汽车排放与噪声控制（第3版）课件：汽车污染物危害及汽车排放标准与试验法

汽车排放与噪声控制（第3版）

汽车污染物危害及汽车排放标准与试验方法第一节汽车污染源及主要污染物第二节汽车主要污染物的产生与危害第三节汽车排放标准第四节汽车排放检测与试验技术

主要污染物是碳氢化合物(HC)、也有部分一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)等。由于进气歧管真空度减弱,反而不能全部吸走窜气,因此窜气会从加机油管口盖处逸出,造成污染。自从有了封闭式带PCV阀的曲轴箱强制通风装置后,这部分污染得到了有效的控制。曲轴箱窜气1、汽车大气污染源第一节

汽车污染源及主要污染物图2-1闭式曲轴箱强制通风系统１、空气滤清器

２、节气门

３、PCV阀

４、进气歧管

５、排气管

６、闭式呼吸器

由于温度升降产生呼吸作用，使油蒸气中的HC向大气中排放，油管接头处的渗漏蒸发也向大气中排放HC。尾气排放是汽车最主要的大气污染源汽油蒸气汽车尾气排放第一节

汽车污染源及主要污染物1、汽车大气污染源

直接由汽车排放的污染物以及与交通源相关的主要污染物有:CO、CH化合物(包括苯、苯并芘等)、NOX、炭烟(主要是2.5μｍ以下的细微颗粒物及其上附着的高分子HC化合物和SO2等)、SO2、CO2、醛类等。

还有汽车排放到大气中的ＨＣ化合物和NOX在特定的气象和地理条件下形成的光化学烟雾,其主要成分是O3和过氧化酰基硝酸盐(PAN)等光化学过氧化产物,其毒性更大第一节

汽车污染源及主要污染物2、汽车主要污染物

当汽车负重过大、慢速行驶时或空挡运转时，燃料不能充分燃烧废气中CO含量会明显增加，是汽车及内燃机排气中有害浓度最大的产物。第二节

汽车主要污染物的产生与危害1、一氧化碳图2-2人体中COHb的含量随接触CO的浓度和时间的变化图2-3城市中ＣＯ含量与交通量的关系

碳氢化合物(ＨＣ)主要是未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物。应当引起特别注意的是带更多环的多环芳香烃，如苯并芘及硝基烯，是强致癌物质，烃类成分还是引起光化学烟雾的重要物质。第二节

汽车主要污染物的产生与危害2、碳氢化合物

氮氧化物(NOｘ)是燃料高温燃烧过程中剩余的氧与氮化合形成的产物，其主要成分有NO、NO２、N２O３、N２Ｏ５等，总称为NOｘ。第二节

汽车主要污染物的产生与危害3、氮氧化物

光化学烟雾是汽车排放到大气中的HC和NOX在太阳光能作用下进行光化学反应生成臭氧、醛类和过氧化酰基硝酸盐等形成的一种浅蓝色烟雾。它是一种强刺激性有害气体的二次污染物。第二节

汽车主要污染物的产生与危害4、光化学烟雾第二节

汽车主要污染物的产生与危害4、光化学烟雾图2-4光化学烟雾的反应机理图2-5光化学烟雾各成分含量的变化规律主要危害：对眼睛的刺激。引起的胸部压缩、刺激黏膜、头痛、咳嗽、疲倦等症状。对有机物质(如橡胶、棉布、尼龙和聚酯等)的损害。使哮喘病增多、植物毁坏。第二节

汽车主要污染物的产生与危害5、微粒铅化物：铅化物是发动机燃用含铅汽油时，抗爆剂四乙基铅的燃烧产物，其微粒直径小于０.２μｍ。影响人的神经系统，可导致智力低下。铅中毒。

碳烟图2-6炭烟颗粒形成过程第二节

汽车主要污染物的产生与危害6、二氧化硫二氧化硫(SO2)：

SO2是含硫燃料燃烧后的产物，由于柴油的含硫量高于汽油，因此，柴油机排放的SO2高于汽油机。SO2对人类健康有重要影响ꎬ它能刺激人的呼吸系统;SO2的腐蚀性较大;SO2还会使三元催化转换器的催化剂产生“中毒”损害第三节

汽车排放标准1、国外汽车排放法规与控制历程

汽车排放控制最早起源于美国的加利福尼亚州，1960年，美国加利福尼亚州颁布了世界上第一部汽车排放法规。1963年美国政府制定了«大气清洁法»，其后进行了多次修订和补充，逐步严格化。从1968年起美国才有了联邦汽车排放标准，之后几乎是逐年严格化。第三节

汽车排放标准1、国外汽车排放法规与控制历程国外轻型汽车排放法规演变第一阶段(1966-1974年)汽车排放法规的形成阶段第三阶段(1992年以后)加强对ＨＣ的控制进入低污染车时期第二阶段(1975-1992年)汽车排放法规的加强和完善阶段第三节

汽车排放标准1、国外汽车排放法规与控制历程重型汽车排气限制标准世界各国在２０世纪８０年代后加强了对重型汽车的排放控制第三节

汽车排放标准2、我国汽车排放标准我国汽车排放标准的建立和完善

我国从1981年开始制定标准，于1983年首次发布了国家汽车排放标准GB3842

~3847—1983，并于1984年4月1日起执行。标准的排放物限值见表2-18~表2-20，GB3845

~3847为与上述标准相对应的测量方法。第三节

汽车排放标准2、我国汽车排放标准我国汽车排放标准的建立和完善第三节

汽车排放标准2、我国汽车排放标准我国汽车排放标准的建立和完善第三节

汽车排放标准2、我国汽车排放标准我国汽车排放标准的建立和完善第三节

汽车排放标准2、我国汽车排放标准我国汽车排放标准的建立和完善第三节

汽车排放标准2、我国汽车排放标准与国际接轨的现行国家排放标准国家技术监督局曾于1999年3月10日颁布了4项国家汽车排放标准。分别是«汽车排放污染物限值及测试方法»(GB14761—1999)、«压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排放污染物排放限值及测试方法»(GB1769１—1999)、«压燃式发动机和装用燃式发动机的车辆排气可见污染物排放限值及测试方法»(GB3847—1999)、«汽车用发动机净功率测试验方法»(ＧＢ/Ｔ17692—1999)。第三节

汽车排放标准3、汽车排放试验规范国外现行汽车排放试验规范

世界上最早的排放试验规范是由美国加利福尼亚州在1966年制定的,称之为加利福尼亚标准测试规范,用测功机来模拟汽车在道路上的实际运行工况,进行排放分析试验,该规范已于1972年被美国联邦试验规范FTP-72所取代。第三节

汽车排放标准3、汽车排放试验规范我国现行的汽车排放试验规范１)新车型式认证和一致性检查试验规范２)在用汽车排放试验规范第四节

汽车排放检测与试验技术1、运行工况模拟底盘测功机图2-17转鼓底盘测功机１、测功机

２、车重模拟装置(惯性飞轮)

３、增速机

４、转矩仪

５、转鼓

６、冷却风机

７、司机助

８、排气采样装置(ＣＶＳ)

９、排气分析仪

１０、记录仪第四节

汽车排放检测与试验技术1、运行工况模拟发动机台架对于重型汽车，要求将其发动机装在台架上进行稳态或瞬态试验，测试排放污染物的浓度，再进行计算。主要设备测功机水力测功机电力测功机电涡流测功机图2-18发动机台架测试的直接取样系统１、取样探头２、粗滤器３、逆向清扫系统４、取样泵５、减压器６、气样冷却器７、冷凝液分离器８、细滤器第四节

汽车排放检测与试验技术2、采样方式图2-19全量取样系统示意图１、排气２、热交换器３、取样泵４、取样袋５、取样袋排气和容积测量装置第四节

汽车排放检测与试验技术2、采样方式图2-20用于轻型汽车工况法测试的定容取样系统(CFV、CVS系统)１、底盘测功机２、稀释空气滤清器３、过滤器４、取样泵５、流量控制器６、快速作用阀７、快接管接头８、空气取样袋９、流量计１０、换热器１１、温度控制器１２、旋风分离器１３、临界流文杜里管１４、压力表１５、取样探头１６、积累流量计１７、稀释排气取样袋１８、稀释排气抽气泵１９、稀释风道２０、温度传感器２１、测量微粒排放质量的取样过滤器２２、加热过滤器3.气体成分的分析测试

用不分光红外分析仪(NDIR)测量CO和CO2第四节

汽车排放检测与试验技术图2-21NDIR分析测量原理１、旋转光栅２、试样入口３、分析室４、试样出口５、检测室６、放大器７、指示仪８、金属膜片９、参比室１０、滤波器１１、红外光源3.气体成分的分析测试

用氢火焰离子检测器(ＦＩＤ)测量HC第四节

汽车排放检测与试验技术图2-22ＦＩＤ的测量原理3.气体成分的分析测试

用化学发光分析仪CLD测量ＮＯX第四节

汽车排放检测与试验技术图2-23

CLD的测量原理１、氧气入口

２、臭氧发生器

３、反应室

４、反应室出口

５、转换开关

６、样气入口

７、催化转换器

８、滤光片

９、检测器

１０、信号放大器3.气体成分的分析测试

气相色谱仪气相色谱法是一种将混合气体中各种成分相互分离，以便于对混合气的组成和各成分的浓度进行详细分析的方法。第四节

汽车排放检测与试验技术图2-24气相色谱仪的基本构成１、调压阀２、流量调节器３、压力计４、流量计５、被测样气导入口６、色谱柱７、检测器８、检测器槽９、色谱柱槽4.微粒及烟度检测

柴油机排放的微粒和黑烟虽然是两个不同的测量指标，但两者有着密切的关系。尽管排放法规中规定了微粒排放限值，因而微粒测量是标准的测量方法，但比起烟度测量来，其设备复杂，价格昂贵，测量烦琐，因而难以普及，目前主要用于排放法规检测试验。第四节

汽车排放检测与试验技术第四节

汽车排放检测与试验技术全流式稀释风道采样系统和分流式稀释风道采样系统。柴油机排气微粒的采集：热解质量分析法(ＴＧＡ)

SOF萃取及分析方法硫酸盐的分析方法微粒成分的分析方法：4.微粒及烟度检测图2-25分流式微粒采集系统示意图１、加热器２、５、测温计３、９、节流口４、ＮＯｘ浓度仪６、ＣＶＳ７、微粒滤纸８、控制计算机１０、压力计１１、罗茨泵１２、温压箱１３、排气分析仪１４、发动机１５、滤清器第四节

汽车排放检测与试验技术滤纸式烟度计：

德国博世(Bosch)烟度计是典型的滤纸式烟度计透光式烟度计利用透光衰减率来测定排气烟度烟度的测量方法：4.微粒及烟度检测图２-27透光式烟度计测量原理１、光源

２、烟气测量管

３、光电管检测器图2-26博世(Bosch)烟度计检测器图２-28透光式烟度计测量方式第四节

汽车排放检测与试验技术目前世界各国对汽油车燃油蒸发污染物的测量方法有两种：即收集法和密闭室法。测量方法：5.燃油蒸发污染物测量图2-33用收集法测定燃油蒸发污染１、滤清器２、化油器３、燃油箱４、加油口５、８、１３、１６、接管６、１９、均压管７、１４、收集管９、１７、除湿管１０、１５、收集炭罐１１、１８、管夹