简易工况法系统组成和应用

pmix ---- Vmas 测量的压力，单位：Pa； tmix ---- Vmas 测量的温度，单位：℃； 6．标准状态下汽车排气的流量；
VsE Vs K Vraw
praw T0 p0 t raw T 0
---- （3）
式中：VSE ----标准状态下汽车排气流量，单位：m3/min； Vs ----标准状态下进入流量分析仪气体流量，单位：m3/min； Vraw ---被分流到五气分析仪气体流量，单位：m3/min； p0 ----标准大气压，单位：101325 Pa； T0 ----标准状态下的温度，单位：273.15°K； praw ----红外平台测量的压力，单位：Pa； traw ----红外平台测量的温度，单位：℃； K----气体稀释比 7．气体浓度转换为单位时间的质量； A．HC、NO2 单位时间（s）的质量：
二， Vmas 系统测量应用过程：
1． 模拟车辆实际行走工况 将被测车辆驶上底盘测功机， 按相关标准控制底盘测功机给被测车辆加减载， 按相关标 准要求行走速度线路图控制被测车辆的速度。 2． 汽车排出原始气体测量 将五气分析仪取样管插进汽车排气管， 抽取汽车排出气体原始气体， 测出汽车排出原始 气体 CO、CO2、HC、NOX、O2 的浓度 CCO、CCO2、CHC、CNOX、CO2Raw。 3．混合气体的测量 利用风机通过气体采集软管， 将汽车排出全部剩余气体 （除进五气分析仪的气车尾气之 外）和空气混合气全部抽进流量测量气管，测出混合气体瞬间流量、温度、压力、稀释氧 O2 浓度 Vmix、Tmix、Pmix、CO2Dil。 4． 稀释比 K 计算 利用环境氧 O2 浓度 CO2Back、 汽车排出气体原始氧 O2 浓度 CO2Raw、 稀释氧 O2 浓度 CO2Dil 通过公式（1）计算出气体的稀释比 K。
五气分析仪由 CO、CO2、HC 测量平台、NOX 测量平台或电化学传感器、O2 电化学传感 等组成，其作用是用来测量汽车排出原始气体 CO、CO2、HC、NOX、O2 的浓度。 流量分析仪由气体采集软管、风机、流量测量管、流量传感器、O2 氧化锆传感器、温 度传感器、压力传感器、气体废气软管组成，用来测量汽车排出剩余气体和空气混合气的流 量、温度、压力、稀释气体氧 O2 的浓度。 Vmas 硬件系统是在 ASM 系统基础加上流量计组成，根据五气分析仪测得的 CO、CO2、 HC、NOX、O2 瞬间浓度值和流量计测得的混合气瞬间流量、温度、压力、稀释气体氧 O2 浓度，通过积分求出污染物排放总质量。
Mt
p0 C VSE 103 6中： Mt ----单位时间的气体质量，单位：mg/s； C ----排气 HC 或 NO2 的浓度，单位：10-6； VSE ----标准状态下汽车排气的流量，单位：m3/min； p0 ----标准大气压，单位：101325 Pa； T0 ----标准状态下的温度，单位：273.15°K； μ ----为 1 摩尔数气体的质量，单位为：g/mol，HC：86g/mol NO2：46g/mol； R----普适气体恒量，单位：8.31J•mol •K ； B．CO、CO2 单位时间（s）的质量：
三，系统软件测量步骤：
1)启动，进行系统设置，包括设备串行端口设置、服务器设置、设备认证编号设置，可更改 参数表设置; 2)系统自检，包括底盘测功机自检和尾气质量分析系统自检; 3)系统标定，判断设备标定周期是否己到，如果己到，则进行系统标定，包括底盘测功机和 尾气质量分析系统标定; 4)根据被测车辆的参数信息，确定底盘测功机的加载功率和该被测车辆的标准排放限值; 5)对该被测车辆进行 195s 简易瞬态工况检测，包括如下步骤: a.主控计算机实时采集每秒车速、测功机力矩、发动机转速、CO, CO2, HC. NO 和 O2 原始浓度、稀释 O2 浓度、稀释尾气流量、温度和压力数据; b.对测功机进行加载，实时监控各设备通讯状况、车速连续 3 秒超差、车速累计 15 秒 超差、加载连续 3 秒超差、加载累计 15 秒超差、对汽油车辆 CO+CO2<6%、对其它燃料 车辆 CO+CO2<4%、原始采样系统低流量、稀释集气系统低流量、稀释比过低情况，若任 一监控项目不满足要求，测试重新开始，直至满足 195 秒简易瞬态工况检测要求条件; c.根据环境气象参数，计算稀释修正系数 DCF 和湿度修正系数 Kh，进行对 C0, HC, NO 原始测量浓度的修正计算和空燃比计算、对稀释尾气流量的标准流量修正计算，通过 计算稀释比，获得原始尾气流量，从而计算出每秒 CO, HC, NO, CO2 的质量排放结果; d.在 195 秒简易瞬态工况全部完成后，计算整个工况下 CO, HC, NO, CO2 的质量排 放结果，并进行数据存储; 6)显示和打印该被测车辆检测结果的数据报告: a.显示各污染物的排放总质量; b.根据排放限值判断检测结果为“合格”或“不合格”并打印检测报告; c.显示、回放和打印 NO, CO, CO2 和 HC 的 4 条浓度曲线和 4 条质量曲线、原始 O2 和 稀释 O2 浓度曲线、实际车速曲线、空燃比曲线等 12 条测试曲线。
±0.5% ±2.0% ±1.0% ±0.1 km/h ±0.2 kW 300 ms
VS Vmix
pmix T0 p0 t mix T0
-----（2）
式中：Vs ----折合到标准状态下 Vmas 的流量，单位：m3/min； Vmix ---- 流量分析仪测量的气体流量，单位：m3/min； p0 ----标准大气压，单位：101325 Pa； T0 ----标准状态下的温度，单位：273.15°K；
简易瞬态工况污染物排放检测系统组成和应用
一， 系统组成概述：
轻型汽油车简易瞬态工况污染物排放检测系统（简称 Vmas 系统）是基于轻型汽油车 污染物质量排放的测试系统。 与基于浓度排放测试的汽油车稳态加载污染物排放系统 （简称 ASM 系统）相比， Vmas 系统能够直接获取汽车污染物的排放总质量，可以更为准确地模 拟车辆实际的工作状态，更客观、公正地判断车辆的排放状态。 Vmas 系统由可以模拟加速惯量和道路行驶阻力的底盘测功机、专用五气分析仪 （SV-5Q）、气体流量分析仪、计算机控制系统组成。用底盘测功机以模拟车量在道路上行 驶瞬态工况负荷，用高精度五气分析仪通过采样探头直接获取汽车原始排放气体 CO、CO2、 HC、NOX、O2 浓度值，用流量分析仪测量经过风机抽入流量测量管稀释气体流量、压力、 温度、稀释氧浓度(其中稀释气体由除去进入五气分析仪的汽车尾气之外，剩余尾气和环境 混合而成)，通过测量汽车排出原始气体 O2 浓度和混合稀释气体 O2 浓度计算稀释前后稀释 气体的稀释比，可以得到尾气实际流量，再利用气体状态方程 pV=MRT/μ 计算出汽油车尾气 中 NOX、CO、HC 单位时间（路程）内质量（检测结果为 g/km），可以实时分析车辆在道 路负荷工况下排放气体污染物排放质量， 对于全面评价车量的排放状况、 估算机动车污染物 排放总质量及制定切实可行的机动车污染物控制规划具有重要意义,其中 p 为气体压力（单 位为：Pa），V 为气体体积（单位为：m3），T 为气体温度（单位为：K），M 为气体质量 （单位为：g），μ 为 1 摩尔数气体质量（单位为：g/mol），R 为常数（R=8.31J•mol-1•K-1）。 图 1
K
式中：K ----稀释比；
CO 2back CO 2 dil CO 2back CO 2 raw
-----（1）
CO2back ----背景（环境）气中氧气的浓度，单位为：10-2； CO2dil ----稀释气中氧气的浓度，单位为：10-2； CO2raw ----排气中氧气的浓度，单位为：10-2； 5． 气体流量转换 利用公式（2）将所测气体流量转换成换为标准状态下流量；
-1 -1
Mt
p0 C VSE 103 60 R T0
----
（5 ）
式中：Mt ----单位时间的气体质量，单位：毫克/秒（mg/s）； C ----排气 CO 或 CO2 的浓度，单位：10-2； VSE ----标准状态下汽车排气的流量，单位：m3/min； p0 ----标准大气压，单位：101325 Pa； T0 ----标准状态下的温度，单位：273.15°K； μ ----为 1 摩尔数气体的质量，单位为：g，CO：28g/mol CO2：44g/mol； R ----普适气体恒量，单位：8.31J•mol •K ； 8．气体排气总量的计算
5 驱动轮胎规格：9.00 - 20 （轮胎滚动半径 250 mm - 500 mm）
五，系统特点：
1 符合国家标准 GB18525-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值与测量方法（双怠
速法和简易工况法）》的测量要求。
2 测控系统特点： （1）控制精度高，功率控制误差±0.2 kW，速度控制误差±0.1 km/h，处于国内最高水平； （2） 测控硬件系统由工控计算机和自主知识产权的前端处理装置组成，使测控系统具备高 实时性、高可靠性和足够的灵活性。 （3 ）测控系统采用自适应和非线性算法，为系统的高精度和宽适应能力提供了有效的保障。 （4） 采用自适应算法，高实时性全数字式调速系统。充分保证在 800 kg～2 500 kg 范围内 实现高精度的电惯量模拟。 （5）测控软件遵循面向对象编程思想，采用可视化编程工具进行设计编写，确保软件的高效 率、高可靠性和灵活性完美的统一。软件界面人性化设计，界面接口全中文化，操作方便。 3 底盘测功机： （1） 底盘测功机由四只滚筒组成，并在滚筒间采用同步耦合机构。 （2） 功率加载装置采用原装进口风冷式电涡流测功器，使用寿命期内免维护； （3） 进口气囊举升，使用期内免维护，工作可靠，其寿命为举升大于 10 万次。 （4） 采用特殊的冷作硬化工艺进行滚筒表面处理，即提高滚筒表面的附着系数，又确保滚筒 的耐磨性。 （5） 整体式框架。框架上所有部件安装基面采用一次加工成形工艺，确保设备的整体精度。 主动滚筒与风冷式电涡流测功器直联，传动效率高达 99%以上； （6） 底盘测功机中的关键部件均采用国际知名品牌产品，确保整个系统的可靠性。 4 排放污染物采样分析系统： 配置美国 SENSOR 和 ANDORS 公司的平台（五气分析仪和气体流量分析仪），测量精度和重复实 时性非常高。 5 配置完善的安全测试保障措施及装置，确保测试安全。