清華大學電子教案-汽車發(fā)動機原-實驗七 汽油機排放試驗

試驗7汽油機排放試驗7.1試驗目的了解汽油發(fā)動機排放測試系統(tǒng)及原理；了解和掌握汽油發(fā)動機排放測試方法及儀器的操作；分析汽油發(fā)動機有害氣體排放物A/F、CO、THC、NOx隨負荷變化的規(guī)律；7.2試驗要求試驗前，復習發(fā)動機原理相關內(nèi)容及本書第6章；試驗中，按指導教師的要求操作儀器設備，正確觀察記錄數(shù)據(jù)，按步驟進行試驗；試驗后，認真撰寫試驗報告，正確處理試驗數(shù)據(jù)及繪制電控汽油發(fā)動機A/F、CO、THC、NOx曲線，結合原理進行分析。7.3主要儀器設備負載—測功機為GW160電渦流測功機。主要參數(shù)為最高轉速8000r/min，最大扭矩可達700N.·m，最大功率達160kW。扭矩分辨率±0.1N·m、測量精度±0.4%，轉速分辨率±1r/min、測量精度±5r/min。扭矩、轉速以數(shù)字的形式在控制界面上顯示；負載系統(tǒng)的控制工作方式有6種控制模式，具體為：恒扭矩/恒轉速控制—（M/n）；恒轉速/恒扭矩控制—（n/M）；恒扭矩/恒油門位置控制—（M/P）；恒轉速/恒油門位置控制—（n/P）；恒調(diào)節(jié)閥（勵磁）位置/恒油門位置控制—（P1/P）；推進特性控制—（M/n2）。油耗儀參數(shù)：日本小野公司生產(chǎn)的DF—312容積式油耗儀，測量發(fā)動機燃料消耗量。油耗分辨率±0.1mL、時間分辨率±0.1s，測量精度±0.5%；氣體質量流量計參數(shù)：上海同圓公司生產(chǎn)的ToCeiL熱膜式氣體質量流量計，測量發(fā)動機進氣空氣消耗量。最大測量流量600Kg/h，分辨率±0.1Kg/h、測量精度±空燃比儀：日本NGK生產(chǎn)的A/F-BoostMeter，最大測量空燃比30，分辨率±0.05、測量精度±1%；排放成分分析測試系統(tǒng)儀器為AVL公司的CEB-Ⅱ型排氣分析儀，主要參數(shù)如表A7-1所示；表A7-1CEB-Ⅱ型排氣分析儀參數(shù)序號名稱測量原理測量范圍分辨率1CO不分光紅外線法（NDIR）0～10%0.1ppm2THC氫火焰離子法（FID）0～30000ppm0.1ppm3NOx化學發(fā)光法（CLD）0～10000ppm0.1ppm4CO2不分光紅外線法（NDIR）0～20%0.1ppm5O2磁力法0～25%0.1ppm6A/F根據(jù)排放成分計算圖A7-1取樣探頭裝置圖取樣探頭：不銹鋼制成，一端封口的多孔直管，其內(nèi)徑應不大于取樣管內(nèi)徑（+0.25mm），壁厚應不大于1.02mm。連接探頭和排氣管的管接頭應盡可能的小，以便使探頭的熱損失減至最小，其結構圖A7-1取樣探頭裝置圖7.4發(fā)動機臺架系統(tǒng)裝置7.5試驗對象、燃料7.6試驗標準及方法以上7.4～7.6內(nèi)容同試驗3的3.4～3.6。7.7試驗步驟和試驗內(nèi)容1）排放儀器預準備主要內(nèi)容：（1）打開總電源控制柜內(nèi)的排放儀電源；（2）開啟排放儀外紅色開關電源(計算機系統(tǒng)啟動)；（3）啟動計算機系統(tǒng)后，打開顯示屏旁小門，開啟排放儀內(nèi)綠色電源開關，排放儀電器開始預熱，一般預熱需30分鐘；（4）打開CGS電源（顆粒物過濾器），測試前檢查CGS內(nèi)部過濾器是否清洗過及面板溫度是否達到180℃（5）分析單元、采樣管預熱；（6）儀器預熱后，進行零點滿度校正，校正過程：先打開樣氣氣瓶開關（C3H8、O2、CO、CO2、NOx）,再打開氣路系統(tǒng)開關,運行零點滿度校正自動程序，運行后關閉樣氣氣瓶開關和氣路系統(tǒng)開關，并按說明書的要求進行后續(xù)工作。2）試驗程序（1）同試驗1的1.7中1）；（2）當發(fā)動機達到預熱要求后，選取規(guī)定的油門位置（如xx%、100%）進行發(fā)動機速度特性試驗或選取某一轉速、變化油門位置進行發(fā)動機負荷特性試驗，每次試驗適當選擇8個以上的測量點；（3）負荷特性排放試驗要求：此次試驗的負荷特性轉速定為xx（r/min），轉速確定后保持轉速不變，通過改變節(jié)氣門位置改變發(fā)動機負荷，逐點進行試驗。負荷選擇由最低扭矩值開始，依次升高，直至節(jié)氣門位置最大結束。試驗中要求作出空燃比值改變的拐點。試驗測量數(shù)據(jù)記錄表格，如表A7-2所示；（4）外特性、部分油門速度特性排放試驗要求：本次試驗的節(jié)氣門開度（TPS）定為xx%。試驗點轉速由高到低，依次為xx、xx、……（r/min）8個測量點；（5）試驗過程中同步繪制性能的監(jiān)督曲線，主要有空燃比、排放隨轉速或負荷變化曲線，通過曲線的變化規(guī)律初步判斷試驗是否正確，以決定試驗是否補點或重做；（6）由于時間及條件限制，每組不能完成發(fā)動機全部工況點的排放特性試驗，要求分組各自完成不同的部分，總結時綜合進行分析；（7）試驗結束后需對排放儀進行反吹自動程序，按指導教師要求逐步關閉排放儀的各個開關。表A7-2試驗數(shù)據(jù)記錄表發(fā)動機型號試驗名稱：電控汽油發(fā)動機xxr/min負荷特性試驗數(shù)據(jù)大氣壓力大氣干溫度大氣濕溫度試驗日期燃油編號汽油密度試驗地點試驗人員序號轉速扭矩功率進氣管壓力點火角油耗出水溫度機油溫度機油壓力r/minN·mkWkPaol/h℃℃kPa1序號CO2COTHCNOxO2空燃比%×10-6×10-6×10-6×10-617.8試驗數(shù)據(jù)整理及總結分析要求1）按表A7-2填寫試驗數(shù)據(jù)結果表格；2）分別畫出汽油發(fā)動機排放污染物CO、THC、Nox、CO2隨負荷變化的曲線，圖A7-3為其中一例；3）分析上述曲線形成的原因，并作出其它參數(shù)隨負荷變化的曲線，圖A7-4為其中空燃比、排氣溫度的曲線；4）結合上述試驗作出的曲線，分析各種排放污染物排放量隨負荷變化的規(guī)律及原因。（1）分析在最大負荷點處，各種排放污染物排放量急劇變化的原因；（2）分析閉環(huán)運行（理想混合氣）的負荷范圍內(nèi)，三元催化器的特性。討論三元催化器后仍然出現(xiàn)一定數(shù)量排放污染物的原因。圖例：汽油發(fā)動機在2400r/min負