GB-T8190.3-2003往復(fù)式內(nèi)燃機排放測量第3部分穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度的定義和測量方法.pdf

I C S 1 3 . 0 4 0 . 5 0J 9 0中 華 人 民 共 和 國 國 家 標 準G s / T 8 1 9 0 . 3 -2 0 0 3 / I S O 8 1 7 8 - 3 ： 1 9 9 4往復(fù)式內(nèi)燃機排放測量第 3部分：穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度的定義和測量方法R e c i p r o c a t i n g i n t e r n a l c o mb u s t i o n e n g i n e s -E x h a u s t e mi s s i o nme a s u r e me n t - P a r t 3 ： D e f i n i t i o n s a n d me t h o d s o f me a s u r e me n t o f e x h a u s t g a s s mo k e u n d e r s t e a d y - s t a t e c o n d i t i o n s（ I S O 8 1 7 8 - 3 ： 1 9 9 4 ， I D T)2 0 0 3 - 0 4 - 1 5發(fā)布2 0 0 3 - 0 9 - 0 1 實施中華人民共和國國 家 質(zhì) 量 監(jiān) 督 檢 驗 檢 疫 總 局發(fā) 布免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 標準最全面免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 無需注冊 即可下載G B / T 8 1 9 0 . 3 -2 0 0 3 / I S O 8 1 7 8 - 3 ： 1 9 9 4N li青 G B / T 8 1 9 0 的本部分等同采用I S O 8 1 7 8 - 3 : 1 9 9 4 往復(fù)式內(nèi)燃機排放測量第 3 部分： 穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度的定義和測量方法 。編寫格式基本與 G B / T 1 . 1 -2 0 0 0 ( 標準化工作導則第 1 部分： 標準的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則 保持一致 。 G B / T 8 1 9 0 在 往復(fù)式內(nèi)燃機排放測量 的總標題下， 由下列各部分組成： 第 1 部分 ： 氣體和顆粒排放物的試驗臺測量 ； 第 2 部分 ： 氣體和顆粒排放物的現(xiàn)場測量； 第 3 部分 ： 穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度的定義和測量方法； 第 4 部分 ： 不同用途發(fā)動機的試驗循環(huán) ； 第 5 部分 ： 試驗燃料 ； 第6 部分： 試驗報告； 第7 部分： 發(fā)動機系族的確定； 第 8 部分 ： 發(fā)動機系組的確定； 第 9 部分 ： 非道路移動機械用發(fā)動機排氣煙度的試驗臺測量。 本部分由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。 本部分由全國內(nèi)燃機標準化技術(shù)委員會歸口。 本部分起草單位 ： 上海內(nèi)燃機研究所、 上海柴油機股份有限公司、 山西車用發(fā)動機研究所、 金馬柴油機總廠 、 江蘇江動集團有限公司。 本部分主要起草人 ： 潘用利、 瞿俊鳴、 蔣麗慶 、 祿君玉 、 段慧平 、 孫文蘭。標準下載網(wǎng)()免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 標準最全面免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 無需注冊 即可下載G B / T 8 1 9 0 . 3 -2 0 0 3 / I S O 8 1 7 8 - 3 ： 1 9 9 4引言 I S O / T C 2 2 和I S O / T C 7 0 協(xié)同制定了下列往復(fù)式內(nèi)燃機（ R I C ） 排氣煙度測量的國際標準。 I S O 8 1 7 8 - 3 往復(fù)式內(nèi)燃機排放測量第3 部分： 穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度的定義和測量方法 I S O 1 0 0 5 4 壓燃式內(nèi)燃機發(fā)動機穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度測量儀濾紙式煙度計 I S O 1 1 6 1 4 往復(fù)式內(nèi)燃機 排氣消光度測量儀和光吸收系數(shù)測定儀 I S O 1 0 0 5 4 和I S O 1 1 6 1 4 規(guī)定了不同煙度測量法所使用的測量設(shè)備， 而I S O 8 1 7 8 本部分則規(guī)定了該設(shè)備以這些國際標準為基礎(chǔ)， 在往復(fù)式內(nèi)燃機上的應(yīng)用 。 煙度測量法系用于測量可見排放物。按照I S O 8 1 7 8 本部分評定的煙度測量結(jié)果與用 I S O 8 1 7 8 - 1和I S O 8 1 7 8 - 2 或其他標準和法規(guī)所述顆粒測量法測得的結(jié)果不同。 而且I S O 8 1 7 8 本部分所述的兩種煙度測量法亦不相同， 彼此間能夠比對的范圍有限。標準下載網(wǎng)()免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 標準最全面免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 無需注冊 即可下載G B / T 8 1 9 0 . 3 -2 0 0 3 / I S O 8 1 7 8 - 3 ： 1 9 9 4往復(fù)式內(nèi)燃機排放測It第 3 部分：穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度的定義和測且方法范 圍 G B / T 8 1 9 0的本部分規(guī)定了往復(fù)式內(nèi)燃機（ R I C ) 穩(wěn)態(tài)工況下兩種排煙特性的測量方法。一種方法是用測量光束的明暗度來評定排煙的消光度 ， 另一種方法是用測量濾紙的黑度來評定碳煙含量。如有必要 ， 對于特定用途的發(fā)動機還可規(guī)定單獨的要求。 G B / T 8 1 9 0 的本部分不涉及瞬態(tài)工況的測量。在瞬態(tài)工況下使用煙度計， 由于儀器類型不同， 所得結(jié)果均不能比較 ， 除非取樣條件相同， 儀器特性相似。 G B / T 8 1 9 0 的本部分適用于陸用、 鐵路牽引和船用往復(fù)式內(nèi)燃機， 其中包括用于驅(qū)動農(nóng)用拖拉機和道路車輛的發(fā)動機。 本部分也適用于驅(qū)動筑路和土方機械、 工業(yè)卡車以及其他尚無合適國家標準用以測量排氣煙度的發(fā)動機 。 注： 如將水噴人排氣系統(tǒng)， 則只能在噴水處上游進行測量或取樣。2 規(guī)范性引用文件 下列文件中的條款通過G B / T 8 1 9 0的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件， 其隨后所有的修改單（ 不包括勘誤的內(nèi)容） 或修訂版均不適用于本部分， 然而， 鼓勵根據(jù)本部分達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本 。凡是不注 日 期 的引用文件 ， 其最新版本適用于本部分。 I S O 2 7 1 0 - 1 往復(fù)式內(nèi)燃機詞匯第1 部分： 發(fā)動機設(shè)計和運行術(shù)語 I S O 1 0 0 5 4 壓燃式內(nèi)燃機發(fā)動機穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度測量儀濾紙式煙度計 I S O 1 1 6 1 4 往復(fù)壓燃式內(nèi)燃機排氣消光度測量儀和光吸收系數(shù)測定儀3 術(shù)語和定義本標準采用下列定義（ 參見I S O 2 7 1 0 - 1 ) 0排煙e x h a u s t g a s s m o k e系由燃燒或熱解而成的、 懸浮在排氣中的可見固體和 或液體顆粒（ 根據(jù)I S O / I E C導則5 2 ) ,注： 黑煙（ 碳煙） 主要由碳粒組成。藍煙通常由燃料或潤滑油不完全嫩燒產(chǎn)生的微滴形成白煙通常則由凝結(jié)水 和 或液體燃油產(chǎn)生。3 . 2透光度 r t r a n s m i t t a n c e t表示由光源射出、 經(jīng)煙氣遮擋的通道到達觀察者或儀器受光器的那部分光線， 以百分比表示 。3 . 3消光度N o p a c i t y N表示 由光源射出、 經(jīng)煙氣遮擋的通道未能到達觀察者或儀器受光器的那部分光線。 N=1 0 0 一r以百分比表示 。標準下載網(wǎng)()免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 標準最全面免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 無需注冊 即可下載G B J T 8 1 9 0 . 3 -2 0 0 3 1 I S O 8 1 7 8 - 3 ： 1 9 9 43 . 4 光通道有效長度L A e f f e c t i v e o p t i c a l p a t h l e n g t h L A 表示發(fā)光器和受光器之間被排氣流貫穿的那部分光束， 經(jīng)對密度梯度和邊緣效應(yīng)引起的不均勻性進行修正后的長度 ， 以 m表示。3 . 5 光吸收系數(shù)k l i g h t a b s o r p t i o n c o e f f i c ie n t k 由比爾一 朗伯特（ B e e r - L a m b e r t ) 定律規(guī)定的系數(shù) ， 用公式表示： 一 L A In ( 10 0 ) 一 L A In 一 N10 0 注 1 ： 為正確比 較， 應(yīng)標明測量時的環(huán)境溫度和大氣壓力， 因為它們會影響光吸收系數(shù) k 。為比較起見， 還建議記錄 排氣溫度或修正至 3 7 3 K （ 參見 4 . 4 . 1 ) . 注 2 ： 本標準中應(yīng)用的“ 光吸收系數(shù)” 為通用術(shù)語 ， 但是， 更確切的術(shù)語應(yīng)是“ 消光系數(shù)” 。使用時， 兩種術(shù)語的意義 完全相同。3 . 6 碳煙s o o t 所有包含在排氣中使濾紙變黑的組分 。3 . 7 誰紙煙度值F S N f il t e r s m o k e n u m b e r ( F S N ) 用以度量排氣煙度的特性， 系用某一規(guī)定排氣煙柱在通過濾紙時， 其所含碳煙使清潔濾紙染黑的程度來表示 。3 . 8 過濾煙柱有效長度L F e f f e c t i v e f i l t e r e d c o l u m n l e n g t h L F 考慮到取樣系統(tǒng)的無用容積和泄漏， 實際通過濾紙的排氣煙柱長度， 用mm表示。3 . 9 消光煙度計 。 p a c i m e t e r 利用透光度法測量煙度特性的儀器（ 見I S O 1 1 6 1 4 ) ,3 . 9 . 1 部 分流 式消 光 煙 度 計 p a r t i a l- fl o w o p a c i m e t e r 僅有部分排氣流通過測量室的儀器。3 . 9 . 2 全流式消光煙度計f u l l- f l o w o p a c i m e t e r 所有排氣流都通過測量室的儀器。3 . 1 0 濾紙式煙度計 f i l t e r -t y p e s m o k e m e t e r 使某一規(guī)定量的排氣通過一定面積的清潔濾紙， 用濾紙的染黑程度確定濾紙煙度值的儀器（ 見 I S O1 0 0 5 4 ) 。4 方法 1 ： 用消光煙度計測，煙度4 . 1 用途 本方法可測量 3 . 1 中所述的全部三種煙度 ， 但最適于測量黑煙和藍煙。 注： 所測值將受光通道有效長度( 3 . 4 ) 和氣流溫度的影響。標準下載網(wǎng)()免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 標準最全面免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 無需注冊 即可下載G B / T 8 1 9 0 . 3 -2 0 0 3 / I S O 8 1 7 8 - 3 ： 1 9 9 44 . 2 原 理 使光束通過儀器測量室中的排氣， 測量其光強， 并與原光強進行比 較。 注： 消光煙度計可制成采用全排氣流或部分排氣流的結(jié)構(gòu)（ 參見 3 . 9 . 1 和 3 . 9 . 2 ) .4 . 3 規(guī)程4 . 3 . 1 部分流式消光煙度計 使排氣氣樣經(jīng)取樣探頭和取樣管流過測量室 ， 以進行連續(xù)測量。測量接收光的光強。4 . 3 . 2 全流式消光煙度計 將測量室安裝在發(fā)動機排氣系統(tǒng)中或在距排氣管末端下游某一規(guī)定距離處 ， 測量接收光的光強。4 . 4 一般要求 測量儀器應(yīng)符合I S O 1 1 6 1 4 的規(guī)定。其相關(guān)零件應(yīng)能承受使用溫度的要求。4 . 4 . 1 部分流式消光煙度計4 . 4 . 1 . 1 取樣探頭 取樣探頭應(yīng)放置在排氣流 中以抽取有代表性的排氣氣樣 。氣樣在抽人和通過測量室時應(yīng)仍具有代表性 。 整體安裝時應(yīng)使從測量探頭到消光煙度計取樣管的管段盡可能短并向上傾斜。管路不得漏氣， 并無急彎或縮頸， 以免對氣流造成不必要的局部阻力。 為使測量室進 口處達到所需的溫度條件 ， 可在取樣管 內(nèi)安裝熱交換器， 但不得 因此而改變排氣特性 。4 . 4 . 1 . 2 測，室 由于測量室內(nèi)的反射或散射作用， 應(yīng)使照射在受光器上的雜散光減至最少（ 例如： 可在內(nèi)表面涂以無光炭黑和采用合適的總體布置） 。4 . 4 . 1 . 3 排氣流速 在消光煙度計制造廠規(guī)定的限值范圍內(nèi)， 光在通過排氣時的透射性應(yīng)與排氣流速無關(guān)。4 . 4 . 1 . 4 排氣溫度 當平均運行溫度 T不是 3 7 3 K時 ， 消光煙度計讀數(shù) k - k o b s Xk o b s ， 應(yīng)按下列公式修正至 3 7 3 K: T3 7 3 注： 對某一給定溫度， 例如 5 0 0 K時的k 值， 可寫為 k s o o 0 應(yīng)用上列公式時， 測量室內(nèi)所有點的排氣溫度應(yīng)不低于3 4 3 K和不高于 5 5 3 K 。如果溫度超出該范圍， 則不再修正， 應(yīng)記下讀數(shù)， 并注明溫度 。該溫度范圍是認為室內(nèi)所有水分均以蒸汽形式存在， 而所有其他不凝結(jié)的非固體顆粒（ 如不凝結(jié)的未燃燃油或潤滑油量） 在正常全負荷排煙中的數(shù)量微不足道。在這種情況下考慮溫度影響的修正公式方才有效。 如果排氣 中含有超過正常比例的非固體組分 ， 則該修正公式無效。例如， 該公式不適用于高硫分重油發(fā)動機的排氣， 因為在 3 7 3 K時排氣 中可能含有凝結(jié)的酸性硫化物微滴 。在此情況下 ， 為了比較 ， 必須在 3 7 3 K左右的嚴格溫度范圍內(nèi)進行測量?；蛘?， 如要避免測量這種微滴， 則應(yīng)將該發(fā)動機的排氣溫度保持在 4 1 3 K以上， 并且， 如有需要 ， 可修正到 3 7 3 K， 求 出名義參考值 ， 以供 比較。4 . 4 . 2 全流式消光煙度計 注： 當用全流式消光煙度計測定光吸收系數(shù)時， 4 . 4 . 1 . 4中有關(guān)排氣溫度的說明同樣適用。4 . 4 . 2 . 1 測且設(shè)備的布置 測量設(shè)備應(yīng)按下列兩種方法之一布置。 a ) 內(nèi)置法： 測量室安放在發(fā)動機排氣裝置中。 b ) 尾置法（ 尾氣取樣） ： 用儀器測量距排氣管末端下游規(guī)定距離處大氣中的煙度。4 . 5 對光學系統(tǒng)的要求免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 標準最全面免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 無需注冊 即可下載G B / T 8 1 9 0 . 3 -2 0 0 3 八S 08 1 7 8 - 3 ： 1 9 9 4 光學系統(tǒng)應(yīng)由兩部分組成： 光源和受光器。也可應(yīng)用帶反射元件的裝置。4 . 5 . 1 光源 光源應(yīng)是 白熾燈 ， 其 比色溫度范圍為 2 8 0 0 K - 3 2 5 0 K（ 見 I S O / I E C 1 0 5 2 6 ) 或是綠色發(fā)光二極管( L E D ) ， 光譜峰值為 5 5 0 n m-5 7 0 n m,4 . 5 . 2 受光器 受光器應(yīng)由一光電管組成， 其光譜響應(yīng)曲線應(yīng)和人眼的適光曲線相似（ 在波長為5 5 0 n m-5 7 0 n m范圍內(nèi)為最大響應(yīng)， 在低于4 3 0 n m和高于6 8 0 n m時小于4 的最大響應(yīng)） ， 當用綠色發(fā)光二極管時， 則由一光電二極管組成。4 . 5 . 3 反射和防護元件 如果應(yīng)用反射和防護元件 ， 則光源 受光器系統(tǒng)不得取用 4 . 5 . 2 規(guī)定的所需頻率限值范圍外 的響應(yīng)， 并在測量期間不應(yīng)使測量值產(chǎn)生顯著偏差。4 . 5 . 4 光通道有效長度 光通道有效長度（ 3 . 4 ) 的值系用于計算光吸收系數(shù) k 。當用潔凈空氣保護光敏元件免受積碳時， 應(yīng)考慮對光通道有效長度的影響。光通道有效長度 L A 通常由儀器制造廠規(guī)定。 注： 不是所有測量消光度的儀器都適于測量光吸收系數(shù)。因為光通道有效長度并不總是很容易就可確定， 而且當 用尾置式（ 尾氣取樣型） 儀器時， 被測排氣不是在無反射罩殼內(nèi)。4 . 6 標定 須采用已知透光度的中密度濾光片來標定測量儀器。4 . 7 測，參數(shù) 應(yīng)用儀器測量透光度 r ， 藉以計算消光度 N 和光吸收系數(shù)k 。也可用儀器直接顯示光吸收系數(shù) k ,5 方法 2 ： 用濾紙式煙度計測f煙度5 . 1 用途 該方法適用于評定排氣中的碳煙含量。而不適用于測量藍煙或白煙（ 見3 . 1 注） 。 注： 測量低碳煙含量時， 可以不必更換濾紙， 只要多次操作儀器即可達到所要求的長氣柱長度。5 . 2 原 理 用取樣管從排氣管抽出排氣氣樣 ， 使其通過一已知面積的濾紙， 該濾紙被有效長度為 L F 的氣柱所含碳煙染黑， 其黑度即可用以度量排氣中的碳煙含量。濾紙的黑度可根據(jù)染黑濾紙相對于清潔濾紙對光的反射率用計算來評定 。5 . 3 規(guī) 程 將排氣氣樣吸人取樣探頭和取樣管， 并以每單位面積的均勻氣流（ 例如使用活塞泵） 使其通過濾紙。根據(jù)有效吸氣容積與濾紙染黑面積之比計算有效氣柱長度 。該長度由儀器制造廠標出。5 . 4 一般要求 測量儀器應(yīng)符合I S O 1 0 0 5 4 的規(guī)定。5 . 5 排氣溫度和壓力 所測排氣的基準狀況為2 9 8 K和1 0 0 k P a 。當所測排氣密度與基準狀況下之值的差大于5 時， 應(yīng)給出將測量值修正至標準基準狀況下的方法。6 試 驗報告如果需要 ， 試驗報告至少應(yīng)包括以下部分 ：a ) 發(fā)動機說明： 制造廠； 型式和名稱 ；免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 標準最全面免費標準網(wǎng)( w w w . f r e e b z . n e t ) 無需注冊 即可下載G B / T 8 1 9 0 . 3 -2 0 0 3 / I S O 8 1 7 8 - 3 ： 1 9 9 4 標定功率 ； 標定轉(zhuǎn)速。 b ) 煙度計或消光煙度計說明