或低于限值的50%，则测试合格，检测结束；否则应继续进行至90s工况。如果所有检测污染物连续10s的平均值均低于或等于限值，则该车应判定为合格。,3.简易工况法稳态工况法（asm）,（3）检测标准与结果判定 asm2540工况 如任何一种污染物连续10s的平均值超过限值，则测试不合格，检测结束。在检测过程中如任意连续

11、10s内的任何一种污染物10次排放值经修正后若高于限值的500%，则测试不合格，检测结束。,8.1.2 柴油车排气污染物测量,柴油车排气中的有害成分主要有co、hc、nox以及pm（颗粒状物质）等。 与同功率的汽油车相比，柴油车的co和hc排放较少，nox的排放量因柴油机的类型差别很大，但排出的pm是汽油机的20100倍，这些pm包含在柴油机排出的黑烟中。,8.1.2 柴油车排气污染物测量,对于在用柴油车，我国排放标准控制的指标是烟度，即主要控制黑烟排放量。 gb3847-2005车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法中规定了用自由加速法与加载减速工况法测量在用压燃式发动

12、机排气烟度的方法。,8.1.2 柴油车排气污染物测量,对于2001年10月1日前生产的在用柴油车进行自由加速滤纸烟度法试验； 对于2001年10月1日起生产的在用柴油车进行自由加速不透光烟度法试验； 在机动车保有量大、污染严重的地区，实施加载减速法监控在用柴油车排放状况。,1.柴油车排气污染物的测量仪器,测量柴油车排气污染物的测量仪器主要有： 滤纸式烟度计 不透光烟度计 滤纸式烟度计用于柴油车的烟度测量，不透光烟度计用于柴油车的可见污染物测量。,1.柴油车排气污染物的测量仪器,（1）滤纸式烟度计 滤纸式烟度计是一种非直接测量仪器，通过检测测量介质被所测烟度污染的程度大小来间接读出烟度的大小。,

13、1.柴油车排气污染物的测量仪器,（1）滤纸式烟度计 烟度用符号sf表示，烟度的大小用fsn值表示。滤纸染黑的程度不同，则对照射到滤纸表面光线的反射能力不同。 烟度sf可表示为sf=10（1-rd /rc）。 全黑滤纸fsn值为10，全白滤纸fsn值为0。,1.柴油车排气污染物的测量仪器,（2）不透光烟度计 按照国家排放标准的规定，对柴油车的可见污染物应采用不透光烟度计进行测量。,1光源；2排气入口； 3排气测试管；4光电池； 5转换手柄；6空气校正管； 7鼓风机；8排气出口,不透光度计,1.柴油车排气污染物的测量仪器,（2）不透光烟度计 不透光烟度计可分为全流式和分流式两类。 全流式：测量全部

14、排气的透光衰减率 分流式：将排气中一部分废气引入取样管，然后送入不透光烟度计进行连续分析。 我国标准规定使用分流式不透光烟度计。,2.自由加速滤纸烟度法试验,在自由加速工况下，从发动机排气管抽取规定长度的排气柱所含的炭烟使规定面积的清洁滤纸染黑的程度，称为自由加速滤纸式烟度。,2.自由加速滤纸烟度法试验,（1）测量方法 检测仪器的准备 被检测车辆的准备 测量程序,柴油机自由加速滤纸烟度法的检测规程,2.自由加速滤纸烟度法试验,（2）测量结果判定 自1995年6月30日以前生产的在用汽车，所测得的烟度值应不大于5.0rb。 自1995年7月1日起至2001年9月30日期间生产的在用汽车，所测得的

15、烟度值应不大于4.5rb。,3.自由加速不透光烟度法试验,（1）测量方法 测量仪器的调整和标定 被检测车辆的准备 检测过程 采用至少3次自由加速工况过程对排气系统进行吹拂；取样探头开口端位于排气管轴线上，探头的端部应位于直管段，探头开口处背压不应超过735pa；进行多次自由加速工况测量，取最后3次读数的算术平均值即为所测烟度值。,3.自由加速不透光烟度法试验,（2）测量结果判定 自2001年10月1日起至2005年6月30日期间生产的在用汽车，对于自然吸气式发动机所测得的排气光吸收系数应不大于2.5m-1，对于涡轮增压式发动机应不大于3.0m-1。 自2005年7月1日起生产的在用汽车，所测得

16、的排气光吸收系数不应大于车型核准批准的自由加速排气烟度排放限值，再加0.5m-1。,4.加载减速不透光烟度法试验,加载减速法是一种模拟车辆负载运行时测量压燃式汽车排气可见污染物的方法。 测试设备主要包括底盘测功机、分流式不透光烟度计和发动机转速计等，由中央控制系统集中控制。,4.加载减速不透光烟度法试验,（1）测量方法 （2）检测结果判定 采用加载减速法进行排放检测时，如果在3 个工况点（即velmaxhp点、90%velmaxhp点和80%velmaxhp点）测得的光吸收系数k中，有一项超过规定的排放限值，则判定受检车辆排放不合格。,4.加载减速不透光烟度法试验,（2）检测结果判定 如果受检

17、车辆在功率扫描过程中测得的实际最大轮边功率值低于制造厂规定的发动机标定功率值的50%，也被判定为排放不合格。,8.2 汽车噪声测量,汽车噪声可简要分为以下几种： 发动机噪声、进排气系统噪声、风扇噪声、传动系统噪声、轮胎噪声、制动噪声、启动噪声、车身结构噪声等。,8.2.1 声学基本概念,1.声学基本物理量 声压 声功率 声强 声压级,8.2.1 声学基本概念,2.计权网络 在声级计内设有一种能够模拟人耳的听觉特性，把电信号修正为与听感近似值的网络，这种网络叫做计权网络。 国际组织规定，一般情况下，声级计设有三套修正电路（即a、b、c三种计权网络），使它所接收的声音按不同的程度滤波。,8.2.1

18、 声学基本概念,3.计权声级 噪声的大小、危害程度以及对周围环境的污染，用噪声级来评定。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级（叫线性声压级），而是经过听感修正的声压级，叫做计权声级或噪声级。国际标准组织近几年发布的标准都是用a声级表示。,8.2.2 汽车噪声测量仪器,汽车噪声测试的常用设备是声级计。 声级计是一种能将汽车噪声，如机动车的行驶噪声、排气噪声和喇叭声音响度等按人耳听觉特性近似地用数值测定其噪声的仪器。 噪声级是指用声级计测得的并经过听觉修正的声压级或响度级。,8.2.2 汽车噪声测量仪器,声级计结构主要由传声器（也称话筒、麦克风）、放大器、衰减器、听觉修正网络（线路）、指示仪表和校准装置等组成。 声级计内设有听觉修正线路，测量时可根据工作需要（被测声音的频率范围）选用适当的修正网络，测得与人耳感觉相适应的噪声值