學(xué)習(xí)項目3汽車發(fā)動機(jī)尾氣檢測課件

《汽車性能檢測》

主講人：汽車工程系游專《汽車性能檢測》主講人：汽車工程系游學(xué)習(xí)項目3汽車發(fā)動機(jī)尾氣檢測汽車對大氣污染狀況及其控制性能，稱為排放性。主要學(xué)習(xí)：汽車的排放法規(guī)新車排放法規(guī)在用車排放法規(guī)汽車的排放性及其影響因素

CO、THC和NOX的生成和污染污染物生成的影響因素學(xué)習(xí)項目3汽車發(fā)動機(jī)尾氣檢測學(xué)習(xí)項目3汽車發(fā)動機(jī)尾氣檢測ppt課件學(xué)習(xí)項目3汽車發(fā)動機(jī)尾氣檢測ppt課件學(xué)習(xí)項目3汽車發(fā)動機(jī)尾氣檢測ppt課件學(xué)習(xí)項目3汽車發(fā)動機(jī)尾氣檢測ppt課件學(xué)習(xí)項目3汽車發(fā)動機(jī)尾氣檢測ppt課件學(xué)習(xí)項目3汽車發(fā)動機(jī)尾氣檢測ppt課件4.1概述汽車污染的三個主要來源1）排氣管排出的廢氣

CO、HC、NOx、碳煙、SO2、鉛化物2）曲軸箱竄氣：HC3）油箱、化油器、浮子室等處蒸發(fā)的汽油蒸汽：HC

4.1概述CO：

無色無味有毒氣體，極易與血紅素結(jié)合，阻止血紅素和氧的結(jié)合。人吸入過多的CO后，因缺氧而頭痛、頭暈等，嚴(yán)重時甚至死亡。

NOx：

是氮氧化物的總稱。刺激人眼粘膜，引起結(jié)膜炎、角膜炎，嚴(yán)重時還會引起肺氣腫。

HC:

對人眼及呼吸系統(tǒng)有刺激作用，對農(nóng)作物也有害。

HC和NOx在一定的地理、溫度、氣象條件下，經(jīng)強(qiáng)烈的陽光照射，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成以臭氧（O3）、醛類為主的過氧化產(chǎn)物，稱為光化學(xué)煙霧。臭氧有很強(qiáng)的毒性，醛類對眼及呼吸道有刺激作用。此外，還妨礙生物的正常生長。炭煙

是柴油機(jī)排氣中的一種成分，往往粘附SO2等物質(zhì)，對人和動物的呼吸道極為有害。鉛化物:

影響造血功能，對消化、神經(jīng)系統(tǒng)也有刺激。CO：無色無味有毒氣體，極易與血紅素結(jié)合，阻止血紅素和氧的排放凈化方式機(jī)內(nèi)凈化─改善可燃混合氣的品質(zhì)和燃燒狀況。措施：曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置PCV：把竄氣強(qiáng)行導(dǎo)入發(fā)動機(jī)，曲軸箱通風(fēng)所需空氣由空濾器提供，降低HC排放。燃油蒸氣排放控制裝置ECS：利用碳罐收集和清除汽油蒸汽，停車時吸收蒸汽，工作時吸入進(jìn)氣系統(tǒng)。進(jìn)氣加溫裝置EFES：在暖機(jī)期間把經(jīng)排氣加溫后的熱空氣送入進(jìn)氣管，調(diào)節(jié)進(jìn)氣溫度。廢氣再循環(huán)裝置EGR：將5％～20％的廢氣再引入燃燒室，降低燃燒溫度，降低NOx?？諝鈬娚溲b置AIS：用空氣泵將空氣噴入排氣歧管中，使廢氣中的HC和CO轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等無害物質(zhì)。

排放凈化方式發(fā)動機(jī)的計算機(jī)控制：根據(jù)進(jìn)氣量確定基本噴油量，再根據(jù)其他傳感器（如冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等）信號等對噴油量進(jìn)行修正，使發(fā)動機(jī)在各種運(yùn)行工況下均能獲得最佳濃度的混合氣，從而提高發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。機(jī)外凈化─用外部附加裝置凈化排氣應(yīng)用催化轉(zhuǎn)化方法，使CO轉(zhuǎn)化為CO2，HC轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，NOX轉(zhuǎn)化為N2和O2

。發(fā)動機(jī)的計算機(jī)控制：根據(jù)進(jìn)氣量確定基本噴油量，再根據(jù)其他傳感4.2汽車排放法規(guī)4.2.1新車排放法規(guī)

輕型汽車排放檢測方法和限值標(biāo)準(zhǔn)是GB18352.2－2001和GB18352.3－2005。只有通過排放測試，才允許投放市場。試驗方法

4.2汽車排放法規(guī)4.2.1新車排放法規(guī)試驗設(shè)備1司機(jī)助手儀，2冷卻風(fēng)機(jī)，3底盤測功機(jī)滾筒，4被試汽車，5汽車排氣管，6取樣管路，7底盤測功機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，8打印機(jī)，9顯示器，10尾氣分析系統(tǒng)，11尾氣采集系統(tǒng)，12發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器試驗設(shè)備1司機(jī)助手儀，2冷卻風(fēng)機(jī)，3底盤測功機(jī)滾筒，

限值標(biāo)準(zhǔn)國2限值標(biāo)準(zhǔn)限值標(biāo)準(zhǔn)國2限值標(biāo)準(zhǔn)國3和國4限值標(biāo)準(zhǔn)國3和國4限值標(biāo)準(zhǔn)4.2.2在用車排放法規(guī)輕型汽油車排放檢測方法和限值標(biāo)準(zhǔn)是GB18285－2005。柴油車排放檢測方法和限值標(biāo)準(zhǔn)是和GB3847－2005。汽車保有量迅速增長，機(jī)動車尾氣排放造成的空氣污染不斷加重，在大城市中尤為突出。據(jù)統(tǒng)計，北京等特大城市由汽車排放造成的大氣污染已占大氣總污染的50%以上。有效控制汽車污染需要作好兩方面的工作。一是從新車開始就控制好污染物的排放水平，對新生產(chǎn)車的排放狀況進(jìn)行型式認(rèn)證檢測。二是對在用車作好排放監(jiān)管工作，實行車輛排放的I/M制度，嚴(yán)格控制眾多的在用汽車的排放狀況。前者是機(jī)動車低污染的前提條件，后者是保證車輛在正常的排放狀態(tài)下運(yùn)行。4.2.2在用車排放法規(guī)輕型汽油車排放檢測方法和限值標(biāo)準(zhǔn)是汽油車ASM排放測試ASM（AccelerationSimulationMode）試驗方法ASM測試工況分為5025和2540兩個測試工況。5025工況的含義是汽車以25km/h勻速行駛，加載功率是在此行駛速度下后備功率的50％（RM/148）。2540工況的含義是汽車以40km/h勻速行駛，加載功率是在此行駛速度下后備功率的25％（RM/185）。排放測試時，汽車行駛速度和加載功率一定，汽車處于“穩(wěn)態(tài)”受力過程，又稱為穩(wěn)態(tài)測試方法。汽油車ASM排放測試ASM排放測試設(shè)備1.司機(jī)助手儀，2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計，3.冷卻風(fēng)機(jī)，4.空氣壓縮機(jī)，5.氣路，6.底盤測功機(jī)，7.被試汽車，8.取樣系統(tǒng)，9.操作臺，10.主控計算機(jī)，11.打印機(jī)，12.顯示器，13.氣象卡，14.五氣體分析儀ASM排放測試設(shè)備1.司機(jī)助手儀，2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計，3.冷卻汽油車簡易瞬態(tài)工況法排放檢測（IG195）一種基于汽車排放總質(zhì)量的檢測方法。先是怠速40秒，不采集排放數(shù)據(jù)，后是195秒的排放測試，行駛速度有怠速、加速、減速和勻速等工況，是一“瞬態(tài)”過程。根據(jù)汽車的道路行駛阻力加載，較好地模擬了汽車在城市道路上的實際行駛狀況。

t，s40195v，km/h153250汽油車簡易瞬態(tài)工況法排放檢測（IG195）t，s40195vIG195測試設(shè)備1.司機(jī)助手儀，2.冷卻風(fēng)機(jī)，3.空氣壓縮機(jī)，4.底盤測功機(jī)，5.被試汽車，6.原始排放尾氣，7.環(huán)境空氣，8.集氣管，9.流量計，10.鼓風(fēng)機(jī)，11.數(shù)據(jù)雙向通訊，12.顯示器和打印機(jī)，13.操作臺、主控計算機(jī)、五氣體分析儀、氣象卡等IG195測試設(shè)備1.司機(jī)助手儀，2.冷卻風(fēng)機(jī)，3.空氣壓

汽油車雙怠速法排放檢測雙怠速測試方法0.7額定轉(zhuǎn)速

2500rpm2500rpm高－低怠速轉(zhuǎn)速

30s15s30s15s30s

測試設(shè)備：四氣體分析儀汽油車雙怠速法排放檢測雙怠速測試方法測試設(shè)備：四氣體分析柴油車加載減速工況法排氣煙度測試在柴油車達(dá)到某一檔位的最高車速后，進(jìn)行全負(fù)荷功率掃描過程中，應(yīng)用“加載”方法迫使汽車“減速”行駛，得到柴油車輪邊功率特性曲線。該方法模擬柴油車的實際工作狀況，較之柴油車的自由加速煙度法可較準(zhǔn)確地檢測柴油車的實際煙度排放。先確定最大輪邊功率及其相應(yīng)車速；繼之以檢測最大輪邊功率時相應(yīng)車速（VelMaxHp）、90％VelMaxHp和80％VelMaxHp時的煙度排放狀況。只有當(dāng)測得的最大輪邊功率大于或等于制造廠規(guī)定的發(fā)動機(jī)的額定功率值的50％，測得的最大發(fā)動機(jī)功率轉(zhuǎn)速不超過制造廠規(guī)定值的±10%，三點煙度測試值都滿足煙度排放限值要求時，該車的煙度排放測試才判定為合格。

測試方法柴油車加載減速工況法排氣煙度測試在柴油車達(dá)到某一檔位的最高車其檢測設(shè)備和汽油車ASM尾氣排放檢測設(shè)備相近，不同之處是使用不透光煙度計取代五氣體分析儀。MaxHp80%VelMaxHpVelMaxHp90%VelMaxHpP,kWv,km/hMaxHp80%VelMaxHpVelMaxHp90%Vel

柴油車自由加速法排氣煙度測試測試方法先進(jìn)行3次自由加速操作（油門踏板踩到底），不采樣。再進(jìn)行3次自由加速操作，采樣。取后三次讀數(shù)的算術(shù)平均值作為所測煙度值。1－發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速，2－發(fā)動機(jī)最高空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，3－測試開始點

測試設(shè)備：不透光煙度計或濾紙煙度計柴油車自由加速法排氣煙度測試測試方法1－發(fā)動機(jī)怠速轉(zhuǎn)速，24.3汽車的排放性4.3.1CO的成因和影響因素

CO的成因

燃油的化學(xué)成分是烴類CmHn，燃燒時：

CmHn

＋（m/2）O2＝mCO+（n/2）H2

有足夠O2時：

2H2＋O2＝2H2O（水蒸氣）

2CO＋O2＝2CO2

CO＋2H2O（水蒸氣）＝H2＋CO2

當(dāng)空然比達(dá)到14.7：1時，理論上不應(yīng)產(chǎn)生CO。4.3汽車的排放性CO生成的影響因素

24681010141614.712CO%空然比空燃比的影響在空燃比達(dá)到14.7之前：空燃比升高CO下降，空燃比增加1％，CO下降3％。在空燃比達(dá)到14.7后，CO不完全消失，主要原因是：空氣和燃油混合不均勻，總體上是稀混合氣，局部有濃混合氣，導(dǎo)致CO生成。在高溫時，燃燒生產(chǎn)的CO2和H2O有極小部分分解生產(chǎn)CO。CO生成的影響因素

24681010141614.712C

2CO2＝2CO+O22H2O＝2H2＋O2CO2＋H2＝CO＋H2O負(fù)荷的影響隨著車輛行駛阻力的增大，節(jié)氣門開度加大，發(fā)動機(jī)負(fù)荷增大，進(jìn)氣管真空度減小，進(jìn)氣歧管壓力增大。發(fā)動機(jī)在小負(fù)荷和大負(fù)荷工作時，混合氣較濃，CO生成較多，中等負(fù)荷，CO生成較少。CO，%進(jìn)氣歧管壓力，kPa369204060802CO2＝2CO+O2CO，%進(jìn)氣歧管壓力，kPa怠速轉(zhuǎn)速的影響怠速轉(zhuǎn)速增大，節(jié)氣門開度增大，燃燒狀況變好，CO下降。怠速轉(zhuǎn)速每提高100r/min，CO排放量下降約10％。012600700800900r/minCO,%怠速轉(zhuǎn)速的影響012600700800900r/minCO,點火提前角的影響點火提前角增大，CO排放量有所增大。原因是發(fā)動機(jī)排氣溫度降低，使小部分CO在排氣系統(tǒng)中氧化為CO2的能力有所下降。點火提前角對燃油經(jīng)濟(jì)性有較大影響，點火提前角減少1度，燃油多消耗1％。點火提前角的調(diào)整要兼顧到汽車的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性。123－2002040點火提前角，度CO,%4點火提前角的影響123－2002040點火提前角4.3.2HC的成因和影響因素

HC的成因燃料未燃燒、未完全燃燒和燃料分解的中間產(chǎn)物。

HC的成分復(fù)雜，以主要成分C8H18為例：

2C8H18＋25O2＝16CO2＋18H2OC8H18最終氧化成CO2和H2O，須經(jīng)過一系列的中間反應(yīng)過程，燃燒時：

1）存在大量的N2的干擾；

2）氣缸內(nèi)部存在缸壁冷面和冷縫隙；

3）火焰?zhèn)鞑ゲ涣?。這些原因使得燃油燃燒時不能全部生成CO2和H2O，導(dǎo)致HC排出。

學(xué)習(xí)項目3汽車發(fā)動機(jī)尾氣檢測ppt課件影響因素空燃比的影響HC，10－62001005017181916151413空燃比

空燃比小于17時，隨著空燃比的增大，HC排放量減少，原因是：影響因素HC，10－6200100501718191615缸壁冷面和冷縫隙減小；O2增加，有利于燃燒；排氣溫度上升，HC在排氣系統(tǒng)中氧化。

空燃比大于18時，隨著空燃比的增大，HC排放量增大，原因是：混合氣過稀，火焰?zhèn)鞑ゲ涣迹踔翑嗷穑慌艢鉁囟鹊停琀C在排氣系統(tǒng)中不能快速氧化。缸壁冷面和冷縫隙減小；空燃比大于18時，隨著空燃比的增大，負(fù)荷的影響30060090020406080發(fā)動機(jī)負(fù)荷（進(jìn)氣歧管壓力），kPaHC,10-6

進(jìn)氣歧管壓力<30kPa時，HC生成較多，原因是：發(fā)動機(jī)混合氣較濃，缸壁冷面和冷縫隙作用較大；火焰?zhèn)鞑ゲ煌耆?/p>

進(jìn)氣歧管壓力>30kPa時，混合氣變稀，HC生成較少。負(fù)荷的影響30060090020406080發(fā)動機(jī)負(fù)荷（進(jìn)氣轉(zhuǎn)速的影響150020002500100200300400HC，10－6n，r/min

轉(zhuǎn)速增高，HC排放降低，原因是：氣缸中繞流混合和渦流擴(kuò)散變好，使得混合氣的燃燒變好，缸壁冷面降低。排氣系統(tǒng)中繞流混合變好，HC氧化加強(qiáng)。轉(zhuǎn)速的影響150020002500100200300400H發(fā)動機(jī)高速轉(zhuǎn)動時，排氣流速增大，HC在排氣系統(tǒng)中滯留時間短，HC氧化少，HC降低不明顯。怠速對HC的影響和對CO影響基本相同。

點火時刻的影響0102030100200300400點火提前角，度HC，10－6

點火提前角增加，排氣溫度下降，HC氧化變少；同時缸壁冷面增加，導(dǎo)致HC增加。發(fā)動機(jī)高速轉(zhuǎn)動時，排氣流速增大，HC在排氣系統(tǒng)中滯留時間短，排氣被壓的影響300100200102030排氣被壓，kPaHC，10－6

被壓增大，氣缸中殘余廢氣增多，混合氣稀釋，在不使燃燒過程變壞時，HC排放下降。當(dāng)燃燒過程變壞時，HC排放增多。排氣被壓的影響300100200102030排氣被壓，kPa

4.3.3NOx的成因和影響因NOX的成因

NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O5