汽車檢測與診斷技術(shù)InspectionandDiagno

1、汽車檢測與診斷技術(shù)Inspection and Diagnosis of AutomobileDr./AP. Wang HailinVehicle Engineering Faculty，SCAU汽車檢測與診斷技術(shù) AUTOSCAU Dr./AP. Wang Hailin1第二節(jié) 排氣污染物的測定目前，大氣污染已不僅僅是在幾個工業(yè)化國家中，他已逐漸發(fā)展成為世界性的問題，尤其是在一些大中城市。隨著汽車保有量的增加，汽車排氣污染物造成的環(huán)境污染情況將日趨嚴(yán)重。所以對汽車排氣污染物的監(jiān)控預(yù)防治，已處于刻不容緩的地步。要搞好汽車排氣污染物的監(jiān)控與防治，首先必須做好防治工作。用廢氣分析儀和煙度計測定排氣

2、污染物的濃度，目的是控制排氣污染物的擴散，使其限定在被允許的范圍內(nèi)，已達到保護生態(tài)環(huán)境和自然界生態(tài)平衡的目的。 2一、廢氣污染物的主要成分汽車排放的主要污染物是：一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化合物（NOx）硫化物和微粒物（又碳煙、鉛氧化物等重金屬氧化物和煙灰等組成）。 就CO來說，如果把汽油發(fā)動機CO排放量當(dāng)作1的話，則液化氣發(fā)動機的CO排放量為1/2，而柴油發(fā)動機的CO排放量為1/100。可以看出，柴油發(fā)動機與其有發(fā)動機相比，其CO排出量要小得多。而且，柴油發(fā)動機的HC排出量也較少，但NOx排出量則和汽油機差不多，且會排出令人討厭的黑煙。汽車有害氣體主要從下述途徑排入大氣：以H

3、C為主要成分（約占HC總排量的25%），并含有CO等其他成分的竄氣，從曲軸箱排出； 在不同運行工況，從發(fā)動機廢氣排出不同成分的CO、HC（約占HC總排量的55%）及NOx等有害氣體； 汽油從油箱、化油器浮子室及油泵接頭處蒸發(fā)，散發(fā)出HC（約占HC總排量的20%）。 3二、廢氣污染物的危害 一氧化碳（CO） 在內(nèi)然發(fā)動機中，CO是空氣不足或其他原因造成不完全燃燒時，所產(chǎn)生的一種無色、無味的氣體。CO吸入人體后，非常容易和血液中的血紅蛋白結(jié)合，它的親和力是氧的300倍。因此，肺里的血紅蛋白不與氧結(jié)合而與CO結(jié)合，致使人體缺氧，引起頭痛、頭暈、嘔吐等中毒癥狀，嚴(yán)重是造成死亡。碳?xì)浠衔铮℉C） HC

4、是指發(fā)動機廢氣中的未燃部分，還包括供油系中燃料的蒸發(fā)和滴漏。單獨的HC只有在濃度相當(dāng)高的情況下才會對人體產(chǎn)生影響，一般情況下作用不大，但它卻是產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的重要成分。氮氧化合物（NOx） NOx是發(fā)動機大負(fù)荷工作時大量產(chǎn)生的一種褐色的有臭味的廢氣。NOx進入肺泡后能形成亞硝酸和硝酸，對肺組織產(chǎn)生劇烈的刺激作用。亞硝酸鹽則能與人體內(nèi)的血紅蛋白結(jié)合，形成變性血紅蛋白，可在一定程度上導(dǎo)致組織缺氧。NOx與HC受陽光中紫外線照射后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成光化學(xué)煙霧。鉛化合物 當(dāng)人們吸入含有鉛微粒的空氣時，鉛逐漸在人體內(nèi)積累。當(dāng)積累量達到一定程度時，鉛將阻礙血液中紅血球的生長，使心、肺等處發(fā)生病變；侵入大腦

5、時則引起頭痛，出現(xiàn)一種精神病的癥狀。4炭煙 炭煙是柴油發(fā)動機燃料燃燒不完全的產(chǎn)物，其內(nèi)含有大量的黑色炭顆粒。炭煙能影響道路上的能見度，并因含有少量的帶有特殊臭味的乙醛，往往引起人們惡心和頭暈。硫氧化物 汽車內(nèi)燃機尾氣中硫氧化物的主要成分為二氧化硫（SO2）。當(dāng)汽車使用催化凈化裝置時，就算很少量的SO2也會逐漸在催化劑表面堆積，造成所謂催化劑中毒，不但危害催化劑的使用壽命，還危害身體健康，而且SO2還是造成酸雨的主要物質(zhì)。二氧化碳 CO2為無色無毒氣 體，對人體無直接危害，但大氣中的CO2大幅度增加，因其對紅外熱輻射的吸收而形成的溫室效應(yīng)，會使全球氣溫上升、南北極冰層溶化；海平面上升；大陸腹地沙

6、漠趨勢加劇，是人類和動植物賴以生存的生態(tài)環(huán)境遭到破壞。 除以上幾種物質(zhì)外，還有臭氣。它由多種成分組成，除了、有臭味外，主要就是燃料的不完全燃燒產(chǎn)物，如甲醛、丙烯醛等。當(dāng)汽車停留在街道路口時，產(chǎn)生這些物質(zhì)較多，它能刺激眼睛的粘膜。除了燃燒條件有關(guān)外，臭氣的產(chǎn)生還與燃料的組成有關(guān)。隨著燃料中芳香烴的增加，排氣中的甲醛略有減小，而芳醛少許增加，從而可以適當(dāng)減少臭氣，但卻增加了更容易產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的芳烴。 5汽車內(nèi)燃機排氣所造成的公害，對汽油機而言，CO、HC和NOX是主要的有害成分，而光化學(xué)煙霧是由HC和NOX轉(zhuǎn)化而成的；對柴油機而言，CO和HC比汽油機少得多，NOX約為汽油機的，而炭煙卻比汽油機大

7、得多，是主要的有害成分。6基本概念：空燃比(AF)：是指可燃混合氣中空氣與燃料的質(zhì)量比。理論上，1kg汽油完全燃燒需要空氣14.7kg。故對于汽油機而言，空燃比為14.7的可燃混合氣可成為理論混合氣。若可燃混合氣的空燃比小于14.7，則意味著其中汽油含量有余（亦即空氣量不足），可稱之為濃混合氣。同理，空燃比大于14.7的可燃混合氣則可稱為稀混合氣，應(yīng)當(dāng)指出，對于不同的燃料，其理論空燃比數(shù)值是不同的。 過量空氣系數(shù)（）：=燃燒1kg燃料所實際供給的空氣質(zhì)量完全燃燒1kg燃料所需的理論空氣質(zhì)量 由此定義表達式可知：無論使用何種燃料，凡過量空氣系數(shù)=1的可燃混合氣即為理論混合氣；1的為濃混合氣；1的

8、則為稀混合氣。 7三、汽油車怠速排氣污染物的檢測(一)不分光紅外線氣體分析儀的結(jié)構(gòu)與原理測試原理： 這種分析儀的測量原理是建立在一種氣體只能吸收其獨特波長的紅外線(0.8-600m)特性基礎(chǔ)上的，即是基于大多數(shù)非對稱分子對紅外線波段中一定波長具有吸收功能，而且其吸收程度與被測氣體的濃度有關(guān)。如CO能夠吸收4.7m波長的紅外光線，CH4能吸收2.3m、3.4m、7.6m紅外線。 8分析儀的構(gòu)造 該分析儀是從汽車排氣管內(nèi)收集取出汽車的尾氣，并對氣體中所含有的CO和HC的濃度進行連續(xù)測定。它主要由尾氣采集部分，尾氣分析部分，尾氣指示部分和校正裝置等構(gòu)成。 91尾氣采集部分; 如圖所示，由探測頭、過濾

9、器、導(dǎo)管、水分離器和泵等構(gòu)成。用探頭、導(dǎo)管、泵從排氣管采集尾氣。排氣中的粉塵和碳粒用過濾器濾除，水分用水分離器分離出去。最后，將氣體成分輸送到分析部分。102尾氣污染物的分析部分 該分析儀是由紅外線光源，測量室(測定室、比較室)，回轉(zhuǎn)扇和檢測器構(gòu)成。它由兩個紅外線光源發(fā)出兩組分開的射線，這些射線被兩旋轉(zhuǎn)扇片同相地遮斷，從而形成射線脈沖，射線脈沖經(jīng)濾清室，測量室而進入檢測室，測量室由兩個腔室組成，一個是比較室，另一個是測定室。比較室中充有不吸收紅外線的氮氣，使射線能順利通過。測定室中連續(xù)填充被測試的尾氣，尾氣中CO含量越高，被吸收的紅外線就越多。檢測室由容積相等的左右兩個腔室組成，其間用一金屬膜

10、片隔開，兩室中充有同摩爾數(shù)的CO而HC由于受到其他共存氣體的影響，所以使用固體濾光片 ，僅讓具有HC(正已燒)3.5m附近的波長到達檢測室內(nèi)。HC(正己烷)被封入檢測器，樣品室中的HC(正己烷)吸收量也就能被檢測器檢測出來。 113濃度指示部分 尾氣的濃度指示部分根據(jù)分析部分傳來的電信號，在CO指示表上CO濃度以容積百分?jǐn)?shù)(%)為單位，在HC指示表上HC濃度以正己烷當(dāng)量容積百萬分?jǐn)?shù)(10-6或ppm)為單位直接指示出來。利用零點調(diào)整旋鈕，標(biāo)準(zhǔn)氣體校正調(diào)整旋鈕、量程轉(zhuǎn)換開關(guān)，使儀表指示零位及指示值量程得到調(diào)節(jié)。另外,由于流程系統(tǒng)的一端設(shè)置的流量計，因而能夠了解到尾氣在流經(jīng)儀器測試系統(tǒng)過程中的異常

11、情況。124校正裝置 校正裝置是為了維持測定器的指示精度、保持準(zhǔn)確的測定值而設(shè)置的。校正裝置有用標(biāo)準(zhǔn)氣體進行校準(zhǔn)的校準(zhǔn)裝置和對指示值機械校正的簡易校正裝置兩種。（1）標(biāo)準(zhǔn)氣體校正裝置 標(biāo)準(zhǔn)氣體校正裝置是用標(biāo)準(zhǔn)氣從專用注入口直接注入分析部分，通過標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度和儀表指示值的比較，進行校正。（2）簡易校正裝置 簡易校正裝置是用遮光板來改變通過分析部分測定室側(cè)的紅外線數(shù)量,來進行指示針的簡易校正。13（二）汽油車廢氣分析儀(非分散型紅外線氣體分析儀)的使用方法 汽油車的排氣測定方法分多工況法、等速工況法和怠速法。怠速法中包括了單怠速法和雙怠速法，檢測站主要以單怠速法測量汽油車的排氣污染物，其實怠速法并

12、不能具體反應(yīng)車輛的實際情況，但是由于其操作簡單，并且限制條件較少，故在檢測站廣泛采用。141. 測定前的準(zhǔn)備工作 在進行汽車排放污染物檢測時必須做好測定前的準(zhǔn)備工作，包括測量儀器的準(zhǔn)備和被測車輛的準(zhǔn)備。（1）儀器的準(zhǔn)備 儀器使用前，先接通電源，預(yù)熱30min以上。 接著從儀器上取出采祥導(dǎo)管進行校正：吸進清潔空氣，用零點調(diào)整旋鈕去調(diào)整零位，再把測定器附屬的標(biāo)準(zhǔn)氣體從標(biāo)準(zhǔn)氣體注入口注入，用標(biāo)準(zhǔn)氣體校正旋鈕，使指示值符合校正基準(zhǔn)值。(注意：當(dāng)注入標(biāo)準(zhǔn)氣體時，應(yīng)關(guān)閉儀器上的泵開關(guān))。15 一氧化碳測定器是以標(biāo)準(zhǔn)氣體儲氣瓶里的一氧化碳濃度作為校正基準(zhǔn)值，而碳?xì)浠衔餃y定器由于在標(biāo)準(zhǔn)氣體里采用丙烷(C3H

13、8)氣體，所以須通過下式求出正己烷(C6H14)換算值來作為校正基準(zhǔn)： 校正基準(zhǔn)值=標(biāo)準(zhǔn)氣體(丙烷)濃度換算系數(shù)(正已烷換算值) 例：換算系數(shù)0.530，標(biāo)準(zhǔn)氣體丙烷濃度70010-6。 校正基準(zhǔn)值=70010-60.530=37110-616簡易校正開關(guān)對于有校正位置刻度線的儀器，可用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整旋鈕把儀表指針調(diào)到標(biāo)準(zhǔn)刻度線位置。對于沒有標(biāo)準(zhǔn)刻度線的儀器，要在標(biāo)準(zhǔn)氣校正后立即進行簡易校正，使儀器指針與標(biāo)準(zhǔn)氣校正后的指示值重合。 17（2）車輛準(zhǔn)備 A排氣系統(tǒng)不得有泄漏。 B應(yīng)保證取樣探頭插入排氣關(guān)的深度不小于400mm，否則排氣管應(yīng)加接管，但應(yīng)保證接口不漏氣。 C發(fā)動機應(yīng)達到規(guī)定的熱狀態(tài)。 D按汽車制造廠使用說明書規(guī)定的調(diào)整法，調(diào)至規(guī)定的怠速和點火正時。182