汽車檢測與診斷第四章－環(huán)保與安全性能檢測與診斷

第4章汽車安全與環(huán)保性能檢測PARTFOUR4.1汽車排氣污染物檢測4.2汽車前照燈檢測4.3汽車車速表指示誤差檢測4.4汽車噪聲和喇叭聲級(jí)檢測4.5汽車電子控制防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)的檢測和診斷4.1汽車排氣污染物檢測4.1.1汽車排氣污染物及控制標(biāo)準(zhǔn)

（一）汽車排放污染物的形成及危害汽車排放污染物主要有一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化合物（NOX）、微粒（PM）、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。1.一氧化碳1）一氧化碳（CO）的形成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要燃料是汽油和柴油，它們是碳?xì)浠衔铮N）的混合物（CnHm）。汽車排放中的CO是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物。當(dāng)燃料在空氣充足的條件下完全燃燒時(shí)，生成CO2和H2O，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣過濃或燃燒質(zhì)量不佳時(shí)，燃料不能充分燃燒時(shí)便生成CO；此外，若燃燒后的溫度很高，也會(huì)使正常燃燒情況下生成的少量CO2分解成CO和O2。CO是汽油車的主要排放污染物。由于柴油機(jī)過量空氣系數(shù)大，循環(huán)溫度低，因此，柴油車的CO排放量比汽油車低很多。CO生成反應(yīng)過程如下式所示：

2）一氧化碳（CO）的危害CO是一種無色無味的有毒氣體，它進(jìn)入人體后極易與血液中的血紅蛋白結(jié)合。CO與血紅蛋白的親合力是氧的300倍，因此，CO可使血液攜帶氧的能力下降而引起缺氧。CO被人體大量吸入后，因缺氧而出現(xiàn)各種中毒癥狀，如惡心、頭暈、四肢無力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使人窒息死亡。2.碳?xì)浠衔铮℉C）1）碳?xì)浠衔铮℉C）的形成汽車排放中的HC是各種沒有燃燒和沒有完全燃燒的碳?xì)浠衔锏目偡Q。HC主要由發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出，部分從供油系統(tǒng)、曲軸箱和燃油箱中泄漏或蒸發(fā)。在任何工況下，汽油機(jī)排氣中總含有一定量的HC，其排放量遠(yuǎn)大于柴油機(jī)。缸壁的激冷作用和燃燒室縫隙效應(yīng)是產(chǎn)生HC的重要原因。汽油機(jī)通過火焰?zhèn)鞑ナ谷加腿紵?，但緊靠缸壁的氣體層（0.05～0.38mm）因低溫缸壁作用，火焰?zhèn)鞑ゲ坏?；同時(shí)，火焰不能在縫隙（小于1mm）內(nèi)的混合其中傳播。因而這些混合氣中的HC將隨燃燒廢氣排出。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，如果混合氣過濃或過稀、點(diǎn)火系統(tǒng)出現(xiàn)故障、火焰在傳播過程中熄滅，都會(huì)致使混合氣中的部分或全部燃料以HC的形式排出。因此，HC既有未燃的燃料，也有燃料不完全燃燒的中間產(chǎn)物和部分被分解的產(chǎn)物。因此，一切妨礙燃料正常燃燒的因素都是HC形成的原因。2）碳?xì)浠衔铮℉C）的危害高濃度的HC對人的眼、鼻和咽喉黏膜有較強(qiáng)的刺激作用，嚴(yán)重時(shí)可致癌。HC對大氣的污染主要在于其與NOX產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)形成光化學(xué)煙霧。HC與NOX在強(qiáng)太陽光作用下，會(huì)發(fā)生一系列的光化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)臭氧（O3）、過氧乙酞基硝酸鹽（PAN）等光化學(xué)過氧化物，以及各種游離基根、醛、酮等成分，形成一種毒性很大的光化學(xué)煙霧（白色或淺藍(lán)色）。光化學(xué)煙霧滯留在大氣中時(shí)，會(huì)使人感覺到呼吸困難，頭暈眼眩、眼紅咽痛，甚至引起中樞神經(jīng)癱瘓、痙攣等疾病。3.氮氧化合物（NOX）1）氮氧化合物（NOX）的形成汽車排放中的NOX是復(fù)雜氮氧化合物的總稱，主要包括NO2和NO。NOX主要是在高溫燃燒過程中由空氣中的氧和氮化合而成，燃料中含氮化合物也會(huì)部分形成氮氧化物排放。高溫燃燒時(shí)含氧量越充足，越易促使氧、氮化合，氮氧化物的排放濃度越大。汽車排氣中直接排出的氮氧化物基本上是NO，汽油機(jī)排出的氮氧化合物中，NO占99%，而柴油機(jī)排出的氮氧化合物中NO2比例稍大。2）氮氧化合物（NOX）的危害NO在發(fā)動(dòng)機(jī)剛排出時(shí)，其毒性較小，但排出以后NO在大氣中被氧化為劇毒的NO2，這一個(gè)過程一般需要幾個(gè)小時(shí)，若空氣中有強(qiáng)氧化劑如臭氧，則氧化過程變得很迅速。NO2是一種刺激性很強(qiáng)的污染物，它能刺激眼、鼻黏膜，麻痹嗅覺，甚至引起肺氣腫；NO2還是形成酸雨及光化學(xué)煙霧的主要物質(zhì)之一，對人體健康及植物生長均有不良影響。4.微粒（PM）1）微粒（PM）的形成汽車排放中的微粒PM是發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中各種固體或液體微粒的總稱。汽油機(jī)排出的主要微粒是鉛化物、硝酸鹽、低分子物質(zhì)；柴油機(jī)排出的主要微粒為炭物質(zhì)（炭煙）和高分子量的有機(jī)物（機(jī)油的氧化和裂解產(chǎn)物）。炭煙是由直徑較小的多孔性炭粒構(gòu)成，它主要是燃油在高溫缺氧情況下的燃燒產(chǎn)物?；旌蠚馊紵龝r(shí)，在空氣不足的局部高溫區(qū)(2000～3000K)，已形成氣相的燃油分子通過裂解和脫氫過程，經(jīng)過核化或形成先期產(chǎn)物，快速產(chǎn)生較小分子的物質(zhì)，在后期出現(xiàn)聚合反應(yīng)，最終產(chǎn)生炭煙微粒，隨廢氣排入大氣，形成炭煙。另外，在低于1500K的低溫區(qū)（如燃燒室壁等非火焰區(qū)），則通過聚合和冷凝過程，緩慢產(chǎn)生較大分子量的物質(zhì)，最后也生產(chǎn)炭煙微粒。柴油車排出的微粒要比汽油車多得多，其中炭煙微粒排放比汽油機(jī)多30～60倍。理論研究表明，汽油等輕質(zhì)燃料的汽化是一個(gè)物理過程，而柴油等重質(zhì)燃料的汽化則還包含化學(xué)裂解過程，這就是柴油機(jī)微粒排放多的重要原因。2）微粒（PM）的危害微粒中對人體和大氣環(huán)境危害最大的是2.5μm左右的微粒，它懸浮于離地面1～2m高的空氣中，容易被人體吸入。而這些微粒，往往吸附許多有機(jī)污染物、重金屬元素和一些致癌物質(zhì)。因此，微粒炭煙被人體吸入后，嚴(yán)重危害人體的健康。5.硫化物1）硫化物的形成汽車排放中的硫化物主要是SO2,它由所有燃料中的硫和空氣中的氧反應(yīng)生產(chǎn)。2）硫化物的危害SO2有強(qiáng)烈的氣味，它本身可刺激喉嚨和眼睛，嚴(yán)重時(shí)可使人中毒，引起呼吸道疾病。與NO2一樣，SO2還是形成酸雨的主要成分，它能嚴(yán)重污染河流，使土壤和水源酸化，破壞自然界的生態(tài)平衡。（二）在用汽車排氣污染物檢測標(biāo)準(zhǔn)我國對汽車排氣污染物的檢測標(biāo)準(zhǔn)主要分為：型式核準(zhǔn)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)一致性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和在用汽車檢測標(biāo)準(zhǔn)。型式核準(zhǔn)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)適用于對新設(shè)計(jì)車型的認(rèn)證試驗(yàn)；生產(chǎn)一致性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)適用于從成批生產(chǎn)的車輛中任意抽取一輛或若干輛進(jìn)行的抽樣試驗(yàn)；在用汽車檢測標(biāo)準(zhǔn)適用于在用汽車進(jìn)行年檢及抽樣檢測。在這三種檢測標(biāo)準(zhǔn)中，對汽車進(jìn)行型式核準(zhǔn)試驗(yàn)時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)于生產(chǎn)一致性試驗(yàn)；在用汽車的排放檢測標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)基本對應(yīng)該車型生產(chǎn)時(shí)新車排放標(biāo)準(zhǔn)。1.點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物雙怠速排放限值裝配點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛，其排氣污染物是指排氣管排放的氣體污染物。雙怠速法檢測時(shí)，通常是測量碳?xì)浠衔铮℉C）和一氧化碳（CO）的濃度排放量（體積分?jǐn)?shù)）。GB18285-2005《點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測量方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的裝用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的新生產(chǎn)汽車，其型式核準(zhǔn)和生產(chǎn)一致性檢查的排氣污染物排放限值見表4-1；在用汽車排氣污染物排放限值見表4-2。表4-1新生產(chǎn)汽車排氣污染物排放限值（體積分?jǐn)?shù)）車輛類型類別怠速高怠速CO(%)HC(×10-6)CO(%)HC(×10-6)2005年7月1日起新生產(chǎn)的第一類類型汽車0.51000.31002005年7月1日起新生產(chǎn)的第二類類型汽車0.81500.51502005年7月1日起新生產(chǎn)的重型汽車1.02000.7200表4-2在用汽車排氣污染物排放限值（體積分?jǐn)?shù)）車輛類型類別怠速高怠速CO(%)HC(×10-6)CO(%)HC(×10-6)1995年7月1日前生產(chǎn)的輕型汽車4.512003.09001995年7月1日起生產(chǎn)的輕型汽車4.59003.09001995年7月1日前生產(chǎn)的重型汽車5.020003.512001995年7月1日起生產(chǎn)的重型汽車4.512003.09002000年7月1日起生產(chǎn)的第一類型汽車0.81500.31002001年7月1日起生產(chǎn)的第二類型汽車1.02000.51502004年9月1日起生產(chǎn)的重型汽車1.52500.7200表4-2中關(guān)于車型、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、污染物檢測當(dāng)量等情況說明如下：①輕型汽車是指最大總質(zhì)量不超過3500kg的M1類、M2類和N1類車輛。②重型汽車是指最大總質(zhì)量超過3500kg的車輛。③第一類輕型汽車是指設(shè)計(jì)乘員數(shù)不超過6人（包括駕駛員），且最大總質(zhì)量≤2500kg的M1類車。對于2001年5月31日以后生產(chǎn)的5座以下（含5座）的微型面包車，執(zhí)行此類在用汽車排放限值。④第二類輕型汽車是指在本標(biāo)準(zhǔn)適用范圍內(nèi)除第一類車以外的其他所有輕型汽車。⑤HC容積濃度值按正已烷當(dāng)量。⑥高怠速是指：輕型汽車規(guī)定為（2500±100）r/min；重型車規(guī)定為（1800±100）r/min；如有特殊規(guī)定的，檢測時(shí)應(yīng)按照制造廠技術(shù)文件中規(guī)定的高怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。2）液壓式舉升裝置通常由磁閥、分配閥、液壓舉升缸等組成。在液壓作用下，舉升缸活塞向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)舉升目的。2.壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣煙度排放限值裝配壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛，其排氣污染物濃度是指排氣煙度。在用車輛的排氣煙度檢測由規(guī)定的自由加速煙度試驗(yàn)測得，GB3847-2005《車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣煙度排放限值及測量方法》規(guī)定的排氣煙度限值見表4-3。表4-3在用汽車排氣煙度排放限值車型光吸收系數(shù)（m-1）煙度（Rb）2005年7月1日起按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定經(jīng)型式核準(zhǔn)車型生產(chǎn)的在用汽車不大于車型核準(zhǔn)的自由加速度排氣煙度排放限值，再加0.5m-1—2001年10月1日至2005年7月1日生產(chǎn)的自然吸氣式汽車2.5—2001年10月1日至2005年7月1日生產(chǎn)的渦輪增壓式汽車3.0

1995年7月1日至2001年9月30日生產(chǎn)的在用汽車—4.51995年6月30日以前生產(chǎn)的在用汽車—5.03.輕型汽車型式核準(zhǔn)試驗(yàn)污染物排放限值GB18352.3-2005《輕型汽車污染物排放限值及測量方法》（中國Ⅲ、Ⅳ）規(guī)定了輕型汽車污染物排放第Ⅲ和第Ⅳ階段型式核準(zhǔn)的要求、車輛生產(chǎn)一致性和在用汽車符合性的檢查和判別方法。下面對標(biāo)準(zhǔn)中型式核準(zhǔn)試驗(yàn)的類型及部分排放限值進(jìn)行說明。1)車輛型式核準(zhǔn)試驗(yàn)類型車輛型式核準(zhǔn)試驗(yàn)類型和內(nèi)容見表4-4。表中的輕型汽車是指總質(zhì)量不超過3500kg的M1類、M2類和N1類汽車；車載診斷（OBD）系統(tǒng)是指安裝于汽車上用于排放控制的車載診斷系統(tǒng)，它具有識(shí)別可能存在的故障區(qū)域的功能，并能將故障信息以故障碼型式存入ECU存儲(chǔ)器內(nèi)。

表4-4車輛型式核準(zhǔn)試驗(yàn)類型與內(nèi)容型式核準(zhǔn)試驗(yàn)內(nèi)容裝點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輕型汽車裝壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輕型汽車試驗(yàn)類型汽油機(jī)兩用燃料車單一氣體燃料車I型常溫下冷起動(dòng)后排氣污染物排放試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)兩種燃料進(jìn)行進(jìn)行Ⅲ型曲軸箱污染物排放試驗(yàn)進(jìn)行只試驗(yàn)汽油進(jìn)行不進(jìn)行Ⅳ型蒸發(fā)污染物排放試驗(yàn)進(jìn)行只試驗(yàn)汽油不進(jìn)行不進(jìn)行Ⅴ型污染控制裝置耐久性試驗(yàn)進(jìn)行只試驗(yàn)汽油進(jìn)行進(jìn)行Ⅵ型低溫下冷起動(dòng)后排氣中CO、HC的排放試驗(yàn)進(jìn)行只試驗(yàn)汽油不進(jìn)行不進(jìn)行雙怠速測定雙怠速的CO、HC和高怠速的過量空氣系數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)兩種燃料進(jìn)行不進(jìn)行車載診斷（OBD）系統(tǒng)車載診斷（OBD）系統(tǒng)試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)行進(jìn)行進(jìn)行2）車輛型式核準(zhǔn)試驗(yàn)排放限值（1）I型試驗(yàn)排放限值汽車在帶有負(fù)荷和慣性模擬的底盤測功機(jī)上，常溫下冷起動(dòng)后，按圖4-1規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)（4個(gè)城區(qū)15個(gè)工況循環(huán)+1個(gè)城郊13個(gè)工作循環(huán)，）、排氣取樣和分析方法、顆粒物取樣和稱量方法進(jìn)行排氣污染物排放試驗(yàn)。對點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車，排氣污染物是指排氣管排放的氣態(tài)污染物（CO、HC、NOX）；對壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車，其排氣污染物是指排氣管排放的氣態(tài)污染物和顆粒物（PM）。試驗(yàn)時(shí)，記錄CO、HC、NOX、PM，并將其結(jié)果乘以表4-5列出的相應(yīng)劣化系數(shù)后，應(yīng)滿足表4-6所示的排放限值要求。BS-取樣開始；

ES-取樣結(jié)束圖4-1I型試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)表4-5劣化系數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)類別劣化系數(shù)COHCNOXHC+NOXPM點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)1.21.21.2——壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)1.1—111.2表4-6I型試驗(yàn)排放限值型式核準(zhǔn)試驗(yàn)基準(zhǔn)質(zhì)量RM①（kg）限值（g/km）COHCNOXHC+NOXPML1L2L3L2+L3L4階段類別級(jí)別汽油柴油汽油柴油汽油柴油汽油柴油柴油Ⅲ第一類車②—全部2.30.640.2—0.150.5—0.560.05第二類車③IRM≤13052.30.640.2—0.150.5—0.560.05Ⅱ1305＜RM≤17604.170.80.25—0.180.65—0.720.07Ⅲ1760＜RM5.220.950.29—0.210.78—0.860.1Ⅳ第一類車—全部10.50.1—0.080.25—0.30.025第二類車IRM≤130510.50.1—0.080.25—0.30.025Ⅱ1305＜RM≤17601.810.630.13—0.10.33—0.390.04Ⅲ1760＜RM2.270.740.16—0.110.39—0.460.06計(jì)算公式為：表4-6中幾個(gè)參數(shù)的說明如下：①基準(zhǔn)質(zhì)量（RM）即車輛整備質(zhì)量加上100kg。②第一類車是指包括駕駛?cè)俗辉趦?nèi)，座位數(shù)不超過6座，且最大總質(zhì)量不超過2500kg的M1類汽車。③第二類車是指本標(biāo)準(zhǔn)適用范圍內(nèi)除第一類汽車以外的其他所有輕型汽車。（2）Ⅲ型試驗(yàn)排放限值除裝壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車以外，所有汽車必須進(jìn)行曲軸箱污染物排放試驗(yàn)。其曲軸箱污染物是指從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱通氣孔或潤滑系統(tǒng)的開口處排放到大氣中的物質(zhì)。按規(guī)定方法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)不允許有任何曲軸箱污染物排入大氣。（3）Ⅳ型試驗(yàn)排放限值所有汽油車都必須進(jìn)行蒸發(fā)污染物排放試驗(yàn)，其蒸發(fā)污染物是指除排氣管排放之外，從汽車的燃油系統(tǒng)損失的碳?xì)浠衔镎魵?，它包括燃油箱排放的碳?xì)浠衔铮ㄈ加拖鋼Q氣損失）和汽車行駛一段時(shí)間后靜置汽車的燃油系統(tǒng)排放的碳?xì)浠衔铮峤p失）。按規(guī)定方法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，蒸發(fā)污染物排放量應(yīng)小于2g/試驗(yàn)。（4）Ⅴ型試驗(yàn)要求所有輕型汽車都應(yīng)進(jìn)行污染控制裝置耐久性試驗(yàn)。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在試驗(yàn)跑道上、或在道路上、或在底盤測功機(jī)上，進(jìn)行80000km的耐久性試驗(yàn)，確定實(shí)測劣化系數(shù)。也允許汽車制造廠選用表4-5所示的劣化系數(shù)，以代替80000km的耐久性試驗(yàn)。

（5）Ⅵ型試驗(yàn)排放限值所有汽油車都必須進(jìn)行低溫下冷起動(dòng)后排氣中CO和HC的排放試驗(yàn)。汽車在帶有負(fù)荷和慣性模擬的底盤測功機(jī)上，在-7℃環(huán)境溫度下，按規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)（4個(gè)城區(qū)15個(gè)工況循環(huán)）、排氣取樣和分析方法測量CO和HC的排放量應(yīng)小于表4-7所示的限值。表4-7Ⅵ型試驗(yàn)排放限值類別級(jí)別試驗(yàn)溫度266K（-7℃）基準(zhǔn)質(zhì)量RM（kg）CO,L1（g/km）HC，L2（g/km）第一類車—全部151.8第二類車IRM≤1305151.8Ⅱ1305＜RM≤1760242.7Ⅲ1760≤RM303.2（6）車載診斷（OBD）系統(tǒng)試驗(yàn)要求所有汽車必須裝備車載診斷系統(tǒng)并進(jìn)行規(guī)定的試驗(yàn)，該系統(tǒng)應(yīng)在設(shè)計(jì)、制造和汽車安裝上，能確保汽車在整個(gè)壽命期內(nèi)識(shí)別劣化或故障的類型。4.1.2點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物檢測1.工況法工況法是將汽車若干常用工況和排放污染較重的工況結(jié)合在一起測量排放污染物濃度的方法。工況法的循環(huán)試驗(yàn)?zāi)Ｊ绞歉鶕?jù)汽車的排放性能、行駛特點(diǎn)、交通狀況、道路條件、車流密度和氣候地形等因素，對大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析而制定的，以最大限度地反映汽車運(yùn)行時(shí)的排放特性。工況法在汽車底盤測功機(jī)上進(jìn)行，利用底盤測功機(jī)模擬汽車行駛阻力、運(yùn)行慣性以及各種道路行駛工況，按照規(guī)定的工況循環(huán)規(guī)范對汽車排放污染物進(jìn)行測量。在世界各國的排放法規(guī)中，工況法采用的工況循環(huán)規(guī)范較多，下面介紹我國汽油車部分排放法規(guī)中應(yīng)用的穩(wěn)態(tài)工況法和簡易瞬態(tài)工況法。1）穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）穩(wěn)態(tài)工況法由多種穩(wěn)態(tài)工況組成。根據(jù)GB18285-2005《點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測量方法》規(guī)定，在機(jī)動(dòng)車保有量大、污染嚴(yán)重的地區(qū)，可采用穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）對點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)在用汽車的排放進(jìn)行監(jiān)測。（1）檢測設(shè)備利用穩(wěn)態(tài)工況法檢測汽車排氣污染物濃度時(shí)，所需要的主要儀器設(shè)備有汽車底盤測功機(jī)及慣性模擬裝置、氣體分析儀、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、輔助裝置和轉(zhuǎn)速計(jì)、濕度計(jì)、溫度計(jì)、計(jì)時(shí)器等。①底盤測功機(jī)。由于需模擬一定的車速，必須施加對應(yīng)于該車速的負(fù)荷，所以底盤測功機(jī)要配置功率吸收裝置；此外，還應(yīng)按規(guī)定配備慣性飛輪（或電模擬慣量），以模擬加速工況被檢車輛所受的阻力。②氣體分析儀。測量車輛排氣管中排出的CO、HC、CO2、NOX、O2的濃度，并將檢測結(jié)果傳輸至控制系統(tǒng)。其中，CO、HC和CO2采用不分光紅外法檢測，NOX和O2采用電化學(xué)法。③計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。由主控柜、工作控制計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、電氣控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)組成，用于ASM測量過程的控制、數(shù)據(jù)測量處理與評(píng)價(jià)。④其他輔助設(shè)備。顯示屏為引車員提供操作指示畫面，以便引車員按檢測規(guī)程對車輛的速度進(jìn)行控制；車輛散熱風(fēng)扇用于在檢測過程中對車輛散熱，以免車輛因發(fā)動(dòng)機(jī)過熱而造成損害；擋車器和地錨作為測試系統(tǒng)的安全裝置。擋車器是用來固定未檢軸的位置，以免車輛前后竄動(dòng)；地錨用于安裝安全帶，安全帶固定在被測車輛上，避免車輛高速測量時(shí)竄出底盤測功機(jī)。（2）檢測工況穩(wěn)態(tài)工況（ASM）是指汽車預(yù)熱到規(guī)定的熱狀態(tài)后，加速至規(guī)定車速，根據(jù)汽車規(guī)定車速時(shí)的加速負(fù)荷，通過測功機(jī)對汽車加載使汽車保持等速運(yùn)轉(zhuǎn)工況，測定汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的各種排氣污染物的濃度值。穩(wěn)態(tài)工況法僅適用于最大總質(zhì)量小于3500kg的汽車，其模擬檢測工況如圖4-2。圖4-2穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)①ASM5025工況發(fā)動(dòng)機(jī)為高負(fù)荷低速工況，即50%節(jié)氣門開度，車速為25km/h。底盤測功機(jī)以汽車車速為25.0km/h、加速度為1.475m/S2時(shí)輸出功率的50%作為設(shè)定功率對汽車加載，汽車加速至25.0km/h，工況計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)（t=0S）。汽車以25.0km/h（±1.5km/h）的速度持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5S，然后系統(tǒng)開始取樣，在該速度下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)10S(t=25S)即為ASM5025快速檢查工況。ASM5025快速檢查工況結(jié)束后，繼續(xù)運(yùn)行至t=90S，即完成ASM5025工況。②ASM2540工況發(fā)動(dòng)機(jī)為中負(fù)荷中速工況，即25%節(jié)氣門開度，車速為40km/h。底盤測功機(jī)以汽車車速40.0km/h、加速度為1,475m/S2時(shí)輸出功率的25%作為設(shè)定功率對汽車加載。ASM5025工況檢測結(jié)束后，立即加速至40.0km/h，工況計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)（t=0S）；汽車以40km/h（±1.5km/h）的速度持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5S，然后系統(tǒng)開始取樣，在該速度下持續(xù)運(yùn)行10S(t=25S)即為ASM2540快速檢查工況。ASM2540快速檢查工況結(jié)束后，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)行至t=90s即完成ASM2540工況。（3）檢測方法檢測時(shí)，汽車驅(qū)動(dòng)輪置于測功機(jī)滾筒上，將分析儀取樣探頭插入排氣管中，深度為400mm，并固定于排氣管上，對獨(dú)立工作的多排氣管應(yīng)同時(shí)取樣。將車速控制穩(wěn)定到規(guī)定工況速度（25km/h及40km/h兩個(gè)工況），由電氣控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)功率吸收裝置，使得加載到滾筒表面的總吸收功率為測試工況下的給定加載值，使車輛在規(guī)定載荷下穩(wěn)定運(yùn)行。五氣體分析儀測量車輛所排出廢氣中各成分的含量，通過分析儀自帶的環(huán)境測試單元測取溫度、濕度氣壓參數(shù)，計(jì)算出稀釋系數(shù)，然后計(jì)算出校正后的CO、HC、NOX排氣濃度值。測試過程中，控制系統(tǒng)發(fā)出操作指令，由顯示儀顯示，由引導(dǎo)檢驗(yàn)員操作。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)對發(fā)動(dòng)機(jī)吹風(fēng)散熱。安全裝置則用于保障測試時(shí)的車輛運(yùn)行安全。汽車在測功機(jī)上實(shí)驗(yàn)車速的允許誤差為±1.5km/h，加載轉(zhuǎn)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；轉(zhuǎn)矩允許誤差為該工況設(shè)定轉(zhuǎn)矩的±5%。4）排氣污染物測量值的校正排放測試結(jié)果應(yīng)進(jìn)行稀釋校正及濕度校正，計(jì)算10次有效測試的算術(shù)平均值。測量結(jié)果計(jì)算公式如下：式中：CHC—HC排放平均濃度，10-6；CCO—CO排放平均濃度，%；CNO—NO排放平均濃度，10-6；CHC(i)—第i秒HC排放平均濃度，10-6；CCO(i)—第i秒CO排放平均濃度，%；CNO(i)—第i秒NO排放平均濃度，10-6；DF(i)—第i秒稀釋系數(shù)；KH(i)—第i秒濕度校正系數(shù)。（4-1）（4-2）（4-3）①稀釋校正ASM排放試驗(yàn)的CO、HC、NO測量值應(yīng)乘以稀釋系數(shù)（DF）予以校正。當(dāng)稀釋系數(shù)計(jì)算值大于3.0時(shí)，取稀釋系數(shù)等于3.0。稀釋系數(shù)計(jì)算公式如下：（4-4）（4-5）（4-6）②NO測量值應(yīng)同時(shí)乘以相對濕度校正系數(shù)KH予以修正。濕度校正系數(shù)計(jì)算公式如下：（4-7）（4-8）式中：KH—濕度校正系數(shù)；H—絕對濕度（水/干空氣），g/kg；Ra—環(huán)境空氣的相對濕度，%；Pd—環(huán)境溫度下飽和蒸氣壓，kPa，如果溫度大于30℃，應(yīng)用30℃飽和蒸氣壓代替；PB—大氣壓力，kPa。（5）檢測結(jié)果判定①ASM5025工況判定在測量過程中，任意連續(xù)10S內(nèi)第一秒至第十秒的車速變化相對于第一秒小于±0.5km/h，測試結(jié)果有效?？焖贆z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％，則測試合格，檢測結(jié)束；否則應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行至90S工況。如果所有檢測污染物連續(xù)10秒的平均值均低于或等于限值，則該車應(yīng)判定為ASM5025工況合格，繼續(xù)進(jìn)行ASM2540檢測；如任何一種污染物連續(xù)10秒的平均值超過限值，則測試不合格，檢測結(jié)束。在檢測過程中如任意連續(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％，則測試不合格，檢測結(jié)束。②ASM2540工況判定在測量過程中，任意連續(xù)10S內(nèi)第一秒至第十秒的車速變化相對于第一秒小于±0.5km/h，測試結(jié)果有效?？焖贆z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％，則測試合格，檢測結(jié)束；否則應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行至90S工況。如果所有檢測污染物連續(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，則測試不合格，檢測結(jié)束。在檢測過程中如任意連續(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％，則測試不合格，檢測結(jié)束。2）簡易瞬態(tài)工況法GB18285-2005《點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）》規(guī)定了VMAS簡易瞬態(tài)工況測量方法。輕型點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車簡易工況污染物排氣檢測系統(tǒng)（簡稱VMAS系統(tǒng)），是基于輕型車污染物排氣質(zhì)量的測試系統(tǒng)。與基于濃度排氣測試的簡易穩(wěn)態(tài)工況污染物的排氣系統(tǒng)（ASM）的不同點(diǎn)：ASM只能檢測污染物的濃度，不能檢測出污染物的排氣總量；而VMAS系統(tǒng)能夠直接獲取汽車排氣污染物的總質(zhì)量。同時(shí)，采用簡易瞬態(tài)工況法檢測時(shí)，汽車在底盤測功機(jī)上行駛以模擬汽車真實(shí)運(yùn)行工況，在加載情況下測定汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排出的各種廢氣成分的瞬態(tài)濃度值，可以較真實(shí)反映汽車實(shí)際運(yùn)行時(shí)的排放性能。簡易瞬態(tài)工況法能檢測排氣污染物每公里的排放量，并以g/km表示，有利于歸納排放因子，估算和統(tǒng)計(jì)城市機(jī)動(dòng)車污染物的排氣總量，對城市制定機(jī)動(dòng)車污染控制措施具有實(shí)際意義。瞬態(tài)工況試驗(yàn)循環(huán)包含了怠速、加速、勻速和減速等各種工況，比ASM法復(fù)雜得多，且排氣測試系統(tǒng)（圖4-3）體積龐大，造價(jià)昂貴，從而限值了該方法的廣泛使用。一般按多工況循環(huán)法制定的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)適用于定型車鑒定、科研和生產(chǎn)車抽檢。（1）檢測設(shè)備利用簡易瞬態(tài)工況法檢測點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的排放性能時(shí)，所用檢測設(shè)備為由底盤測功機(jī)、氣體分析儀和氣體流量分析儀組成的采樣分析系統(tǒng)，見圖4-3圖4-3瞬態(tài)工況法排氣測試系統(tǒng)1-排氣分析儀；2-CVS采樣系統(tǒng)；3-底盤測功機(jī)；4-變頻器；5-風(fēng)機(jī)；6-測功機(jī)控制臺(tái)

7-監(jiān)視儀；8-發(fā)動(dòng)機(jī)；9-測功機(jī)；10-加熱過濾器底盤測功機(jī)應(yīng)配備功率吸收裝置和慣性飛輪組（或電模擬慣量），以模擬道路行駛阻力和汽車加速慣量；應(yīng)裝備雙滾筒，且滾筒直徑為200～530mm，可適用于最大總質(zhì)量≤3500kg的輕型客車；其最大功率要保證在100km/h時(shí)為56kW，最大安全測試速度為130km/h。氣體分析儀的功能和作用與穩(wěn)態(tài)工況測試相同。氣體流量分析儀的作用是要最終檢測出排氣污染物的質(zhì)量。其結(jié)構(gòu)由微處理器、鋯氧氣傳感器、鼓風(fēng)機(jī)、通氣室、流量傳感器、溫度和壓力傳感器組成。（2）檢測原理利用簡易瞬態(tài)工況法檢測點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的排放性能時(shí)，底盤測功機(jī)模擬汽車的加速慣量和道路行駛阻力，使汽車產(chǎn)生接近實(shí)際行駛時(shí)的排氣量。在檢測過程中，鋯氧氣傳感器用來測試稀釋氣體的氧氣濃度，也可以測量測試開始時(shí)環(huán)境空氣的氧氣濃度。通過與五氣排氣分析儀氧氣濃度比較，還可以用來計(jì)算稀釋比率。流量傳感器測得的流量值是稀釋氣體的實(shí)際流量，該流量值經(jīng)過溫度和壓力補(bǔ)償校正后，就可以得到稀釋氣體的標(biāo)準(zhǔn)流量。簡易瞬態(tài)工況法的采樣系統(tǒng)有兩個(gè)分支：一個(gè)分支是氣體分析儀采樣管抽取小量原始排氣氣體送至氣體分析儀，分析原排氣污染物濃度；另一個(gè)分支是氣體流量分析儀的抽氣機(jī)吸入排氣管剩余排氣氣體，與環(huán)境空氣混合稀釋后，送至氣體流量分析儀，通過分析得到排氣流量。在數(shù)據(jù)采集過程中，系統(tǒng)將實(shí)際測量的排氣氣體濃度和稀釋流量值送給計(jì)算機(jī)，并由計(jì)算機(jī)計(jì)算出單位時(shí)間（s）的污染物質(zhì)量排放值Qg(g/s)：（4-9）式中：Qg——污染物質(zhì)量排放值（g/s）；Nv——污染物濃度（體積分?jǐn)?shù)）（%）；ρ——污染物密度（g/m3）；Qv——排氣氣體流量（m3/s）。CO、HC、CO2、NOX的濃度由五氣分析儀采樣原始排氣氣體而獲得。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，每種氣體的密度都是常量。排氣氣體流量無法直接測量，由稀釋氣體的標(biāo)準(zhǔn)流量和稀釋比計(jì)算得到，計(jì)算公式為（4-10）式中：Qvo——稀釋氣體標(biāo)準(zhǔn)流量（m3/S）；σ——稀釋比（%）。稀釋比σ的值為0～100%，其計(jì)算公式為（4-11）式中：No——環(huán)境O2濃度（體積分?jǐn)?shù)）（%）；No1——原始排氣O2濃度（體積分?jǐn)?shù)）（%）；No2——稀釋排氣O2濃度（體積分?jǐn)?shù)）（%）。環(huán)境O2濃度和稀釋O2濃度的值通過流量分析儀中具有快速反應(yīng)能力的鋯氧傳感器測得，原始O2濃度的值通過五氣分析儀采樣測得。環(huán)境O2濃度是每次檢測前大氣中的氧濃度含量，稀釋O2濃度則是稀釋后氣體中的氧氣含量。（3）檢測工況在進(jìn)行排氣污染物檢測前，系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)車輛參數(shù)自動(dòng)設(shè)定測功機(jī)載荷，或根據(jù)基準(zhǔn)質(zhì)量設(shè)定試驗(yàn)工況吸收功率值，可采用表4-8的推薦值。在汽車底盤測功機(jī)上運(yùn)行的試驗(yàn)循環(huán)即模擬城市運(yùn)行工況的乘用車十五工況試驗(yàn)循環(huán)。表4-8在50km/h等速時(shí)吸收驅(qū)動(dòng)輪上的功率基準(zhǔn)質(zhì)量RM（kg）測功機(jī)吸收功率P(Kw)A類①B類②RM≤7501.31.3750＜RM≤8501.41.4850＜RM≤10201.51.51020＜RM≤12501.71.71250＜RM≤14701.81.81470＜RM≤17002.02.01700＜RM≤19302.12.11930＜RM≤21502.32.32150＜RM≤23802.42.42380＜RM≤26102.62.62610＜RM2.72.7（4）檢測方法測試前的準(zhǔn)備工作：①車輛上線前應(yīng)完成清潔工作，保證車輪外部清洗干凈，不容許輪胎花紋中夾有石粒，輪胎氣壓符合標(biāo)準(zhǔn)；②引車員駕駛車輛上滾筒，應(yīng)注意行車方向，避免斜向上滾筒，車輛上滾筒后應(yīng)位于滾筒中間位置，并注意兩側(cè)車輪不與側(cè)滑擋輪接觸，若車輛斜上滾筒或與側(cè)面滑動(dòng)擋輪接觸，應(yīng)退下滾筒，重新擺正車位；③車輛停穩(wěn)后，舉升器下降到位。引車員掛上前進(jìn)檔，讓驅(qū)動(dòng)輪在滾筒上緩緩旋轉(zhuǎn)，使車輛在滾筒上自動(dòng)找正位置安置；④車輛在滾筒上安置好后，應(yīng)用三角木墊到非驅(qū)動(dòng)輪的前方，并用鋼絲拉索將車輛固定，以防車輛突然沖出檢驗(yàn)臺(tái)測試方法：①根據(jù)需要在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝轉(zhuǎn)速表和潤滑油測溫計(jì)等測試儀器。②使汽車驅(qū)動(dòng)輪駛?cè)氲妆P測功機(jī)滾筒機(jī)構(gòu)，將分析儀取樣探頭插入排氣管中，深度為400mm以上，并固定于排氣管上。③按照試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)開始進(jìn)行試驗(yàn)。排氣污染物測量值應(yīng)由系統(tǒng)主機(jī)自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算和修正；系統(tǒng)主機(jī)最后應(yīng)給出各污染物排氣計(jì)算結(jié)果；測試過程及結(jié)果數(shù)據(jù)應(yīng)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行記錄儲(chǔ)存。測量過程中的關(guān)鍵因素：①底盤測功機(jī)是用于模擬車輛在道路上實(shí)際行走情況，底盤測功機(jī)的好壞直接影響到車輛在底盤測功機(jī)上行走的瞬態(tài)工況是否與車量行走相當(dāng)。②五氣分析儀用于測量汽車排出原始?xì)怏wCO、CO2、HC、NOX、O2的濃度，五氣分析儀的測量準(zhǔn)確度會(huì)直接影響到系統(tǒng)測量準(zhǔn)確性。③流量分析儀用于測量汽車排放污染物和環(huán)保空氣混合物的流量、溫度、壓力、稀釋氣體氧氣濃度，其測量準(zhǔn)確度會(huì)直接影響到系統(tǒng)測量準(zhǔn)確性。④五氣分析儀CO、CO2、HC、NOX、O2測量的響應(yīng)時(shí)間，流量分析儀流量、稀釋氣體氧氣濃度測量的響應(yīng)時(shí)間，以及流量分析儀測出的流量和稀釋氣體氧氣濃度與五氣分析儀測出CO、CO2、HC、NOX、O2的濃度之間的對應(yīng)關(guān)系。⑤在進(jìn)行質(zhì)量計(jì)算時(shí)要注意計(jì)算的精度，精度太低也會(huì)影響整套系統(tǒng)的準(zhǔn)確度和重復(fù)性。2.雙怠速法1）雙怠速工況雙怠速工況排氣污染物檢測指在怠速和高怠速兩個(gè)工況下，對汽車的排氣污染物所進(jìn)行的檢測。怠速工況指離合器接合、變速器掛空擋、加速踏板處于松開位置時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況；而高怠速工況指在怠速工況條件下，通過加大節(jié)氣門開度，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制在50%額定轉(zhuǎn)速，或制造廠技術(shù)文件中規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速時(shí)的工況。GB18285-2005《點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）》規(guī)定：輕型汽車的高怠速轉(zhuǎn)速為2500±100r/min，重型汽車的高怠速轉(zhuǎn)速為1800±100r/min，如有特殊規(guī)定，則按照制造廠技術(shù)文件中規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速。2）檢測儀器在雙怠速工況下檢測汽車排放廢氣中的CO、HC濃度時(shí)，所使用的儀器為采用不分光紅外線分析法的汽車排氣分析儀，根據(jù)能夠測量氣體的種類數(shù)目，又可分為二氣體、三氣體、四氣體和五氣體排氣分析儀。采用多氣體排氣分析儀可同時(shí)檢測O2、CO、CO2、HC、NO的濃度，可用于對發(fā)動(dòng)機(jī)及催化轉(zhuǎn)化器的工作情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。3）檢測方法①保證被檢測車輛處于正常狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)應(yīng)裝有空氣濾清器，排氣系統(tǒng)應(yīng)裝有排氣消聲器，并不得泄露。②在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝轉(zhuǎn)速計(jì)、點(diǎn)火正時(shí)儀、冷卻液和潤滑油測溫計(jì)等測量儀器。測量時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和潤滑油溫度應(yīng)不低于80℃。③發(fā)動(dòng)機(jī)從怠速狀態(tài)加速至70%額定轉(zhuǎn)速，運(yùn)轉(zhuǎn)30S后降至高怠速狀態(tài)。將取樣探頭插入排氣管中，深度不少于400mm，并固定在排氣管上。維持15S后，由具有平均取值功能的儀器讀取30S內(nèi)的平均值，或者人工讀取30S內(nèi)的最高值和最低值，其平均值即為高怠速污染物測量結(jié)果。對于使用閉環(huán)控制電子燃油噴射系統(tǒng)和三元催化轉(zhuǎn)化器技術(shù)的汽車，還應(yīng)同時(shí)讀取過量空氣系數(shù)（λ）的數(shù)值。④發(fā)動(dòng)機(jī)從高怠速降至怠速狀態(tài)15S后，由具有平均取值功能的儀器取30S內(nèi)的平均值，或者人工讀取30S內(nèi)的最高值和最低值，其平均值即為怠速污染物測量結(jié)果。⑤若為多排氣管時(shí)，取各排氣管測量結(jié)果的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果。⑥若車輛排氣管長度小于測量深度時(shí)，應(yīng)使用排氣加長管。若汽車排氣污染物檢測結(jié)果有一項(xiàng)超過表4-2排氣污染物排放限值的規(guī)定，則認(rèn)為汽車的排放性能不合格；對于使用閉環(huán)控制電子燃油噴射系統(tǒng)和三元催化轉(zhuǎn)化器技術(shù)的車輛，檢測的過量空氣系數(shù)（λ）如果超出相應(yīng)要求，則認(rèn)為排放性能不合格。3.汽車排氣污染物檢測原理1）不分光紅外線氣體分析汽車排氣中的CO、HC、NO和CO2等氣體，都分別具有吸收一定波長范圍紅外線的性質(zhì)，如圖4-4所示。而且，紅外線被吸收的程度與排氣濃度之間有一個(gè)大致一定的關(guān)系。不分光紅外線分析法就是利用這一原理，即根據(jù)檢測紅外線被汽車排氣吸收一定波長范圍紅外線后能量的變化，來檢測排氣中各種污染物的含量。在各種氣體混雜在一起的情況下，這種檢測方法具有測量值不受影響的特點(diǎn)。不分光紅外線氣體分析儀由廢氣取樣裝置、廢氣分析裝置、濃度指示裝置和校準(zhǔn)裝置構(gòu)成。圖4-5為汽車排出的廢氣在分析儀中的流動(dòng)路線示意圖。廢氣取樣裝置由取樣探頭、濾清器、導(dǎo)管、水分離器和泵等組成。通過取樣探頭、導(dǎo)管和泵從汽車排氣管中收集并取出廢氣，經(jīng)濾清器和水分離器除去廢氣中的炭渣、灰塵和水分后，送入氣體分析裝置。紅外線氣體分析裝置見圖4-6。兩個(gè)紅外線光源發(fā)出兩束紅外線，當(dāng)紅外線通過旋轉(zhuǎn)并具有兩翼的遮光片時(shí)，兩束紅外線被同時(shí)遮斷，隨后又同時(shí)導(dǎo)通，從而形成紅外線脈沖。紅外線脈沖經(jīng)濾清器、氣樣室進(jìn)入測量室。氣樣室由兩個(gè)腔構(gòu)成，其一為對比室，內(nèi)充不吸收紅外線能量的氮?dú)?；其二為試樣室，其中連續(xù)流過被測汽車所排放的廢氣，某種廢氣成分（如CO或HC）的濃度越高，吸收通過試樣室的相應(yīng)特征波長的紅外線能量越多，這樣兩束紅外線所具有能量便產(chǎn)生了差異。檢測室由容積相等的兩室構(gòu)成，中間由金屬膜片隔開，兩室充有相同濃度的被測氣體，如測廢氣中的CO含量時(shí)，兩室均充CO；而測HC含量時(shí)，充入C4H14氣體。由于通過對比室到達(dá)檢測室的紅外線能量未被吸收，因此對比室下方檢測室中的被測氣體吸收了較多能量；而通過試樣室到達(dá)檢測室的紅外紅外線已被所測氣體吸收了一部分能量，因此試樣室下方檢測室中的被測氣體只能吸收較少能量。這樣，檢測室兩腔中的氣體便產(chǎn)生了溫差并使兩腔壓力出現(xiàn)差異，壓力差使作為電容一個(gè)極的金屬膜片產(chǎn)生彎曲振動(dòng)，其振動(dòng)頻率取決于旋轉(zhuǎn)遮光片的轉(zhuǎn)速，振幅則取決于所測氣體的濃度。膜片的彎曲振動(dòng)使電容的電容值交替變化，電容值的交替變化產(chǎn)生了交變電壓。交變電壓經(jīng)放大整流后，轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)輸送給指示裝置。指示裝置根據(jù)氣體分析裝置傳來的電信號(hào)，在CO指示表上以容積百分?jǐn)?shù)（%）為單位指示出廢氣中的CO的濃度；或在HC指示表上以正己烷當(dāng)量容積百萬分?jǐn)?shù)（×10-6）為單位指示出廢氣中HC的濃度。利用不分光紅外線氣體分析儀上的零點(diǎn)調(diào)整旋鈕、量程轉(zhuǎn)換開關(guān)可使儀表指示零位及指示值量程得到調(diào)整。為使測試值準(zhǔn)確，氣體分析儀設(shè)置了校正裝置。校正裝置有用標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行校正的校正裝置和對指示值機(jī)械校正的簡易校正裝置兩種。標(biāo)準(zhǔn)氣樣校準(zhǔn)裝置是把標(biāo)準(zhǔn)氣樣從分析儀上單設(shè)的一個(gè)專用注入口直接送到氣體分析裝置，再通過比較標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值和儀表指示值的方法來進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置；簡易校正裝置通常是用遮光板把氣體分析裝置中通過測量氣樣室的紅外線擋住一部分，用減少一定量紅外線的方法進(jìn)行簡單校準(zhǔn)的裝置。圖4-5排氣在分析儀內(nèi)的流動(dòng)路線1—取樣探頭；2、5—濾清器；3—導(dǎo)管；4—排氣取樣裝置；6、11—泵；7—換向閥；8—排氣分析裝置；9—流量計(jì)；10—濃度指示裝置；12—水分離器圖4-6紅外線氣體分析裝置原理圖1-旋轉(zhuǎn)遮光片；2-試樣管；3-電測量裝置；4-膜片；5-檢測室；6-對比室；7-濾清器；8-紅外線輻射儀；9-電動(dòng)機(jī)2）氫火焰離子分析法氫火焰離子分析法（FID）是目前測定發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中碳氮化合物的最有效方法。它具有很高的靈敏度，其檢測極限最小可達(dá)10-9數(shù)量級(jí)，而且線性和頻響特性好，對環(huán)境溫度及大氣壓力也不敏感。FID的工作原理是基于大多數(shù)有機(jī)碳?xì)浠衔镌跉浠鹧嬷挟a(chǎn)生大量電離的現(xiàn)象來測定HC濃度的。由于電離度與引入火焰中的碳?xì)浠衔锓肿又刑荚訑?shù)成正比，故此做法對不同類型的烴沒有選擇性，因而只能測定HC的總量。氫火焰離子分析儀通常由燃燒器、離子收集器及測量電路總稱。圖4-7為FID的工作原理圖，被測氣體與含有40%（體積分?jǐn)?shù)）H2（其余為HE）的燃料氣體混合后進(jìn)入燃燒器，并與引入的空氣一起形成可燃混合氣。此時(shí)用點(diǎn)火絲點(diǎn)燃，HC便在氫火焰的高溫（2000℃左右）中，裂解產(chǎn)生元素態(tài)碳，然后形成碳離子C+，在100～300V外加電壓作用下形成離子流，這個(gè)離子流（電流）的強(qiáng)度與HC中的C原子數(shù)成正比，就可能得到HC的濃度。微弱的離子電流流經(jīng)放大后送入指示或記錄儀器。整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)加電磁屏蔽，以避免外界電磁干擾的影響。FID法可直接用于輕型汽車排氣污染物中的HC的排氣測定。為避免高沸點(diǎn)的HC在采樣過程中發(fā)生凝結(jié)和防止水蒸氣冷凝后堵塞毛細(xì)管，故應(yīng)對包括檢測器在內(nèi)的整個(gè)附加設(shè)備進(jìn)行保溫處理。在臺(tái)架試驗(yàn)中，測量車用柴油機(jī)或汽油機(jī)排氣污染物中的HC時(shí)，應(yīng)采取加熱方式，使除取樣探頭外的其余部分溫度保持在（190±10）℃（柴油機(jī)）或（130±10）℃（汽油機(jī)）的范圍之內(nèi)，這種方式成為HFID。圖4-7FID工作原理3）化學(xué)發(fā)光分析為全面反應(yīng)汽車污染物排放情況、燃燒效率和供給系統(tǒng)工作情況，需要進(jìn)行四氣（CO、NO2、HC、O2）分析。以上五種氣體的濃度通常采用兩類方法測定，其中CO、HC和CO2利用不分紅外線氣體分析的基本原理進(jìn)行測定，而NOX（NO+NO2）和O2利用電化學(xué)的原理測定。在測試通道中設(shè)置氧傳感器，即可測試排氣中O2的濃度，NOX（NO+NO2）濃度可采用化學(xué)發(fā)光法精確測定。其基本原理是：首先通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)（如：碳化物、鉬化物）將排氣中的NO2全部還原成NO；NO與03接觸是發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：

NO與O3反應(yīng)生成的NO2中，約有10%處于被激勵(lì)狀態(tài)。當(dāng)被激勵(lì)狀態(tài)的回復(fù)到基態(tài)時(shí)，會(huì)發(fā)出波長為0.59～2.5μm光量hγ（h為普朗克常量，γ為光子的頻率）。其發(fā)光強(qiáng)度與排氣中存在的NO的質(zhì)量流量成正比。使用適當(dāng)波長的光電檢測器（如光電二極管），即可根據(jù)其輸出電信號(hào)強(qiáng)弱換算出NO的含量。該方法稱為CLD法，其測試過程見圖4-8。1-流量計(jì)；2-二通閥；3-催化轉(zhuǎn)化器；4-抽氣泵；6-反應(yīng)室；7-光電倍增器；8-放大器；9-指示儀表；10-高壓電表；11-電流放大器化學(xué)發(fā)光分析儀從原理上講只能測量NO，而無法測量NO2。但實(shí)際應(yīng)用中，可以先通過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換將NO2還原成NO，然后再進(jìn)行NO的測量，即可用間接方法測出NO2。因此，用同一儀器也可以測得NO2和NOX。4）氣體綜合分析法綜合分析法就是利用汽車綜合排放分析儀同時(shí)進(jìn)行快速檢測汽車排氣中CO、CO2、HC和NOX的方法。這種檢測方法能全面反映汽車污染物的排放情況，能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)或整車底盤測功機(jī)試驗(yàn)的排放測量要求。汽車綜合排放分析儀通常是根據(jù)汽車排放法規(guī)的要求，將各種廢氣成分分析儀有機(jī)組合成一起的檢測儀器，它可以對排放法規(guī)中規(guī)定的全部氣體排放物進(jìn)行分析測量圖4-9所示為汽車綜合排放分析儀示意圖，它用NDIR法測量CO和CO2，用FID法測量HC，用CLD法測量NOX。圖4-9汽車綜合排放分析儀示意圖為適應(yīng)電控燃油噴射，發(fā)動(dòng)機(jī)汽車檢測的需要，目前開發(fā)的汽車綜合排放分析儀增加了O2的檢測功能，能檢測五種氣體（CO、CO2、HC、NOX、O2）成分的濃度。這種五氣分析儀通常采用NDIR法測量CO、CO2、HC，CLD法測量NOX，氧傳感器法測量O2。因CLD法測量NOX濃度的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故市場上提供的在線快速檢測用的五氣體分析儀不用CLD法，而多采用NDIR法測量NOX濃度，但其測量NOX的精度較低。4.1.3壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣煙度檢測1.壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣煙度檢測工況壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的排氣煙度檢測工況有穩(wěn)定和非穩(wěn)定兩種。穩(wěn)定煙度檢測通常在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行。檢測過程必須對發(fā)動(dòng)機(jī)加載，因此必須在試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行。同時(shí)，對于許多高強(qiáng)化的增壓壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，由于在加速過程中所排放的廢氣煙度很高，因此穩(wěn)態(tài)煙度檢測不能反映其排放特性的全貌。壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)在非穩(wěn)定下的排氣煙度受多種不穩(wěn)定因素影響而變化很大。為了客觀公正地反映發(fā)動(dòng)機(jī)排氣煙度的排放特性，對非穩(wěn)態(tài)煙度測定應(yīng)有嚴(yán)格控制的試驗(yàn)程序。目前，非穩(wěn)態(tài)煙度測定有自由加速法和控制加速法兩種規(guī)范，我國使用的是自由加速法。自由加速法是指在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)從怠速狀態(tài)突然加速至高速空載轉(zhuǎn)速過程中，進(jìn)行排氣煙度測定的一種方法。由于自由加速法不需要對發(fā)動(dòng)機(jī)加載，因此適用于檢測站對在用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的年檢，以及環(huán)保部門對該類汽車進(jìn)行檢測。自由加速工況指，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速下，迅速但不猛烈地踏下加速踏板，使噴油泵供給最大油量。在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到調(diào)速器允許的最大轉(zhuǎn)速前，保持此位置。一旦達(dá)到最大轉(zhuǎn)速，立即松開加速踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)至怠速。應(yīng)于20s內(nèi)完成循環(huán)組成所規(guī)定的循環(huán)，其試驗(yàn)規(guī)范見圖4-10。圖4-10自由加速試驗(yàn)循環(huán)2.壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣煙度檢測方法自由加速煙度檢測所用的儀器為濾紙式煙度計(jì)或不透光煙度計(jì)。

1)儀器準(zhǔn)備(1)儀器校準(zhǔn)①未接通電源時(shí)，先檢查指示電表指針是否在機(jī)械零點(diǎn)上，否則用零點(diǎn)調(diào)整螺釘使指針與“10”的刻度重合。②接通電源，儀器進(jìn)行預(yù)熱，然后打開測量開關(guān)，在光電傳感器下墊上10張潔白濾紙，調(diào)節(jié)粗調(diào)電位器和細(xì)調(diào)電位器，使表頭指針與“0”的刻度重合。③在10張潔白濾紙上放上標(biāo)準(zhǔn)煙樣，光電傳感器對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)煙樣中心垂直放置在其上。此時(shí)，表頭指針應(yīng)指在標(biāo)準(zhǔn)煙樣所代表的染黑度數(shù)值上，否則應(yīng)調(diào)節(jié)儀器后面板上的小型電位器。（2）檢查取樣裝置和控制裝置中各部機(jī)件的工作情況，特別要檢查腳踏開關(guān)與活塞抽氣泵動(dòng)作是否同步。（3）檢查控制用壓縮空氣和清洗用壓縮空氣的壓力是否符合要求。（4）檢查濾紙進(jìn)給機(jī)構(gòu)的工作情況是否正常。（5）檢查濾紙是否合格，應(yīng)潔白無污。2）車輛準(zhǔn)備（1）進(jìn)氣系統(tǒng)應(yīng)裝有空氣濾清器，排氣系統(tǒng)應(yīng)裝有消聲器并且不得有泄漏。（2）柴油應(yīng)符合GB/T10327-2011的規(guī)定，不得使用燃油添加劑。（3）測量時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水和潤滑油溫度應(yīng)達(dá)到汽車使用說明書所規(guī)定的熱狀態(tài)。（4）應(yīng)保證起動(dòng)加濃裝置在非起動(dòng)工況不再起作用。3）測量程序（1）用壓力為0.3～0.4MPA的壓縮空氣清洗取樣管路。（2）把活塞式抽氣泵置于待抽氣位置，將潔白的濾紙置于待取樣位置，并夾緊。（3）將取樣探頭固定于排氣管內(nèi)，插入深度為300ｍｍ，并使其軸線與排氣管軸線平行。（4）將腳踏開關(guān)引入汽車駕駛室內(nèi)，但暫不固定在油門踏板上。（5）按圖4-10所示測量規(guī)程進(jìn)行自由加速煙度檢測。先由怠速工況將油門踏板踩到底，維持4s迅即松開，然后怠速運(yùn)轉(zhuǎn)16s，共計(jì)20s。在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)16s的時(shí)間內(nèi)，要用壓縮空氣清洗機(jī)構(gòu)對取樣軟管和取樣探頭吹洗數(shù)秒鐘。上述操作重復(fù)三次，以熟悉加速方法并把排氣管內(nèi)的炭渣等積存物吹掉。然后，把腳踏開關(guān)固定在油門踏板上，進(jìn)行實(shí)測。實(shí)測時(shí)，將油門踏板與腳踏開關(guān)一并迅速踩到底，至4S時(shí)立刻松開，維持怠速運(yùn)轉(zhuǎn)16S，共計(jì)20S。在20S時(shí)間內(nèi)應(yīng)完成排氣取樣、濾紙染黑、走紙、抽氣泵復(fù)位、檢測并指示煙度、清洗等工作。從第１次開始加速至第2次開始加速為一個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)共計(jì)20S時(shí)間。實(shí)測中需操作4個(gè)循環(huán)，取后3個(gè)循環(huán)煙度讀數(shù)的算術(shù)平均值作為所測煙度值。當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)黑煙冒出排氣管的時(shí)間與抽氣泵開始抽氣的時(shí)間不同步現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)取最大煙度值作為所測煙度值。（6）在被染黑的濾紙上記下試驗(yàn)序號(hào)、試驗(yàn)工況和試驗(yàn)日期等，以便保存。（7）檢測結(jié)束，及時(shí)關(guān)閉電源和氣源。4）檢測注意事項(xiàng)（1）取樣軟管的內(nèi)徑和長度有規(guī)定，不能隨意用其他型號(hào)的管子代替。（2）指示裝置不用時(shí)，應(yīng)把測量開關(guān)打到關(guān)的位置，以免在移動(dòng)或運(yùn)輸時(shí)損壞指示電表。（3）指示裝置應(yīng)避開有振動(dòng)和濕度大的地方。（4）濾紙和校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)煙樣，不要放置在陽光下暴曬或灰塵多的地方。（5）標(biāo)準(zhǔn)煙樣必須定期檢定，在有效期內(nèi)使用。3.檢測設(shè)備及工作原理1）濾紙煙度計(jì)濾紙式煙度計(jì)由廢氣取樣裝置、煙度測量裝置、走紙機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)構(gòu)成，見圖4-11。用濾紙式煙度計(jì)檢測自由加速工況下壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的排氣煙度時(shí)，需從排氣管抽取規(guī)定容積的廢氣，并使之通過規(guī)定面積的標(biāo)準(zhǔn)潔白濾紙，其濾紙被染黑的程度稱之為煙度。圖4-11煙度計(jì)工作原理圖廢氣取樣裝置由活塞式抽氣泵、取樣探頭、取樣管及電磁閥等組成。取樣前，壓下抽氣泵手柄，直至克服復(fù)位彈簧的張力使活塞到達(dá)最下端，并用鎖緊彈簧鎖緊；當(dāng)需要取樣時(shí)，踩下腳踏板開關(guān)或按下“手動(dòng)抽氣”按鈕，鎖緊裝置松開，活塞在彈力作用下上升到頂端。在活塞上升過程中，柴油機(jī)排出的廢氣經(jīng)取樣管，通過濾紙進(jìn)入抽氣泵時(shí)，炭煙存留在濾紙上，使濾紙變黑。濾紙的有效工作面直徑為32mm。當(dāng)抽氣泵活塞完成復(fù)位行程到達(dá)泵筒下端時(shí)，濾紙夾持機(jī)構(gòu)松開，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)走紙輪轉(zhuǎn)動(dòng)，走紙輪則帶動(dòng)濾紙實(shí)現(xiàn)位移使染黑的濾紙位移至煙度測量裝置。（2）煙度檢測裝置煙度檢測裝置由環(huán)形哂光電池、光源和指示儀表構(gòu)成。接通電源后，光源發(fā)出的光線通過帶有中心孔的環(huán)形哂光電池照射到濾紙上。當(dāng)濾紙的污染程度不同時(shí)，反射給環(huán)形哂光電池感光面的光線強(qiáng)度也不同。環(huán)形哂光電池是一種光電元件，用于接受濾紙上的反射光，產(chǎn)生電流送給指示儀表。濾紙的污染程度不同，反射給哂光電池的光強(qiáng)度不同，因此哂光電池所產(chǎn)生的電流強(qiáng)度也不同。煙度檢測裝置見圖4-12。指示儀表是一塊微安表，當(dāng)由哂光電池輸送來的電流強(qiáng)度不同時(shí)，指示儀表指針位置也不同。儀表表盤以0～10均勻刻度，測量全白濾紙時(shí)指針位置為0，測量全黑濾紙時(shí)指針位置為10。圖4-12煙度檢測裝置1-環(huán)形硒光電池；2-電源；3-指示儀表；4-電源開關(guān)；5-燈泡；6-濾紙（3）走紙機(jī)構(gòu)走紙機(jī)構(gòu)見圖4-13。濾紙經(jīng)夾緊機(jī)構(gòu)和煙度檢測裝置，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)走紙轉(zhuǎn)動(dòng)，走紙輪則帶動(dòng)濾紙實(shí)現(xiàn)位移。取樣時(shí)，電磁鐵吸合，帶動(dòng)濾紙壓緊桿把濾紙壓緊；抽氣泵復(fù)位時(shí)，濾紙壓緊桿上升，夾紙機(jī)構(gòu)松開，同時(shí)走紙電磁鐵吸合，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)走紙輪使濾紙移位。走紙輪轉(zhuǎn)一圈，濾紙移位42mm，恰好把上次抽樣時(shí)被污染的濾紙移位至煙度檢測裝置，從而檢測出煙度值。圖4-13

走紙機(jī)構(gòu)示意圖1-調(diào)節(jié)閥；2-抽氣泵；3、12-微動(dòng)開關(guān)；4-電磁閥；5-濾紙壓緊桿；6-調(diào)節(jié)螺母；7-排氣入口；8-煙度檢測裝置；9-鎖緊螺母；10-走紙電動(dòng)機(jī)；11-走紙電磁鐵；13-走紙輪；14-拉桿；15-校準(zhǔn)插口；16-加緊機(jī)構(gòu)；17-濾紙（4）控制機(jī)構(gòu)控制機(jī)構(gòu)包括用腳操縱的抽氣泵電磁開關(guān)、濾紙進(jìn)給機(jī)構(gòu)和壓縮空氣清洗機(jī)構(gòu)等。壓縮空氣清洗機(jī)構(gòu)可在廢氣取樣前，用壓縮空氣清除探頭內(nèi)和取樣管內(nèi)積存的炭粒?？刂朴脡嚎s空氣的壓力為392～588kPa；清洗用壓縮空氣的壓力為294～392kPa。濾紙式煙度計(jì)的校正非常簡單。校正時(shí)，把校正用標(biāo)準(zhǔn)濾紙（滿刻度的一半，煙度為5）放在煙度檢測裝置的濾紙接觸面上，然后用調(diào)節(jié)旋鈕把指示儀表的指針調(diào)到標(biāo)準(zhǔn)校正濾紙的煙度值，以保證指示儀表的指示精度。2）不透光煙度計(jì)不透光煙度計(jì)是一種根據(jù)光在排氣中被煙氣消減的程度來測量煙度的儀器。不透光煙度計(jì)可分為全流式和分流式兩類。全流式不透光煙度計(jì)是通過測量全部排氣的透光衰減率來檢測煙度，而分流式不透光煙度計(jì)則是通過測量由取樣管引入的部分煙氣的透光衰減率來檢測煙度。（1）基本原理。不透光煙度計(jì)主要由光源、光通道、光接受器等組成，其基本檢測原理圖4-14所示。不透光煙度計(jì)光源發(fā)出的可見光通過一定有效長度的、充滿被測煙氣的光通道，其發(fā)光強(qiáng)度被煙氣衰減，而透過煙氣的被衰減的光量到達(dá)光接收器，于是光接收器輸出與發(fā)光強(qiáng)度衰減成正比的不透光度信號(hào)，從而檢測煙度。圖4-14不透光煙度計(jì)基本檢測原理排氣對光的吸收（或衰減）能力反映了排氣煙度的大小，可用光吸收系數(shù)表示。光吸收系數(shù)是排氣中的單位容積顆粒數(shù)N、顆粒數(shù)在光束方向上的法向頭影面積A和顆粒數(shù)衰減系數(shù)Q的乘積。在測量排煙時(shí)，炭煙顆粒的A和Q值對于發(fā)動(dòng)機(jī)大部分運(yùn)行工況變化不大，而每個(gè)顆粒本身的密度也大致相等，因此可近似認(rèn)為光吸收系數(shù)與炭煙的質(zhì)量濃度成正比。根據(jù)光的透射原理有：（4-12）式中：Φ0——入射光通量，lm；Φ——出射光通量，lm；K——光吸收系數(shù)，m-1；L——光通道有效長度，m。由上式可得：（4-13）由于我國排放標(biāo)準(zhǔn)中用光吸收系數(shù)作為柴油機(jī)排放煙度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，因此不透光煙度計(jì)應(yīng)使用光吸收系數(shù)作為計(jì)量單位，它是一種光吸收的絕對單位。但有的不透光煙度計(jì)用不透光作為計(jì)量單位，其不透光度是指光線被排煙吸收而不能到達(dá)光接收器的百分率。儀表的不透光度可用下式換算為光吸收系數(shù)：（4-14）式中：N——不透光度讀數(shù)，%；K——相應(yīng)的光吸收系數(shù)值。兩種計(jì)量單位的刻度范圍均以光全通過時(shí)為零，光全吸收時(shí)為滿量程。即煙氣完全不吸光時(shí)，N=0，K=0；光線完全被煙氣吸收時(shí)，N=100，K=∞（m-1）。（2）全流式不透光煙度計(jì)結(jié)構(gòu)原理美國PHS煙度計(jì)是一種將柴油機(jī)全部排氣都導(dǎo)入檢測部分進(jìn)行煙度測定的全流式不透光煙度計(jì)，其結(jié)構(gòu)原理如圖4-15所示。它基于光電轉(zhuǎn)換原理，用不透光度來測定排煙濃度。在排氣管口端不遠(yuǎn)處的排氣煙束兩側(cè)分別布置有光源和光電池，排煙時(shí)，光電池接受的不透光度信號(hào)與排氣煙度成正比。為了減少排氣的熱影響，光源和光電元件放在離排氣通路有一定距離的地方。圖4-15全流式不透光煙度計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖1-排氣管；2-排氣導(dǎo)入管；3-檢測通道；4-光源；5-光電池（光電檢測單元）；6-煙度顯示記錄儀（3）分流式不透光煙度計(jì)結(jié)構(gòu)原理英國哈特里奇（HARTREDGE）煙度計(jì)是一種典型的分流式不透光煙度計(jì)，它利用光線通過部分煙氣時(shí)透光的衰減率來測量排氣煙度，其結(jié)構(gòu)原理如圖4-16所示。測定前，用鼓風(fēng)機(jī)向空氣校正管吹入干凈空氣，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換手柄，使光源和光電池分別置于校正管兩側(cè)，作零點(diǎn)校正。然后，在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換手柄，將光源和光電池移至測試管兩側(cè)，并把需要測定的一部分汽車排氣連續(xù)不斷地導(dǎo)入測試管，光源發(fā)出的光部分地被排氣中的煙氣吸收衰減，光電檢測單元?jiǎng)t可連續(xù)測出光源發(fā)射光透過排放氣體的透光強(qiáng)度，并通過光電轉(zhuǎn)換顯示測量結(jié)果。煙度指示值以0表示無煙，以100表示全黑。圖4-16分流式不透光煙度計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖1-光源；2-排氣入口；3-排煙測試管；4-光電池；5-轉(zhuǎn)換手柄；6-空氣校正管；7-鼓風(fēng)機(jī)；8-排氣出口不透光煙度計(jì)可以對柴油車排煙進(jìn)行連續(xù)測量，可以按排放法規(guī)的要求進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)工況下的煙度測量，在低煙度時(shí)有較高的分辨率，可以用來研究柴油機(jī)的瞬態(tài)炭煙排放特性，不透光煙度計(jì)目前在世界各國得到了廣泛的應(yīng)用。3）排氣顆粒物測量儀汽車的排氣顆粒物需要通過稀釋風(fēng)道測量系統(tǒng)測出。根據(jù)柴油機(jī)排氣通過稀釋風(fēng)道的比例不同，柴油機(jī)排氣顆粒物測量系統(tǒng)可分為全流式稀釋風(fēng)道測量系統(tǒng)和分流式稀釋風(fēng)道測量系統(tǒng)兩種類型。在美國輕型車和重型車排放標(biāo)準(zhǔn)以及歐洲輕型車的排放標(biāo)準(zhǔn)中，都必須使用全流式稀釋風(fēng)道來測量柴油機(jī)的顆粒排放物。在歐洲重型車排放標(biāo)準(zhǔn)中，允許使用分流式稀釋風(fēng)道系統(tǒng)。我國GB17691-2005《車用壓燃式、氣體燃燒點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車排氣污染物排放限值及測量方法》（中國Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ階段）中規(guī)定，兩種測量系統(tǒng)均可使用。（1）全流式稀釋風(fēng)道測量系統(tǒng)在全流式稀釋風(fēng)道測量系統(tǒng)中，全部排氣被吸入稀釋風(fēng)道。圖4-17所示為全流式稀釋風(fēng)道測量系統(tǒng)示意圖。測量顆粒物時(shí)，整車或發(fā)動(dòng)機(jī)按規(guī)定的工況運(yùn)轉(zhuǎn)，在抽氣泵的作用下，環(huán)境空氣經(jīng)空氣濾清器以恒定的容積流量進(jìn)入稀釋風(fēng)道，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣進(jìn)入稀釋風(fēng)道，并與空氣混合，形成稀釋樣氣，其稀釋比一般為8～10，在距排氣入口處10倍于稀釋風(fēng)道直徑的風(fēng)道上，溫度不超過52℃的稀釋樣氣在顆粒取樣泵的抽吸下以一定的流速流過顆粒收集濾紙，使顆粒被過濾到濾紙上獲得排氣顆粒物，然后用微克級(jí)精密天平稱得濾紙?jiān)谑占昂蟮馁|(zhì)量差，就可得到顆粒物的質(zhì)量，并根據(jù)需要計(jì)算出顆粒排放率，單位為g/m3、g/km或g/（kW?h）。圖4-17全流式稀釋風(fēng)道測量系統(tǒng)CD-底盤測功機(jī)；AB-空氣取樣袋；CF-積累流量計(jì)；CFV-旋風(fēng)分離器；DT-稀釋風(fēng)道；DAF-稀釋空氣濾清器；DEP-稀釋排氣抽氣泵；F-過濾器；FC-流量控制器；FL-流量計(jì)；HE-換熱器；PG-壓力表；QF-快接管接頭；QV-快速作用閥；S1～S4-取樣探頭；SP-取樣泵；SB-稀釋排氣取樣袋；SF-測量顆粒排放質(zhì)量的取樣過濾器；TC-溫度控制器；TS-溫度傳感器全流式稀釋風(fēng)道測量系統(tǒng)的特點(diǎn)是測量精度高、體積龐大、價(jià)格昂貴。（2）分流式稀釋風(fēng)道測量系統(tǒng)在分流式稀釋風(fēng)道測量系統(tǒng)中，部分排氣被引入稀釋風(fēng)道。圖4-18所示為帶多管分流、濃度測量和部分取樣的分流測量系統(tǒng)示意圖。測量顆粒物時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)按規(guī)定工況運(yùn)轉(zhuǎn)，在抽氣泵SB的作用下，環(huán)境空氣經(jīng)空氣濾清器DAF進(jìn)入稀釋風(fēng)道，來自排氣管EP的原始排氣，由裝在EP內(nèi)若干尺寸相同（直徑、長度和彎曲半徑相同）管子組成的分流器FD3，通過輸送管TT，輸送到稀釋風(fēng)道DT與空氣混合，而通過其余管子的排氣則流經(jīng)緩沖室DC，因而由總管數(shù)確定分流，為控制分流流量恒定，特將新鮮空氣通過噴入DT內(nèi)，使DC與TT出口間壓差為零（由壓差傳感器DPT控制），用排氣分析儀ECA測量原始排氣、稀釋排氣和稀釋空氣中的元蹤氣（CO2或NOX）的濃度，這是檢查排氣的分流所必需的，而且可用來調(diào)節(jié)噴射空氣流量以達(dá)到精確控制分流，稀釋比由元蹤氣濃度計(jì)算。用取樣泵P，通過顆粒物取樣探頭PSP和顆粒物輸送管，從分流稀釋風(fēng)道中，抽取稀釋的排氣樣氣進(jìn)入顆粒物取樣系統(tǒng)，并通過顆粒收集濾紙獲取顆粒物。其排氣樣氣的流量由流量控制器FC3控制。圖4-18分流式稀釋風(fēng)道測量系統(tǒng)a)分流式風(fēng)道稀釋系統(tǒng)；b）顆粒物取樣系統(tǒng)SB-抽氣泵；DAF-空氣濾清器；EP-排氣管；FD3-分流器；TT-輸送管；DT-稀釋風(fēng)道；DC-緩沖室；DPT-壓差傳感器；EGA-排氣分析儀；P-取樣泵；PSP-顆粒物取樣探頭；FC3-流量控制器；FC1-流量控制器；HE-熱交換器；BV-球閥；FH-濾紙保持架；FM3-流量計(jì)分流式稀釋風(fēng)道測量系統(tǒng)的特點(diǎn)是體積小、價(jià)格便宜、測量精度稍低4.2汽車前照燈檢測4.2.1汽車前照燈檢測項(xiàng)目和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

前照燈是由燈泡、反射鏡和配光鏡構(gòu)成。反射鏡表面形狀為旋轉(zhuǎn)拋物線，當(dāng)燈絲位于焦點(diǎn)處時(shí)，光線經(jīng)反射鏡反射后，可形成平行光束射向遠(yuǎn)方；配光鏡即為車燈前部的透光玻璃，光線通過時(shí)，可達(dá)到所要求的配光性能。前照燈在汽車上的安裝數(shù)量一般有二燈制和四燈制。二燈制前照燈均為遠(yuǎn)、近光雙光束燈，對稱安裝在汽車前部兩側(cè)；四燈制前照燈，每側(cè)兩只，裝在外側(cè)的兩只是遠(yuǎn)、近雙光束燈，裝在內(nèi)側(cè)的兩只是遠(yuǎn)光單光束燈。汽車前照燈檢測過程中，應(yīng)檢測其發(fā)光強(qiáng)度和光束照射方向，檢測值必須滿足GB7258-2012《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》的規(guī)定。此外，前照燈的配光性能應(yīng)滿足GB4599-2007《汽車用燈絲燈泡前照燈》的要求。1.光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)在光的物理量中，與前照燈檢測有密切關(guān)系的是發(fā)光強(qiáng)度和照度。（1）發(fā)光強(qiáng)度即光線在給定方向上發(fā)光強(qiáng)弱（坎德拉Cd）。一個(gè)光源發(fā)出頻率為540THz的單色輻射，若在一定方向上的輻射強(qiáng)度為1/683W/SR（即1/683瓦特每球面度），則此光源在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度為1Cd。（2）照度它是物體單位面積上所得到的光通量，表示不發(fā)光物體被光源照明的程度，為受光面明亮度的物理量，單位為勒克斯，用符號(hào)LX表示。照度可用下式表示（4-15）式中:Ｅ——照度；Φ——照射到物體上的光通量；Ｓ——被照明物體的面積。（3）發(fā)光強(qiáng)度與照度的關(guān)系在光源發(fā)光強(qiáng)度不變的情況下，物體離開光源越遠(yuǎn)，被照明的程度越差。在不計(jì)光源大小，即把光源看作點(diǎn)光源的情況下，照度與離開光源距離的平方成反比如圖4-19所示，也可用下式表示：式中：I表示發(fā)光強(qiáng)度（Cd）；E表示光照度用（LX）；S為光源距被照物體距離（m）。圖4-19發(fā)光強(qiáng)度和照度的關(guān)系2.前照燈的特性前照燈的特性可分為配光特性、全光束和照射方向三部分，其特性參數(shù)的特征如圖4-20的等照度曲線所示。圖4-20等照度曲線a）配光特性；b）全光束；c）照射方向5.超速報(bào)警和限速功能1）配光特性用等照度曲線表示的明亮分布特征稱為配光特性，又稱光形分布特征。配光特性分為對稱式配光特性和非對稱式配光特性。對稱式配光特性的等照度曲線應(yīng)左右對稱，不偏向一邊，上、下的擴(kuò)展也不太寬，如圖4-20a)所示。（1）SAE配光方式SAE配光方式見圖4-21，遠(yuǎn)光燈絲位于反射鏡焦點(diǎn)處，所發(fā)出的光線經(jīng)反射沿光學(xué)軸線平行射向遠(yuǎn)方；近光燈絲位于焦點(diǎn)上，所發(fā)出的光線經(jīng)反射后，大部分向下傾斜，從而下部較亮而上部較暗，所形成的光形分布水平方向?qū)?、垂直方向窄。若等照度曲線左右對稱，不偏向一邊，上下擴(kuò)展不太寬，就是好的配光特性。SAE配光方式的近光照射在屏幕上的光斑沒有明顯的明暗截止線。（2）ECE配光方式ECE配光方式也稱歐洲配光方式，見圖4-22。其遠(yuǎn)光配光與SAE配光方式相同；但近光燈絲位于反射鏡焦點(diǎn)之前，且在燈絲下設(shè)一遮光屏。這樣，近光光線只落在反射鏡上半部分而向下傾斜反射。照在屏幕上時(shí)，可看到具有明顯的明暗截止線和明暗截止線轉(zhuǎn)角的光斑。非對稱式配光特性光形分布是不對稱的，如圖4-23所示。一般有兩種形式：一種是在配光屏幕上明暗截止線（即眼睛感覺到的明暗陡變的分界線）水平部分在V-V線的左邊，右半邊為與水平線成15°角的斜線，如圖4-23a）所示；另一種是明暗截止線的左半邊平行且低于h-h水平線25Cm，而右半邊先為一條與水平線成45°角的斜線，到與h-h水平線相交時(shí)又轉(zhuǎn)折為與h-h線重合的水平線，如圖4-23b）所示。2）全光束光束用明亮度分布縱斷面的配光特性曲線來表示，該斷面的積分值（該曲線的旋轉(zhuǎn)體積）即為全光束。全光束是光源發(fā)出光的總量，如圖4-20b）所示。3）照射方向一般情況下，可把前照燈光束最亮之處看做是光軸的中心，其對水平、垂直坐標(biāo)軸交點(diǎn)的偏離表示光軸的照射方向，如圖4-20c）所示。典型的前照燈遠(yuǎn)光配光特性如圖4-24所示，圖中曲線是等照曲線，在上下方向和左右方向基本對稱，越靠近中心點(diǎn)，照度越大。典型的前照燈近光燈配光特性明顯的明暗截止線，在明暗截止線的左上方有一個(gè)比較暗的暗區(qū)，在明暗截止線的右下方有一個(gè)比較的亮區(qū)，其發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)的區(qū)域在明暗截止線的右下方。在發(fā)光強(qiáng)度最大的區(qū)域中心點(diǎn)的照度最大，以這個(gè)中心點(diǎn)為中心形成一定的等照度曲線，如圖4-25所示。3.前照燈性能要求汽車前照燈檢測過程中，應(yīng)檢測其發(fā)光強(qiáng)度和光束照射方向，檢測值必須滿足GB7258-2012《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》的規(guī)定。此外，前照燈的配光性能應(yīng)滿足GB4599-2007《汽車用燈絲燈泡前照燈》的要求。1）基本要求（1）在正常使用條件下，機(jī)動(dòng)車前照燈光束照射位置應(yīng)保持穩(wěn)定；（2）裝有前照燈的機(jī)動(dòng)車應(yīng)有遠(yuǎn)、近光變換裝置，并且當(dāng)遠(yuǎn)光變?yōu)榻鈺r(shí)，所有遠(yuǎn)光應(yīng)能同時(shí)熄滅，同一輛機(jī)動(dòng)車上的前照燈不允許左、右的遠(yuǎn)、近光燈交叉開亮；（3）所有前照燈的近光都不允許炫目；（4）汽車裝用的前照燈應(yīng)符合GB4599-2007《汽車用燈絲燈泡前照燈》等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2)前照燈光束照射位置要求（1）近光光束照射位置在檢驗(yàn)前照燈近光光束照射位置，前照燈照射在距離10m的屏幕上時(shí)，乘用車前照燈近光光束明暗截止線轉(zhuǎn)角或中點(diǎn)的高度應(yīng)為0.7H～0.9H（H為前照燈基準(zhǔn)中心高度，下同），其他機(jī)動(dòng)車（拖拉機(jī)運(yùn)輸機(jī)組除外）應(yīng)為0.6H～0.8H。機(jī)動(dòng)車（裝用一只前照燈的機(jī)動(dòng)車除外）前照燈近光光束水平方向位置向左偏不允許超過170mm，向右不允許超過350mm。（2）遠(yuǎn)光照射位置在檢驗(yàn)前照燈遠(yuǎn)光照射位置時(shí)，對于能單獨(dú)調(diào)整遠(yuǎn)光光