汽车检测线专项训练-6-1尾气检测

朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔第6章汽车尾气的检测朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔汽油车所必需控制的排放污染物包括HC、CＯ以及NＯ(仅对2001年1月1日以后上牌车辆)，能够检测这些排放污染物的设备称为汽油车尾气分析仪，也有俗称为废气分析仪、排气分析仪的。这种仪器视其可以测量组分的数目，可分为二组分、四组分、五组分分析仪。见表4—14所示。HCCOCO2O2NO二组分分析仪○○———四组分分析仪○○○○—五组分分析仪○○○○○汽油车尾气分析仪分类表4—14注：表中标注○为该类仪器可测组分。汽车尾气的检测朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔我国20世纪80年代国内汽车排放污染物的控制对象主要是在怠逮状态下的HC、CO，开始使用二组分尾气分析仪。进入20世纪90年代后，在国际上，二组分尾气分析仪已越来越多地被四组分尾气分析仪所代替，这是因为：①研究表明，有害排放物的排放量直接受汽车发动机燃烧状态的影响。而尾气中的CO2及O2的浓度，正是表征发动机燃烧状态的重要参数。正常燃烧时，尾气中CO2的浓度应在12％左右，而O2应在l％左右。②前大多数电喷车装有闭环式控制的三元催化转化器，它的净化效率在发动机工作时的过量空气系数值λ在1．0附近最为理想。通过对尾气中的CＯ、HC、CO2、O2浓度进行运算，可以得出相应的过量空气系数λ。③通过分析尾气中CO2和O2的浓度，可以及时发现许多问题，如：在检测过程中出现的诸如取样探头脱落；取样管路漏气等失误；以及某些作弊现象(如在排气管上打孔、拿掉接口垫等)。因为这些现象存在时，排气中的O2浓度会异常升高，而CO2浓度异常降低。近年来，汽车尾气中的NＯ对环境造成的污染日益受到重视，因而在原有的四组分尾气分析仪的基础上增加了NO检测功能，构成了五组分尾气分析仪。并且四组分、五组分尾气分析仪的使用已成为主流。五组分尾气分析仪采用不分光红外线吸收原理对汽车尾气中的HC、CO、CO2进行分析，采用电化学电池原理，对汽车尾气中的O2、NO进行分析，下面分别叙述。朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔4.7.3汽车尾气检测方法不同国家和地区对汽油车废气排放检测工况和方法有不同的要求。主要有怠速工况法、双怠速工况法、加速模拟工况法(AccelerationSimulationMode，缩写为ASM)等。1．怠速工况试验法怠速工况法主要测量CO和HC的排放量。发动机在怠速工况下转速低，节气门开度小，混合气较浓，发动机燃烧温度低，排气中CO、HC等含量比较多，所以要加以检测。我国怠速工况法测量程序如下：如图4—76所示，①发动机先以70％额定转速维持60s；②转入怠速状态维持15s；③开始读数，读取30s内的最高值和最低值，取其平均值即为测量结果。CO排放量的单位是“％”，即“容积百分数”。HC的单位有“ppm”（partspermillion）和“％”，即“容积百万分数”(10-6)。图4—76怠速排放测量程序怠速法的特点是操作简便但有一定的局限性。例如它难以检验NOX的排放情况(因NOX在高温、大负荷时排放较多)；对于EFI发动机来说，由于其怠速控制部分是相对独立的，所以怠速测试合格并不能说明各种工况下都合格。国家标准规定了各类车辆进行怠速试验时排放污染物限值，见表4—15。车辆类型轻型车重型车CO（%）HC/（10-6）①CO（%）HC/（10-6）①1995年7月1日以前生产的在用汽车4.512005.020001995年7月1日起生产的在用汽车4.59004.51200装配点燃式发动机的车辆怠速试验排气污染物限值表4—15①HC体积浓度值按正已烷当量计量。朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔2.双怠速工况试验法双怠速试验是国外为了监控因化油器量孔磨损或因催化转化器转化效率降低所造成的汽车排放恶化，而采取的一种简单而有效的测量方法。该方法要求被测车辆走热后，然后程序如图4—77所示：①70％额定转速下运行lmin；②再降至50％额定转速(高怠速)，稳定后测量一次排气污染物平均值；③最后降至怠速，稳定后再测量一次读数。其中，高怠速排放测量值应低于低怠速测量值。汽车双怠速试验排气污染物限值见表4—16。图4—77双怠速排放测量程序装配点燃式发动机的车辆双怠速试验排气污染物限值表4—16①HC体积浓度值按正己烷当量计量。②M1指车辆设计乘员数(含驾驶员)不超过6人，且车辆的最大总质量不超过2500kg。③N1还包括设计上乘员数(含驾驶员)超过6人，或车辆的最大总质量超过2500kg但不超过3500kg的M类车辆。车辆类型怠速高怠速CO（%）HC/（10-6）①CO（%）HC/（10-6）①2001年1月1日以后上牌照的M②1类车辆0.81500.31002002年7月1日以后上牌照的N②1类车辆1.02000.5150朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔3．加速模拟工况(ASM)试验法加速模拟工况(ASM)试验方法检测的排放包括CO、HC和NO。加速模拟工况试验方法简称工况法。工况法由两个试验组成，分别称为ASM5025和ASM2540。进行ASM试验需要使用两种设备：底盘测功试验台和尾气分析仪。表4—17为加速模拟工况试验排气污染物限值。注意，表中对于在用车测试NO含量的要求，表示的是废气中NOx的含量。装配点燃式发动机的车辆加速模拟工况试验排气污染物限值表4—17车辆类型基准质量（RM）/kgASM5025ASM2540HＣ/（10-6）CO（%）NO/（10-6）HＣ/（10-6）CO（%）NO/（10-6）2001年1月1日以后上牌照的M1辆＜10502602.225002602.42300＜12502301.822002302.22050＜14701901.518001901.81650＜17001701.315501701.51400＜19301501.113501501.31250＜21501３01.012001301.21100＜25001200.910501201.11000朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔试验过程如图4—78所示。表4—18出了具体试验循环说明。1）ASM5025工况①经预热后的车辆加速至25.0km／h，②测功机以车辆速度为25.0km／h，加速度为1.475m／s2时的输出功率的50％作为设定功率对车辆加载，③车辆以(25.0±1.5)km／h的速度持续运转l0s后，开始计时测试，持续运行测试时间为90s。图4—78加速模拟工况（ASM）试验过程工况运转次序速度（km/h）操作时间（s）测试时间（s）502510~253.5~8.5—2251032590902540125~402.3~5.6—240103409090加速模拟工况(ASM)试验运转循环表表4—182）ASM2540工况①在ASM5025工况试验结束后，车辆立即加速至40.0km／h，②测功机以车辆速度为40.0km／h，加速度为1.475m／S2时的输出功率的25％作为设定功率对车辆加载，③车辆以(40.0±1.5)km／h的速变持续运转10s后，开始计时测试，持续运行测试时间为90s。若第一次试验不合格，可进行复检试验。要求连续进行ASM5025和ASM2540工况试验，每个工况测试时间延长至145s，两个工况重复测试时间为290s。朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔4.7.4CO／HC两气体废气分析仪使用本节以佛山分析仪器厂生产的MEXA-324F型CO／HC红外线气体分析仪为例，介绍检测方法、仪器校正方法及检测中应注意事项等。1)检测所需仪器设备条件MEXA-324F型CO／HC红外线气体分析仪(图4—79)、HC／CO标准气体(即浓度已知的样气)、被检测汽油车及220V／50Hz电源。加速模拟工况检测时还需要底盘测功试验台。1—HC指示仪表；2—CO指示仪表；3—标准气注入口；4—电源指示灯；5—流量计；6—电源开关；7—泵开关；8—CO零位旋钮；9—CO量距旋钮；10—机械检查开关；11—CO量程切换开关；12—HC量程切换开关；13—HC零位旋钮；14—HC量距旋钮图4—79红外线气体分析仪面板朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔2)检测前的准备(1)被检测汽油车的准备检测前应使被测汽油车运转达到正常使用温度。(2)仪器的准备①用取样软管把测试探头(带前置过滤器)和水分离器连接起来，并用软管夹箍夹紧(如图4—80)，防止接头部位漏气。②将水分离器连接封仪器的样品气入口，注意使密封垫圈可靠夹紧。③接通仪器电源，把电源开关拨到“开”，预热30min，在预热过程中用CO、HC零位旋钮不断进行调零。④把测试探头置于洁净空气中，将泵开关拨到“开”，检查流量监测器的指针是否指在黑色区域，在黑色区域正常，表明抽气流量足够大。如果指针落在红色区域，表明抽气流量太小，应检查探头、前置滤清器、粉尖过滤器等是否堵塞。如有堵塞应清洁探头，更换滤芯或滤纸。图4—80采样管连接方法图4—81仪器校正方法朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔(3)仪器的校正仪器的校正必须在电源开关、泵开关拨到“开”位预热30min后进行。校正分为用标准气体进行的精确校正和用机械检查器进行的简易校正。①用标准气体校正图4—81仪器校正方法②用机械检查进行简易校正朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔(3)仪器的校正①用标准气体校正首先要确定校正值。标准气瓶上所标明的CO气体浓度就是其校正值；但是标准气瓶上所标明的丙烷(C3H8)气体浓度应与仪器上所标明的换算系数(本仪器为0.51)相乘后的值作为正已烷(C6H14)换算浓度，此值作为HC气体浓度的校正值。根据校正值大小选择适当的量程档位。仪器的零位校正。取下水分离器，吸人清洁空气，待指针充分稳定后，调整零位旋钮，使指针指到零位。仪器的量距校正。将泵开关拨到“关”位，使标准气瓶喷嘴对准仪器的标准气人口(图4—81），用力压紧直到指示稳定，一般只需7～8s。取下标准气，密封标准气人口，用螺丝刀调整CO、HC量距旋钮，使其指示值与标准气瓶标明的气体浓度(或换算浓度)一致。图4—81仪器校正方法朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔(3)仪器的校正图4—81仪器校正方法②用机械检查进行简易校正在测量精度要求不高的情况下，可用机械检查开关来进行简易校正。先把量程开关切换到最低量程(CO：2％档，HC：500ppm档)。取下水分离器，将泵开关拨到“开位，确认零点正确。按下机械检查开关，用螺丝刀调整仪器右侧面板上简易校正值调节电位器(图4—81)，使指示值与设定值(HC设定值400ppm，CO设定值为1．5％)一致。朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔3)检测方法及步骤检测时被测车应达到正常使用温度，处于怠速状态。(1)怠速工况法(２)双怠速工况法(3)加速模拟工况(ASM)法(4)测试结束后，朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔3)检测方法及步骤检测时被测车应达到正常使用温度，处于怠速状态。(1)怠速工况法①仪器经过30min预热及校正后，将水分离器连接到仪器的样品气人口，把取样探头插入汽车排气管出口，插入深度不得小于0.30m。②根据表头指示，选择适当的量程档位，发动机怠速运转，在30s内读取最高值和最低值，取其平均值为测量结果，也可在30s内随机读取3次数据，取其平均值为测量结果。(２)双怠速工况法①仪器经过30min预热及校正后，将水分离器连接到仪器的样品气人口，把取样探头插入汽车排气管出口，插入深度不得小于0.30m。②发动机按程序要求在高怠速维持15s后开始读数，读取30s内排放物的最高值和最低值，