8在用车排放检测监督管理建议XXXX1104

在用车排放检测监督管理建议葛蕴珊北京理工大学2010年11月成都1.常用基本概念„按一定比例混合的燃料与空气的混合物称为可燃混合气，它的成分对发动机的动力性和经济性有很大影响。可燃混合气中空气与燃料的质量之比定义为空燃比，它是表征混合气浓度的重要概念。„理论上，1kg汽油完全燃烧所需要的空气量为14.7kg，所以空燃比为14.7∶1（A/F）的混合气称为理论混合气，14.7被称为理论空燃比。大于理论空燃比的混合气称为稀混合气，小于理论空燃比的混合气称为浓混合气。„过量空气系数λ定义为：实际空燃比/理论空燃比。„过量空气λ=1.0为理论混合气,λ1稀混合气,λ1浓混合气空燃比和汽油机排放之间的关系为有效控制汽油机的排放,需要使用三效催化剂,需要利用电控技术将汽油机的空燃比控制在理论空燃比附近,才能保证三效催化剂工作在高效区!!空燃比和汽油机的原始排放关系三效催化剂效率和空燃比之间的关系2.汽油车的排放检测方法„双怠速法;„稳态加载法(ASM法);„简易瞬态法(VMAS法)„标准规定,双怠速法是基本的测量方法,也是最简单易行。成本最低的检测方法。2.1双怠速法„为什么要进行双怠速测量？怠速：发动机最低稳定转速，一般汽油机怠速转速在850-950r/min之间。„怠速状态下，节气门全关，燃烧不稳定，为了保证燃烧稳定，需要较浓的混合气才能保证稳定燃烧，过量空气系数λ0.85-0.95„怠速工况因为混合气较浓,排放较多的HC和CO,因为燃烧温度低,NOx排放不多,因此怠速工况主要测量HC和CO.„进一步提高怠速转速,燃烧状况得以改进,汽油机进入λ闭环状态,检测这时的λ值可以监测空燃比控制的好坏。双怠速法的主要仪器设备„标准要求配备的主要仪器设备„1）气体分析仪„(至少能够测量CO、HC、CO2、O2的体积浓度，并能够计算过量空气系数λ）„2）汽油机转速测量装置、„3）主控计算机高怠速工况λ值的测量问题λ值是根据CO2、CO、HC、O2的测量结果计算出来的，能够导致上述气体浓度测量误差的因素都将导致λ值计算的偏差，在实际应用中应当特别注意λ值可能的偏差来源：仪器自身测量误差过大，特别是CO2和O2的测量误差过大，因此在实际使用中应特别注意对CO2和O2的标定，并应特别注意检查氧传感器的响应时间；排气系统漏气，导入过多的氧气，O2浓度增加；排气管插入深度不够，导致新鲜空气被吸入，O2浓度增加对双怠速法的建议„联网,统一管理数据„不能使用车辆仪表板上的转速表，应当使用专门的发动机转速传感器；„实验前车辆应当充分预热；„仪器设备需要定期检定，应对CO,HC,CO2同时标定，并检查O2的测量结果和相应时间；„注意氧传感器的有效使用周期一般是一年左右，应及时更换。„个别采用稀薄混合气燃烧方式的缸内直接喷射汽油机，λ实际控制值大于1.2.2汽油车稳态加载测量方法（ASM）ASM方法在稳定车速的状态下，给被试车辆加了较大的负荷，有利于对NOx的识别。ASM优点是对高排放车能够有较好的识别率，设备成本不高。缺点是只能测量得到CO,HC,NOx的浓度值。ASM测量系统组成12354废气分析仪主控计算机（工业控制计算机）气象站打印机底盘测功机（风冷电涡流）测功机控制器举升装置汽油机转速测量设备底盘测功机结构示意图1）先进行5025工况测试,车辆速度稳定在25km/h，载荷=基准质量/148（kW），如果5025工况测试不合格，检测结束，车辆排放不合格；2）如果5025工况检测合格，进入2540工况测试，车辆速度稳定在40km/h，载荷=基准质量/185（kW），如果2540工况测试不合格，车辆排放不合格；3）两个工况测量结果都合格，车辆排放检测合格；4）检测过程所加载荷较大，对NOx有较高的识别率；5）基准质量是人工输入的，输入错误的基准质量将导致错误的实验结果，建议通过联网数据库获得车辆的基准质量。ASM检测过程对废气分析仪的技术要求1)要求采用能够测量CO、CO2、HC、NOx和O2的五种气体分析仪；CO、CO2和HC采用NDIR原理测量;NOx和O2采用电化学电池原理（响应慢）采用其它测量原理需要进行等效证明红外法（NDIR）紫外法（NDUR）废气分析仪的技术要求(续)2）要注意分析仪的响应时间3）测量结果的准确度要求4）其它功能性要求泄露、清洗、低流量、定期标定要求5）气象站应当放置在车辆所在环境中，因为NOx的测量结果需要进行温度和湿度修正ASM法的管理建议„正确录入车型数据，使用统一的车型数据库（满足的排放标准，基准质量）；„必须定期对气体分析仪的响应时间进行严格检查，至少半年一次，要求CO,CO2,HC的响应时间小于8s,NO的响应时间小于12s；„建议加入CO+CO2总和的判定；„建议对测功机的加载精度进行定期检查；„不同设备之间的比对试验，应当成为日常管理的一部分；„气象站(测量环境温度、湿度和大气压力)一定要安放在被测车辆一致的环境中。2.3汽油车简易瞬态方法„简易瞬态工况法使用与稳态工况法相同的气体分析设备，采用瞬态工况法的试验工况。简易瞬态工况法系统是在原有的BAR97ASM排放检测系统基础上增加流量分析仪，根据测得的气体流量与浓度计算排气污染物的排放总质量。„简易瞬态法的优点是在瞬态工况下进行实验，得到质量排放g/km,能相对较好的反映出车辆在实际运行状态下的排放。„缺点是对测量结果可能产生的影响因素较多，对设备和管理的要求较高。简易瞬态排放测量系统的组成系统的响应时间稀释排气流量和稀释氧浓度的测量点排气分析仪，测量排气污染物浓度和排气氧浓度排气污染物浓度和排气氧浓度测量点质量排放=∑（污染物体积浓度*排气流量*密度）排气流量=稀释排气流量*稀释比稀释比=（环境O2－稀释O2）/（环境O2－排气O2）各仪器设备响应时间不同（T90)，管路延迟时间不同，需要主控计算机能够进行动态修正！！！稀释排气环境空气对底盘测功机的主要技术要求1)使用电力测功机或者电涡流测功机（至少能够进行加速惯量和等速阻力模拟）；2）测功机应当能够模拟车辆惯量（惯量模拟范围:800-2500kg）；3）测功机的响应应当足够快；4）设备供应商应当能够通过实验证明其加速惯量模拟能力和响应时间；5）对每台设备都需要精确测定其转动惯量,并且设置在控制系统软件中(设备验收时分别测量)；.VMAS流量计内部原理示意图•流量测量可以采用其他测量原理；•自主开发的流量测量系统需要证明系统测量精度能够满足标准要求，原理正确，测量结果可靠，无知识产权纠纷。检测过程注意事项1）车辆应当充分预热。2）分析仪响应时间修正。„主控计算机应当能够对„各种响应时间进行动态修正（包括传感器的响应时间和管路延迟时间）;3）不可以自行改变废气分析仪采样管的长度和稀释排气管的长度，因为这直接影响到管路延迟时间修正，最后对测量结果产生影响。简易瞬态法的管理建议„正确录入车型数据，使用统一的车型数据库（满足的排放标准，基准质量）；„必须对NO,O2的响应时间进行严格检查，至少半年一次，主控系统系统应能对响应时间进行动态修正；„建议加入CO+CO2总和的判定；„建议对测功机的加载精度和响应时间进行定期检查；„不同设备之间的比对试验，应当成为日常管理的一部分；„气象站一定要安放在被测车辆一致的环境中；3柴油机的排放测量„自由加速法„加载减速测量方法3.1自由加速法„为什么要进行自由加速烟度测量？„主要原因是加速过程中增压器相应滞后，空气量不足，导致加速过程中烟度增加。因此自由加速烟度在一定程度上能反映出柴油机混合气形成和燃烧状况。自由加速烟度测量技术要点„自由加速测试过程：车辆充分预热(柴油机润滑油温度在80℃以上)离合器结合，变速器置空档，柴油机处于怠速工况，将油门踏板迅速踩到底（1s以内），使柴油机从怠速转速迅速升速至最高转速，维持后松开油门至怠速工况。„正式开始测量前，实验首先重复进行3次，以吹净排气系统，然后以随后三次测量的算术平均值作为测量结果。自由加速烟度法（不透光式烟度计）1.要求采用分流测量原理的烟度计；2.测量室应加热到100℃，防止水蒸气凝结；3.能够自动进行零点和满量程校正；4.自动进行数据通讯；对设备的基本要求1）分流式不透光烟度计；烟度计具有数据接口，传输数据；2）带有润滑油温度测量装置，检查待检车辆的润滑油温度；3）主控计算机，存储测量数据和被测测量相关参数；4）2005年以后的限值是根据型式核准数据确定的，需要有联网数据库；5）注意2001-2005年之间生产的车型，增压和非增压发动机烟度限值不同；自由加速法的管理建议„通过联网数据库获得车型排放限值，2005年以后的限值根据型式核准数据库确定；„要注意保持烟度计镜面的清洁度；„车辆在测量前应当充分预热；„烟度探头插入深度应当满足要求，建议根据烟气进入测量室之前的温度判断；3.2柴油车加载减速测量方法„测量柴油车在满负荷时的烟度，防止自由加速过程可能存在的作弊行为；„测量工况为全负荷工况；„同时测量柴油车的最大输出功率和对应的柴油机转速，三个速度点的不透光烟度值；„各地在制定地方标准时应当同时制定烟度限值和轮边功率限值。柴油车加载减速烟度测量要点测量过程由以下两阶段组成：第一阶段进行功率扫描,确定最大轮边功率和对应的车速(发动机转速)。第二阶段测量三个速度段的烟度：1）最大功率点;2）最大功率车速对应车速的90%车速;3）最大功率车速对应车速的80%车速;柴油车加载减速烟度测量标准1）底盘测功机(轻型车和重型车)2）不透光烟度计3）柴油机转速传感器4）气象站5）主控计算机加载减速测量的技术要求1）注意吸收功率范围应当能够满足检测要求；2）设备准入时必须控制测量时间在2-3分钟以内，以保证测量的安全性；3）设备重复性（不透光烟度的重复性在±5%以内，扫描功率的重复性在±2%以内）4）底盘测功机的驱动电机最好采用变频控制，驱动速度至少能够达到80km/h左右。加载减速过程测量注意事项1）实验前充分检查受检车辆状况;2）实验前车辆一定要充分预热(润滑油温度80℃以上);3）一定要正确输入发动机的额定功率，最好通过数据库直接获得；4）注意安装好烟度计,烟度计镜面保持清洁;5）实验过程中必须保持油门在最大开度;加载减速法管理建议„为正确录入被测量柴油机的额定功率和满足的排放标准，应使用统一的车型数据库，通过联网获得车型基本数据；„注意控制整个实验测量时间；„有效监测烟度取样探头插入深度；„注意保持烟度计镜面的清洁；„建立日常的比对实验制度4.小结„联网对保证录入车型数据的正确性是十分重要的,只有车型数据正确才能保证后续检测的有效性和准确性；„气体分析仪的响应时间，特别是NO,O2的响应时间对保证测量准确度是非常重要的，建议定期进行检查，及时更换传感器；„建议在日常管理中，对汽油车的检测加入CO+CO2的判断；„建议定期检查底盘测功机的加载精度和响应时间；„建议建立完善的比对实验制度；„柴油车加载减速设备投入使用前，应注意完成检测所需时间；„气象站一定要安放在与被测量车辆一致的环境中；„测量前车辆一定要充分预热，充分保障车主利益；葛蕴珊Tel:010-68912035Email:[e-mail]@163.com