學(xué)習(xí)項(xiàng)目3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)課件

《汽車(chē)性能檢測(cè)》

主講人：汽車(chē)工程系游專(zhuān)《汽車(chē)性能檢測(cè)》主講人：汽車(chē)工程系游學(xué)習(xí)項(xiàng)目3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)汽車(chē)對(duì)大氣污染狀況及其控制性能，稱(chēng)為排放性。主要學(xué)習(xí)：汽車(chē)的排放法規(guī)新車(chē)排放法規(guī)在用車(chē)排放法規(guī)汽車(chē)的排放性及其影響因素

CO、THC和NOX的生成和污染污染物生成的影響因素學(xué)習(xí)項(xiàng)目3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)ppt課件學(xué)習(xí)項(xiàng)目3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)ppt課件學(xué)習(xí)項(xiàng)目3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)ppt課件學(xué)習(xí)項(xiàng)目3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)ppt課件學(xué)習(xí)項(xiàng)目3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)ppt課件學(xué)習(xí)項(xiàng)目3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)ppt課件4.1概述汽車(chē)污染的三個(gè)主要來(lái)源1）排氣管排出的廢氣

CO、HC、NOx、碳煙、SO2、鉛化物2）曲軸箱竄氣：HC3）油箱、化油器、浮子室等處蒸發(fā)的汽油蒸汽：HC

4.1概述CO：

無(wú)色無(wú)味有毒氣體，極易與血紅素結(jié)合，阻止血紅素和氧的結(jié)合。人吸入過(guò)多的CO后，因缺氧而頭痛、頭暈等，嚴(yán)重時(shí)甚至死亡。

NOx：

是氮氧化物的總稱(chēng)。刺激人眼粘膜，引起結(jié)膜炎、角膜炎，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起肺氣腫。

HC:

對(duì)人眼及呼吸系統(tǒng)有刺激作用，對(duì)農(nóng)作物也有害。

HC和NOx在一定的地理、溫度、氣象條件下，經(jīng)強(qiáng)烈的陽(yáng)光照射，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成以臭氧（O3）、醛類(lèi)為主的過(guò)氧化產(chǎn)物，稱(chēng)為光化學(xué)煙霧。臭氧有很強(qiáng)的毒性，醛類(lèi)對(duì)眼及呼吸道有刺激作用。此外，還妨礙生物的正常生長(zhǎng)。炭煙

是柴油機(jī)排氣中的一種成分，往往粘附SO2等物質(zhì)，對(duì)人和動(dòng)物的呼吸道極為有害。鉛化物:

影響造血功能，對(duì)消化、神經(jīng)系統(tǒng)也有刺激。CO：無(wú)色無(wú)味有毒氣體，極易與血紅素結(jié)合，阻止血紅素和氧的排放凈化方式機(jī)內(nèi)凈化─改善可燃混合氣的品質(zhì)和燃燒狀況。措施：曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置PCV：把竄氣強(qiáng)行導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸箱通風(fēng)所需空氣由空濾器提供，降低HC排放。燃油蒸氣排放控制裝置ECS：利用碳罐收集和清除汽油蒸汽，停車(chē)時(shí)吸收蒸汽，工作時(shí)吸入進(jìn)氣系統(tǒng)。進(jìn)氣加溫裝置EFES：在暖機(jī)期間把經(jīng)排氣加溫后的熱空氣送入進(jìn)氣管，調(diào)節(jié)進(jìn)氣溫度。廢氣再循環(huán)裝置EGR：將5％～20％的廢氣再引入燃燒室，降低燃燒溫度，降低NOx?？諝鈬娚溲b置AIS：用空氣泵將空氣噴入排氣歧管中，使廢氣中的HC和CO轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等無(wú)害物質(zhì)。

排放凈化方式發(fā)動(dòng)機(jī)的計(jì)算機(jī)控制：根據(jù)進(jìn)氣量確定基本噴油量，再根據(jù)其他傳感器（如冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器等）信號(hào)等對(duì)噴油量進(jìn)行修正，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行工況下均能獲得最佳濃度的混合氣，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。機(jī)外凈化─用外部附加裝置凈化排氣應(yīng)用催化轉(zhuǎn)化方法，使CO轉(zhuǎn)化為CO2，HC轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，NOX轉(zhuǎn)化為N2和O2

。發(fā)動(dòng)機(jī)的計(jì)算機(jī)控制：根據(jù)進(jìn)氣量確定基本噴油量，再根據(jù)其他傳感4.2汽車(chē)排放法規(guī)4.2.1新車(chē)排放法規(guī)

輕型汽車(chē)排放檢測(cè)方法和限值標(biāo)準(zhǔn)是GB18352.2－2001和GB18352.3－2005。只有通過(guò)排放測(cè)試，才允許投放市場(chǎng)。試驗(yàn)方法

4.2汽車(chē)排放法規(guī)4.2.1新車(chē)排放法規(guī)試驗(yàn)設(shè)備1司機(jī)助手儀，2冷卻風(fēng)機(jī)，3底盤(pán)測(cè)功機(jī)滾筒，4被試汽車(chē)，5汽車(chē)排氣管，6取樣管路，7底盤(pán)測(cè)功機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，8打印機(jī)，9顯示器，10尾氣分析系統(tǒng)，11尾氣采集系統(tǒng)，12發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器試驗(yàn)設(shè)備1司機(jī)助手儀，2冷卻風(fēng)機(jī)，3底盤(pán)測(cè)功機(jī)滾筒，

限值標(biāo)準(zhǔn)國(guó)2限值標(biāo)準(zhǔn)限值標(biāo)準(zhǔn)國(guó)2限值標(biāo)準(zhǔn)國(guó)3和國(guó)4限值標(biāo)準(zhǔn)國(guó)3和國(guó)4限值標(biāo)準(zhǔn)4.2.2在用車(chē)排放法規(guī)輕型汽油車(chē)排放檢測(cè)方法和限值標(biāo)準(zhǔn)是GB18285－2005。柴油車(chē)排放檢測(cè)方法和限值標(biāo)準(zhǔn)是和GB3847－2005。汽車(chē)保有量迅速增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放造成的空氣污染不斷加重，在大城市中尤為突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，北京等特大城市由汽車(chē)排放造成的大氣污染已占大氣總污染的50%以上。有效控制汽車(chē)污染需要作好兩方面的工作。一是從新車(chē)開(kāi)始就控制好污染物的排放水平，對(duì)新生產(chǎn)車(chē)的排放狀況進(jìn)行型式認(rèn)證檢測(cè)。二是對(duì)在用車(chē)作好排放監(jiān)管工作，實(shí)行車(chē)輛排放的I/M制度，嚴(yán)格控制眾多的在用汽車(chē)的排放狀況。前者是機(jī)動(dòng)車(chē)低污染的前提條件，后者是保證車(chē)輛在正常的排放狀態(tài)下運(yùn)行。4.2.2在用車(chē)排放法規(guī)輕型汽油車(chē)排放檢測(cè)方法和限值標(biāo)準(zhǔn)是汽油車(chē)ASM排放測(cè)試ASM（AccelerationSimulationMode）試驗(yàn)方法ASM測(cè)試工況分為5025和2540兩個(gè)測(cè)試工況。5025工況的含義是汽車(chē)以25km/h勻速行駛，加載功率是在此行駛速度下后備功率的50％（RM/148）。2540工況的含義是汽車(chē)以40km/h勻速行駛，加載功率是在此行駛速度下后備功率的25％（RM/185）。排放測(cè)試時(shí)，汽車(chē)行駛速度和加載功率一定，汽車(chē)處于“穩(wěn)態(tài)”受力過(guò)程，又稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)測(cè)試方法。汽油車(chē)ASM排放測(cè)試ASM排放測(cè)試設(shè)備1.司機(jī)助手儀，2.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)，3.冷卻風(fēng)機(jī)，4.空氣壓縮機(jī)，5.氣路，6.底盤(pán)測(cè)功機(jī)，7.被試汽車(chē)，8.取樣系統(tǒng)，9.操作臺(tái)，10.主控計(jì)算機(jī)，11.打印機(jī)，12.顯示器，13.氣象卡，14.五氣體分析儀ASM排放測(cè)試設(shè)備1.司機(jī)助手儀，2.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)，3.冷卻汽油車(chē)簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法排放檢測(cè)（IG195）一種基于汽車(chē)排放總質(zhì)量的檢測(cè)方法。先是怠速40秒，不采集排放數(shù)據(jù)，后是195秒的排放測(cè)試，行駛速度有怠速、加速、減速和勻速等工況，是一“瞬態(tài)”過(guò)程。根據(jù)汽車(chē)的道路行駛阻力加載，較好地模擬了汽車(chē)在城市道路上的實(shí)際行駛狀況。

t，s40195v，km/h153250汽油車(chē)簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法排放檢測(cè)（IG195）t，s40195vIG195測(cè)試設(shè)備1.司機(jī)助手儀，2.冷卻風(fēng)機(jī)，3.空氣壓縮機(jī)，4.底盤(pán)測(cè)功機(jī)，5.被試汽車(chē)，6.原始排放尾氣，7.環(huán)境空氣，8.集氣管，9.流量計(jì)，10.鼓風(fēng)機(jī)，11.數(shù)據(jù)雙向通訊，12.顯示器和打印機(jī)，13.操作臺(tái)、主控計(jì)算機(jī)、五氣體分析儀、氣象卡等IG195測(cè)試設(shè)備1.司機(jī)助手儀，2.冷卻風(fēng)機(jī)，3.空氣壓

汽油車(chē)雙怠速法排放檢測(cè)雙怠速測(cè)試方法0.7額定轉(zhuǎn)速

2500rpm2500rpm高－低怠速轉(zhuǎn)速

30s15s30s15s30s

測(cè)試設(shè)備：四氣體分析儀汽油車(chē)雙怠速法排放檢測(cè)雙怠速測(cè)試方法測(cè)試設(shè)備：四氣體分析柴油車(chē)加載減速工況法排氣煙度測(cè)試在柴油車(chē)達(dá)到某一檔位的最高車(chē)速后，進(jìn)行全負(fù)荷功率掃描過(guò)程中，應(yīng)用“加載”方法迫使汽車(chē)“減速”行駛，得到柴油車(chē)輪邊功率特性曲線(xiàn)。該方法模擬柴油車(chē)的實(shí)際工作狀況，較之柴油車(chē)的自由加速煙度法可較準(zhǔn)確地檢測(cè)柴油車(chē)的實(shí)際煙度排放。先確定最大輪邊功率及其相應(yīng)車(chē)速；繼之以檢測(cè)最大輪邊功率時(shí)相應(yīng)車(chē)速（VelMaxHp）、90％VelMaxHp和80％VelMaxHp時(shí)的煙度排放狀況。只有當(dāng)測(cè)得的最大輪邊功率大于或等于制造廠規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率值的50％，測(cè)得的最大發(fā)動(dòng)機(jī)功率轉(zhuǎn)速不超過(guò)制造廠規(guī)定值的±10%，三點(diǎn)煙度測(cè)試值都滿(mǎn)足煙度排放限值要求時(shí)，該車(chē)的煙度排放測(cè)試才判定為合格。

測(cè)試方法柴油車(chē)加載減速工況法排氣煙度測(cè)試在柴油車(chē)達(dá)到某一檔位的最高車(chē)其檢測(cè)設(shè)備和汽油車(chē)ASM尾氣排放檢測(cè)設(shè)備相近，不同之處是使用不透光煙度計(jì)取代五氣體分析儀。MaxHp80%VelMaxHpVelMaxHp90%VelMaxHpP,kWv,km/hMaxHp80%VelMaxHpVelMaxHp90%Vel

柴油車(chē)自由加速法排氣煙度測(cè)試測(cè)試方法先進(jìn)行3次自由加速操作（油門(mén)踏板踩到底），不采樣。再進(jìn)行3次自由加速操作，采樣。取后三次讀數(shù)的算術(shù)平均值作為所測(cè)煙度值。1－發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速，2－發(fā)動(dòng)機(jī)最高空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，3－測(cè)試開(kāi)始點(diǎn)

測(cè)試設(shè)備：不透光煙度計(jì)或?yàn)V紙煙度計(jì)柴油車(chē)自由加速法排氣煙度測(cè)試測(cè)試方法1－發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速，24.3汽車(chē)的排放性4.3.1CO的成因和影響因素

CO的成因

燃油的化學(xué)成分是烴類(lèi)CmHn，燃燒時(shí)：

CmHn

＋（m/2）O2＝mCO+（n/2）H2

有足夠O2時(shí)：

2H2＋O2＝2H2O（水蒸氣）

2CO＋O2＝2CO2

CO＋2H2O（水蒸氣）＝H2＋CO2

當(dāng)空然比達(dá)到14.7：1時(shí)，理論上不應(yīng)產(chǎn)生CO。4.3汽車(chē)的排放性CO生成的影響因素

24681010141614.712CO%空然比空燃比的影響在空燃比達(dá)到14.7之前：空燃比升高CO下降，空燃比增加1％，CO下降3％。在空燃比達(dá)到14.7后，CO不完全消失，主要原因是：空氣和燃油混合不均勻，總體上是稀混合氣，局部有濃混合氣，導(dǎo)致CO生成。在高溫時(shí)，燃燒生產(chǎn)的CO2和H2O有極小部分分解生產(chǎn)CO。CO生成的影響因素

24681010141614.712C

2CO2＝2CO+O22H2O＝2H2＋O2CO2＋H2＝CO＋H2O負(fù)荷的影響隨著車(chē)輛行駛阻力的增大，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度加大，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增大，進(jìn)氣管真空度減小，進(jìn)氣歧管壓力增大。發(fā)動(dòng)機(jī)在小負(fù)荷和大負(fù)荷工作時(shí)，混合氣較濃，CO生成較多，中等負(fù)荷，CO生成較少。CO，%進(jìn)氣歧管壓力，kPa369204060802CO2＝2CO+O2CO，%進(jìn)氣歧管壓力，kPa怠速轉(zhuǎn)速的影響怠速轉(zhuǎn)速增大，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度增大，燃燒狀況變好，CO下降。怠速轉(zhuǎn)速每提高100r/min，CO排放量下降約10％。012600700800900r/minCO,%怠速轉(zhuǎn)速的影響012600700800900r/minCO,點(diǎn)火提前角的影響點(diǎn)火提前角增大，CO排放量有所增大。原因是發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度降低，使小部分CO在排氣系統(tǒng)中氧化為CO2的能力有所下降。點(diǎn)火提前角對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性有較大影響，點(diǎn)火提前角減少1度，燃油多消耗1％。點(diǎn)火提前角的調(diào)整要兼顧到汽車(chē)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性。123－2002040點(diǎn)火提前角，度CO,%4點(diǎn)火提前角的影響123－2002040點(diǎn)火提前角4.3.2HC的成因和影響因素

HC的成因燃料未燃燒、未完全燃燒和燃料分解的中間產(chǎn)物。

HC的成分復(fù)雜，以主要成分C8H18為例：

2C8H18＋25O2＝16CO2＋18H2OC8H18最終氧化成CO2和H2O，須經(jīng)過(guò)一系列的中間反應(yīng)過(guò)程，燃燒時(shí)：

1）存在大量的N2的干擾；

2）氣缸內(nèi)部存在缸壁冷面和冷縫隙；

3）火焰?zhèn)鞑ゲ涣?。這些原因使得燃油燃燒時(shí)不能全部生成CO2和H2O，導(dǎo)致HC排出。

學(xué)習(xí)項(xiàng)目3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣檢測(cè)ppt課件影響因素空燃比的影響HC，10－62001005017181916151413空燃比

空燃比小于17時(shí)，隨著空燃比的增大，HC排放量減少，原因是：影響因素HC，10－6200100501718191615缸壁冷面和冷縫隙減?。籓2增加，有利于燃燒；排氣溫度上升，HC在排氣系統(tǒng)中氧化。

空燃比大于18時(shí)，隨著空燃比的增大，HC排放量增大，原因是：混合氣過(guò)稀，火焰?zhèn)鞑ゲ涣?，甚至斷火；排氣溫度低，HC在排氣系統(tǒng)中不能快速氧化。缸壁冷面和冷縫隙減??；空燃比大于18時(shí)，隨著空燃比的增大，負(fù)荷的影響30060090020406080發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷（進(jìn)氣歧管壓力），kPaHC,10-6

進(jìn)氣歧管壓力<30kPa時(shí)，HC生成較多，原因是：發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣較濃，缸壁冷面和冷縫隙作用較大；火焰?zhèn)鞑ゲ煌耆?/p>

進(jìn)氣歧管壓力>30kPa時(shí)，混合氣變稀，HC生成較少。負(fù)荷的影響30060090020406080發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷（進(jìn)氣轉(zhuǎn)速的影響150020002500100200300400HC，10－6n，r/min

轉(zhuǎn)速增高，HC排放降低，原因是：氣缸中繞流混合和渦流擴(kuò)散變好，使得混合氣的燃燒變好，缸壁冷面降低。排氣系統(tǒng)中繞流混合變好，HC氧化加強(qiáng)。轉(zhuǎn)速的影響150020002500100200300400H發(fā)動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，排氣流速增大，HC在排氣系統(tǒng)中滯留時(shí)間短，HC氧化少，HC降低不明顯。怠速對(duì)HC的影響和對(duì)CO影響基本相同。

點(diǎn)火時(shí)刻的影響0102030100200300400點(diǎn)火提前角，度HC，10－6

點(diǎn)火提前角增加，排氣溫度下降，HC氧化變少；同時(shí)缸壁冷面增加，導(dǎo)致HC增加。發(fā)動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，排氣流速增大，HC在排氣系統(tǒng)中滯留時(shí)間短，排氣被壓的影響300100200102030排氣被壓，kPaHC，10－6

被壓增大，氣缸中殘余廢氣增多，混合氣稀釋?zhuān)诓皇谷紵^(guò)程變壞時(shí)，HC排放下降。當(dāng)燃燒過(guò)程變壞時(shí)，HC排放增多。排氣被壓的影響300100200102030排氣被壓，kPa

4.3.3NOx的成因和影響因NOX的成因

NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O5