汽車試驗(yàn)技術(shù)課件(PPT 24頁)

1、汽車尾氣排放測(cè)試 姓 名： 班 級(jí)： 第1頁，共24頁。目 錄010203 概論國(guó)內(nèi)外汽車排放標(biāo)準(zhǔn)尾氣排放污染物限值的測(cè)試方法第2頁，共24頁。1.汽車排放概論隨著汽車尾氣污染的日益嚴(yán)重，汽車尾氣排放立法勢(shì)在必行，世界各國(guó)早在六、七十年代就對(duì)汽車尾氣排放建立了相應(yīng)的法規(guī)制度，通過嚴(yán)格的法規(guī)推動(dòng)了汽車排放控制技術(shù)的進(jìn)步，而隨著汽車排放控制技術(shù)的不斷提高，又使更高標(biāo)準(zhǔn)的制訂成為可能。汽車排放是指從廢氣中排出的CO（一氧化碳）、HC+NOx（碳?xì)浠衔锖偷趸铮M（微粒，碳煙）等有害氣體。國(guó)中輕型汽車即指最大總質(zhì)量不超過35000kg的 類、 類和 類的汽車。第3頁，共24頁。有害排放物產(chǎn)生原

2、因危害CO1、CH燃料的不完全燃燒； 2、燃燒過程中高溫?zé)岱纸猓?3、氧氣不足，燃燒溫度過低； 4、燃燒室容積過小而使燃燒滯留時(shí)間不充分；空氣和燃料混合不充分等 CO有毒，在含量到達(dá)10ppm時(shí)，人就會(huì)慢性中毒，貧血、心臟及呼吸道惡化，含量越高，越會(huì)造成人員中毒死亡。HC1、燃燒不完全； 2、燃料供給系統(tǒng)泄漏； 3、燃燒室內(nèi)的氧氣量不足，燃燒室壁面溫度過低； 4、混合氣形成不充分 HC吸入人體后會(huì)破壞造血機(jī)能，造成貧血、神經(jīng)衰弱等，同時(shí)也會(huì)致癌。NOx1、混合氣氧氣含量過高2、燃燒溫度過高 NO2會(huì)造成血液中血紅蛋白變性，易于HC在陽光紫外線的作用下，產(chǎn)生素性很大的光化學(xué)煙，含量越高，對(duì)人類及

3、動(dòng)植物危害越大；含量在100- 150ppm時(shí)，人在30min左右就會(huì)因肺水腫而死亡。PM燃料的燃燒狀態(tài) 鉛化物：使人貧血、牙齒變黑、神經(jīng)麻痹，已引發(fā)血管病、腦溢血和慢性腎炎等疾病。 碳煙：極小的顆粒（0.10.5m）有致癌作用，會(huì)導(dǎo)致慢性病、肺氣腫、皮膚病及變態(tài)性疾病。第4頁，共24頁。2.國(guó)內(nèi)外汽車排放標(biāo)準(zhǔn)第一階段：1960年美國(guó)加利福尼亞州政府正式立法汽車排氣污染物，1963年頒布限制汽車排放的新法規(guī)；1970年美國(guó)聯(lián)邦又通過了環(huán)境保護(hù)法案，嚴(yán)格了汽車排放CO及的標(biāo)，1973年又對(duì)NOx提出了限制標(biāo)準(zhǔn)。歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)于1970年頒布實(shí)施第一排放法規(guī)，控制輕型汽油車排氣污染物和曲軸箱物排放

4、，以后限值每3-4年修訂加嚴(yán)一次；1975年前規(guī)定只限制CO和HC排放量；1976年起，增加了對(duì)NOx的限值，從1975年開始實(shí)施整套ECE規(guī)。第5頁，共24頁。第二階段：20世紀(jì)70年代以后，世界上各大汽車生產(chǎn)國(guó)相繼頒布了汽車排放控制標(biāo)準(zhǔn)，以歐洲和美國(guó)及日本為代表，并逐漸形成三個(gè)排放法規(guī)體系。歐洲在1972年起實(shí)施ECE15/03標(biāo)準(zhǔn)，20世紀(jì)80年代中期加嚴(yán)到ECE15/04，20世紀(jì)90年代初歐洲頒布了輕型車排放標(biāo)準(zhǔn)及第一階段重型車排放標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)稱歐I標(biāo)準(zhǔn))，20世紀(jì)90年代中期實(shí)施了加嚴(yán)的輕型車排放標(biāo)準(zhǔn)及第二階段重型車排放標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)稱歐I標(biāo)準(zhǔn)）。第6頁，共24頁。第三階段：20世紀(jì)90年代

5、初，美國(guó)加州政府根據(jù)其自己的環(huán)保目標(biāo)，制訂了一套更為嚴(yán)格的車輛排放標(biāo)準(zhǔn)低排放車輛法規(guī)。該法規(guī)將輕型車分為過渡低排放車輛(TLEV)、低排放車輛(LEV)、超低排放車輛(ULEV)和零排放車輛(ZEV)。歐盟在20世紀(jì)90年代開始實(shí)施了更加嚴(yán)格的排放法規(guī)，對(duì)汽車廢氣排放的限制越來越嚴(yán)格，相繼制定實(shí)施了歐洲I號(hào)、歐洲號(hào)、歐洲號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、歐和歐標(biāo)準(zhǔn)及歐標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)從80年代開始著手制定排放法規(guī)，20世紀(jì)末，參照歐盟排放法規(guī)，逐步制定了國(guó)I、國(guó)、國(guó)。目前我國(guó)輕型汽車實(shí)行的GB18352.3-2005輕型汽車排放污染物及測(cè)量方法（中國(guó)、階段），2018年全國(guó)實(shí)施國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。第7頁，共24頁。常見的排放標(biāo)準(zhǔn)：排放標(biāo)

6、準(zhǔn)美國(guó)加州標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)歐洲日本中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)第8頁，共24頁。 國(guó)家機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)推行時(shí)間軸（由于柴油車推行時(shí)間分地域、分車型，故此時(shí)間軸僅歸納汽油車標(biāo)準(zhǔn)推行時(shí)間）第9頁，共24頁。 從2016年4月1日起，北京市、天津市、上海市、河北省、遼寧省、江蘇省、浙江省、福建省、山東省、廣東省和海南省的所有進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的輕型汽油車（乘用車）、輕型柴油客車和重型柴油車均需滿足國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)。隨后從2017年1月1日起，全國(guó)所有制造、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的輕型汽油車和重型柴油車將全部執(zhí)行國(guó)排放。第10頁，共24頁。A概念B排放限值C燃料性能指標(biāo)國(guó)四與國(guó)五汽車排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比第11頁，共24頁

7、。 國(guó)四指的是輕型汽車污染物限值及測(cè)量方法（中國(guó)、階段），該標(biāo)準(zhǔn)由環(huán)保部門于2005年4月15日發(fā)布。汽油車從2010年七月1號(hào)開始執(zhí)行，全國(guó)范圍內(nèi)柴油機(jī)實(shí)施國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)的左后時(shí)間為2013年七月。 國(guó)五指的是輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)五階段），環(huán)保部于2013年9月17日發(fā)布，2018年1月1日起，全國(guó)機(jī)動(dòng)車將全面實(shí)施國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)。目前北上廣三地已率先實(shí)施汽油車國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)。A:第12頁，共24頁。B： 檢測(cè)顆粒物濃度是針對(duì)缸內(nèi)直噴，主要是因?yàn)槿加椭苯訃娙敫邷氐臍飧變?nèi)，留給燃油氣化的時(shí)間很少，且有可能會(huì)在局部形成過濃的混合氣或類似于柴油機(jī)的液態(tài)油滴擴(kuò)散燃燒，造成排放更多微粒。所以有必要

8、對(duì)缸內(nèi)直噴檢測(cè)顆粒物濃度。對(duì)于柴油車，氮氧化物（NOX）排放限制嚴(yán)格了28%，碳?xì)浠衔锖偷趸铮℉C+NOX）總和指標(biāo)嚴(yán)格了23%，而對(duì)于柴油車的顆粒物濃度（PM）限制提升了82%！還有新增的顆粒物粒子數(shù)量（PN）也是沖著柴油車來的，PN標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)柴油車檢測(cè)。相比于汽油車，國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)顯然對(duì)柴油車要求更高。第13頁，共24頁。C: 當(dāng)然，只有發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)提升玩“單挑”是不可能達(dá)到國(guó)五的排放標(biāo)準(zhǔn)，必須要連帶喝下去的油品質(zhì)提升方能達(dá)標(biāo)。說到油品，國(guó)五的油品標(biāo)準(zhǔn)也比國(guó)四要高，主要體現(xiàn)在硫含量上。第14頁，共24頁。15歐標(biāo)準(zhǔn)排放限值注：PI=點(diǎn)燃式 CI=壓燃式 1) 應(yīng)在4.5mg/km的限值實(shí)施

9、之前引入修訂后的測(cè)量程序2) 應(yīng)在該限值實(shí)施之前引入新的測(cè)量程序3) 點(diǎn)燃式PM質(zhì)量限值僅適用于裝直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛第15頁，共24頁。第16頁，共24頁。傳統(tǒng)檢測(cè)法無負(fù)荷檢測(cè)法簡(jiǎn)易工況法遙感檢測(cè)法3.尾氣排放污染物限值的檢測(cè)方法及原理汽車排放尾氣進(jìn)入大氣的途徑由發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、曲軸箱竄氣、燃油蒸發(fā)、滲漏四中方式。第17頁，共24頁。無負(fù)荷檢測(cè)法 原理：由于惰性氣體不吸收紅外線能量，而由原子組成的氣體（如CO、HC ）能夠吸收一定波長(zhǎng)的紅外線能量，吸收的能量與其濃度成正比。通過廢氣取樣裝置除碳渣、水分、灰塵，送入分析裝置。檢測(cè)汽車排氣吸收一定波長(zhǎng)范圍紅外線后能量的變化，來檢測(cè)排氣中各種污染物的含量

10、，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳送給指示器。 所用設(shè)備：不分光紅外線排氣分析儀圖 四種氣體吸收紅外線的情況第18頁，共24頁。 分 析 裝 置 原 理 圖第19頁，共24頁。簡(jiǎn)易工況法簡(jiǎn)易穩(wěn)態(tài)工況法是美國(guó)加州汽車維修管理局（簡(jiǎn)稱Bar）提出的一種更為簡(jiǎn)單的工況法，該方法主要是穩(wěn)定的勻速過程，加載保持固定值。有兩個(gè)等速工況段：一是ASM5025工況，車速為25公里/小時(shí)。按車輛加速度為1.47米/秒平方時(shí)負(fù)荷的50%作為設(shè)定功率對(duì)車輛進(jìn)行加載。二是ASM2540工況，車速為40公里/小時(shí)。按車輛加速度為1.47米/秒平方時(shí)負(fù)荷的25%作為設(shè)定功率對(duì)車輛進(jìn)行加載。 第20頁，共24頁。 0 5 15 25

11、90 0 5 15 25 90 時(shí)間(秒)4025車速（km/h）快速檢查工況快速檢查工況ASM2540ASM5025第21頁，共24頁。ASM5025 工況測(cè)試 (1) 啟動(dòng)：經(jīng)預(yù)熱后的車輛加速至25.0km/h，測(cè)功機(jī)以車輛速度為25.0km/h、加速度為1.475m/s2時(shí)的輸出功率的50%作為設(shè)定功率對(duì)車輛加載，工況計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)（t=0s）。車輛25.0km/h1.5km/h的速度持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5s，如果底盤測(cè)功機(jī)模擬的慣量值在計(jì)時(shí)開始后持續(xù)3s超出所規(guī)定誤差范圍，工況計(jì)時(shí)器將重新開始計(jì)時(shí)（t=0）。如果再次出現(xiàn)該情況，檢測(cè)將被停止。(2) 10s快速檢查工況: 系統(tǒng)開始預(yù)置10s 之后開

12、始快速檢查工況，計(jì)時(shí)器為t=15s 時(shí)分析儀器開始測(cè)量，每秒鐘測(cè)量一次，并根據(jù)稀釋修正系數(shù)及濕度修正系數(shù)計(jì)算10s 內(nèi)的排放平均值。運(yùn)行10s（t=25s）ASM5025 快速檢查工況結(jié)束。快速檢查工況的10s 內(nèi)的排放平均值經(jīng)修正后如果等于或低于限值的50，則測(cè)試合格，檢測(cè)結(jié)束； (3) 90s檢查工況: 車輛運(yùn)行至90s（t=90s）ASM5025 工況結(jié)束。測(cè)功機(jī)在車速25.0 km/h1.5km/h 的允許誤差范圍內(nèi)，加載扭矩應(yīng)隨車速的變化做相應(yīng)的調(diào)整，保證加載功率不隨車速改變。扭矩允許誤差為該工況設(shè)定扭矩的5%，測(cè)試結(jié)果有效。如果所有檢測(cè)污染物連續(xù)10 秒的平均值均低于或等于限值，則

13、該車應(yīng)判定為ASM5025 工況合格，繼續(xù)進(jìn)行ASM2540 檢測(cè)；如任何一種污染物連續(xù)10 秒的平均值超過限值，則測(cè)試不合格，檢測(cè)結(jié)束。在檢測(cè)過程中如任意連續(xù)10s 內(nèi)的任何一種污染物10 次排放值經(jīng)修正后均高于限值的500，則測(cè)試不合格，檢測(cè)結(jié)束。第22頁，共24頁。（1) 啟動(dòng)：車輛從25km/h 直接加速至40km/h，測(cè)功機(jī)根據(jù)測(cè)試工況要求加載，工況計(jì)時(shí)始計(jì)時(shí)（t=0s），車輛保持40 km/h1.5km/h 持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5s，如果底盤測(cè)功機(jī)模擬的慣量值在計(jì)時(shí)開始后持續(xù)3s 超出所規(guī)定誤差范圍，工況計(jì)時(shí)器將重新開始計(jì)時(shí)（t=0）。如果再次出現(xiàn)該情況，檢測(cè)將被停止。系統(tǒng)將根據(jù)分析儀最長(zhǎng)響應(yīng)

14、時(shí)間進(jìn)行預(yù)制，（如果分析儀響應(yīng)時(shí)間為10s，則預(yù)時(shí)間為10s，t=15）然后系統(tǒng)開始取樣。 (2) 10s快速檢查工況:系統(tǒng)開始預(yù)置10s 之后開始快速檢查工況，計(jì)時(shí)器t=15s 時(shí)分析儀器開始測(cè)量，每秒鐘測(cè)量一次，并根據(jù)稀釋修正系數(shù)及濕度修正系數(shù)計(jì)算10s 內(nèi)的排放平均值。運(yùn)行10s（t=25s）ASM2540 快速檢查工況結(jié)束。快速檢查工況的10s 內(nèi)的排放平均值經(jīng)修正后如果等于或低于限值的50，則測(cè)試合格，檢測(cè)結(jié)束； (3)90s檢查工況:車輛運(yùn)行至90s（t=90s）ASM2540 工況結(jié)束。測(cè)功機(jī)在車速40.0km/h1.5km/h 的允許誤差范圍內(nèi)，加載扭矩應(yīng)隨車速的變化做相應(yīng)的調(diào)整，保證加載功率不隨車速改變。扭矩允許誤差為該工況設(shè)定扭矩的5%。測(cè)試結(jié)果有效。如果所有檢測(cè)污染物連續(xù)10 秒的平均值均低于或等于限值，則該車應(yīng)判定為合格。如任何一種污染物連續(xù)10 秒的平均值超過限值，則測(cè)試不合格，檢測(cè)結(jié)束。在檢測(cè)過程中如任意連續(xù)10s 內(nèi)的任何一種污染物10 次排放值經(jīng)修正后如高于限值的500，則測(cè)試不合格，檢測(cè)結(jié)束。ASM2540 工況測(cè)試第23頁，共24頁。遙感檢測(cè)法此方法用于檢測(cè)在道路上行駛的車輛的排氣污染物，