双怠速法在用车尾气排放检测台架系统的研究

龙源期刊网双怠速法在用车尾气排放检测台架系统的研究作者：樊瑞军任春玲来源：《中国新技术新产品》2009年第11期摘要：讨论了双怠速法在用车尾气排放检测台架系统的研究的目的和意义。根据要求对双怠速法在用车尾气排放检测台架系统硬件组成设备进行了选配，设计了系统的整体方案，并说明了各个部分的内容及功能。软件系统综合了VB串口通讯技术、VB数据库接口技术、SQLSever2000数据库存储技术、网络技术、数据库存储和读取技术等。关键词：在用车；检测系统；双怠速法；排放污染物1前言近年来，随着汽车保有量急剧增加，汽车排放造成的空气污染比例加重，破坏着自然界的生态环境，危害着人们的健康[1]。治理汽车尾气的呼声日益强烈。而研究制定对在用车废气排放实行何种有效的检测方法，也成为当务之急[2,3]。于2005年7月1日后实行的GB18285-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法和工况法）》中，规定对在用车废气检测强制执行双怠速法。2双怠速法检测的现实意义双怠速法规定了高、低怠速工况的测试方法。那么，何谓低怠速工况和高怠速工况呢？低怠速工况指的就是怠速工况，指发动机无负载运转状态。即离合器处于接合位置、变速器处于空档位置（对于自动变速箱的车应处于“停车”或“P”档位）；采用化油器供油系统的车，阻风门应处于全开位置；油门踏板处于完全松开位置。高怠速工况指满足怠速工况（除最后一项）条件，用油门踏板将发动机转速稳定控制在50%额定转速或制造厂技术文件中规定的高怠速转速时的工况。标准中将轻型汽车的高怠速转龙源期刊网±100r/min，重型车的高怠速转速规定为1800±100r/min；如有特殊规定的，按照制造厂技术文件中规定的高怠速转速。双怠速法同时对使用闭环控制电子燃油喷射系统和三元催化转化器技术的汽车增加了过量空气系数（λ）的测量。采用双怠速测试方法有如下优点：有助于判断化油器式汽油机过渡工况和低、中速运行工况是否正常，杜绝排放检测中人为调节怠速混合气浓度现象；及时发现高排放车辆，并能提示车辆超标的原因所在；对于装备电喷加三元催化转化器的车辆，能够反映出各部分的工作状态是否正常，同时高怠速工况能够加速三元催化转化器的起燃过程，正确反映车辆的实际状态。根据我国北京、上海、广州等城市应用双怠速工况实际测试的结果，证明该方法不仅能够表现车辆怠速状况下的排放水平，也能大致表现车辆在行驶时的排放状况。另外，我国的机动车排放标准体系多年来一直沿用欧洲法规体系，双怠速测试方法也是欧洲在用车排放法规中规定使用的排气污染物测试方法。增加过量空气系数（λ）的测量，主要是为了适应电子燃油喷射系统和三元催化转化器技术的广泛使用。对于装配三元催化转化器和氧传感器的电喷车辆，如果车辆发动机管理系统没有调整到正确的λ值，即使装上最好的催化器，也难以通过排放检测。当λ的值在1±0.03的范围之外时，即使催化器自身的各项性能正常，它也无法发挥作用，导致车辆污染物排放很高，同时也会加速催化器的老化失效。在欧洲进行的一项研究中表明：在对未通过排放检测的电喷加三元催化器的车辆进行原因分析时发现，由于λ控制失效而造成排放超标的车辆占全部受检车辆的45.45%，而由于催化器失效而排放超标的车辆比例仅为15.57%。通过对λ值的测量，可以及时判断车辆的控制和尾气净化系统是否处于正常的工作状态，及时发现和维修车辆故障，从而达到有效减少尾气排放的目的[4]。式2-1为过量空气系数（λ）的标准计算公式。2-1其中：[]＝浓度，以%Vol为单位，仅对HC以10-6(Vol)为单位；龙源期刊网＝HC转换因子，若以10-6(Vol)正已烷(C6H14)作等价表示，此值等于6×10-4；HCV＝燃料中氢和碳的原子比，根据不同的燃料可选为：汽油：1.7261，LPG：2.525，NG：4.0如果计算结果不符合3.15.2精度要求，应根据汽车（发动机）所使用的燃料选定相应常数值（下同）。OCV＝燃料中氧和碳的原子比，根据不同的燃料可选为:汽油：0.0176，LPG：0，NG：03双怠速法在用车废气检测台架系统流程设计本测试台架系统使用的主要仪器和设备有：带有储存功能的主控计算机、双怠速法专用的南华NHA-501废气分析仪及打印机等。废气分析仪与上位机之间通过RS-232C数字串行通信接口进行通讯。上位机通过RS-232C数字串行通信接口对废气分析仪发布命令，实现对废气分析仪的控制。废气分析仪通过RS-232C串口把执行命令的反馈信息或者采集的检测数据上传上位机[5]。上位机显示实时检测曲线和最终检测结论，并把检测结果储存本地数据库中。4系统软件设计本系统参考国内外同类产品性能的基础上，采用VB这种被广泛应用的面向对象的可视化工具语言开发，模块化设计，功能易于扩展，用户界面友好。系统在软件抗干扰设计中采用了数字滤波技术，从软件方面保证了数据采集的精确性。本软件系统综合了VB串口通讯技术、VB数据库接口技术、SQLSever2000数据库存储技术、数字滤波技术、采集数据实时曲线显示技术、历史数据回放曲线技术等。程序开发严格按国标GB18285-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法和工况法）》，采用硬件和软件相结合，废气分析仪通过专用的串行总线与上位计算机联成一体，构成整个控制系统。基于以上设计，系统具有运行稳定、控制精确、测量精度高、性价比高等优点。龙源期刊网结论该台架系统摆脱了机动车安全检测线的束缚，使得废气检测系统能够灵活移动。可有效测量车辆排放是否达标，为汽车维修企业和汽车售后服务部门的排放测试提供依据。该台架系统也可作为大专院校教学设备，为广大师生认识和研究机动车尾气测试技术和机动车尾气测试规程提供帮助。参考文献[1]吴晓东,宋敬滨.在用车尾气排放ASM检测系统的研究与设计[J].森林工程,2007,23(1)：66-68[2]吴晓东,宋敬滨.稳态加载工况法在用车废气排放检测系统的研究与开发[J].公路交通科技,2007,24(6)：131-134[3]吴晓东,宋敬滨.ASM在用车尾气排放检测系统开发与设计[J].林业机械与木工设备,2006,(9)：35-37[4]张跃涛,袁大宏,张云龙,王绍光,魏胜峰.在用车排放检测试验方法的研究[J].汽车工程,2001,23(3)：160-163.[5]宋敬滨.在用车尾气排放ASM检测系统的研究与开发[D].东北林业大学,2007.[6]GB3847-2005车用压燃式发动机及压燃式发动机汽车排气可见污染物排放限值及测量方法（自由加速烟度法和工况法）[S].国家环境保护总局2005,(05).作者简介：樊瑞军：1980年6月讲师，研究方向：汽车检测与诊断。