第九章 汽車公害及檢測

第九章汽車公害及檢測

汽車的公害包括汽車排氣對大氣的污染；噪聲對環(huán)境的危害；汽車電氣設(shè)備對無線電及電視廣播等的電波干擾三個方面。排氣污染對人們的生活環(huán)境影響最大，其次是噪聲公害，而電波公害由于不直接影響人體健康，并且是局部性問題，所以沒有前兩者重要。

檢測排氣污染物的目的是控制排氣污染物的擴(kuò)散，使其限定在被允許的范圍內(nèi)，以達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境和自然界生態(tài)平衡的目的。我國于1979年頒布了《環(huán)境保護(hù)法》，1983年發(fā)布并于1984年實施了《汽車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和測量方法》。第一節(jié)汽車排放污染物的形成及危害

汽車排放的污染物主要有：一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化物(NOx)、微粒物(由炭煙、鉛氧化物等重金屬氧化物和煙灰等組成)和硫化物等。這些污染物由汽車的排氣管、曲軸箱和燃油系統(tǒng)排出，分別稱為排氣污染物、曲軸箱污染物和燃油蒸發(fā)污染物。一、一氧化碳(CO)CO是烴燃料燃燒的中間產(chǎn)物，排氣中的CO是由于烴的不完全燃燒所造成的。汽車排放的污染物

二、碳?xì)浠衔?HC)

排氣中的HC是由未燃燒的燃料烴、不完全氧化產(chǎn)物以及燃燒過程中部分被分解的產(chǎn)物所組成。三、氮氧化合物(NOx)

氮氧化物主要指一氧化氮(NO)和二氧化氮(N02)，它是由排氣管排出。四、浮游微粒汽油機中主要微粒：鉛化物、硫酸鹽、低分子物質(zhì)；柴油機中主要微粒為石墨形的含碳物質(zhì)(炭煙)和高分子量有機物(潤滑油的氧化和裂解產(chǎn)物)。五、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)。

六、汽油車排放污染物的影響因素

1．空燃比空燃比A／F是影響汽油機排氣中污染物產(chǎn)生的重要因素之一：隨著空燃比的增加，C0排放濃度逐漸下降；HC排放濃度在A／F≈18時有最小值，A／F降低或升高都會使HC排放濃度增加；而NOx排放濃度在A／F≈16時有最大值。

2．點火時間和點火能量點火正時對CO排放濃度影響較小，除非點火正時過分推遲使CO沒有充分的時間完全氧化而引起CO排放量增加。

七、柴油機排放污染物的影響因素

1．柴油柴油的性質(zhì)對炭煙的生成有一定的影響。蒸發(fā)性差的燃料往往霧化也差，對排氣煙度有不利的影響。著火性好的燃料對冷起動有利，但由于著火延遲期短，著火后噴人氣缸的燃料增多，容易產(chǎn)生炭煙，所以十六烷值過高的燃料煙度增加顯著。就對煙度的影響而言，燃料的著火性比蒸發(fā)性更重要。

2．過量空氣系數(shù)柴油機燃燒室內(nèi)混合物是極不均勻的。各區(qū)空燃比是影響燃料裂解和氧化的主要因素。

3．柴油霧化質(zhì)量柴油機排氣煙度與霧化品質(zhì)關(guān)系密切，在柴油機噴油過程中，每次噴油將結(jié)束時，噴油壓力下降，霧化質(zhì)量變羌，使液滴直徑比主要噴射階段的油滴大4—5倍，這些油滴蒸發(fā)與燃燒的時間短，周圍氧的濃度低，容易產(chǎn)生炭煙。

4．噴油時刻在直噴式柴油機中，當(dāng)其他參數(shù)不變，加大噴油提前角可以降低排氣煙度。第二節(jié)汽油車排氣污染物的檢測

汽油車排氣污染物的排放限值由GBl4761.5《汽油車怠速污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定。檢測方法則由(GB/T3845《汽油車怠速污染物測量方法》規(guī)定。一、檢測儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各排氣組分均應(yīng)采用不分光紅外線吸收型(NDlR)監(jiān)測儀進(jìn)行檢測?，F(xiàn)以國內(nèi)用戶最多的MEXA--324F為例。

1．氣路系統(tǒng)(圖9-1)1)取樣系統(tǒng)

2)分析系統(tǒng)(又稱分析通道)3)排水與分流通道

MEXA--324F廢氣分析儀2．光路系統(tǒng)(又稱光學(xué)平臺)

光路系統(tǒng)由光源、氣室(分參比氣室—又稱標(biāo)準(zhǔn)氣室、工作氣室—又稱測量氣室)、切光電機、檢測器等組成。從光源發(fā)出的兩束紅外光，分別通過標(biāo)準(zhǔn)氣室和工作氣室后，到達(dá)檢測器。

1)光源每對光源的工作電壓為7V，工作溫度為730C，單邊工作電流1.13A。儀器是采用雙光路結(jié)構(gòu)。

2)切光電機切光電機是一個12極磁滯式交流同步電機。

3)參比氣室和工作氣室

4)光學(xué)遮光板作用是調(diào)節(jié)參比氣室和工作氣室的通光量。

3.檢測器、控制系統(tǒng)

4．檢測器檢測器是儀器的關(guān)鍵部件，其工作原理如圖9-6所示。檢測器具有對不同的測量對象的選擇性，這是與檢測器內(nèi)的氣體成分有關(guān)。檢測器只對4.67μm和3．45μm波段的紅外光敏感。當(dāng)這些波長的紅外光進(jìn)入檢測室時，射人的紅外光就被檢測器內(nèi)的氣體吸收而引起能量的變化。其他波長的紅外光則不起作用，這就是檢測器的選擇性。

5．控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)包括面板上的“電源”開關(guān)、“氣泵”開關(guān)、“量程切換”開關(guān)、“調(diào)零”旋鈕及“量距”旋鈕等(圖9-7)。檢測器是儀器的關(guān)鍵部件。其工作原理如圖9-6所示。檢測器具有對不同的測量對象的選擇性，這是與檢測器內(nèi)的氣體成分有關(guān)。檢測器只對4.67μm和3．45μm波段的紅外光敏感。當(dāng)這些波長的紅外光進(jìn)入檢測室時，射人的紅外光就被檢測器內(nèi)的氣體吸收而引起能量的變化。其他波長的紅外光則不起作用，這就是檢測器的選擇性。檢測器檢測器只對4.67μm和3.45μm波段的紅外光敏感。當(dāng)這些波長的紅外光進(jìn)入檢測室時，射人的紅外光就被檢測器內(nèi)的氣體吸收而引起能量的變化。其他波長的紅外光則不起作用。紅外光敏感4．電路系統(tǒng)

2．電路系統(tǒng)電路系統(tǒng)包括前置放大器、主放大器。

1)前置放大器由于檢查器具有非常高的輸出阻抗，由此必須將檢測器微弱信號直接從檢測器的引出線連接至前置放大器的輸入端，以減少外界干擾，并且為了減少空間電磁場的干擾，前置盒用金屬屏蔽罩密封。

2)主放大器儀器中CO和HC分析系統(tǒng)的主放大器在電路結(jié)構(gòu)上是大致相同的，它們都把檢測器輸出的信號予以放大、整流、量程切換，并顯示出相應(yīng)的待測氣體濃度值。5．控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)包括面板上的“電源”開關(guān)、“氣泵”開關(guān)、“量程切換”開關(guān)、“調(diào)零”旋鈕及“量距”旋鈕等。

1)“零位調(diào)整”電位器

2)“量程切換”開關(guān)

3)“量距”電位器；(1)在用標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行量距校正時，用量距旋鈕調(diào)整使表頭示值與標(biāo)準(zhǔn)氣濃度一致。

(2)在用機械檢查開關(guān)進(jìn)行簡易校正時，用量距旋鈕調(diào)整，使表頭指示值調(diào)至機械檢查設(shè)定值(綠色三角區(qū))的指示中央點。

4)“機械檢查”開關(guān)

5)電源開關(guān)

6)氣泵開關(guān)二、汽油車排氣污染物的測定

1)對受檢車輛的要求

2)測量程序

(1)必要時在發(fā)動機上安裝轉(zhuǎn)速計、點火正時儀、冷卻水和潤滑油測溫計等測試儀器。

(2)發(fā)動機由急速工況加速至0.7額定轉(zhuǎn)速，維持60s后降至怠速狀態(tài)。

(3)發(fā)動機降至怠速狀態(tài)后，將取樣探頭插入排氣管中，深度等于400mm，并固定于排氣管上。

(4)發(fā)動機在怠速狀態(tài)，維持15s后開始讀數(shù)，讀取30s內(nèi)的最高值和最低值，其平均值即為測量結(jié)果。

(5)若為多排氣管時，取各排氣管測量結(jié)果的算術(shù)平均值。操作注意事項

(1)放置儀器時，應(yīng)注意以下幾點；

①避免放置在傾斜、不穩(wěn)的地方，并應(yīng)避開振動源。

②避免放在直接面向排氣和陽光直射的地方。

③避免接近冷熱源，有機溶劑和有油的地方。

④避免濕氣、塵埃多的地方。周圍溫度在0－40℃的范圍內(nèi)，溫度變化小的地方。

⑤采用電壓及頻率相符的電源，且最好為穩(wěn)壓電源。測量前的注意事項：

①接通電源后要有足夠的預(yù)熱時間(具體要求參見產(chǎn)品說明書)。

②儀器的校正：零位校正--取下水分離器，從樣品氣人口導(dǎo)人清潔空氣。量距校正——氣體校正值CO分析儀采用的是附屬的標(biāo)準(zhǔn)氣瓶所標(biāo)明的氣體濃度值，HC分析儀采用的是附屬的標(biāo)準(zhǔn)氣瓶所標(biāo)明的氣體濃度和儀器所標(biāo)明的換算系數(shù)相乘之后得出的正己烷換算濃度。測量時的注意事項：

必須確認(rèn)零位后再使用。

①在測定中儀器不能振動。

②汽車應(yīng)處于怠速工況。

③測定完畢，要拔下探頭，將泵開關(guān)撥到“開”，直到指示降到零位附近。維護(hù)時的注意事項：

①檢查前置過濾器、粉塵過濾器、過濾器的元件是否被污染，如果污染了，就要更換新的元件。

②粉塵過濾器、過濾器的密封面硅脂不足時，要少許補充些(更換新元件時也同樣)。

③要注意使用管(氨基甲酸乙酯管和特殊聚氯乙烯管)的區(qū)別。

④光學(xué)平臺分解后，必須進(jìn)行光學(xué)調(diào)整。

⑤進(jìn)行機械檢驗的指示調(diào)整。第三節(jié)柴油車排放煙度值的測定

目前我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用濾紙式煙度計對柴油車排放進(jìn)行自由加速煙度值測定?，F(xiàn)以FBY—2為例介紹濾紙式煙度計的結(jié)構(gòu)和工作原理。

一、檢測儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理濾紙式煙度計的測量原理見圖9-8。該類儀器主要由取樣系統(tǒng)、走紙機構(gòu)、光電檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四部分組成。

二、測量方法及測量前準(zhǔn)備

1．儀器的準(zhǔn)備

2．受檢車輛的準(zhǔn)備濾紙式煙度計儀器主要由取樣系統(tǒng)、走紙機構(gòu)、光電檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四部分組成。

取樣系統(tǒng)包括抽氣泵、取樣探頭、取樣軟管及電磁閥等。

光電檢測系統(tǒng)

主要包括硒光電池、光源和指示器。硒光電池是一種光電轉(zhuǎn)換元件，它接收到從濾紙上反射的光產(chǎn)生電流輸送給表頭，直接指示出濾紙的染黑度。測量規(guī)程

(1)取樣探頭逆氣流固定于排氣管內(nèi)并使其中心線與排氣管軸線平行。

(2)將踏板開關(guān)固定于加速踏板上端并使檢測儀表上的轉(zhuǎn)換開關(guān)位于與踏板結(jié)合的位置。

(3)由怠速工況將加速踏板迅速踏到底，約4s后松開；如此重復(fù)三次后即可開始測量(此操作的作用是清除排氣管中殘存的炭煙)。

(4)在完成濾紙走位、清洗取樣管之后，將加速踏板與踏板開關(guān)一并迅速踏到底，至4s時松開加速踏板和踏板開關(guān)并由指示表頭讀數(shù)。下一次踏加速踏板距前一次間隔15s。如此重復(fù)三次，取三次讀數(shù)的算