GBT 9487-2008 柴油机自由加速排气烟度的测量方法

1、ICs 27.020 J 90 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 GB/T94872008 代替GB/T94871988 柴油机 自由加速排气烟度的测量方法 E)i e s e l e n g i n e s Ex h a u s t g a s 1r l e a s u r e m e n t u n d e r f r e e a c c e l e r a t i o n 2OO8-O6-O3犭乏 刁 石2OO9-O卜O1实施 串 暂獬 罕篱 譬氇 嗲暂垦 发 布 GB/T9487-2008 曰 本标准是对GB/T9487-1988柴油机 自由加速排气烟度的测量方法 的修订。

2、本标准与GB/T94871988相比,主要变化如下: 修改了本标准的适用范围。将原“ 适用于机动车辆柴油机”修改为“适用于各种变工况运转的 非道路移动机械用柴油机”。 修改了烟度的计量单位。将原来规定的“ 哈特里奇烟度单位”修改为“以百分数计的消光度或 以m l 计的光吸收系数”作为烟度计量单位。 修改了消光烟度计的基本技术要求。 本标准的附录A是规范性附录。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国内燃机标准化技术委员会(s AC/TC177)归口。 本标准起草单位:上海内燃机研究所、 江苏四达动力机械集团有限公司、 北汽福 田汽车股份有限公 司、 潍柴动力股份有限公司、 广西玉柴股份

3、有限公司、 宁波雪龙集团有限公司。 本标准主要起草人:朱炳全、 计维斌、 陈曙敏、 张丽丽、佟德辉、 崔华标、 柴淼润、陈云清、 黄敏勤、 邹强、 王建平、 瞿俊鸣、 谢亚平。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: GB/T948-1988。 亠刖 因账烬 d胖 眯虽 甲田 g由 禹 ?R8占 曝谬奎 弓 8囹8 留巾腓 w w w . b z f x w . c o m 因账以烬 羽耻咪虽 岔甲田 g 禹甲 R8占J 由恳 8奎 弓 8日8 留巾舻冶 F巳 F丨 GB/T9487-2008 柴油机 自由加速排气烟度的测量方法 1 范 围 本标准规定 了柴油机 自由加速时的排气烟度测量方法和

4、测量仪器 。 本标准适用于各种变工况运转的非道路移动机械用柴油机(如装载机、 推土机 、 拖拉机 、 装卸机械 、 叉车 、 筑路机和移动式起重机等用的柴油机)。 本标准不适用于汽车、 三轮汽车和低速货车用柴油机。 2 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 2.12.1 自由加速 f r e e 犯c e Ie r a t i o n 柴油机在带飞轮及其他旋转惯量 的情 高转速)加速运转 的工况 。 2.2 自由加速排气烟度 f r e e 犯c e Ie r a t i t ,Il 向高怠速(空载最 曰田 /J 弪 F飞 囹 之 ICC a C a 【 V 柴油机在 自由加速工况下运转时

5、测得 的最大排气烟度 。 3 试验条件和测量方法 3.1 试验条件 3.1.1 柴油机 自由加速排气烟度应在发动机试验台架上进行测量。 3.1.2 发动机应与测功器脱开,并应加装一个惯量与配套动力装置大致相当的回转件。允许采用离合 器使发动机与测功器脱开,只要随同发动机一起运转的那部分离合器的惯量不超过发动机总惯量的 25%。经有关方面同意,允许在发动机与测功器相联结的情况下进行试验。 3.1.3 受试柴油机所带附件必须符合有关标准或发动机制造厂技术文件的规定。 3.1.4 试验前,柴油机允许按制造厂技术文件的规定进行磨合运转。 3.1.5 受试柴油机喷油泵的油量限制器应固定在标定功率所需的油

6、量位置上,并应确保发动机能达到 规定的空载最高转速。若试验时的环境状况与标准大气条件不同,允许按有关标准的规定修正标定功 率和调整喷油泵的油量限制器位置。 3.1.6 试验时,柴油机应使用说明书规定的柴油和机油牌号。柴油和机油的品质应符合国家标准的规 定。柴油中不允许含消烟添加剂。 3.1.7 受试柴油机的排气管路尽可能减少弯头和异形管段,排气管内表面应光整。整个排气管路应确 保排气不被稀释。排气系统的背压不得超过发动机制造厂技术文件规定的限值。 3.1.8 应在柴油机的排气总管或其延长管上进行排气取样和烟度测量,取样探头的安装位置应符合附 录A.3.2的要求。在安装取样探头的排气管段内不得设

7、置任何可能会干扰排气流的传感器。 如果受试柴油机有两个独立的排气出口管,则应将两个出口管汇合成一个排气总管后进行排气烟 度测量。但也允许在两个独立的排气管上分别进行排气烟度测量,这时,应取其中较大的烟度值作为测 量结果。 3.2 测量仪器 应采用附录A规定的消光烟度计测量柴油机的自由加速排气烟度。 1 w w w . b z f x w . c o m 因账以烬 罩斟眯虽 卩甲望 g由 禹 R8占d 巾熄睿奎 守弓 8囹8 留斟卞 GB/T9487-2008 3.3 柴油机运转程序 3.3.1 按柴油机制造厂的规定进行预热运转,使发动机达到正常工作状态,特别是发动机冷却液和机 油的温度 应达到

8、制造厂规定的正常温度。 3,3.2 按图1所示的顺序连续进行六次自由加速试验,其中前三次 自由加速为预运转,用以清除排气 管中可能存在的炭烟,后三次 自由加速为实际测量运转。 a ) 使发动机在最低怠速下稳定运转15s 5s E图1(a )彐。 b ) 将油门快速移到全开位置,并保持该位置直到发动机达到调速器控制的高怠速为止图1 (b )。 c ) 将调速手柄拉回到低怠速位置,使柴油机恢复低怠速运转E图1(c )。 时同/s 图1 测定 自由加速排气烟度的柴油机运转顺序 3.4 烟度测定 3.4.1 在测量烟度前,应对烟度计进行预热和零点调整。 3.4,2 记录3.3,2中后三次 自由加速时消

9、光烟度计的消光度或光吸收系数的最大读数值,以这三个排 气烟度读数的算术平均值作为被试柴油机 自由加速排气烟度的测量结果 。 3.4.3 测量结杲有效性的判定 只有在符合下列要求时测量结果才能判定为有效,否则应重新进行试验和测量 。 a ) 在3.3.2中三次 自由加速排气烟度的最大读数值与最小读数值之差应不超过5%消光度(或 0.25m l 光吸收系数)。 b ) 试验和测量时的实验室大气系数 几 应在下列范围以内: 0.93 1.07 推荐值为0.96 1.06。实验室大气系数 几可由公式(1)、公式(2)或公式(3确定 。 自然吸气 、 机械增压和带废气旁通阀的柴油机: =(蒉 ) 7 (

10、真毛 ) 7 无增压空气中冷或带空一空增压空气中冷器的涡轮增压柴油机 : 凡=(罗 ) 7 (真毛 )12 带液冷增压空气中冷器的涡轮增压柴油机: 凡=(蒉 )0? (误嵬 ) ? (1) (2) 发动机转速 w w w . b z f x w . c o m GB/T9487-2008 式中: 几实验室大气系数; T:发动机进气绝对温度,单位为开尔文(K); p s 干大气压力,单位为千帕(k Pa 。 c ) 在1h 内或在烟度测量试验期间(取其中时间较短者),消光烟度计的零点漂移应不超过l %消 光度。 3.4.4 排气烟度测量实测值的修正 柴油机在作型式认证试验时,实验室大气系数y 1

11、应在0.98 1,02范围内。如 y 为0.93 1。 07 时,则应对排气烟度实测值按下列公式进行修正,但当 y 在0.98 l 。02时,也可不作修正。 钆o r 了=虑:七。b s 式 中: 虑 汀r 经对大气状况修正后的烟度值,以光吸收系数计,m l ; 虑。 b s 实测烟度值,以光吸收系数计,m ; 乃5烟度测量值的大气修正系数。 虍s = 19,952/,z -48,259十30,126 式中: 冖 干大气密度,单位为千克每立方米(k g /m 3)。 卩=吴 活 宀 卒 式 中: p s 干大气压力,单位为千帕(k Pa ); 发动机进气绝对温度,单位为开尔文(K)。 因朕烬

12、d蚌 眯虽 卩甲 P隅 由禹甲 R8占 巾唇谬奎 弓 8囹8 留巾艹 w w w . b z f x w . c o m 因 燃 以 晏 罩 斟 咪 虽 l | 邸 邸 | l a p 熄 睿 奎 寸 守 0 0 Ip 斟 召 CB/T9487-2008 附 录 A (规 范性附录) 消光烟度计的基本技术要求 A,1 范 围 本附录规定 了测量柴油机 自由加速排气烟度用消光烟度计的基本技术要求 。 A.2 术语和定义 A.2.1 消光烟度计 o p a c Im e t e r 利用烟气 的消光特性测量柴油机排气烟度的仪器 。其工作原理如下:当光源与光检测器之 问连 续通过被测排气 时.光源发

13、射 的一部分光线会被该排气遮挡吸收。排气消光能力 的大小就可以用来 度量排气烟 度 的 大 小 。消 光 烟度 计 采 用 消 光 度 百 分 数 或 以m l 计的光 吸 收 系数 作 为 烟度 计 量 单位 。 A.2.2 透光度(t ) t r a n s m i t t a n c e 光源发射的光线 中被烟气遮挡吸收后达到光检测器的那部分光线,用百分数表示 。 A,2.3 消光度(N) o p a c i t y 光源发射的光线 中被烟气遮挡吸 达光检测器的那部分光线,用百分数表示 。 注:N=100-t 。 A.2.4 笏“d P山k 唿h 的那部分光线的通道长度,以m 计。该长度

14、需要对由密度梯度和 A,2.5 光 吸收 系数 (攵) 度量被测排气遮 c o e f f i c i e n t 力的基本单位,以m l 计。 A.3 消光烟度计测量系统的组成和基本技术要求 消光烟度计测量系统如图A.1所示。各组成部分的基本技术要求如下。 A,3.1 排气管(EP) 测量 自由加速排气烟度时,柴油机的排气管路应符合3.1.6的规定。应在直径不变的直管段 内进 行排气取样和烟度测量 。 A.3.2 取样探头(SP) A.3.2.1 取样探头应为一开 口端朝向排气上游的管子 。若D为取样处排气直管段 的直径,则取样探 头的开口端应离该直管段上游人 口至少6D,离该直管段下游出

15、口至少 3D。取样探头的典型结构及其 在排气总管上的安装形式如图A。2所示。 4 光通道有效长度 光源与光检测器 边缘效应引起的不均 (LA) e f f 之间被烟 匀性进 w w w . b z f x w . c o m w w w . b z f x w . c o m 彐恶以塔 斟虽 卩甲 r8忐 男 ?民8J m熄 睿奎 寸弓 8公8 留由斟志 GB/T94872008 A,3.2.2 取样探头的内径应确保获得具有代表性 的排气.并使之有足够言 :流 量i 亘过消光烟度计 。取 样探头的横截面积应不小于排气管横截面积的5%。 A.3.2.3 取样探头应尽可能安装在排气管的中心线上取样

16、探头与排气管壁 的i 司距不得小于5m m 。 在取样探头开口端位置测得的排气背压应不超过735Pa 。 A.3,2,4 必要时,可以在紧靠取样探头处安装一容积至少为7I的膨胀箱,以减弱排气脉动c A.3.3 连接管(TT) A,3.3.1 取样探头与消光烟度计之间的连接管应尽可能短,它应确保烟度计测量室人 口处 的烟气温 度为373K30K(100C30)。 必要时,可以加装一只冷却器 。 A。3.3.2 连接管 的直径应与取样探头的直径相等。 A.3.3.3 连接管的管壁温度应远高于排气的露点温度,以避免排气凝结 。 A.3.4 流量监测装置(FM) 流量监测装置的功用是检测流人烟度计测量

17、室的排气是否达到正确的流量 。 小流量应符合仪器制造厂的规定 。 “讠公 A。3.5 A,3.5。 寸 的等效光学环境 。应使测量室 内由 或散射作用产生的 漫反射 。 A.3.5.2 测量 因 气压力与大气压力 a 。 A.35.3 测量 3K5K(70C5 00矿C)之间,并应在 所有情况下使坝 于排气的露点温度, A35.4 测量室中应装有合适 的装置.以测定测量室内的温度和压力罕 A.3.6 光通道有效长度(o PL) 光源与光检测器之间被烟气遮挡的那部分光线的通道长度 。该长度需要对 由密度梯度和边缘效应 引起的不均匀性进行修正 。光通道的有效长度应由仪器制造厂确定 。 A.3.7

18、光源(LS) A3.7.1 光源应为色温在2800K 3250K范围内的白炽灯或光谱峰值在550n m 57O n m 之间的 绿色发光二极管。 A,3.7.2 应采取适 当的措施保护光源不受炭烟的污染该措施不得使光通道 的有效长度超出制造厂 规定的范围。 A,3,8 光检测器(LD) A.3.8.1 光检测器应采用光电池或光电 二极管 (必要时,可带一滤光片)。 采用 白炽灯作为光源时,光 检测器的光谱响应特性应与人眼的光适应曲线相似、其最大响应的范围应为550n m 570n m ,在波长 小于430n m 或大于680n m 时,其响应必须小于最大响应的4%。 A.3,82 应采取适 当

19、措施保护光检测器不受炭烟污染,该措施不得使光通道 的有效长度超 出制造厂 规定的范围。 A3.9 准直透镜(CL) 应采用准直透镜将光源射出的光线校正成一根最大直径为30m m 的平行光束 。该光束与光轴的 平行度误差应在3以内。 A.3.10 温度传感器(T1) 用于监坝 j 进人测量室的排气温度 。 A.3.l l 显示仪表(DM) A。3,l l 1 显示仪表 的精度应不低于1级。 A.3l l .2 显示仪表应采用以百分数计的消光度和以m l 计的光吸收系数两种计量单位 。两者 的量 程范围应分别为0 100%消光度和0 m l ,并均应以光全通过为0,光全部被遮挡为满量程 。仪表 6

20、 w w w . b z f x w . c o m GB/T9487-2008 的分辨率应至少不小于满刻度的0.1%。 若只采用消光度一种计量单位,则应在仪表上注明光通道的有效长度。这时,可由公式(A,1)确定 相应消光度的光吸收系数: 乃=社h (卜 揣 ) 式 中: 虍 光吸收系数,m -l ; N消光度读数,%: L光通道有效长度,单位为米(m )。 A。3,1l .3 必要时,可以采用 量结呆 。 A。3.12 取样泵(P) 必要时,可以在测量室 的 来输送排气 。 A.4 消光烟度计 的性能要求 A.l ) A.4.1 线性度 线性度是指烟度计的测定装置给出的标准值之间的差值,它应

21、不超过2%消光度。 A.4.2 零点漂移 1h 内或烟度测量试 (取其中时间较短者)消光烟度计的零点漂移应不超过l %消光度。 A.4,3 仪表响应时间 A.4.3.1 消光烟度计 响应时间(即从烟气开始进人测量室到全部充满测量室为止的时间)应 不 超过0.2s 。 A.4.3.2 消光烟度计测量 电路 的响应时间(即显示仪表指针从0偏转到90%满刻度 的时间)应不超过 0.05 s 。 A.5 消光烟度计 的调整和标定 A.5,1 光检测器和显示仪表的测量 电路应是可调 的.以便在测量室 中充满清洁空气时能将显示仪表 的指计重新调到零位 。 A.5.2 消光烟度计必须定期进行标定,以确保达到规定的性能要求 。标定时,应按仪器制造厂的规定 使消光烟度计预热到稳定的工作状态 。若消光烟度计采用鼓风机防止光学器件免受污染,则标定时该 鼓风机也应正常工作 。 A.5.3 线性度的标定 A.5.3.1 当消光烟度计光源的光束无遮挡时,应将显示仪表的消光度读数调到0% 1%消光度 。 A.5.3.2 当消光烟度计光源的光束全部被遮挡时,应将显示仪表的消光度读数调到100%1%消光度 。 A.5,3.3 当将一块 已知消光度的滤光片(其消光度应在30% 6O%之间)遮挡光源的