第九章 汽車公害及檢測(cè)

第九章汽車公害及檢測(cè)

汽車的公害包括汽車排氣對(duì)大氣的污染；噪聲對(duì)環(huán)境的危害；汽車電氣設(shè)備對(duì)無線電及電視廣播等的電波干擾三個(gè)方面。排氣污染對(duì)人們的生活環(huán)境影響最大，其次是噪聲公害，而電波公害由于不直接影響人體健康，并且是局部性問題，所以沒有前兩者重要。

檢測(cè)排氣污染物的目的是控制排氣污染物的擴(kuò)散，使其限定在被允許的范圍內(nèi)，以達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境和自然界生態(tài)平衡的目的。我國(guó)于1979年頒布了《環(huán)境保護(hù)法》，1983年發(fā)布并于1984年實(shí)施了《汽車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法》。第一節(jié)汽車排放污染物的形成及危害

汽車排放的污染物主要有：一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化物(NOx)、微粒物(由炭煙、鉛氧化物等重金屬氧化物和煙灰等組成)和硫化物等。這些污染物由汽車的排氣管、曲軸箱和燃油系統(tǒng)排出，分別稱為排氣污染物、曲軸箱污染物和燃油蒸發(fā)污染物。一、一氧化碳(CO)CO是烴燃料燃燒的中間產(chǎn)物，排氣中的CO是由于烴的不完全燃燒所造成的。汽車排放的污染物

二、碳?xì)浠衔?HC)

排氣中的HC是由未燃燒的燃料烴、不完全氧化產(chǎn)物以及燃燒過程中部分被分解的產(chǎn)物所組成。三、氮氧化合物(NOx)

氮氧化物主要指一氧化氮(NO)和二氧化氮(N02)，它是由排氣管排出。四、浮游微粒汽油機(jī)中主要微粒：鉛化物、硫酸鹽、低分子物質(zhì)；柴油機(jī)中主要微粒為石墨形的含碳物質(zhì)(炭煙)和高分子量有機(jī)物(潤(rùn)滑油的氧化和裂解產(chǎn)物)。五、硫氧化物汽車內(nèi)燃機(jī)尾氣中硫氧化物的主要成分為二氧化硫(SO2)。

六、汽油車排放污染物的影響因素

1．空燃比空燃比A／F是影響汽油機(jī)排氣中污染物產(chǎn)生的重要因素之一：隨著空燃比的增加，C0排放濃度逐漸下降；HC排放濃度在A／F≈18時(shí)有最小值，A／F降低或升高都會(huì)使HC排放濃度增加；而NOx排放濃度在A／F≈16時(shí)有最大值。

2．點(diǎn)火時(shí)間和點(diǎn)火能量點(diǎn)火正時(shí)對(duì)CO排放濃度影響較小，除非點(diǎn)火正時(shí)過分推遲使CO沒有充分的時(shí)間完全氧化而引起CO排放量增加。

七、柴油機(jī)排放污染物的影響因素

1．柴油柴油的性質(zhì)對(duì)炭煙的生成有一定的影響。蒸發(fā)性差的燃料往往霧化也差，對(duì)排氣煙度有不利的影響。著火性好的燃料對(duì)冷起動(dòng)有利，但由于著火延遲期短，著火后噴人氣缸的燃料增多，容易產(chǎn)生炭煙，所以十六烷值過高的燃料煙度增加顯著。就對(duì)煙度的影響而言，燃料的著火性比蒸發(fā)性更重要。

2．過量空氣系數(shù)柴油機(jī)燃燒室內(nèi)混合物是極不均勻的。各區(qū)空燃比是影響燃料裂解和氧化的主要因素。

3．柴油霧化質(zhì)量柴油機(jī)排氣煙度與霧化品質(zhì)關(guān)系密切，在柴油機(jī)噴油過程中，每次噴油將結(jié)束時(shí)，噴油壓力下降，霧化質(zhì)量變羌，使液滴直徑比主要噴射階段的油滴大4—5倍，這些油滴蒸發(fā)與燃燒的時(shí)間短，周圍氧的濃度低，容易產(chǎn)生炭煙。

4．噴油時(shí)刻在直噴式柴油機(jī)中，當(dāng)其他參數(shù)不變，加大噴油提前角可以降低排氣煙度。第二節(jié)汽油車排氣污染物的檢測(cè)

汽油車排氣污染物的排放限值由GBl4761.5《汽油車怠速污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定。檢測(cè)方法則由(GB/T3845《汽油車怠速污染物測(cè)量方法》規(guī)定。一、檢測(cè)儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各排氣組分均應(yīng)采用不分光紅外線吸收型(NDlR)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)。現(xiàn)以國(guó)內(nèi)用戶最多的MEXA--324F為例。

1．氣路系統(tǒng)(圖9-1)1)取樣系統(tǒng)

2)分析系統(tǒng)(又稱分析通道)3)排水與分流通道

MEXA--324F廢氣分析儀2．光路系統(tǒng)(又稱光學(xué)平臺(tái))

光路系統(tǒng)由光源、氣室(分參比氣室—又稱標(biāo)準(zhǔn)氣室、工作氣室—又稱測(cè)量氣室)、切光電機(jī)、檢測(cè)器等組成。從光源發(fā)出的兩束紅外光，分別通過標(biāo)準(zhǔn)氣室和工作氣室后，到達(dá)檢測(cè)器。

1)光源每對(duì)光源的工作電壓為7V，工作溫度為730C，單邊工作電流1.13A。儀器是采用雙光路結(jié)構(gòu)。

2)切光電機(jī)切光電機(jī)是一個(gè)12極磁滯式交流同步電機(jī)。

3)參比氣室和工作氣室

4)光學(xué)遮光板作用是調(diào)節(jié)參比氣室和工作氣室的通光量。

3.檢測(cè)器、控制系統(tǒng)

4．檢測(cè)器檢測(cè)器是儀器的關(guān)鍵部件，其工作原理如圖9-6所示。檢測(cè)器具有對(duì)不同的測(cè)量對(duì)象的選擇性，這是與檢測(cè)器內(nèi)的氣體成分有關(guān)。檢測(cè)器只對(duì)4.67μm和3．45μm波段的紅外光敏感。當(dāng)這些波長(zhǎng)的紅外光進(jìn)入檢測(cè)室時(shí)，射人的紅外光就被檢測(cè)器內(nèi)的氣體吸收而引起能量的變化。其他波長(zhǎng)的紅外光則不起作用，這就是檢測(cè)器的選擇性。

5．控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)包括面板上的“電源”開關(guān)、“氣泵”開關(guān)、“量程切換”開關(guān)、“調(diào)零”旋鈕及“量距”旋鈕等(圖9-7)。檢測(cè)器是儀器的關(guān)鍵部件。其工作原理如圖9-6所示。檢測(cè)器具有對(duì)不同的測(cè)量對(duì)象的選擇性，這是與檢測(cè)器內(nèi)的氣體成分有關(guān)。檢測(cè)器只對(duì)4.67μm和3．45μm波段的紅外光敏感。當(dāng)這些波長(zhǎng)的紅外光進(jìn)入檢測(cè)室時(shí)，射人的紅外光就被檢測(cè)器內(nèi)的氣體吸收而引起能量的變化。其他波長(zhǎng)的紅外光則不起作用，這就是檢測(cè)器的選擇性。檢測(cè)器檢測(cè)器只對(duì)4.67μm和3.45μm波段的紅外光敏感。當(dāng)這些波長(zhǎng)的紅外光進(jìn)入檢測(cè)室時(shí)，射人的紅外光就被檢測(cè)器內(nèi)的氣體吸收而引起能量的變化。其他波長(zhǎng)的紅外光則不起作用。紅外光敏感4．電路系統(tǒng)

2．電路系統(tǒng)電路系統(tǒng)包括前置放大器、主放大器。

1)前置放大器由于檢查器具有非常高的輸出阻抗，由此必須將檢測(cè)器微弱信號(hào)直接從檢測(cè)器的引出線連接至前置放大器的輸入端，以減少外界干擾，并且為了減少空間電磁場(chǎng)的干擾，前置盒用金屬屏蔽罩密封。

2)主放大器儀器中CO和HC分析系統(tǒng)的主放大器在電路結(jié)構(gòu)上是大致相同的，它們都把檢測(cè)器輸出的信號(hào)予以放大、整流、量程切換，并顯示出相應(yīng)的待測(cè)氣體濃度值。5．控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)包括面板上的“電源”開關(guān)、“氣泵”開關(guān)、“量程切換”開關(guān)、“調(diào)零”旋鈕及“量距”旋鈕等。

1)“零位調(diào)整”電位器

2)“量程切換”開關(guān)

3)“量距”電位器；(1)在用標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行量距校正時(shí)，用量距旋鈕調(diào)整使表頭示值與標(biāo)準(zhǔn)氣濃度一致。

(2)在用機(jī)械檢查開關(guān)進(jìn)行簡(jiǎn)易校正時(shí)，用量距旋鈕調(diào)整，使表頭指示值調(diào)至機(jī)械檢查設(shè)定值(綠色三角區(qū))的指示中央點(diǎn)。

4)“機(jī)械檢查”開關(guān)

5)電源開關(guān)

6)氣泵開關(guān)二、汽油車排氣污染物的測(cè)定

1)對(duì)受檢車輛的要求

2)測(cè)量程序

(1)必要時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝轉(zhuǎn)速計(jì)、點(diǎn)火正時(shí)儀、冷卻水和潤(rùn)滑油測(cè)溫計(jì)等測(cè)試儀器。

(2)發(fā)動(dòng)機(jī)由急速工況加速至0.7額定轉(zhuǎn)速，維持60s后降至怠速狀態(tài)。

(3)發(fā)動(dòng)機(jī)降至怠速狀態(tài)后，將取樣探頭插入排氣管中，深度等于400mm，并固定于排氣管上。

(4)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速狀態(tài)，維持15s后開始讀數(shù)，讀取30s內(nèi)的最高值和最低值，其平均值即為測(cè)量結(jié)果。

(5)若為多排氣管時(shí)，取各排氣管測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值。操作注意事項(xiàng)

(1)放置儀器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)；

①避免放置在傾斜、不穩(wěn)的地方，并應(yīng)避開振動(dòng)源。

②避免放在直接面向排氣和陽(yáng)光直射的地方。

③避免接近冷熱源，有機(jī)溶劑和有油的地方。

④避免濕氣、塵埃多的地方。周圍溫度在0－40℃的范圍內(nèi)，溫度變化小的地方。

⑤采用電壓及頻率相符的電源，且最好為穩(wěn)壓電源。測(cè)量前的注意事項(xiàng)：

①接通電源后要有足夠的預(yù)熱時(shí)間(具體要求參見產(chǎn)品說明書)。

②儀器的校正：零位校正--取下水分離器，從樣品氣人口導(dǎo)人清潔空氣。量距校正——?dú)怏w校正值CO分析儀采用的是附屬的標(biāo)準(zhǔn)氣瓶所標(biāo)明的氣體濃度值，HC分析儀采用的是附屬的標(biāo)準(zhǔn)氣瓶所標(biāo)明的氣體濃度和儀器所標(biāo)明的換算系數(shù)相乘之后得出的正己烷換算濃度。測(cè)量時(shí)的注意事項(xiàng)：

必須確認(rèn)零位后再使用。

①在測(cè)定中儀器不能振動(dòng)。

②汽車應(yīng)處于怠速工況。

③測(cè)定完畢，要拔下探頭，將泵開關(guān)撥到“開”，直到指示降到零位附近。維護(hù)時(shí)的注意事項(xiàng)：

①檢查前置過濾器、粉塵過濾器、過濾器的元件是否被污染，如果污染了，就要更換新的元件。

②粉塵過濾器、過濾器的密封面硅脂不足時(shí)，要少許補(bǔ)充些(更換新元件時(shí)也同樣)。

③要注意使用管(氨基甲酸乙酯管和特殊聚氯乙烯管)的區(qū)別。

④光學(xué)平臺(tái)分解后，必須進(jìn)行光學(xué)調(diào)整。

⑤進(jìn)行機(jī)械檢驗(yàn)的指示調(diào)整。第三節(jié)柴油車排放煙度值的測(cè)定

目前我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用濾紙式煙度計(jì)對(duì)柴油車排放進(jìn)行自由加速煙度值測(cè)定?，F(xiàn)以FBY—2為例介紹濾紙式煙度計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

一、檢測(cè)儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理濾紙式煙度計(jì)的測(cè)量原理見圖9-8。該類儀器主要由取樣系統(tǒng)、走紙機(jī)構(gòu)、光電檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四部分組成。

二、測(cè)量方法及測(cè)量前準(zhǔn)備

1．儀器的準(zhǔn)備

2．受檢車輛的準(zhǔn)備濾紙式煙度計(jì)儀器主要由取樣系統(tǒng)、走紙機(jī)構(gòu)、光電檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四部分組成。

取樣系統(tǒng)包括抽氣泵、取樣探頭、取樣軟管及電磁閥等。

光電檢測(cè)系統(tǒng)

主要包括硒光電池、光源和指示器。硒光電池是一種光電轉(zhuǎn)換元件，它接收到從濾紙上反射的光產(chǎn)生電流輸送給表頭，直接指示出濾紙的染黑度。測(cè)量規(guī)程

(1)取樣探頭逆氣流固定于排氣管內(nèi)并使其中心線與排氣管軸線平行。

(2)將踏板開關(guān)固定于加速踏板上端并使檢測(cè)儀表上的轉(zhuǎn)換開關(guān)位于與踏板結(jié)合的位置。

(3)由怠速工況將加速踏板迅速踏到底，約4s后松開；如此重復(fù)三次后即可開始測(cè)量(此操作的作用是清除排氣管中殘存的炭煙)。

(4)在完成濾紙走位、清洗取樣管之后，將加速踏板與踏板開關(guān)一并迅速踏到底，至4s時(shí)松開加速踏板和踏板開關(guān)并由指示表頭讀數(shù)。下一次踏加速踏板距前一次間隔15s。如此重復(fù)三次，取三次讀數(shù)的算