第四章汽车环保性能试验.ppt

TUTE汽车与交通学院,第四章汽车环保性能试验,4.1汽车排放试验4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,4.1汽车排放试验4.1.1汽车排放试验简介4.1.2汽车的排放污染物4.1.3排放污染物的检测标准4.1.4汽油车污染物检测仪结构与原理4.1.5柴油车污染物检测仪结构与原理4.1.6汽车排放污染物检测方法,第四章汽车环保性能试验,TUTE汽车与交通学院,4.1.1汽车排放试验简介试验目的：按照国家排放法规，对产品进行认证、验证，以及对产品质量进行评定。采用净化新技术，开发发动机新产品，提高排气净化水平。试验分类：整车测试、台架测试试验项目：怠速排放试验、汽车运行工况试验、曲轴箱废气测定、汽油蒸发试验试验对象：整车、发动机、排气净化装置评价指标：浓度排放量、质量排放量,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,4.1汽车排放试验4.1.1汽车排放试验简介4.1.2汽车的排放污染物4.1.3排放污染物的检测标准4.1.4汽油车污染物检测仪结构与原理4.1.5柴油车污染物检测仪结构与原理4.1.6汽车排放污染物检测方法,第四章汽车环保性能试验,TUTE汽车与交通学院,4.1.2汽车的排放污染物一、汽车排放污染物的主要成分排放污染物主要来源：废气窜气泄漏排放污染物主要成分：COHCNOX微粒硫化物,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,二、汽车排放污染物的危害一氧化碳（CO）：无色、无刺激，废气中浓度最大；易和血红蛋白结合，阻碍血红素带氧，造成体内缺氧窒息。碳氢化合物（HC）：浓度高时对人体产生影响，一般情况下危害不大；是产生光化学烟雾的重要成分。,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,氮氧化合物（NOx）：HC与NO2的混合物在紫外线作用下进行光化学反应而形成的黄色烟雾，称为“光化学烟雾”。O3对人的眼、鼻和咽喉黏膜有较强的刺激作用，引起结膜炎、鼻炎、支气管炎等症状，并伴随难闻臭味，严重时可致癌。浮游微粒：会被人体吸入肺部沉淀下来，往往粘附有SO2及致癌物质。硫氧化物：危害催化剂的使用寿命和人体健康；SO2是造成酸雨的主要物质。,4.1汽车排放试验,成分：臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯等二次污染物。,TUTE汽车与交通学院,4.1汽车排放试验4.1.1汽车排放试验简介4.1.2汽车的排放污染物4.1.3排放污染物的检测标准4.1.4汽油车污染物检测仪结构与原理4.1.5柴油车污染物检测仪结构与原理4.1.6汽车排放污染物检测方法,第四章汽车环保性能试验,TUTE汽车与交通学院,4.1.3排放污染物的检测标准世界排放标准三大体系：欧洲、美国和日本体系；70%国家选用欧洲体系，20%多采用美国体系。中国标准：GB18285-2005点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速及简易工况法）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GB18352.1-2001轻型汽车污染物排放限值及测量方法()GB18352.2-2001轻型汽车污染物排放限值及测量方法(),4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,补充内容：欧洲排放法规简介,欧盟国家为限制汽车排放污染物对环境造成的危害而共同采用的汽车废气排放标准。对几乎所有类型车辆排放的NOx、HC、CO和悬浮粒子(particulatematter，PM）都有限制。一般四年更新一次。相对于美国和日本排放标准，测试要求比较宽泛，是发展中国家大都沿用的汽车废气排放体系。,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,TUTE汽车与交通学院,4.1汽车排放试验4.1.1汽车排放试验简介4.1.2汽车的排放污染物4.1.3排放污染物的检测标准4.1.4汽油车污染物检测仪结构与原理4.1.5柴油车污染物检测仪结构与原理4.1.6汽车排放污染物检测方法,第四章汽车环保性能试验,TUTE汽车与交通学院,（一）检测原理1.CO、HC、CO2都能吸收红外线能量，但三者吸收红外线的波长范围（吸收带）不同。当红外线能量被吸收后，自身能量将减少。,4.1.4汽油车污染物检测仪结构与原理检测仪：不分光红外线吸收型检测仪Non-DispersiveInfraredAnalyzer（NDIR）,2.红外线被吸收程度与被测气体浓度有对应关系。气体浓度越高，吸收红外线能力越强。,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,对比室充不吸收红外线的氮气；试样室连续流过被测汽车废气，某种废气(如CO)浓度越高，则红外线能量在试样室就被吸收的越多；检测室左、右腔充相同浓度的被测气体（如CO）；2光源发出2束一定波长红外线，在通过旋转遮光片时，被同时导通或遮断而形成红外线脉冲。,废气分析仪工作原理,试样室,对比室,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,检测室左腔：因通过对比室到达检测室的红外线能量未被吸收，故检测室左腔中的被测气体就能吸收较多能量；检测室右腔：因通过试样室的红外线已被废气吸收了部分能量，故检测室右腔中被测气体只能吸收较少能量；检测室左、右腔吸收能量不同，导致两腔气体温度不同而产生压力差，该压差将造成中间金属膜片产生弯曲振动；膜片振幅取决于所测气体浓度。,废气分析仪工作原理,4.1汽车排放试验,试样室,对比室,TUTE汽车与交通学院,（二）结构组成排气取样装置，分析装置，含量指示装置，校准装置1.排气取样装置作用：保证无水、无尘、无碳渣的废气进入分析装置。组成：探头、滤清器、导管、水分离器、气泵开关控制。,不分光红外线气体分析仪1-导管；2-滤清器；3、4-低浓度与高浓度取样探头；5、6-CO与HC指示仪表；7、8-标准CO与HC气样瓶,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,2.分析装置光源：两红外光源平行发射，发射能量严格相等。切光器：电机带动扇形遮光板旋转，交替打开、遮断红外光而形成脉冲光。对比室与试样室传感器：检测室装电容式传感器。废气浓度变化可吸收光能变化温度变化压力变化电容变化充、放电电压变化电压信号放大送给指示装置。废气多，光能变化大。,对比室：内充不吸收红外能量的氮气,试样室：内充汽车所排出的废气,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,3.含量指示装置放大的电压信号用数字式或指针式仪表显示。CO为体积百分数。HC为体积百万分数，（换成百分数104）。,不分光红外线气体分析仪面板图1-HC标准调整旋钮；2-HC零点调整旋钮；3-HC读数转换开关；4-CO读数转换开关；5-简易校准开关；6-CO标准调整开关；7-CO零点调整开关；8-电源开关；9-泵开关；10-流量计；11-电源指示灯；12-标准气样入口；13-CO指示仪表；14-HC指示仪表,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,4.校准装置保持分析仪指示精度的装置。一般包含：标准气样校准装置、简易校准装置。标准气样校准：把分析仪生产厂附带的供校准用的标准气样（CO和HC），从分析仪上专设的标准气样注入口直接送到废气分析装置，再通过比较标准气样浓度值和仪表指示值的方法来进行校准。简易校准：用遮光板把废气分析装置中通过试样室的红外线遮挡住一部分，用减少一定量红外线能量的方法进行简单校准。,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,（三）、各种气体成分所采用的检测仪CO2、CO、HC利用不分光红外气体分析仪测定。HC也可用氢火焰离子法。O2用氧传感器（监测空燃比，保护三元催化器、控制排放）NOX也可用红外线检测。同CO，但检测不准。NOX（NO、NO2）的检测常采用化学发光分析仪。,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,化学发光分析仪检测NOX的原理用化学物质（碳化物）使排气中NO2还原为NO生成的NO2中有10处于激励态NO2*，当激励态NO2*恢复至基本态时将发出波长为0.592.5的光量h（h为普朗克常数、为光子的频率），其发光强度与废气中NO成正比。用光电检测器即可根据其输出电信号强弱换算出NO的含量。反应式：NO+O3NO2+O2NO2*NO2+h,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,4.1汽车排放试验4.1.1汽车排放试验简介4.1.2汽车的排放污染物4.1.3排放污染物的检测标准4.1.4汽油车污染物检测仪结构与原理4.1.5柴油车污染物检测仪结构与原理4.1.6汽车排放污染物检测方法,第四章汽车环保性能试验,TUTE汽车与交通学院,1-脚踏开关；2-电磁阀；3-抽气泵；4-滤纸卷；5-取样探头；6-排气管；7-进给机构；8-被染黑滤纸；9-光电传感器；10-指示仪表,4.1.5柴油车污染物检测仪结构与原理1.滤纸式烟度计,测量原理：抽气泵3定时将一定容量的废气吸入，在废气穿过滤纸4时，将排出的污染物（碳烟）隔离在滤纸上，形成污斑，这块污斑的颜色深浅(黑的程度)与车辆废气的烟度有关，测量这块污斑的黑度指标，就测出该汽车的污染程度。,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,检测传感器与指示装置用光束照射滤纸，滤纸上方放置环形光电池。未经污染的滤纸较白，入射光大部分反射到光电池上（光电管），光电池吸收光能就多，光电压较高，仪表指零。滤纸经污染后颜色发黑，入射光大部分被黑色吸收，只有少量反射，光电压就小，烟度计示置增大。,烟度单位（波许，Rb），用010.0Rb表示，“0”是纯白色滤纸烟度，“10”是全黑色滤纸烟度。最小分度为0.01Rb。,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,2.不透光烟度计2001年10月1日起生产的在用柴油车，应按照自由加速不透光烟度法对排放废气烟度进行检测。由光电管测出光线强度的衰减量。利用透光衰减率测定排气烟度。,不透光烟度计能测定稳态、非稳态和过渡工况下的烟度值。由于烟度污染，水滴与油滴作用，容易产生误差，需要定期清洗。,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,4.1汽车排放试验4.1.1汽车排放试验简介4.1.2汽车的排放污染物4.1.3排放污染物的检测标准4.1.4汽油车污染物检测仪结构与原理4.1.5柴油车污染物检测仪结构与原理4.1.6汽车排放污染物检测方法,第四章汽车环保性能试验,TUTE汽车与交通学院,4.1.6汽车排放污染物检测方法1.双怠速工况排气污染物检测（怠速、高怠速）使用便携式排气分析仪检测CO和HC含量2.工况法排气污染物检测底盘测功机、尾气分析仪、转速计、温度计、湿度计、计时器。（1）稳态工况法（加速模拟工况法）：ASM5025与ASM2540（2）瞬态工况法：常用工况与排气污染严重工况3.柴油机烟度检测（1）稳态烟度检测：全负荷、需要加载（2）非稳态烟度检测（自由加速法）：空载，怠速突然至高转速,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,4.1汽车排放试验,适用对象：M1、M2、N1类汽油机,适用对象：除M1、M2、N1类之外的其他在用汽油机,TUTE汽车与交通学院,适用对象：M1、M2、N1类汽油机,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,柴油机稳态烟度检测在全负荷速度特性范围内，以大致均匀的间隔测定六种稳定转速下的排气烟度（其中必须包含最大转矩转速）。转速范围：ne45%ne(或1000r/min，取两种转速中较高者),柴油机非稳态烟度检测怠速运转，然后将油门急速踏到底，坚持4s后松开，重复三次后正式测量。正式测量也重复三次，每次间隔15s，取三次读的算数平均值即为所测烟度。,4.1汽车排放试验,TUTE汽车与交通学院,第四章汽车环保性能试验,4.1汽车排放试验4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,4.2汽车噪声试验4.2.1汽车噪声简介4.2.2汽车噪声的评价指标4.2.3汽车噪声的检测设备4.2.4汽车噪声的检测方法4.2.5机动车噪声标准限值,第四章汽车环保性能试验,TUTE汽车与交通学院,4.2.1汽车噪声简介,一、根据汽车噪声对环境的影响分类1.车外噪声汽车辐射到车外空间的噪声，包括发动机噪声、排气噪声、轮胎噪声、制动噪声和传动系统噪声。2.车内噪声车厢外的汽车各部分噪声通过各种声学途径传入车内的那部分噪声，以及汽车各部分振动通过各种振动传递路径激发车身板件的结构振动向车箱内辐射的噪声。,4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,二、根据噪声产生的过程分类1.发动机噪声（1）燃烧噪声和机械噪声燃烧噪声：气缸内周期性变化的气体压力作用而产生的噪声。机械噪声：由于气体压力及机件的惯性作用，使相对运动零件之间产生撞击和振动而形成的噪声。（2）进、排气噪声由发动机在进、排气过程中的气体压力波动和高速气体流动所引起的振动而产生的噪声。（3）风扇噪声由旋转噪声和涡流噪声所组成。,4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,2.传动机构噪声由齿轮振动引起的噪声以及轴承运转声、润滑油搅拌声、发动机振动传至变速器箱体而辐射的噪声。3.制动噪声汽车制动过程中由制动器摩擦诱发引起制动器等部件振动发出的声响，通常称为制动尖叫声。4.轮胎噪声包括轮胎花纹噪声、道路噪声、弹性振动噪声以及轮胎旋转时搅动空气引起的风噪声。,4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,4.2汽车噪声试验4.2.1汽车噪声简介4.2.2汽车噪声的评价指标4.2.3汽车噪声的检测设备4.2.4汽车噪声的检测方法4.2.5机动车噪声标准限值,第四章汽车环保性能试验,TUTE汽车与交通学院,4.2.2汽车噪声的评价指标,一、声学基础知识（一）声音的物理参数1.声波的频率f（Hz）：指单位时间内产生振动波的数量。f=1/T；式中T：一个声波的周期（s）。声波频率的高低影响声调，频率越高，声调越高；频率越低，则声调越低。2.声压P（Pa）当声波在弹性介质中运动时，介质中的压力在稳定压力附近增加或者减小。这个压力的变化量称为声压P。,4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,3.声功率W（W）声源在单位时间内所辐射的声能（声压）大小，即W=P/t4.声强I（W/m2）单位时间内与声波垂直方向单位面积上的能量，即单位面积通过的声功率。5.响度N响度是指声源带给人耳的感觉量，单位为（sone，宋）。,4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,（二）声音的评价指标1.声压级LpdB=20lg(P/(210-5)2.声功率级LwdB=10lg（(W/10-12)）3.声强级LidB=10lg(I/10-12)4.响度级Ln（phon，方）,4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,（三）声级计权（加权）人耳对声音强弱的感觉，不仅同声压有关，而且同频率有关。不同声音频率对响度的影响不一样，在用仪器测量声音的响度时，必须使测量仪器具有和人类听觉一样的频率响应特性，称之为计权。一般对听觉的修正有A、B、C三个计权特性。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性，B计权声级是模拟55dB85dB的中等强度噪声的频率特性，C计权声级是模拟高强度噪声85dB130dB的频率特性。A计权声级其特性曲线接近于人耳的听感特性，是目前噪声测量中应用最广泛的一种，B、C已逐渐不用。,4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,4.2汽车噪声试验4.2.1汽车噪声简介4.2.2汽车噪声的评价指标4.2.3汽车噪声的检测设备4.2.4汽车噪声的检测方法4.2.5机动车噪声标准限值,第四章汽车环保性能试验,TUTE汽车与交通学院,4.2.3汽车噪声的检测设备,一、声级计的结构与工作原理声级计一般由传声器、电子线路（包括放大器、衰减器、计权网络、检波器等）、指示仪表及电源等组成。,4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,1.传声器（话筒、麦克风）将声压信号（机械能）转变为电信号（电能）的传感器。2.放大器将传声器输出的微弱电压信号放大，以满足指示仪器的需要。与一般通用放大器基本相似。3.衰减器输入、输出衰减器用来改变输入和输出信号的衰减量，以便使表头指针指在适当的位置上。4.计权网络为模拟人耳听觉在不同频率有不同的灵敏性，在声级计内设有能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。,4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,5.检波电路使仪表的指示值与信号中各频率成分的声能按一定的比例关系显示出来。6.指示仪表7.电源一般采用直流和交流两种方式。8.校准信号源声级计在应用时必须能进行校准。,4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,4.2汽车噪声试验4.2.1汽车噪声简介4.2.2汽车噪声的评价指标4.2.3汽车噪声的检测设备4.2.4汽车噪声的检测方法4.2.5机动车噪声标准限值,第四章汽车环保性能试验,TUTE汽车与交通学院,4.2.4汽车噪声的检测方法,一、测试准备（1）接通电源，使声级计预热5min以上，检查电源电压是否正常。（2）根据对被测噪声级的估计值，预先选定量程。（3）测定环境噪声。,4.2汽车噪声试验,二、测试方法（一）车外噪声测量方法1.测量场地及测点位置声级计传声器位于20m跑道中心点O两侧，各距中心7.5m，距地面高度1.2m，用三角支架固定。,TUTE汽车与交通学院,2.加速行驶车外噪声测量方法声级计调整声级计用“A”计权网络、“快”挡进行测量，读取车辆驶过时的声级计表头最大读数。车辆按下列规定条件稳定地到达始端线行驶挡位选择前进挡位为4挡以上的车辆用第3挡；前进挡位为4挡或4挡以下的用第2挡;对于自动挡车辆使用在试验区间加速最快的挡位。,4.2汽车噪声试验,TUTE汽车与交通学院,转速或车速控制汽车到达始端线时，发动机转速应为标定转速的3/4，若无转速表可用与该挡转速相对应的车速来控制；若车辆未到达始端线时车速已超过50km/h，则车辆应以50km/h车速稳定行驶至始端线；当车辆前端到达始端线开始，立即将油门踏板踩到底，直线加速行驶。当车辆后端到达终端线时，立即停止加速，车辆后端不