汽車尾氣檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法

1、汽車尾氣檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法摘要】：針對(duì)汽車尾氣，在介紹尾氣中含有的污染物及其危害基礎(chǔ)上，對(duì)目前 比較常用的尾氣污染物檢測(cè)方法進(jìn)行深入分析。以此為選擇正確可行的檢測(cè)方法 以及檢測(cè)方法的優(yōu)化改進(jìn)提供參考借鑒，實(shí)現(xiàn)不斷提高檢測(cè)技術(shù)水平的目標(biāo)?！娟P(guān)鍵詞】：汽車尾氣；檢測(cè)裝置；檢測(cè)方法引言據(jù)統(tǒng)計(jì)，一輛汽車一年排出的尾氣量足足比汽車自身重量大三倍。因此，控 制尾氣污染源的排放，加強(qiáng)對(duì)尾氣的檢測(cè)與治理成為環(huán)保措施的重中之重。1、機(jī)動(dòng)車尾氣的組成和危害1.1CO機(jī)動(dòng)車運(yùn)行時(shí)若氧氣供應(yīng)不足，燃料不能夠完全燃燒，易生成CO。發(fā)動(dòng)機(jī)怠 速時(shí)，生成的CO濃度較高。CO在血液中極易與血紅蛋白結(jié)合，形成碳氧血紅蛋 白，

2、使血紅蛋白喪失攜氧的能力和作用，令人感到頭暈、惡心，嚴(yán)重時(shí)可造成窒 息死亡。1.2氮氧化合物氮氧化合物多是在高溫不完全燃燒的工況下產(chǎn)生的，研究表明柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的 氧化氮含量高于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。氮氧化物包含NO和NO2,其中NO占主要部分。 進(jìn)入人體后，NO與血液中血紅蛋白相互結(jié)合，使機(jī)體不能正常輸送氧氣。它與 空氣中的氧氣反應(yīng)生成NO2。NO2在一定條件下能夠形成酸雨，危害環(huán)境。1.3碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔锂a(chǎn)生的原因?yàn)槿剂闲孤?、揮發(fā)或未充分燃燒。它含有多種成分， 主要包括了丙烯、乙炔、甲烷、苯等有機(jī)物質(zhì)，這些有機(jī)物質(zhì)會(huì)刺激人體的結(jié)膜、 呼吸道系統(tǒng)，苯和苯的衍生等還會(huì)產(chǎn)生致癌作用，嚴(yán)重威脅人類健康。1.

3、4顆粒物可燃物質(zhì)、未燃燒的物質(zhì)、燃燒生成物是顆粒物的三個(gè)來源，顆粒物質(zhì)的組 成中以固態(tài)炭為主。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的顆粒物比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)多。它能夠通過呼吸 道進(jìn)入人體，損害呼吸系統(tǒng)，消化道系統(tǒng)。某些顆粒物還會(huì)吸附SO2及有致癌作 用的多環(huán)芳香烴等致癌物質(zhì)，增加了人類患癌的風(fēng)險(xiǎn)。在一定條件下，顆粒物會(huì) 形成霧霆天氣，影響不容忽視。2、機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)與工作原理2.1結(jié)構(gòu)組成不分光紅外線氣體分析儀主要由廢氣取樣裝置、校準(zhǔn)裝置、濃度指示裝置以 及廢氣分析裝置構(gòu)成。其中，廢氣取樣裝置由泵、水分離器、導(dǎo)管、濾清器以及 取樣探頭構(gòu)成；校準(zhǔn)裝置通過遮擋部分紅外線，減少部分紅外線能量實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單校 準(zhǔn)；濃度指示裝置

4、由HC指示裝置、CO指示裝置構(gòu)成，包括數(shù)字顯示器和指針顯 示器兩種；廢氣分析裝置主要由傳感器、測(cè)量室、旋轉(zhuǎn)扇輪、氣樣室以及紅外線 光源構(gòu)成。2.2工作原理汽車排氣中的HC，CO等氣體，均具備吸收紅外線的性質(zhì)，但吸收紅外線的 波長(zhǎng)有差異，并且，紅外線吸收程度與排氣濃度也有相關(guān)性。機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)裝 置是根據(jù)該原理來檢測(cè)機(jī)動(dòng)車排氣中的污染物含量，即便排氣中的廢氣是混合的， 但不影響該檢測(cè)方法得到的測(cè)量值。（1）CO2反應(yīng)空燃比。機(jī)動(dòng)車正常排氣中，CO2含量為1%-2%，若CO22%，代表混合氣太稀，導(dǎo)致該現(xiàn)象的原因很多，例如 EGR閥泄漏、真空泄漏、燃油油壓低等，均可能導(dǎo)致混合氣過稀。（2）HC高反

5、應(yīng)燃油未充分燃燒。一般來說，在燃燒室壁面激冷時(shí)才會(huì)產(chǎn)生 HC，導(dǎo)致HC高的原因可能是油壓過高或過低、噴油器泄漏或堵塞、點(diǎn)火間歇性 不跳火、混合氣過濃或過稀、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高、氣缸壓力不足等。（3）燃燒不充分?；旌蠚膺^濃會(huì)生成CO, CO濃度較高則代表燃油系統(tǒng)存在 故障，例如點(diǎn)火太早、燃油供應(yīng)太大、混合氣不潔凈等。若電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的CO濃 度過高，則代表電控系統(tǒng)存在故障、油壓過高或噴油器漏油。（4）氮氧化合物NOx變化的影響因素。無論運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如何，提高點(diǎn)火負(fù)荷， 均會(huì)提高NOx。若進(jìn)氣歧管真空降低，則燃燒室溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷均會(huì)提高，繼 而提高循環(huán)溫度，增加NOx含量，若進(jìn)氣歧管真空增加，則燃燒室溫度、

6、發(fā)動(dòng)機(jī) 負(fù)荷均會(huì)降低，繼而降低循環(huán)溫度，減少NOx含量。提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，因渦流作用會(huì)加快火焰?zhèn)鞑ニ俣龋^而降低熱損失，提高 燃燒壓力和溫度，若混合氣濃度較高，則增加NOx含量，若混合氣濃度較低，則 減少NOx含量。3、汽車尾氣污染物檢測(cè)方法3.1怠速法即對(duì)處于怠速狀態(tài)下車輛尾氣中的污染物濃度進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，環(huán)境溫度 應(yīng)處于20C-30C范圍內(nèi)，先對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，使冷卻液、機(jī)油實(shí)際溫度與壓 力都處于平衡狀態(tài)。在檢測(cè)過程中，離合器應(yīng)從處在結(jié)合處，當(dāng)汽車為手動(dòng)擋時(shí)， 變速桿要放在空檔處，當(dāng)為自動(dòng)擋時(shí)，變速桿要放在駐車處。檢測(cè)中，轉(zhuǎn)速按 10025Or/min嚴(yán)格控制。這一檢測(cè)方法的操作比較簡(jiǎn)單且

7、快速，但和車輛行駛狀 態(tài)不相符，已經(jīng)被發(fā)達(dá)國(guó)家淘汰。3.2雙怠速法現(xiàn)階段很多國(guó)家與地區(qū)都使用這一方法，其排放標(biāo)準(zhǔn)指的是兩種空轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì) 應(yīng)的污染物排放，其中一種為普通怠速狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速，也即是說明書所示怠速轉(zhuǎn) 速；而另一種則為高怠速轉(zhuǎn)速，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，它是額定功率轉(zhuǎn)速1/2。因汽車 怠速過程中混合氣的濃度很大，所以會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)換器效率造成影響。對(duì)此，為檢測(cè)確 定由于轉(zhuǎn)化效率下降引起的排放增加，需對(duì)采用了轉(zhuǎn)化器的汽車做高怠速檢測(cè)。 對(duì)不同組分進(jìn)行的測(cè)試，都使用NDIR，在必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行對(duì)空燃比檢測(cè)3.3簡(jiǎn)易工況法該方法的主要優(yōu)勢(shì)為程序十分嚴(yán)重，若未按標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行操作，將無法開展 下一步。一般每輛車有兩次機(jī)

8、會(huì)，若第一次沒過能進(jìn)行第二次，若第二次還沒過 則無法進(jìn)行后續(xù)檢測(cè)。該方法的特點(diǎn)包括：對(duì)排放檢測(cè)及控制裝置實(shí)際使用效 果進(jìn)行測(cè)試與判定；在車輛處于實(shí)際工況時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的結(jié)果符合車輛行 駛實(shí)際情況；可測(cè)定尾氣中污染物實(shí)際濃度及總量；采用該方法確定的排 放問題遠(yuǎn)多于之前提到的怠速法；檢測(cè)結(jié)果真實(shí)準(zhǔn)確，能減少因檢測(cè)不準(zhǔn)確產(chǎn) 生的問題。3.4自由加速法對(duì)于現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)，其測(cè)試方法應(yīng)采用濾紙煙度法。該方法的原理為：采用 抽氣泵吸入尾氣，尾氣中的顆粒物將被濾紙阻隔，在濾紙上產(chǎn)生若干污斑；利用 光束對(duì)濾紙進(jìn)行照射，并在上方放好硒光電池，當(dāng)污斑較黑時(shí)，光反射將變少， 使光電壓降低，在儀表上顯示出示值；當(dāng)濾紙

9、較黑時(shí)，煙度計(jì)的示值將變大。測(cè) 試采用以下方法：把取樣探頭固定在排氣管中，使插深達(dá)到300mm，同時(shí)使兩者 軸線保持平行；然后在油門踏板上設(shè)置泵開關(guān)，待濾紙的走位及殘存碳煙清除完 成后，把踏板壓到底，保持4s,之后將其松開根據(jù)儀表的指示進(jìn)行讀數(shù)，每巧、 執(zhí)行一次操作，連續(xù)進(jìn)行4次測(cè)量，以后3次測(cè)量結(jié)果均值為本次測(cè)量的煙度值。 該方法操作簡(jiǎn)單，設(shè)備便宜其易于攜帶，周期短，在柴油機(jī)車中達(dá)到廣泛應(yīng)用3.5LUGDOWN 法在排氣管中插入探頭，深度達(dá)到400mm，然后連接煙度儀，對(duì)排氣煙度、輪 邊功率及發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試點(diǎn)為：最大功率；90%最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速; 80%最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)三個(gè)點(diǎn)

10、的測(cè)試結(jié)果都符合要求時(shí)，才視為排放合格。因測(cè)試與數(shù)據(jù)采集整個(gè)過程均自動(dòng)完成，所以煙度計(jì)必須滿足下列要求：采 樣頻率不小于10次/s；配置能和測(cè)功機(jī)相匹配的用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)难b置另外， 測(cè)功機(jī)還需配置自控模塊，實(shí)現(xiàn)煙度自動(dòng)測(cè)試。模塊中的軟件要能對(duì)傳感器與煙 度計(jì)進(jìn)行直接控制，無需人工干預(yù)完成整個(gè)測(cè)試過程。測(cè)試通常要在2min之后 完成。對(duì)于控制模塊，主要通過對(duì)以下參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)行數(shù)據(jù)采集：行駛速 度；吸收功率；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；尾氣煙度。因控制模塊配有實(shí)時(shí)顯示裝置， 所以能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與吸收功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。結(jié)語機(jī)動(dòng)車是移動(dòng)的污染源，它的治理難于固定源，在尾氣污染日益嚴(yán)重的今天， 尾氣治理需要社會(huì)