第9章汽車(chē)公害及檢測(cè)-排放V02

1、第9章 汽車(chē)公害及檢測(cè)第第9章章 汽車(chē)公害及檢測(cè)汽車(chē)公害及檢測(cè)學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境19 排放污染物描述及其檢測(cè)方法排放污染物描述及其檢測(cè)方法學(xué)習(xí)情境20 排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)介紹學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境19 排放污染物描述及其檢測(cè)方法排放污染物描述及其檢測(cè)方法學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：n（1）了解排放污染物的成分；n（2）能選用合適儀器對(duì)汽油車(chē)的排放污染物進(jìn)行檢測(cè)；n（3）能選用合適儀器對(duì)柴油車(chē)的排放污染物進(jìn)行檢測(cè)。學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境19 排放污染物描述及其檢測(cè)方法排放污染物描述及其檢測(cè)方法一、汽車(chē)排放污染物一、汽車(chē)排放污染物汽車(chē)污染主要有汽車(chē)污染主要有3個(gè)排放源：個(gè)排放源：n發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排出的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒廢氣w（CO H

2、C NOX 微粒物PM ）（CO2,SOX）n曲軸箱排放物 (HC)n燃料蒸發(fā)排放物 (HC)汽汽車(chē)車(chē)污污染染物物對(duì)對(duì)人人體體的的影影響響污染物影響COCO與血紅蛋白的親和力為氧的300倍,形成碳氧血紅蛋白，削弱血紅蛋白向人體各組織輸送氧的能力，神經(jīng)中樞受損最大 HCHC中包含多種烴類(lèi)化合物，進(jìn)入人體后，會(huì)使人產(chǎn)生慢性中毒，有些化合物會(huì)直接刺激人的眼鼻粘膜，使其功能減弱。更重要的是HC化合物和NOX在陽(yáng)光照射下，會(huì)產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，生成O3、醛類(lèi)等對(duì)人及生物產(chǎn)生嚴(yán)重危害的光化學(xué)煙霧 NOXNOX（NO、NO2）中的NO與血液中血紅蛋白的親和力比CO還強(qiáng)，NO通過(guò)呼吸道及肺進(jìn)入血液，使其失去輸氧能

3、力，產(chǎn)生與CO相似的嚴(yán)重后果。NO2浸入肺臟深處的肺毛細(xì)血管，引起肺水腫，同時(shí)還能刺激眼粘膜，麻痹嗅覺(jué) PM除濃度外，粒子的直徑及其化學(xué)性質(zhì)起決定作用，5m以下的粒子可以進(jìn)入呼吸道，3m以下的粒子可以沉積在肺細(xì)胞內(nèi)，引發(fā)肺病變，粒子攜帶的三、四苯荓芘是強(qiáng)致癌物質(zhì)，可引發(fā)癌癥。 排放污染物排放污染物汽油機(jī)的主要污染物：汽油機(jī)的主要污染物：nCO HC NOX柴油機(jī)的主要污染物：柴油機(jī)的主要污染物：nCO NOX和碳煙二、汽油機(jī)排放污染物檢測(cè)二、汽油機(jī)排放污染物檢測(cè)主要檢測(cè)方法：主要檢測(cè)方法：n怠速法怠速法n雙怠速法雙怠速法nASM加速模擬工況法加速模擬工況法nIM240瞬態(tài)工況法瞬態(tài)工況法nVM

4、AS簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法1.汽油車(chē)排放污染物檢測(cè)儀器檢測(cè)儀器底盤(pán)測(cè)功機(jī)氣體分析儀氣體流量計(jì)污染物排放檢測(cè)計(jì)算機(jī)控制軟件（1）氣體分析儀類(lèi)型A 不分光紅外線吸收型（不分光紅外線吸收型（NDIR）分析儀）分析儀A.1） 不分光紅外線分析法的檢測(cè)原理n汽車(chē)排氣中的CO、 HC、 NO和CO2等氣體， 都分分別具有能吸收一定波長(zhǎng)范圍紅外線的性質(zhì)別具有能吸收一定波長(zhǎng)范圍紅外線的性質(zhì)， 如圖10-1所示。 而且， 紅外線被吸收的程度與排氣濃紅外線被吸收的程度與排氣濃度之間有一定的關(guān)系度之間有一定的關(guān)系。 n不分光紅外線分析法就是利用這一原理， 即根據(jù)檢測(cè)紅外線被汽車(chē)排氣吸收一定波長(zhǎng)范圍紅外線后能量

5、的變化， 來(lái)檢測(cè)排氣中各種污染物的含量。 在各種氣體混在一起的情況下， 這種檢測(cè)方法具有測(cè)量值不受影響的特點(diǎn)。 圖 四種氣體吸收紅外線的情況1.CO/HC紅外線分析儀2.四氣體分析儀（HC、CO、O2，CO2）3.五氣體分析儀（ HC、CO、O2，CO2 ，NO）n在檢測(cè)HC含量時(shí)， 由于排氣中HC成分非常復(fù)雜， 因此要把各種HC成分的含量換算成正己烷（nC6H14)的含量作為HC含量的測(cè)量值。n但由于化學(xué)發(fā)光分析儀設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，市面上測(cè)NOx濃度，多采用紅外不分光紅外線原理， 對(duì)NOx來(lái)說(shuō), 這種方法測(cè)定的精度較低。n排氣中含氧量的濃度通過(guò)在測(cè)試通道中設(shè)置氧傳感器即可測(cè)定。B.氫火焰離子分

6、析儀n排氣污染物中的總碳?xì)浠衔铮═HC）濃度用氫火焰離子化法FID測(cè)量。排氣中，各種碳?xì)浠衔镌?000度左右氫火焰的高溫中燃燒，部分分子或原子就會(huì)離子化而生成自由離子，離子數(shù)基本上與碳原子數(shù)成正比。在FID中待測(cè)氣樣與氫混合后進(jìn)入燃燒器。在缺氧的氫擴(kuò)散火焰中，HC分解出離子，在100300V電壓下形成離子流，通過(guò)對(duì)離子電流的測(cè)量，就可測(cè)得碳原子的濃度。FID不受樣氣中有無(wú)水蒸氣的影響，但受樣氣中氧的干擾。C.化學(xué)發(fā)光氣體分析儀n氮氧化合物測(cè)試儀主要是化學(xué)發(fā)光分析儀，采用電化學(xué)的原理來(lái)測(cè)定。nNO2NO，通過(guò)測(cè)量反應(yīng)室中NO和O3發(fā)生反應(yīng)來(lái)測(cè)NOx的總量。各氣體分析儀器歸納CO和CO2：不分

7、光紅外分析儀（NDIR）測(cè)量；NOx：化學(xué)發(fā)光分析儀（CLD）測(cè)量；HC：氫火焰離子化分析（FID）測(cè)量；氧（O2）：常用氧傳感器測(cè)量。2） 不分光紅外線氣體分析儀的結(jié)構(gòu)氣體分析儀由排氣取樣裝置、 排氣分析裝置、 含量指示裝置和校準(zhǔn)裝置等組成。圖 排氣在分析儀內(nèi)的流動(dòng)路線排氣在分析儀內(nèi)的流動(dòng)路線如下圖所示。 2. 怠速和雙怠速試驗(yàn)法怠速和雙怠速試驗(yàn)法按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18285-2005在用汽車(chē)排氣污染物限值及測(cè)試方法中規(guī)定進(jìn)行。 汽油車(chē)怠速污染物的檢測(cè)應(yīng)在怠速工況下，汽油車(chē)怠速污染物的檢測(cè)應(yīng)在怠速工況下， 采用不分光采用不分光紅外線吸收型監(jiān)測(cè)儀，紅外線吸收型監(jiān)測(cè)儀， 按規(guī)定程序檢測(cè)按規(guī)定程序

8、檢測(cè)CO和和HC的濃度值。的濃度值。 怠速工況是指發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，怠速工況是指發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)， 離合器處于接合位置，離合器處于接合位置， 油門(mén)油門(mén)踏板與手油門(mén)處于松開(kāi)位置，踏板與手油門(mén)處于松開(kāi)位置， 變速器處于空擋位置，變速器處于空擋位置， 采用化油采用化油器的供油系統(tǒng)的阻風(fēng)門(mén)處于全開(kāi)位置。器的供油系統(tǒng)的阻風(fēng)門(mén)處于全開(kāi)位置。 2） 車(chē)輛或發(fā)動(dòng)機(jī)準(zhǔn)備車(chē)輛或發(fā)動(dòng)機(jī)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)裝有排氣消聲器， 并不得有泄漏。 （2） 汽油應(yīng)符合GB 484的規(guī)定。 （3） 測(cè)量時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水和潤(rùn)滑油溫度應(yīng)達(dá)到汽車(chē)使用說(shuō)明書(shū)所規(guī)定的熱狀態(tài)。 （4） 自1995年7月1日起新生產(chǎn)的汽油發(fā)動(dòng)

9、機(jī)應(yīng)具有怠速螺釘限制裝置。 點(diǎn)火提前角在其可調(diào)整范圍內(nèi)都應(yīng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。 3） 怠速測(cè)量程序怠速測(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） 排氣系統(tǒng)不得有漏氣現(xiàn)象。（3） 發(fā)動(dòng)機(jī)由怠速工況加速至發(fā)動(dòng)機(jī)由怠速工況加速至0.7額定轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)速， 維持維持 60 s后降至怠速狀態(tài)。后降至怠速狀態(tài)。 （4） 發(fā)動(dòng)機(jī)降至怠速狀態(tài)后，發(fā)動(dòng)機(jī)降至怠速狀態(tài)后， 將取樣探頭插入排氣管將取樣探頭插入排氣管中，中， 深度等于深度等于400 mm， 并固定于排氣管上。并固定于排氣管上。（5） 發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速狀態(tài)， 維持維持15 s后開(kāi)始讀

10、數(shù)，后開(kāi)始讀數(shù)， 讀讀取取30 s內(nèi)的最高值和最低值，內(nèi)的最高值和最低值， 其平均值即為測(cè)量結(jié)果。其平均值即為測(cè)量結(jié)果。 （6） 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。 （7） 測(cè)量工作結(jié)束后， 把取樣探頭從排氣管里抽出來(lái)， 吸入新鮮空氣5 min， 待儀器指針回到零點(diǎn)后再關(guān)閉電源。 4） 雙怠速試驗(yàn)法雙怠速試驗(yàn)法（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)由怠速工況加速至發(fā)動(dòng)機(jī)由怠速工況加速至0.7額定轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)速， 維持維持60 s后降至高怠速（即后降至高怠速（即0.5額定轉(zhuǎn)速）。額定轉(zhuǎn)速）。 （3） 發(fā)動(dòng)機(jī)降至高怠速狀

11、態(tài)后，發(fā)動(dòng)機(jī)降至高怠速狀態(tài)后， 將取樣探頭插入排氣將取樣探頭插入排氣管中，管中， 深度等于深度等于400 mm， 并固定于排氣管上。并固定于排氣管上。 （4） 發(fā)動(dòng)機(jī)在高怠速狀態(tài)維持發(fā)動(dòng)機(jī)在高怠速狀態(tài)維持15 s后開(kāi)始讀數(shù)，后開(kāi)始讀數(shù)， 讀取讀取30 s內(nèi)的最高值和最低值。內(nèi)的最高值和最低值。 取平均值即為高怠速排放測(cè)量結(jié)果。取平均值即為高怠速排放測(cè)量結(jié)果。 （5） 發(fā)動(dòng)機(jī)從高怠速狀態(tài)降至怠速狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)從高怠速狀態(tài)降至怠速狀態(tài)， 在怠速狀態(tài)維在怠速狀態(tài)維持持15 s后開(kāi)始讀數(shù)，后開(kāi)始讀數(shù)， 讀取讀取30 s內(nèi)的最高值和最低值，內(nèi)的最高值和最低值， 其平均值其平均值即為即為怠速排放測(cè)量結(jié)果怠速

12、排放測(cè)量結(jié)果。 （6） 若為多排氣管時(shí)， 分別取各排氣管高怠速排放測(cè)量結(jié)果的平均值和怠速排放測(cè)量結(jié)果的平均值（高怠速排放測(cè)量值應(yīng)低于怠速排放測(cè)量值）。 （7） 測(cè)量工作結(jié)束后， 把取樣探頭從排氣管里抽出來(lái)， 吸入新鮮空氣5 min， 待儀器指針回到零點(diǎn)后再關(guān)閉電源。 檢測(cè)程序見(jiàn)表10.2。 表表10.2雙怠速試驗(yàn)法檢測(cè)程序雙怠速試驗(yàn)法檢測(cè)程序3.VMAS簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法（VMAS）與雙怠速法所不同的是，不只檢測(cè)HC(碳?xì)?和CO(一氧化碳)，還檢測(cè)NOx(氮氧化合物)。簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法（VMAS）檢測(cè)時(shí)間為195秒，測(cè)試工況用底盤(pán)測(cè)功機(jī)模擬機(jī)動(dòng)車(chē)加速、減速、等速、怠速等各種工況過(guò)程。

13、測(cè)試機(jī)動(dòng)車(chē)工況全面，真正反映車(chē)輛實(shí)際行駛時(shí)的排放特征，準(zhǔn)確率高。 注意事項(xiàng)課本第151頁(yè)，課下了解。三、柴油機(jī)排放污染物檢測(cè)檢測(cè)方法n穩(wěn)定轉(zhuǎn)速試驗(yàn)法n自由加速度試驗(yàn)法n加載減速工況法檢測(cè)儀器：n不透光煙度計(jì)n濾紙式煙度計(jì)1.柴油車(chē)排放污染物檢測(cè)的儀器柴油車(chē)排放污染物檢測(cè)的儀器（1） 不透光度儀的結(jié)構(gòu)與工作原理不透光度儀的結(jié)構(gòu)與工作原理GB 18285-2005在用汽車(chē)排氣污染物限值及測(cè)試方法規(guī)定用光吸收系數(shù)來(lái)度量可見(jiàn)污染物的大小。 規(guī)定使用不透光度儀測(cè)量壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和裝用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛的可見(jiàn)污染物。 不透光度測(cè)量排氣中可見(jiàn)污染物（主要是煙塵微粒）含量的原理是： 實(shí)施光束通過(guò)被測(cè)排氣（煙）一段

14、給定的長(zhǎng)度，實(shí)施光束通過(guò)被測(cè)排氣（煙）一段給定的長(zhǎng)度， 通過(guò)測(cè)量排氣吸收光的程度，通過(guò)測(cè)量排氣吸收光的程度， 得到排氣中可見(jiàn)污染物的含量。得到排氣中可見(jiàn)污染物的含量。 圖 10-11不透光度儀的測(cè)量原理2. 濾紙式煙度計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理濾紙式煙度計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理1） 基本檢測(cè)原理用濾紙式煙度計(jì)測(cè)試自由加速工況下柴油機(jī)的煙度時(shí)， 需需從排氣管抽取規(guī)定容積的廢氣，從排氣管抽取規(guī)定容積的廢氣， 并使之通過(guò)規(guī)定面積的標(biāo)準(zhǔn)潔并使之通過(guò)規(guī)定面積的標(biāo)準(zhǔn)潔白濾紙，白濾紙， 濾紙被染黑的程度稱(chēng)之為煙度濾紙被染黑的程度稱(chēng)之為煙度, 用SF符號(hào)表示。 煙度單位是無(wú)量綱的量， 用符號(hào)FSN表示。 濾紙染黑的程度不同

15、， 則對(duì)照射到濾紙表面光線的反射能力不同。 據(jù)此， 煙度SF表示為SF=10（1Rd/Rc)式中，Rd、Rc分別為污染濾紙和潔白濾紙的反射因數(shù)，Rd/Rc的值由0到100， 分別對(duì)應(yīng)于全黑濾紙的反射和潔白標(biāo)準(zhǔn)濾紙的反射。 2） 濾紙式煙度計(jì)的工作原理和結(jié)構(gòu)利用活塞式抽氣泵，利用活塞式抽氣泵， 從柴油機(jī)從柴油機(jī)排氣管中抽取一定容積的排氣管中抽取一定容積的廢氣廢氣， 并使這部分廢氣通過(guò)一定面積的濾紙，并使這部分廢氣通過(guò)一定面積的濾紙， 使廢氣中的碳使廢氣中的碳煙粒子吸附在濾紙上，煙粒子吸附在濾紙上， 濾紙變黑濾紙變黑， 然后然后用一定的光線照射濾用一定的光線照射濾紙紙， 并用光電池接受反射光，并用

16、光電池接受反射光， 再根據(jù)光電池產(chǎn)生的電流使儀再根據(jù)光電池產(chǎn)生的電流使儀表指針偏轉(zhuǎn)，表指針偏轉(zhuǎn)， 把煙度用污染度百分比的形式顯示出來(lái)把煙度用污染度百分比的形式顯示出來(lái)， 如圖10-12所示。 圖 10-12濾紙式煙度計(jì)的工作原理2.柴油機(jī)排氣污染物的檢測(cè)方法柴油機(jī)排氣污染物的檢測(cè)方法按GB 3847-2005通過(guò)燃用柴油車(chē)輛的型式認(rèn)證試驗(yàn)的車(chē)輛進(jìn)行自由加速排氣可見(jiàn)污染物檢測(cè)。自由加速工況是指：自由加速工況是指： 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況（發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；柴油發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況（發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)； 離合器處于接合位置；離合器處于接合位置； 加速踏板與手油門(mén)處于松開(kāi)位置；加速踏板與手油門(mén)處于松開(kāi)位置； 當(dāng)當(dāng)裝

17、有自動(dòng)變速器時(shí)選擇器在停車(chē)或空擋位置），裝有自動(dòng)變速器時(shí)選擇器在停車(chē)或空擋位置）， 將加速踏板將加速踏板迅速踩到底，迅速踩到底， 維持?jǐn)?shù)秒后松開(kāi)。維持?jǐn)?shù)秒后松開(kāi)。2.在用汽車(chē)自由加速度試驗(yàn)-不透光2.在用汽車(chē)自由加速度試驗(yàn)-濾紙排放限值標(biāo)準(zhǔn)一、汽油車(chē)一、汽油車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)GB18285-2005點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）。車(chē)型類(lèi) 別怠 速高怠速CO %HC 10-6CO %HC 10-61995 年7 月1 日前生產(chǎn)的輕型汽車(chē)4.512003.09001995 年7 月1 日起生產(chǎn)的輕型汽車(chē)4.59003.09002000 年7 月1 日起生產(chǎn)的第一類(lèi)輕型

18、汽車(chē)0.81500.31002001 年10 月1日起生產(chǎn)的第二類(lèi)輕型汽車(chē)1.02000.51501995 年7 月1 日前生產(chǎn)的重型汽車(chē)5.020003.512001995 年7 月1 日起生產(chǎn)的重型汽車(chē)4.512003.09002004 年9 月1 日起生產(chǎn)的重型汽車(chē)1.52500.7200二、柴油車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)GB3847-2005車(chē)用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)排氣煙度排放限值及測(cè)量方法。自由加速度煙度排放限值GB3847-2005車(chē)用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)排氣煙度排放限值及測(cè)量方法第5頁(yè)和D.3。三、GB 18352.3-2005輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法(中國(guó)、 階段)（1）本標(biāo)準(zhǔn)適用范圍： 以點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)或壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力, 最大設(shè)計(jì)車(chē)速大于或等于50 km/h, 最大總質(zhì)量不超過(guò)3500kg的M1類(lèi)、 M2類(lèi)和N1類(lèi)汽車(chē)。（2）本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行日期：