第九章汽车公害及检测课件

1、 第九章第九章 汽车公害及检测汽车公害及检测 汽车的公害包括汽车排气对大气的污染；噪汽车的公害包括汽车排气对大气的污染；噪声对环境的危害；汽车电气设备对无线电及电声对环境的危害；汽车电气设备对无线电及电视广播等的电波干扰三个方面。排气污染对人视广播等的电波干扰三个方面。排气污染对人们的生活环境影响最大，其次是噪声公害，而们的生活环境影响最大，其次是噪声公害，而电波公害由于不直接影响人体健康，并且是局电波公害由于不直接影响人体健康，并且是局部性问题，所以没有前两者重要。部性问题，所以没有前两者重要。 检测排气污染物的目的是控制排气污染物的检测排气污染物的目的是控制排气污染物的扩散，使其限定在被允

2、许的范围内，以达到保扩散，使其限定在被允许的范围内，以达到保护生态环境和自然界生态平衡的目的。我国于护生态环境和自然界生态平衡的目的。我国于1979年颁布了年颁布了环境保护法环境保护法，1983年发布并年发布并于于1984年实施了年实施了汽车污染物排放标准和测量汽车污染物排放标准和测量方法方法。第一节第一节 汽车排放污染物的形成及危害汽车排放污染物的形成及危害 汽车排放的污染物主要有：一氧化碳汽车排放的污染物主要有：一氧化碳(CO)、碳氢化合物、碳氢化合物(HC)、氮氧化物、氮氧化物(NOx)、微粒物、微粒物(由炭烟、铅氧化物等重由炭烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰等组成金属氧化物和烟灰等组成

3、)和硫化物等。和硫化物等。 这些污染物由汽车的排气管、曲轴箱这些污染物由汽车的排气管、曲轴箱和燃油系统排出，分别称为排气污染物、和燃油系统排出，分别称为排气污染物、曲轴箱污染物和燃油蒸发污染物。曲轴箱污染物和燃油蒸发污染物。 一、一氧化碳一、一氧化碳(CO) CO是烃燃料燃烧的中间产物，排气中的是烃燃料燃烧的中间产物，排气中的CO是由于烃的不完全燃烧所造成的。是由于烃的不完全燃烧所造成的。汽车排放的污染物汽车排放的污染物 二、碳氢化合物二、碳氢化合物(HC) 排气中的排气中的HC是由未燃烧的燃料烃、不完全氧化产物是由未燃烧的燃料烃、不完全氧化产物以及燃烧过程中部分被分解的产物所组成。以及燃烧过

4、程中部分被分解的产物所组成。 三、氮氧化合物三、氮氧化合物(NOx) 氮氧化物主要指一氧化氮氮氧化物主要指一氧化氮(NO)和二氧化氮和二氧化氮(N02)，它，它是由排气管排出。是由排气管排出。 四、浮游微粒四、浮游微粒 汽油机中主要微粒：铅化物、硫酸盐、低分子物质；汽油机中主要微粒：铅化物、硫酸盐、低分子物质；柴油机中主要微粒为石墨形的含碳物质柴油机中主要微粒为石墨形的含碳物质(炭烟炭烟)和高分子和高分子量有机物量有机物(润滑油的氧化和裂解产物润滑油的氧化和裂解产物)。 五、硫氧化物五、硫氧化物 汽车内燃机尾气中硫氧化物的主要成分为二氧化硫汽车内燃机尾气中硫氧化物的主要成分为二氧化硫(SO2)

5、。 六、汽油车排放污染物的影响因素六、汽油车排放污染物的影响因素 1空燃比空燃比 空燃比空燃比AF是影响汽油机排气中污染物产生的重是影响汽油机排气中污染物产生的重要因素之一：随着空燃比的增加，要因素之一：随着空燃比的增加，C0排放浓度逐渐排放浓度逐渐下降；下降；HC排放浓度在排放浓度在AF18时有最小值，时有最小值，AF降降低或升高都会使低或升高都会使HC排放浓度增加；而排放浓度增加；而NOx排放浓度排放浓度在在AF16时有最大值。时有最大值。 2点火时间和点火能量点火时间和点火能量 点火正时对点火正时对CO排放浓度影响较小，除非点火正时排放浓度影响较小，除非点火正时过分推迟使过分推迟使CO没

6、有充分的时间完全氧化而引起没有充分的时间完全氧化而引起CO排放量增加。排放量增加。 七、柴油机排放污染物的影响因素七、柴油机排放污染物的影响因素 1柴油柴油 柴油的性质对炭烟的生成有一定的影响。蒸发性差的燃料往往柴油的性质对炭烟的生成有一定的影响。蒸发性差的燃料往往雾化也差，对排气烟度有不利的影响。着火性好的燃料对冷起动雾化也差，对排气烟度有不利的影响。着火性好的燃料对冷起动有利，但由于着火延迟期短，着火后喷人气缸的燃料增多，容易有利，但由于着火延迟期短，着火后喷人气缸的燃料增多，容易产生炭烟，所以十六烷值过高的燃料烟度增加显著。就对烟度的产生炭烟，所以十六烷值过高的燃料烟度增加显著。就对烟度

7、的影响而言，燃料的着火性比蒸发性更重要。影响而言，燃料的着火性比蒸发性更重要。 2过量空气系数过量空气系数 柴油机燃烧室内混合物是极不均匀的。各区空燃比是影响燃料柴油机燃烧室内混合物是极不均匀的。各区空燃比是影响燃料裂解和氧化的主要因素。裂解和氧化的主要因素。 3柴油雾化质量柴油雾化质量 柴油机排气烟度与雾化品质关系密切，在柴油机喷油过程中，柴油机排气烟度与雾化品质关系密切，在柴油机喷油过程中，每次喷油将结束时，喷油压力下降，雾化质量变羌，使液滴直径每次喷油将结束时，喷油压力下降，雾化质量变羌，使液滴直径比主要喷射阶段的油滴大比主要喷射阶段的油滴大45倍，这些油滴蒸发与燃烧的时间短，倍，这些油

8、滴蒸发与燃烧的时间短，周围氧的浓度低，容易产生炭烟。周围氧的浓度低，容易产生炭烟。 4喷油时刻喷油时刻 在直喷式柴油机中，当其他参数不变，加大喷油提前角可以降在直喷式柴油机中，当其他参数不变，加大喷油提前角可以降低排气烟度。低排气烟度。第二节第二节 汽油车排气污染物的检测汽油车排气污染物的检测 汽油车排气污染物的排放限值由汽油车排气污染物的排放限值由GBl4761.5汽油车汽油车怠速污染物排放标准怠速污染物排放标准规定。规定。 检测方法则由检测方法则由(GB/T3845汽油车怠速污染物测量汽油车怠速污染物测量方法方法规定。规定。 一、检测仪器的结构和工作原理一、检测仪器的结构和工作原理 国家标

9、准规定各排气组分均应采用不分光红外线吸国家标准规定各排气组分均应采用不分光红外线吸收型收型(NDlR)监测仪进行检测。现以国内用户最多的监测仪进行检测。现以国内用户最多的MEXA-324F为例。为例。 1气路系统气路系统(图图9-1) 1)取样系统取样系统 2)分析系统分析系统(又称分析通道又称分析通道) 3)排水与分流通道排水与分流通道 MEXA-324F废气分析仪废气分析仪2光路系统光路系统(又称光学平台又称光学平台) 光路系统由光源、气室光路系统由光源、气室(分参比气室分参比气室又称标准气室、工作气又称标准气室、工作气室室又称测量气室又称测量气室)、切光电机、检测器等组成。从光源发出的两

10、、切光电机、检测器等组成。从光源发出的两束红外光，分别通过标准气室和工作气室后，到达检测器。束红外光，分别通过标准气室和工作气室后，到达检测器。 1)光源光源 每对光源的工作电压为每对光源的工作电压为7V，工作温度为，工作温度为730C，单边，单边工作电流工作电流1.13A。仪器是采用双光路结构。仪器是采用双光路结构。 2)切光电机切光电机 切光电机是一个切光电机是一个12极磁滞式交流同步电机极磁滞式交流同步电机 。 3)参比气室和工作气室参比气室和工作气室 4)光学遮光板光学遮光板 作用是调节参比气室和工作气室的通作用是调节参比气室和工作气室的通光量。光量。 3.检测器、控制系统检测器、控制

11、系统 4检测器检测器 检测器是仪器的关键部件，其工作原理如图检测器是仪器的关键部件，其工作原理如图9-6所示。检测器具有对不所示。检测器具有对不同的测量对象的选择性，这是与检测器内的气体成分有关。检测器只对同的测量对象的选择性，这是与检测器内的气体成分有关。检测器只对4.67m和和345m波段的红外光敏感。当这些波长的红外光进入检测室波段的红外光敏感。当这些波长的红外光进入检测室时，射人的红外光就被检测器内的气体吸收而引起能量的变化。其他波时，射人的红外光就被检测器内的气体吸收而引起能量的变化。其他波长的红外光则不起作用，这就是检测器的选择性。长的红外光则不起作用，这就是检测器的选择性。 5控

12、制系统控制系统 控制系统包括面板上的控制系统包括面板上的“电源电源”开关、开关、“气泵气泵”开关、开关、“量程切换量程切换”开关、开关、“调零调零”旋钮及旋钮及“量距量距”旋钮等旋钮等(图图9-7)。检测器是仪器的关键部。检测器是仪器的关键部件。件。 其工作原理如图其工作原理如图9-6所示。检测器具有对不同的测量对象的选择性，这所示。检测器具有对不同的测量对象的选择性，这是与检测器内的气体成分有关。是与检测器内的气体成分有关。 检测器只对检测器只对4.67m和和345m波段的红外光敏感。当这些波长的红外波段的红外光敏感。当这些波长的红外光进入检测室时，射人的红外光就被检测器内的气体吸收而引起能

13、量的光进入检测室时，射人的红外光就被检测器内的气体吸收而引起能量的变化。变化。 其他波长的红外光则不起作用，这就是检测器的选择性。其他波长的红外光则不起作用，这就是检测器的选择性。检测器检测器 检测器只对检测器只对4.67m和和3.45m波段的红波段的红外光敏感。当这些外光敏感。当这些波长的红外光进入波长的红外光进入检测室时，射人的检测室时，射人的红外光就被检测器红外光就被检测器内的气体吸收而引内的气体吸收而引起能量的变化。其起能量的变化。其他波长的红外光则他波长的红外光则不起作用。不起作用。红外光敏感红外光敏感4电路系统 2电路系统电路系统 电路系统包括前置放大器、主放大器。电路系统包括前置

14、放大器、主放大器。 1)前置放大器前置放大器 由于检查器具有非常高的输出阻抗，由此必须将检测由于检查器具有非常高的输出阻抗，由此必须将检测器微弱信号直接从检测器的引出线连接至前置放大器器微弱信号直接从检测器的引出线连接至前置放大器的输入端，以减少外界干扰，并且为了减少空间电磁的输入端，以减少外界干扰，并且为了减少空间电磁场的干扰，前置盒用金属屏蔽罩密封。场的干扰，前置盒用金属屏蔽罩密封。 2)主放大器主放大器 仪器中仪器中CO和和HC分析系统的主放大器分析系统的主放大器 在电路结构上在电路结构上是大致相同的，它们都把检测器输出的信号予以放大、是大致相同的，它们都把检测器输出的信号予以放大、整流

15、、量程切换，并显示出相应的待测气体浓度值。整流、量程切换，并显示出相应的待测气体浓度值。5控制系统控制系统 控制系统包括面板上的控制系统包括面板上的“电源电源”开关、开关、“气泵气泵”开开关、关、“量程切换量程切换”开关、开关、“调零调零”旋钮及旋钮及“量距量距”旋旋钮等。钮等。 1)“零位调整零位调整”电位器电位器 2)“量程切换量程切换”开关开关 3)“量距量距”电位器；电位器；(1)在用标准气进行量距校正时，在用标准气进行量距校正时，用量距旋钮调整使表头示值与标准气浓度一致。用量距旋钮调整使表头示值与标准气浓度一致。 (2)在用机械检查开关进行简易校在用机械检查开关进行简易校正时，用量距

16、旋钮调整，使表头指示值调至机械检查正时，用量距旋钮调整，使表头指示值调至机械检查设定值设定值(绿色三角区绿色三角区)的指示中央点。的指示中央点。 4)“机械检查机械检查”开关开关 5)电源开关电源开关 6)气泵开关气泵开关二、汽油车排气污染物的测定二、汽油车排气污染物的测定 1)对受检车辆的要求对受检车辆的要求 2)测量程序测量程序 (1)必要时在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷必要时在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却水和润滑油测温计等测试仪器。却水和润滑油测温计等测试仪器。 (2)发动机由急速工况加速至发动机由急速工况加速至0.7额定转速，维持额定转速，维持60s后降至怠速状态。后降至

17、怠速状态。 (3)发动机降至怠速状态后，将取样探头插入排气管发动机降至怠速状态后，将取样探头插入排气管中，深度等于中，深度等于400mm，并固定于排气管上。，并固定于排气管上。 (4)发动机在怠速状态，维持发动机在怠速状态，维持15s后开始读数，读取后开始读数，读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为测量结果。内的最高值和最低值，其平均值即为测量结果。 (5)若为多排气管时，取各排气管测量结果的算术平若为多排气管时，取各排气管测量结果的算术平均值。均值。操作注意事项操作注意事项 (1)放置仪器时，应注意以下几点；放置仪器时，应注意以下几点； 避免放置在倾斜、不稳的地方，并应避开避免放置在倾斜

18、、不稳的地方，并应避开振动源。振动源。 避免放在直接面向排气和阳光直射的地方。避免放在直接面向排气和阳光直射的地方。 避免接近冷热源，有机溶剂和有油的地方。避免接近冷热源，有机溶剂和有油的地方。 避免湿气、尘埃多的地方。周围温度在避免湿气、尘埃多的地方。周围温度在040的范围内，温度变化小的地方。的范围内，温度变化小的地方。 采用电压及频率相符的电源，且最好为稳采用电压及频率相符的电源，且最好为稳压电源。压电源。测量前的注意事项：测量前的注意事项： 接通电源后要有足够的预热时间接通电源后要有足够的预热时间(具具体要求参见产品说明书体要求参见产品说明书)。 仪器的校正：仪器的校正： 零位校正零位

19、校正 - 取下水分离器，从样品气取下水分离器，从样品气人口导人清洁空气。人口导人清洁空气。 量距校正量距校正气体校正值气体校正值CO分析仪分析仪采用的是附属的标准气瓶所标明的气体采用的是附属的标准气瓶所标明的气体浓度值，浓度值，HC分析仪采用的是附属的标准分析仪采用的是附属的标准气瓶所标明的气体浓度和仪器所标明的气瓶所标明的气体浓度和仪器所标明的换算系数相乘之后得出的正己烷换算浓换算系数相乘之后得出的正己烷换算浓度度 。测量时的注意事项：测量时的注意事项： 必须确认零位后再使用。必须确认零位后再使用。 在测定中仪器不能振动。在测定中仪器不能振动。 汽车应处于怠速工况。汽车应处于怠速工况。 测定

20、完毕，要拔下探头，将泵开关测定完毕，要拔下探头，将泵开关拨到拨到“开开”，直到指示降到零位附近。，直到指示降到零位附近。维护时的注意事项： 检查前置过滤器、粉尘过滤器、过滤器检查前置过滤器、粉尘过滤器、过滤器的元件是否被污染，如果污染了，就要更换新的元件是否被污染，如果污染了，就要更换新的元件。的元件。 粉尘过滤器、过滤器的密封面硅脂不足时，粉尘过滤器、过滤器的密封面硅脂不足时，要少许补充些要少许补充些(更换新元件时也同样更换新元件时也同样)。 要注意使用管要注意使用管(氨基甲酸乙酯管和特殊聚氨基甲酸乙酯管和特殊聚氯乙烯管氯乙烯管)的区别。的区别。 光学平台分解后，必须进行光学调整。光学平台分

21、解后，必须进行光学调整。 进行机械检验的指示调整。进行机械检验的指示调整。第三节第三节 柴油车排放烟度值的测定柴油车排放烟度值的测定 目前我国标准规定用滤纸式烟度计对柴油车目前我国标准规定用滤纸式烟度计对柴油车排放进行自由加速烟度值测定。现以排放进行自由加速烟度值测定。现以FBY2为例介绍滤纸式烟度计的结构和工作原理。为例介绍滤纸式烟度计的结构和工作原理。 一、检测仪器的结构和工作原理一、检测仪器的结构和工作原理 滤纸式烟度计的测量原理见图滤纸式烟度计的测量原理见图9-8。该类仪。该类仪器主要由取样系统、走纸机构、光电检测系统器主要由取样系统、走纸机构、光电检测系统和控制系统四部分组成。和控制

22、系统四部分组成。 二、测量方法及测量前准备二、测量方法及测量前准备 1仪器的准备仪器的准备 2受检车辆的准备受检车辆的准备滤纸式烟度计滤纸式烟度计 仪器主要由取仪器主要由取样系统、走纸机样系统、走纸机构、光电检测系构、光电检测系统和控制系统四统和控制系统四部分组成。部分组成。 取样系统包括取样系统包括抽气泵、取样探抽气泵、取样探头、取样软管及头、取样软管及电磁阀等。电磁阀等。 光电检测系统光电检测系统 主要包括硒光主要包括硒光电池、光源和指电池、光源和指示器。硒光电池示器。硒光电池是一种光电转换是一种光电转换元件，它接收到元件，它接收到从滤纸上反射的从滤纸上反射的光产生电流输送光产生电流输送给表头，直接指给表头，直接指示出滤纸的染黑示出滤纸的染黑度。度。 测量规程测量规程 (1)取样探头逆气流固定于排气管内并使其中取样探头逆气流固定于排气管内并使其中心线与排气管轴线平行。心线与排气管轴线平行。 (2)将踏板开关固定于加速踏板上端并使检测将踏板开关固定于加速踏板上端并使检测仪表上的转换开关位于与踏板结合的位置