汽车排放PPT课件

.,1,汽车排气污染物测定与分析,.,2,一、汽车排放污染物的主要成分及其危害,1、汽车排气污染物的主要成分：CO、HC、NOX、铅化物、SO2、PM10（颗粒物、碳烟）。2、汽车排气污染物的主要来源：1）尾气排气污染物；2）燃油蒸发污染物；3）曲轴箱排气污染物。,.,3,2、排气污染物的危害：CO：CO与血蛋白的亲和力为氧的300倍，削弱血蛋白的输氧能力。HC：HC中含有多种烃类化合物，会使人产生慢性中毒；刺激人的眼、鼻；HC与NO在阳光照射下产生光化学反应，生成O3、和醛类。NOx中的NO与血蛋白的亲和力比CO还强。PM10：粒子沉积在肺部，引起肺病变；粒子携带的三、四苯并比可引发癌症。,汽车排放污染物的主要成分及其危害,.,4,3、排放污染物的计量单位：,1）污染物的浓度单位：气态排放物的浓度常用PPm（10-6）和百分数（）表示，高浓度：%；低浓度：10-6。2）污染物的质量单位：a、按时间计量：g/h（克/小时）。b、按行驶里程计量：g/km；g/mile。c、按试验规范计量：g/次（g/试验）。d、按比排放量计量：g/kwh（克/千瓦小时）。,.,5,3）微粒的计量单位：a、按质量或浓度计量：mg/km、mg/mile、mg/m3表示。b、烟度单位：用波许烟度单位（Rb或FSN）及不透光度仪的光吸收系数m-1（米-1）表示。,排放污染物的计量单位：,.,6,.,7,二、汽油车排气污染物的检验,1、（NDIR）废气分析仪的结构与原理1）排气采收部分是由探测头、过滤器、导管、水分离器和抽气泵等构成。,.,8,气体分析仪的结构示意图,.,9,2）废气分析部分,测量原理是建立在一种气体只能吸收其独特波长的红外线特性基础上的，即是基于大多数非对称分子对红外线波段中一定波长具有吸收功能，而且其吸收程度与被测气体的浓度有关。该分析仪是由红外线光源，测量室(测定室、比较室)，回转扇和检测器构成。从采收部分输送来的多种气体共存在尾气中通过非分散型红外线分析部分分析测定气体(C0，HC)的浓度，用电信号将其输送到浓度指示部分。,.,10,由于射到检测室左室的红外线在通过测定室时一部分射线已被排气中的CO吸收，而通过比较室到达检测室右室的红外线并未减少，这样检测室左右两室吸收的红外线能量不同，从而产生了温差，温差导致了压力差的存在，使作为电容器一个表面的金属膜片弯曲。弯曲振动的频率与旋转扇片的旋转频率相符。而HC由于受到其他共存气体的影响，所以使用固体滤光片，巧妙地利用了正已烧红外线吸收光谱。因此，样品室内共存的CO、C02、H20等HC以外的气体所产生的红外线被吸收，再经检测器窗口的选择和除去，仅让具有3.5m附近的波长到达检测室内。样品室中的HC(正己烷)吸收量也就能被检测器检测。,.,11,.,12,原理图：,指示,主放大器,前置放大器,转动面,比较室,测定室,红外线光源,电容微音器,进口,出口,.,13,.,14,3）浓度指示部分指针指示、LED显示、LCD显示4）校正装置把标准气体通入分析部分的装置PEF的含义：正己烷当量计量检定、校准、期间核查时使用。,.,15,PEF：正己烷当量,仪器校准时，CO是以标准气体储气瓶里的CO浓度作为校正基准值，而HC校正时标准气体为丙烷（C3H8），必须换算成正己烷（C6H14）作为基准值校正。校正基准值=标准气体（C3H8）换算系数（正己烷当量）原因：HC为多种碳氢化合物成分：醛、烯及芳香烃等，测量时，以正己烷（C6H14）当量校正测量，正己烷在常温下为液态，实际校正气体为丙烷（C3H8），所以要进行换算。,.,16,1）按原理分类：不分光红外线（NDIR）和半导体式。2）按测量的废气成分的多少分类：二组分分析仪、四组分分析仪、五组分分析仪等。3）发展趋势：多组分取代二组分气体分析仪。,2、仪器分类,.,17,1）测量CO、HC、NOX、O2、CO2；2）显示采用LCD液晶屏幕；3）零位自动调整；4）自动计算显示过量空气系数（）；5）配备转速、油温测量通道，并有RS232接口，与上位计算机通讯。,3、四气体/五气体分析仪特点,.,18,CO、CO2、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。而NOX与O2的浓度通常采用电化学的原理来测定。排气中含氧、NOX量的浓度通过在测试通道中的设置氧传感器、NOX传感器即可测定。NOX浓度还可采用化学发光法的原理进行精确测定（CLD法）。,4、五气体分析仪的测量原理,.,19,5、点燃式发动机排气污染物检验方法,1）怠速法测量仪器技术要求和车辆要求。A排气系统不得有泄漏。B应保证取样探头插入排气管的深度不小于400mm，否则排气管应加接管，但应保证接口不漏气。C发动机应达到规定的热状态。D按汽车制造厂使用说明书规定的调整法，调至规定的怠速和点火正时。,.,20,测量程序:(1)发动机由怠速工况加速至0.7额定转速，维持60s后再降至怠速状态。（2）将取样探头插入排气管中，深度不低于400mm。（3）发动机在怠速状态，维持15s后开始读数，读取30s内的最高值和最低值，取其平均值。,.,21,.,22,2、双怠速法,1）怠速与高怠速工况的定义：怠速工况：指发动机无负载运转状态。即离合器接合、变速器空档（P档或停车）、阻风门全开位置（化油器）、油门踏板完全松开。高怠速工况：发动机转速在50%额定转速的工况。即离合器接合、变速器空档（P档或停车）、阻风门全开位置（化油器）。GB18285-2005标准中规定轻型车的高怠速转速为2500100r/min，重型车的高怠速转速为00100r/min。,.,23,2）双怠速法（GB18285-2005）（1）测量程序简易图示,.,24,（3）仪器的测量程序：,.,25,（4）双怠速法测量程序,a应保证被检测车辆处于制造厂规定的正常状态，发动机进气系统应装有空气滤清器，排气系统应装有排气消声器，并不得有泄漏。b应在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测量仪器。测量时，发动机冷却液和润滑油温度应不低于80，或者达到汽车使用说明书规定的热车状态。,.,26,c发动机从怠速状态加速至70%额定转速，运转30s后降至高怠速状态。将取样探头插入排气管中，深度不少于400mm，并固定在排气管上。维持15s后，由具有平均值功能的仪器读取30s内的平均值，或者人工读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为高怠速污染物测量结果。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汽车，还应同时读取过量空气系数（）的数值。,双怠速法测量程序,.,27,d发动机从高怠速降至怠速状态15s后，由具有平均值功能的仪器读取30s内的平均值，或者人工读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为怠速污染物测量结果。e若为多排气管时，取各排气管测量结果的算术平均值作为测量结果。f若车辆排气管长度小于测量深度时，应使用排气加长管。,双怠速法测量程序,.,28,(1)概述：主要用于美国在用车检查维护（I/M）计划的车辆排气污染物检测。（2）特点：在底盘测功机上对车辆加载，使车辆在有负荷的工况下运行，可全面反映出车辆尾气排放的主要污染物：CO、HC、NOx。,3)加速模拟工况法,.,29,（3）ASM工况说明,ASM5025工况:经预热后的车辆加速至25.0km/h，测功机以车辆速度为25.0km/h、加速度为1.475m/s2时的输出功率的50%作为设定功率对车辆加载，工况计时器开始计时（t=0s）。车辆以25.0km/h1.5km/h的速度持续运转5s，如果底盘测功机模拟的惯量值在计时开始后持续3s超出所规定误差范围，工况计时器将重新开始计时（t=0）。,.,30,如果再次出现该情况，检测将被停止。系统将根据分析仪最长响应时间进行预置，（如果分析仪响应时间为10s，则预置时间为10s，t=15）然后系统开始取样，持续运行10s（t=25s）即为ASM5025快速检查工况。ASM5025快速检查工况结束后继续运行至90s（t=90s）即为ASM5025工况。,.,31,ASM2540,ASM5025工况检测结束后车辆立即加速至40.0km/h，测功机以车辆速度为40.0km/h，加速度为1.475m/s2时的输出功率的25%作为设定功率对车辆加载。工况计时器开始计时（t=0s）。车辆以40.0km/h1.5km/h的速度持续运转5s，如果底盘测功机模拟的惯量值在计时开始后持续3s超出所规定误差范围，工况计时器将重新开始计时（t=0）。,.,32,如果再次出现该情况，检测将被停止。系统将根据分析仪最长响应时间进行预制，（如果分析仪响应时间为10s，则预时间为10s，t=15）然后系统开始取样，持续运行10s（t=25s）即为ASM2540快速检查工况。ASM2540快速检查工况结束后继续运行至90s（t=90s）即为ASM2540工况。,.,33,（4）ASM工况循环图,.,34,（5）车辆和燃料,试验车辆、车辆的机械状况应良好。、进、排系统不得有任何泄漏。、发动机、变速箱和冷却系统应无泄漏。、轮胎表面磨损和轮胎压力符合规定。燃料：应使用无铅汽油或压缩天然气、液化石油气。,.,35,（6）试验设备技术要求,1、底盘测功机1）基本要求2）功率吸收装置3）滚筒4）惯量5）其他要求,.,36,2、测量仪器,1）排气分析仪基本要求响应要求2）其他测量装置湿度计、温度计、气压计、计时器,.,37,3）自动检测控制系统,1自动检测控制系统应能根据输入的车辆参数自动设置加载载荷和选择排放标准。检测程序，数据采集和分析判断检测结果应由计算机控制自动进行。2自动检测控制系统应考虑到排气分析仪的响应时间，以确保记录的排气污染物检测值与相应的试验工况记录值互相对应。,.,38,3系统应配备清晰可见的驾驶员引导装置。引导装置应不断显示所需速度，试验工况时间，驾驶实际速度和时间，以及其它必要的提示和警告。4系统应具有设备数据生成功能，所要求数据项见附件BC，具体格式将根据国家环境保护主管部门的要求另行规定。,.,39,（7）标定程序,标定为将标准气体经由取样管输入取样系统，在整个标定过程中需保证系统流量，使分析仪能够正常工作。标定程序如下：a.分析仪清零并进行泄漏检查。b.根据系统提示注入低量程标气，并保证压力不得小于本标准所规定的大气压力。c.待各种气体读数稳定（至少20s后），记录显示读数及修正值。,.,40,d.注入其它量程的气体重复步骤b、c。e.根据下列公式比较记录读数：误差（系统读数标准气数值）/标准气数值100%f.如果CO、CO2和HC/PEF的误差大于5.0，NO的误差大于4.0，系统应视为未通过标定，系统应被锁定不能从事检测直至能够通过标定为止。,标定程序,.,41,（8）测试程序,1）车辆准备2）设备准备排气分析仪预热、测功机预热、载荷设定。3）ASM5025工况4）ASM2540工况5）排气污染物测量值的计算,.,42,1、柴油车排气污染物的检验项目1）排气可见污染物；（不透光式烟度计检测）2）烟度。（滤纸式烟度计检测）,三、柴油车排气污染物的检验方法,.,43,2、柴油车排气污染物测量仪器,1）滤纸式烟度计（1）结构简图,.,44,（2）滤纸式烟度计原理,滤纸式烟度计其结构如上图所示，由采样器和检测器两部分组成。采样抽气系统由抽气气缸、抽气电机、取样探头以及气路管道系统和控制电路组成；采样时，在控制电路的控制下，电机带动气缸运动，气缸通过气路管道系统，取样枪从柴油车的排气管内抽取规定容积的废气，并通过测试过滤纸过滤，完成采样过程。,.,45,.,46,（1）结构取样装置、测量装置、指示装置、电源、线缆等部分构成。测量装置主要由光源、光通路、光敏元件等部分组成，是消光式烟度计的主要装置，光敏元件输出量的大小与烟气所造成的光强度衰减程度成正比。,2）不透光式烟度计,.,47,电磁阀,光源,光接受器,样气,空气,恒温室,指示仪表,.,48,（2）不透光烟度计原理使光通过一段特定长度的被测烟，用到达光接受器的入射光的强弱作为被测烟对光的吸收能力的评价。是一种直接测量的计量方法。N=100（1/0）N不透光度；有烟时的光强度；0无烟时的光强度。,.,49,根据比耳兰勃特定律可以得出：/0=e-nAQLK=nAQ=（-1/L）Ln（1-N/100）K光吸收系数；n单位容积内的颗粒数；A颗粒物平均投影面积；Q颗粒物衰减系数；L光通路的有效长度。,.,50,（3）不透光烟度计特点1）分体式结构，测量与控制单元分开；2）LCD液晶大屏幕显示，具有不透光度（N）和光吸收系数（K）两种读数；3）零位自动调整；4）测量单元采用分流式（取样）技术，测量柴油车的排放，采用“空气幕”技术以保护光学元件免受污染，检测室恒温控制，可防止冷凝，以避免温度变化影响测量精度；5）配备有RS232接口，与上位计算机通讯。,.,51,1）自由加速排气可见污染物试验（1）车辆（2）燃料（3）试验程序（GB3847-2005）2）自由加速烟度测量方法按GB/T3846-93的规定进行。,3、柴油车排放检测方法,.,52,自由加速工况：,柴油发动机处于怠速工况（发动机运转；离合器处于接合位置，加速踏板处于松开位置；变速器处于空档；具有排气制动装置的发动机，蝶形阀处于全开位置），将加速踏板迅速踩到底，维持4s后松开。,.,53,.,54,四、汽车排气污染物排放限值,1、新生产点燃式汽车排气污染物排放限值GB18285-2005,.,55,在用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值,.,56,3、ASM排放限值,.,57,4、过量空气系数（）的要求,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汽车进行过量空气系数（）的测定。发动机转速为高怠速转速时，应在1.000.03或制造厂规定的范围内。进行测试前，应按照制造厂使用说明书的规定预热发动机。,.,58,5.装配压燃式发动机的车辆排气污染物控制（GB18565-2001）,.,59,装配压燃式发动机的车辆排气污染物控制（GB3847-2005）,1、对于本标准实施后生产的在用汽车：自本标准实施之日起，按本标准规定经