清华大学电子教案汽车发动机原 实验九 柴油机排放试验

试验9柴油机排放试验9.1试验目的了解柴油发动机排放测试系统及原理；了解和掌握柴油发动机排放测试方法及仪器的操作；掌握柴油发动机排放测试循环工况及排放特性；分析柴油发动机有害气体排放物CO、THC、NOx、CO2随负荷变化的规律。9.2试验要求试验前，复习发动机原理相关内容及本书第6章，了解试验设备的原理及试验的基本条件；试验中，按指导教师的要求操作仪器设备，正确观察记录数据，按步骤进行试验。掌握柴油发动机排放试验的方法及排放特性；试验后，认真撰写试验报告，正确处理试验数据及绘制柴油发动机A/F、CO、THC、NOx曲线，结合原理进行分析。9.3主要设备仪器1）流测功机；2）、油耗仪；3）气体质量流量计；以上设备同试验3的3.3中1）、2）、3）；4）空燃比仪；5）排气分析仪；6）取样探头；以上设备同试验7的7.3中4）、5）、6）；7）部分流微粒采样装置为美国AVL公司生产的SPC472，最大稀释比100，分辨率±0.1L/min、测量精度±2%；8）电子天平为瑞典METTLERTOLEDO公司生产的AXandMX/UMX，精度10μg。9.4发动机台架系统装置柴油发动机台架排放测试系统简图如图A9-1所示。图A9-1柴油发动机台架排放测试系统简图9.5试验对象、燃料内容同试验3的3.5。9.6试验标准及方法1）试验条件：按标准GB/T18297-2001《汽车发动机性能试验方法》或厂家规定的试验进行控制，如：冷却液的出口温度控制在88℃±5℃；机油温度控制在90℃±5℃；柴油温度控制在40℃±2℃额定功率点(2500r/min)中冷后温度控制在49℃±2℃额定功率点(2500r/min)中冷器压降12.3kPa；额定功率点(2500r/min)排气背压14.7kPa。2）试验方法：根据GB14761-2001《压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物放排限值及测试方法》进行试验。试验内容第6章已介绍，即ESC、ELR和ETC试验循环。9.7试验步骤和试验内容1）同试验1的1.7中1）；2）在教师的指导下，进行排放分析仪的预热及标定工作；3）进行外特性及部分速度特性和负荷特性试验方法同试验3的3.7。测量发动机功率、油耗、排放污染物CO、THC、NOx、CO2、微粒物等。试验测量数据记录表格，如表A9-1所示。根据试验测量数据，得出的排放量结果数据记录表格，如表A9-2所示；表A9-1柴油机排放试验数据试验名称：柴油机排放试验数据大气压力大气干温度大气湿温度发动机型号试验日期燃油编号汽油密度试验地点试验人员序号转速扭矩燃油量进气温度相对湿度空燃比微粒THCNOxCOr/minN·mL/h℃%mg×10-6×10-6%1表A9-2柴油机排放试验结果试验名称：柴油机排放试验结果大气压力大气干温度大气湿温度发动机型号试验日期燃油编号汽油密度试验地点试验人员序号转速扭矩功率燃油量油耗率修正系数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排放循环测试：柴油机排放标准试验循环（13个工况），按表A9-4顺序进行试验，根据实测的排放量计算出比排放量。并与相应法规限值进行比较，进行评价。据试验测量数据，计算得出的加权比排放量结果数据记录表格，如表A9-3所示；表A9-3柴油机13工况法排放循环试验加权比排放量结果试验名称：柴油机13工况法排放循环试验加权比排放量结果大气压力大气干温度大气湿温度发动机型号试验日期燃油编号汽油密度试验地点试验人员序号转速扭矩燃油量加权NOx加权CO加权HC微粒CO加权比排放量HC加权比排放量NOx加权比排放量r/minN·mKg/hg/hg/hg/hg/kW·hg/kW·hg/kW·hg/kW·h1表A9-4ESC试验循环工况序号发动机工况负荷/%加权系数/%工况时间/min1怠速——0.1552A1000.0823B500.1024B750.1025A500.0526A750.0527A250.0528B1000.0929B250.10210C1000.08211C250.05212C750.05213C500.0529.8试验数据整理及总结分析要求1）按表A9-1填写试验数据结果表格，计算出各种污染物的排放量按表A9-2进行填写；2）按表A9-3填写ESC循环试验的数据结果表格，并进行排放试验加全数据处理，计算及整理得出各种污染物的加权比排放量；3）根据试验结果数据，画出特性曲线图：（1）外特性试验排放值随转速的变化曲线，例见图A9-2～图A9-4（a）所示；（2）负荷特性试验排放值随负荷的变化曲线，例见图A9-2～图A9-4（b）所示；（3）将各组的负荷特性试验曲线汇集一起组成排放特性曲线族。4）结合试验结果及特性曲线图进行分析讨论：（1）分析说明各特性曲线的变化趋势及规律，并说明其原因；（2）与试验7汽油发动机负荷特性排放物试验结果进行对比分析，指出柴油发动机不同的排放规律，并说明其原因。5）根据13工况ESC试验循环的试验结果，对试验发动机排放达标情况进行评价，并讨论应采取何种措施来进一步满足排放达标要求；6）对比分析汽油发动机9工况法和柴油发动机13工况法在工况选择、权重分配及测试要求等方面都有什么差异，并分析其原因。图例：发动机外特性、1500r/min负荷特性的THC、CO、NOx排放曲线图。(a)外特性THC排放变化(b)1500r/min负荷特性THC排放变化图A9-2柴油机0#柴油THC排放(a)外特性CO