《汽车检测仪》-《汽车检测仪》-17项目四 4.2 汽车尾气排放检测与数据分析

课程介绍项目一：车辆的数据流检测与数据分析项目二：示波器运用与数据分析项目三：尾气检测与数据分析项目四：车辆功率检测与数据分析项目五：汽车制动性能检测与数据分析项目六：汽车侧滑检测与数据分析项目七：汽车悬架性能检测与数据分析项目八：汽车前照灯检测与数据分析项目九:汽车噪声检测与数据分析汽车检测设备运用与数据分析项目三：汽车尾气排放检测与数据分析任务目标：1、了解汽油发动机尾气检测仪的工作原理2、了解汽油发动机尾气检测常用方法3、能够对汽油发动机进行尾气检测4、掌握汽油发动机尾气分析方法任务二：汽油发动机尾气排放检测与分析1、不分光红外线分析法（NDR）一汽油发动机排气成份分析方法汽油发动机尾气排放检测与分析红外线是波长在0.8～600um的不可见电磁波；红外线在气体中传播时会产生衰减（吸收波谱）；不同的气体会导致产生不同的衰减；含有相同数目原子的气体分子（H2,O2,N2）在红外波谱中不会产生衰减；含有不同数目原子的气体分子在红外波谱中会显现出不同的波长。气体的浓度越高，吸收就会越大；因此在一个允许通过指定红外波长的光学过滤器前使用一个电子传感器，就可以捕捉到这种变化，从而得到气体的浓度（1）不分光式红外线气体分析仪的基本测量原理

CO、CO2和HC的测量值是通过红外线在气体中传播的选择吸收性得到的。气体中O2氧气和NOX的含量是通过一个化学传感器输出的电子信号计算得到的汽油发动机尾气排放检测与分析（2）不分光式红外线气体分析仪的结构废气取样装置废气分析装置废气指示装置废气校准装置汽油发动机尾气排放检测与分析五气分析仪汽油发动机尾气排放检测与分析2、氢火焰离子法（FID）检测HC最有效方法

气体在高温火焰中的电离现象汽油发动机尾气排放检测与分析3、光化学法（CLD）检测NOx的标准方法

被测气体中的NO与O2反应产生的化学发光现象汽油发动机尾气排放检测与分析4、综合分析法（1）两气尾气分析仪：COHC（2）四气尾气分析仪：COHCCO2O2（3）五气尾气分析仪：COHCCO2O2NOx汽油发动机尾气排放检测与分析二汽油车尾气检测方法怠速测量双怠速测量稳态（ASM）工况测量简易瞬态工况法汽油发动机尾气排放检测与分析1、怠速测量测试条件与方法：发动机工作温度正常排气系统无泄漏情况发动机由怠速工况加速至0.7倍的额定转速，维持60秒后降至怠速状态取样探头插入（400mm），怠速稳定后读取30秒内的最高值和最低值，取其平均值为测量结果。（多排气管取其各排气管的测量平均值）汽油发动机尾气排放检测与分析2、双怠速测量怠速转速加速至0.7倍的额定转速降至0.5倍的额定转速（高怠速）降至怠速转速60秒15秒30秒15秒30秒维持维持读取最高值和最低值维持读取最高值和最低值汽油发动机尾气排放检测与分析双怠速实验排气污染物标准值车别怠速高怠速CO（﹪）HC（ppm）CO（﹪）HC（ppm）2005年7月1日起新生产的第一类轻型汽车0.81500.31002005年7月1日起新生产的第二类轻型汽车1.02000.51502005年7月1日起新生产重型汽车1.02000.7200汽油发动机尾气排放检测与分析3、工况测量（1）稳态（ASM）工况测量又称加速模拟工况法（ASM），是指车辆预热至规定的热状态后，加速至规定车速，根据车辆规定车速时的加速负荷，通过底盘测功机对车辆加载，使车辆保持等速运转状态。在这样的工况下测试汽车尾气的排放情况。加速模拟工况法又简称工况法，由两个实验工况组成：ASM5025和ASM2540汽油发动机尾气排放检测与分析

ASM排放测试汽油发动机尾气排放检测与分析5025工况的含义是汽车以25km/h匀速行驶，加载功率是在此行驶速度下输出功率的50﹪（RM/148）2540工况的含义是汽车以40km/h匀速行驶，加载功率是在此行驶速度下输出功率的25﹪（RM/185）汽油发动机尾气排放检测与分析（1）稳态（ASM）工况测量加速模拟工况运转循环表工况运转次序速度（km/h）操作时间（s）测试时间（s）502510～253.5～8.5-2251032590902540125～402.3～5.6-240103409090汽油发动机尾气排放检测与分析50321540195kms一种基于汽车排放总质量的检测方法先是怠速40秒，不采集排放数据，后是195秒的排放测试，行驶速度有怠速、加速、减速和匀速等工况，是一“瞬态”过程。根据汽车的道路行驶阻力加载，较好地模拟了汽车在城市道路上的实际行驶状况。（2）简易瞬态工况测量汽油发动机尾气排放检测与分析（2）简易瞬态工况测量汽油发动机尾气排放检测与分析车型Ⅰ阶段（g/km）Ⅱ阶段（g/km）COHCNOXHC+NOxPMCOHCNOxHC+NOxPM汽油车2.720.972.20.5柴油车2.720.970.141.00.70.08直喷柴油车0.721.360.201.00.90.10车型Ⅲ阶段（g/km）Ⅳ阶段（g/km）COHCNOXHC+NOxPMCOHCNOXHC+NOxPM汽油车2.300.20.151.00.10.08柴油车0.640.500.560.050.50.250.300.025第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ阶段的限值汽油发动机尾气排放检测与分析说明：

1、标准适用范围：以点燃式发动机或压燃式发动机为动力、最大设计车速大于或等于50km/h、最大总质量不超过3500kg的M1类、M2类和N1类汽车。

2、执行日期：第三阶段2007年7月1日执行，第四阶段2010年7月日执行。汽油发动机尾气排放检测与分析三检测结果的判定与分析尾气取样位置：三元催化器之前或尾管，取样探头深度不小于400mm尾气分析相关故障：混合气浓与稀二次空气系统喷油器进气歧管泄漏EGR工作状态点火系统汽车尾气排放量的正常值：HC大约55ppm；CO低于0.5%；O2值范围1%～2%；CO2值范围13.8%～15%10%的H2O，其余为N2。

汽油发动机尾气排放检测与分析项目无CAT有CATCO1±0.5%<0.5%（国III的一般只有0.05%以下）HC200ppm<100ppm（国III的一般只有50ppm以下）CO213～15%13～16%NOX怠速时很低有负荷时1000ppm以上怠速时<100ppm有负荷时<500ppm国III的一般只有50ppm以下O21～3%0.5%以下汽油发动机尾气排放检测与分析安装三元催化器后的污染物对比表车型无三元催化器安装三元催化器净化率（﹪）COHCCOHCCOHC桑塔纳9.670.10250.110.034098.966.8长安A12.580.15541.400.048088.969.1长安B15.310.10120.300.005098.095.1长安C10.130.11380.100.010099.091.2跃进A8.480.28870.400.042095.385.5北京5.900.11761.500.020074.683.0黎明9.220.20580.200.070097.866.0汽油发动机尾气排放检测与分析汽油发动机尾气排放检测与分析COHCNOxCO2O2故障分析偏高偏高正常偏低偏高混合气偏浓时失火偏低偏高正常偏低偏低点火系（间歇性失火）；缸压低偏低偏高正常偏低偏高混合气偏稀时失火偏低偏高偏高正常正常点火过早偏高正常正常正常偏低点火过迟偏高偏高正常偏低偏低混合气浓偏高正常/偏低正常偏低偏低混合气浓变化变化正常偏低正常EGR阀泄漏偏低偏低偏低偏低偏高三元催化器之后的排放泄漏偏低偏低偏低偏高偏低燃烧效率高，三元催化器工作良好尾气检测与系统故障的关系汽油发动机尾气排放检测与分析1、O2是反映空燃比的最好指标燃烧正常时，排气中应含有l－2％的O2

，O2的读数小于1％说明混合气太浓了，O2的读数大于2％表示混合气太稀。造成这种现象的原因：燃油滤芯太脏、燃油油压低、喷油嘴堵塞、真空泄漏、EGR阀泄漏等，都可能导致混合气过稀。如果混合气浓，O2的读数就低，CO的读数就高；反之，混合气稀，O2的读数就高，CO的读数就低，混合气偏向失火点，O2的读数就会上升得很快，同时，CO值低，HC值高而且不稳定。现在由于三元催化器的作用，O2的读数大多在0.5%左右，具体的要依据车型而定。汽油发动机尾气排放检测与分析空气中的O2含量为21%,正常燃烧时O2含量为0.5%,如果6缸中有一个汽缸缺火,氧含量会升高到？

4.0%

4.0%=21.0%÷6+0.5%1、O2是反映空燃比的最好指标汽油发动机尾气排放检测与分析尾气实测与分析汽油发动机尾气排放检测与分析尾气实测与分析汽油发动机尾气排放检测与分析尾气实测与分析汽油发动机尾气排放检测与分析尾气实测与分析汽油发动机尾气排放检测与分析2、HC的读数高则说明燃油没有充分燃烧

HC是未燃烧的燃油气体，一般当A/F过小或过大均会导致浓度增加影响HC浓度的因素：点火系统工作不良；点火时间不正确混合气过浓或过稀（影响A/F的因素）压缩比积碳配气相位进气系统漏气喷油嘴漏油或堵塞、油压过高或过低等因素汽油发动机尾气排放检测与分析当发动机中的混合气充分燃烧时，CO2的浓度将达到峰值。不管是否装有三元催化装置，峰值均为13.8－16%，当混合气变浓或变稀时，CO2值均会降低。3、尾气中CO2的浓度可以反映出燃烧的效率汽油发动机尾气排放检测与分析CO是燃烧不完全导致，且随A/F从小变大，其值逐渐变小，除非装有CAT且工作良好，一般不会为0。凡是影响A/F的因素均会导致CO值的增加如：配气相位、燃油压力、流量信号（或MAP信号）、氧传感器调控（或CO电位计），发动机冷却掖和进气温度、点火正时，CAT等混合气过浓将产生大量的CO，混合气过稀引起失火将生成过多HC。高CO表示燃油系统发生了故障如：混合气不洁净、活塞环胶结阻塞、燃油供应太多、空气太少、点火太早等。如果电喷发动机的CO过高，很可能是喷油嘴漏油、油压过高或电控系统产生了故障。4、CO是因为燃烧不完全引起的汽油发动机尾气排放检测与分析高温、富氧和在较大负荷下长时间工作影响因素：A/F偏稀发动机燃烧温度点火时间CAT积碳5、NOx是在高温富氧等条件下产生的汽油发动机尾气排放检测与分析校准装置：是维持仪器的检验精度并能准确显示检验结果的装置。分为标准气体校准和简易校准两种。标准气体校准装置：把标准气样从仪器专用注入口直接注入废气分析装置的测量室，通过比较标准气样的浓度值和仪表指示浓度值来进行仪器校准。简易校准装置：用遮光板把废气分析装置中通过气样室的红外线遮挡一部分，观察仪表指示值进行的简单校准。校准的目的：仪器在使用的过程中会产生漂移、传感器会老化，因此仪器使用一段时间（一般3个月至6个月）后应进行量距校准。由于老化的原因，O2传感器和NOx传感器使用一年左右就需要更换。关于尾气仪的校准汽油发动机尾气排放检测与分析此时对整个进气管路包括弯管都要进行漏气检查。在终端屏幕上会显示以下信息：1、把弯管末端的进气头插入把手底部的密封套内。此时压力降数值会显示在屏幕上。在整个过程中，压力降的数值不会超过230mbar。2、检测结束后，如果没有漏气，会显示右图的提示信息。3、如果漏气检查没有通过，会显示右图所示屏幕。4、如果成功，把弯管的进气头从密封套内拔出。5、如果没有通过，检查要重复进行。检查弯管、软管、主过滤器和过滤器外套是否有漏气。确定没有问题后，重新进行检测。看看是否过滤器要进行更换了。漏气检查汽油发动机尾气排放检测与分析尾气接入组件：弯管、把手、前置过滤器和8m的软管。在把手尾部，还有一段软管；这是用来密封弯管末端以进行漏气检测的。检测操作汽油发动机尾气排放检测与分析

整个测量系统必须要达到规定温度才能保证恒定的测量值。这个过程大概需要5到8分钟。预热完成需要的时间会以倒计数的方式显示在屏幕上。如果先前已经进入过操作模式，那此过程的花费时间会相应地减少。预热过程汽油发动机尾气排放检测与分析作用：发动机燃烧的好坏直接影响发动机的动力性、经济性和排放。燃烧的结果可通过汽车排出的尾气中各组分的浓度来评价。连接：在通过泄漏、零点标定和HC残余量检查后，将尾气探头插入汽车排气管中，注意插入深度不应小于400mm，否则会影响测量准确度。排气/汽油—尾气测量汽油发动机尾气排放检测与分析汽车检测设备运用与数据分析项目三：汽车尾气排放检测与数据分析任务目标：1、了解柴油发动机尾气检测仪的工作原理2、了解柴油发动机尾气检测常用方法3、能够对柴油发动机进行尾气检测4、掌握柴油发动机尾气分析方法任务三：柴油发动机尾气排放检测与分析柴油发动机排放的尾气包含复杂的有机物和无机物，具有气体、液体、固体等3态，其成分为：一氧化碳(CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOX）、二氧化硫(SO2)和颗粒状物质(PM)

柴油发动机尾气排放检测与分析柴油发动机的排放特点柴油机排放的颗粒物，包括有碳颗粒、金属颗粒、无机盐颗粒（硫酸盐、硝酸盐等）有机颗粒等。

柴油车的排放特点：颗粒物（PM）和氮氧化物（NOx）排放量高；一氧化碳(CO）和碳氢化合物（HC）排放量相对较少。柴油发动机尾气排放检测与分析柴油的尾气检测主要参数就是排放的烟度值采用的检测仪器为烟度计：滤纸式烟度计不透光式烟度计柴油发动机尾气排放检测与分析1、滤纸式烟度计柴油发动机尾气排放检测与分析利用气泵抽取一定量的柴油车尾气，使之透过滤纸并染黑，再用光电检测装置测出滤纸的染黑度，即得到柴油车的排气烟度值。排气烟度值用波许单位表示，从0~10(Rb)均匀分度：全白滤纸为0(Rb)，全黑滤纸为10(Rb)。全白全黑0Rb10Rb滤纸式烟度计柴油发动机尾气排放检测与分析2、不透光式烟度计

柴油发动机尾气排放检测与分析IoL(0.43m)是一种测定入射光强度和出射光强度，然后计算出不透光度和光吸收系数的仪器。不透光烟度计原理将一束光穿过密度和温度一致的气体时，由于光被吸收和散射，使其强度衰减。吸收就是光转换成另一种形式的能量，散射就是由于反射、折射而引起的光发散，吸收系数反映光吸收和散射的情况。

不透光烟度计就是以光衰减的物理原理为工作原理，一束光被废气的微粒所遮蔽，光束的强度与光通过的长度成正比。Beer-Lambert定律：

N=100(L-e-kL)=100(L-I/IO)N为不透光度；IO为入射光的强度；I为出射光的强度；L为光路长度；K为光吸收系数，单位为m-1，可根据气体温度和压力进行修正柴油发动机尾气排放检测与分析测量原理：不透光烟度计不透光烟度计的测量室是一根圆管，被测废气由中间入口进入，从左右排气出口排出。透镜装在右排气口右侧，反射镜装在左排气口左侧。在透镜右侧45°放置一个半反射半透射镜，它的上方是光源，右侧是传感器。光源发出一束光经半透反射镜反射，穿过透镜成为一束平行光进入气室，再由对面的反射镜反射回气室，经过透镜，穿过半透反射镜，射入传感器，当气室内充有待测气体时，样气中的可见污染物吸收部分光能，光强衰减。当传感器感光后，将相应的光强转化成电信号。排气中含烟越多，平行光穿过测量室时光能衰减就越大，相应的电信号就越弱，因而电信号经电路放大后可显示出相应的光吸收系数K值和不透光N值。由于排气中含有水分，加之排气管的温度较高，刚进入仪器时，排气中的水分仍保持在气态。如果仪器测量室管壁的温度比排气管温度低很多，排气中的水蒸气就凝成雾，影响测量结果。为了防止冷凝的影响，测量室管壁的温度应始终保持在70°以上，为此测量室装有加热器和恒温控制装置。柴油发动机尾气排放检测与分析以其取样方式的不同分：全流式取样式（分流式）名称特点全流式没有气室响应快，因其排气管的直径就是测量长度，测量分辨率低，样气难以加热或降温处理，废气的温度也不能迅速测量，测量误差大取样式（分流式）将部分废气送入测量室进行测量，（泵抽式和压送式两种，泵抽式可使测量室充满废气的时间保持恒定，动压式则难以保证），在温度和压力补充上没有困难，且重复性好不透光烟度计的分类柴油发动机尾气排放检测与分析种类特点滤纸式烟度计结构简单，使用方便，只能测量黑烟不能测量蓝烟和白烟且灵敏度低不透光烟度计反映灵敏，可连续测量，实时显示烟度变化情况，根据气体对光的吸收原理，不但可以测黑烟也可测白烟（凝结的水蒸气及液体燃料微粒）和蓝烟（未燃烧完全的燃料或机油微粒），机构复杂价格较高柴油发动机尾气排放检测与分析柴油机的排气烟度既是评价柴油机燃烧过程是否完美的重要参数，又是评价柴油机环境污染的重要指标。二、柴油车排放标准及测试方法1、新车、新方法、新标准新车：2001年10月1起生产的在用车新方法：自由加速排气可见污染物实验将不透光烟度计探头插入排气管内约30cm，迅速（但不能过猛）踏下加速踏板，使喷油泵供给最大油量。在发动机达到调速器允许的最大转速