发动机废气测试与分析试验课件
汽油机废气检测共35页PPT
谢谢！Biblioteka 汽油机废气检测21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
实验一 发动机排放实验
实验一发动机排放实验一、实验目的1、了解发动机废气分析仪的工作原理与操作方法2、了解发动机废气排放的国家标准3、掌握发动机废气排放的实验方法4、分析实验用发动机的排放情况二、实验原理及方法1、发动机有害排放物的生成机理汽车发动机在燃烧过程中产生的有害成分主要为一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NO x）、硫化物（SO x）、铅化物和微粒等。
1）、氮氧化合物（NO x）根据高温NO反应机理，产生NO的三要素是温度、氧浓度和反应时间，即在足够的氧浓度条件下，温度越高和反应时间越长，则NO的生成量越大。
2）、一氧化碳（CO）CO是一种不完全燃烧的产物，CO的生成主要受混合气浓度的影响，在过量空气系数φa＜1的浓混合气工况时，由于缺氧使燃料中的C不能完全氧化成CO2，CO作为其中间产物生成。
3）、炭氢化合物（HC）汽车排放的HC来自未燃的燃油和润滑油。
不同排放法规对HC排放的定义有所不同，如表1所示，可分为总碳氢化合物（THC，Total Hydrocarbon），非甲烷碳氢化合物（NMHC，Non Methane Hydrocarbon）以及非甲烷有机气体（NMOG，Non Methane Organic Gas）。
包括中国、日本和欧洲各国在内的大部分国家，都将总碳氢化合物作为HC排放的评价指标。
表1 不同排放法规对HC的定义HC在柴油机和汽油机中的生成机理有所不同，这主要是因为两者的工作过程和燃烧方式不同，以下分别进行介绍。
（一）HC在汽油机中的生成机理在以预均匀混合气进行燃烧的汽油机中，HC与CO一样，也是一种不完全燃烧（氧化）的产物，因而与过量空气系数φa有密切关系。
1、不完全燃烧2、壁面淬熄效应3、壁面油膜和积碳的吸附（二）HC在柴油机中的生成机理由于柴油机的燃烧是扩散燃烧，燃油在燃烧室内的停留时间要比汽油机短得多，绝大部分工况得过量空气系数远大于汽油机，因而其混合气浓度梯度极大，局部区域的φa可在0～∞之间，周边区域φa趋向于∞，几乎没有燃油（尤其是小负荷时），因而受淬熄效应和油膜及积碳吸附的影响很小，这是柴油机HC排放低于汽油机的原因。
发动机废气测试与分析实验
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2、AVL发动机测试系统
AVL发动机测试系统拥有高精度油耗仪，水温控制装置， 各种温度、压力传感器，能够实时准确的检测发动机工作状态， 具有内燃机工作特性测试、燃烧分析、排放分析、ECU标定等 主要功能。系统主机是102/12 SI型交流电力测功机，其最大 测试转矩500N·m，最高测试转速12000r/min。系统配备了 AMA4000单路直采废气分析仪，能够检测NOx，CO，CO2，HC， O2的含量。Indiset630燃烧分析仪包括一台8通道 14Bit/800kHz ADC高速数据采集系统，对曲轴角度测量精度可 达0.1°，拥有25MPa的缸内压力传感器与200MPa高压传感器， 可进行基于高精度曲轴转角的缸内压力变化，针阀升程与喷油 特性研究。
/mm3 曲柄长度/mm
连杆长度/mm
燃料及标号
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2、记录试验数据
发动机型号 大气压力 燃油编号
转速/
序 号
（ r/
扭矩 /(N·
m in
m)
）
试验名称：电控汽油发动机x(r/min)负荷特性试验
大气干温度
大气湿温度
试验日期
汽油密度
试验地点
试验人员
功率 /kW
进气管压 力 /kPa
ET2000发动机测控系统
ET2900-JY发动机机油恒温系统
ET2700电喷发动机回油处理器
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1、CW160电涡流测功机
七、废气分析的法定测试与检查方法(教师)8-2-1
废气分析的法定测试与检查方法学习目的；1、了解测试方法分类及优缺点，实际使用情况。
2、重点掌握关键流程与数据。
教学注意；1、本章内容教条较多本人建议采用理实一体的教学方法。
将教条程序与实际操作相联系。
2、可复习上几节分析内容给予实践的情景。
并可介绍仪器的使用，使学习者增加更多的实物直观为下部的学习奠定基础。
一、相关常识A、汽油车怠速污染物排放标准值（GB14761.5-93）轻型车（最大总质量≯3500kg的车辆）CO% HC10-695.7.1以前生产的在用车友 4.5 120095.7.1起生产的在用车 4.5 900B、欧洲排放标准对于乘员≯6人，最大总质量≤2500kg的轻型乘用车：1992年，欧洲联盟（EU）实施ECER83-01法规（欧洲1号）1995年10月实行欧洲2号法规2000年实行欧洲3号法规2005年实行欧洲4号法规以上排放检测采用的是工况试验法，即车辆置于底盘测工机上，按标准测试循环进行。
二、测试法1、怠速法a) 怠速法GB/T3845-93规定了汽油车排气污染物的测量方法即怠速法。
1、发动机怠速2、进气系统装空滤器，排气不泄露3、发动机温度正常4、加速至额定功率时转速的70%，维持60S后降至怠速5、取样头插入400mm以上6、怠速运转15S后开始读数，读取30S内的平均值b)双怠速法GB18285-2000《在用汽车排气污染物限值及测量方法》规定：按GB14761-1999通过B类认证，设计乘员数不超过6人，且最大总质量不超过2500kg的M1类车辆和按GB14761-1999通过B类认证，设计乘员数超过6人，或最大总质量超过2500kg但不超过3500kg的M类车辆和M1类车辆，进行双怠速试验或加速模拟工况（ASM）试验。
1、检测方法1）必要时在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测试仪器。
2）发动机由怠速工况加速至0.7倍的额定转速，维护60S后降至高怠速（即0.5倍额定转速）。
废气现场监测培训课件
提高监测准确性和可靠性的方法
定期校准和维护设备
建立严格的质量控制体系
采用高精度传感器和仪器
培训和提升操作人员的技能 和素质
监测技术在环保领域的应用拓展
监测设备小型化、便携化， 方便现场操作和移动监测
监测技术与其他环保技术的 结合，如空气净化、污水处
理等，实现综合治理
监测技术不断升级，提高废 气现场监测的准确性和实时 性
添加标题
监测要求：包括监测点位设置、采样频次、分析方法、数据处理等方面 的要求，以确保监测数据的准确性和可靠性。
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监测流程：包括采样、分析、数据处理和报告编制等环节，需要严格按 照规定的流程进行操作。
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监测设备和仪器：包括烟尘采样器、气体分析仪、流量计等设备和仪器， 需要定期校准和维护，以确保监测结果的准确性。
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案例二：某钢铁厂烟尘治理项目
解决方案：加强废气处理设施的 维护和管理
案例总结和经验分享
案例一：某化工厂废气监测案例，介绍了废气监测的过程、设备使用和数据分析方法。
案例二：某钢铁厂废气监测案例，重点讲述了废气排放的超标原因、整改措施和监测效果 评估。
经验分享：结合案例分析，总结了废气现场监测的关键要素和注意事项，以及如何提高监 测准确性和效率的方法。
ห้องสมุดไป่ตู้
监测流程和注意事项
监测前准备： 检查仪器是否 正常，确定监 测点位和时间
段
现场采样：采 集废气样品， 记录相关数据
样品分析：对 采集的废气样 品进行分析， 测定各项指标
数据处理与报 告编制：对监 测数据进行处 理、统计和分 析，编制监测
报告
汽车发动机维修尾气排放检测PPT课件
③发动机从高怠速降至怠速状态15s后，读取 30s内的最高值和最低值，其平均值即为怠速 污染物测量结果。
④若为多排气管的车辆，取各排气管测量结果 的算术平均值作为测量结果。若车辆排气管长 度小于测量深度时，应使用排气加长管。
（2）汽缸与冷却水道泄漏的测试。
①打开散热器盖； ②使发动机达到正常温度； ③在散热器盖口用废气测试管测试； ④读取HC值； ⑤若有升高，说明汽缸衬垫损坏。
（5）三元催化转换器的测试。
①发动机运转达正常工作温度；
②加速至额定转速的50%，保持2min；
③测量排气，O2应在1%左右，CO值在0.5%以下， 表示三元催化转换器工作正常；
④ 加 浓 混 合 气 ， O2 值 慢 慢 下 降 ， CO 值 增 高 约 0.5%，表示系统正常；
⑤超出以上标准为不正常。
（3）L形空气供给系统的发动机，空气流 量计之后的进气通道有漏气现象时，会使 NOx的排量增加，使CO和HC排量减少。
（4）空气流量计（或进气压力传感器） 检测进气量数值不准确、活性炭罐故障、 三元催化转换器故障、EGR阀故障等，都 会引起CO、HC、NOx排量的变化。
4.三元催化转换器的作用及工作原理
（3）对NOx排量的影响。对燃烧速度较慢的 稀混合气，在点火时刻不变的情况下，转速 升高，NOx的排量减少；对于燃烧速度较快的 浓混合气，转速升高，燃烧速度快使NOx排量 增加。
5）发动机温度的影响
（1）低温时。低温时一部分汽油发生凝结 成为液态和颗粒状，冷态供给的是浓混合气， 结果由于空气量不足，使CO量增加。同时燃 烧温度降
1）CO 2）HC 3）CO2 4）NOx 5）行车工况与尾气的产生
1）CO
CO是燃料在空气不足或其他原因造成不完 全燃烧时所产生的气体。
六、废气分析的基本方法8-1-5(学生)
废气分析的基本方法一、废气分析的基本规则和方法1．废气测试基本值1)正常废气排放浓度值表是发动机废气排放浓度值在怠速工况的正常范围数值。
2）不同工况下废气排放值范围表是发动机在不同工况下废气排放浓度值范围3）CO2（%）+ CO（%）与空燃比的对照说明：CO2+CO（%）越大，混合气越浓可通过这种方法来推算目前发动机的空燃比.2、废气测试值与系统故障的关系HC与O2的读数高是由和而引起。
当测试的CO、HC高，CO2、O2低时，表明发动机工作混合气。
如果燃烧室中没有足够的空气（氧气）保证正常燃烧，通常情况下，的读数和、的读数相反。
燃烧越完全，的读数就越高，其最大13.5 —14.8%之间，此时CO的读数应该是接近0%。
氧(02)的读数是最有用的诊断数据之一。
氧(02)的读数和其它三个读数一起，能帮助找出诊断问题的难点。
通常，装有催化转换器的汽车的氧(02)的读数应该是1.0％—2.0％，说明发动机燃烧很好，只有少量未燃烧的氧(02)通过气缸。
氧(02)的读数小于，说明，不利于很好的燃烧。
氧(02) 的读数超过说明。
燃油滤清器堵塞、燃油压力低、喷油器阻塞、真空系统漏气、废气再循环EGR)阀泄漏等都可能导致过稀失火。
利用功率平衡试验(根据制造厂的使用说明)和四气体排气分析仪的读数，可以指出每个缸的工作状况。
如果每个缸一氧化碳(C0)和二氧化碳(C02)的读数都下降，碳氢(HC)和氧(02)的读数都上升，且上升和下降的量都一样，证明每个缸都工作正常。
如果只有一个缸的变化很小，而其它缸都一样，表明这个缸点火或(和)燃烧不正常。
一个调整好的计算机控制的汽车排放量中HC大约为55ppm、CO低于0.5％、02为1.0％—2.0％，C02为13.8％—15％。
《汽车驾驶员》教学课件 第二十三章 汽车发动机的废气检测
2.2 仪器的结构组成
➢ 2.测量单元
图23-5 测量单元
1—风扇；2—排烟入口；3—交流电源输入插座；4—测量信号接口插座；5—支架
2.3 烟度排放技术要求
烟度排放应不大于4.5 Rb。
2.4 检测中的注意事项
（1）供仪器使用的电源插座应有可靠的保护地线，以保证操作人员和仪器的安全。 （2）在测量过程中，切勿将测量单元倒置或侧倾，否则将会影响测量结果。 （3）搬动或移动测量单元时，应使用测量单元上的把手，而不应拉扯测量单元的连接电 缆，避免使其从测量单元的接口插座上脱出。为防止以上情况发生，最好把连接电缆用扎带绑 于测量单元的支架上。如果控制单元与测量单元之间的连接电缆没有接好，显示屏的状态栏会 出现提示：“通信错误，请重试”，这时用户应检查测量信号电缆或电源电缆是否连接好。 （4）预热期间，请勿将取样探头放在车辆的排气管中，应放在清洁的空气中，以便预热 后仪器能正确自动校准。预热期间若按“S”键，仪器将终止预热，提前进入工作状态。但预热 时间不足会引起仪器的零位漂移和示值误差超差。 （5）测量过程中如果要返回主菜单或进行打印操作，在按“S”键（退回主菜单）或按 “K”键（打印结果）前，必须先按一下“↓”键终止测量过程。
历史记录查询功能
1.2 仪器的功能及结构组成
➢ 2.结构组成
VEA-501排气分析仪主要由主机、取气软管、 取样探头组件、交直流电源适配器、双钳电源线、 点烟器电源线、转速传感器、温度传感器及转接电 缆、PC联机线等组成。
图23-1 排气分析仪主机外形
1.3 排气技术要求
1
检测前应将发
动机怠速和点
STOP
油温：-50～200℃。 2）分辨力 不透光度：0.1%； 光吸收系数：0.01 m-1； 转速：1 r/min； 油温：1℃。 3）示值允许误差 不透光度： 2.0%（绝对误差）； 转速（压电式）： 1.0%（相对误差）； 油温： 2℃（绝对误差）。
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2、AVL发动机测试系统
AVL发动机测试系统拥有高精度油耗仪，水温控制装置， 各种温度、压力传感器，能够实时准确的检测发动机工作状态， 具有内燃机工作特性测试、燃烧分析、排放分析、ECU标定等 主要功能。系统主机是102/12 SI型交流电力测功机，其最大 测试转矩500N· m，最高测试转速12000r/min。系统配备了 AMA4000单路直采废气分析仪，能够检测NOx，CO，CO2，HC， O2的含量。Indiset630燃烧分析仪包括一台8通道 14Bit/800kHz ADC高速数据采集系统，对曲轴角度测量精度可 达0.1°，拥有25MPa的缸内压力传感器与200MPa高压传感器， 可进行基于高精度曲轴转角的缸内压力变化，针阀升程与喷油 特性研究。
二、发动机实验台架系统组成
发动机实验台架系统
三、主要实验设备
CW160电涡流测功机
ET2000发动机测控系统
ET2900-JY发动机机油恒温系统
ET2700电喷发动机回油处理器
1、CW160电涡流测功机
CW160电涡流测功机用于中、小功率内燃机各种特性的测 试。电涡流测功机结构简单，制动力矩大，工作稳定，转动 惯量小，动态响应速度快。 额定吸收功率：160KW 最大测试转矩：522N· m 最大测试转速：10000r/min 转矩测量精度：≤±0.4%F.S 转矩测量灵敏度：≤0.1%F.S 转速测量精度：≤±0.1% 恒转速控制精度：≤±5r/min 恒转矩控制精度：≤±0.2% 油门调节时间0-100%：≤0.2s
2、试验程序 1) 检查发动机安装是否正确、安全、可靠。打开燃油开关、 冷却水阀门及各测试系统开关，如发动机测控仪等，起 动发动机，检查运转时有无明显的不稳定现象。无问题 则进行发动机预热及试验前的其他准备工作。 2)当发动机达到预热要求后，选取规定的油门位置进行发动 机动力、经济性速度特性试验或选取某一转速，变化油 门位置进行发动机动力、经济性负荷特性试验，每次试 验适当选择8个以上的测量点。 3)负荷特性排放试验要求：此次试验的负荷特性转速定位 x(r/min)，转速确定后保持不变，通过改变节气门位置 改变发动机负荷，逐点进行试验。负荷选择由最低扭矩 值开始，依次升高，直至节气门位置最大结束。试验中 要求做出空燃比值改变的拐点。试验测量数据记录表格， 如表A7-2所示。
4、结合上述试验作出的曲线，分析各种排放物 排放量随负荷变化的规律及原因，同时： 1)分析在最大负荷点处，各种排放污染物排 放量急剧变化的原因； 2)分析在闭环运行的负载范围内，三元催化 器的特性；讨论采用三元催化器后仍然能出现一 定数量排放污染物的原因。 5、类似分析各种排放污染物排放量随速度变 化的规律及原因。由于时间安排的原因，可能只 进行负荷特性排放试验，则有关速度特性的试验 及要求均同时免去。
3、排放成分分析测试系统仪器为AVL公司的GEB-Ⅱ型排气分 析仪，主要参数如表A7-1所示。
四、实验步骤及内容
1、排放仪器预准备的主要内容 1)打开总电源控制柜内的排放仪电源。 2)开启排放仪外红色开关电源。 3)开动计算机系统后，打开显示屏旁小门，开启排放仪的绿色 电源开关，排放仪器开始预热，一般预热需30分钟。 4)打开CGS电源，测试前检查CGS内部过滤器是否清理过及面板 温度是否达到180度。 5)分析单元、采样管预热。 6)仪器预热后，进行零点满度校正。校核过程：先打开样气气 瓶开关(C3H8、O2、CO、CO2、NOx),再打开气路系统开关，运 行零点满度校正自动程序，运行后关闭样气气瓶开关和气路系 统开关，并 /kPa
油耗 / 点火 ( 出水温 角 /( L 度 / /℃ ° ) h )
机油温度 /℃
机油压力 /kPa
1
1、按表A7-2填写试验数据结果表格。 2、分别画出汽油发动机排放污染物CO、THC、NOx、 CO2 随负荷及随变化的曲线，图A7-2所示为其中 一例。 3、分析上述曲线形成的原因，并作出其他参数随 负荷及随转速变化的曲线，图A7-3为其中空燃比、 排气温度的负荷特性曲线。
4)外特性、部分油门速度特性排放试验要求：本次试验的节 气门开度定位x%。试验点转速由高到低，依次选取8个测 量点。 5)实验过程中同步绘制性能的监督曲线，主要有空燃比、排 放随转速或负荷变化的曲线，通过曲线的变化规律初步判 断试验是否正确，以决定试验是否补点或重做。 6)由于时间及条件限制，一组无法完成发动机全部工况点的 排放特性试验，要求分组完成各自不同的部分，总结时进 行综合分析。 7)试验结束后需对排放仪进行反吹自动程序，按指导教师要 求逐步关闭排放仪的各个开关。
发动机废气测试与分析实验
实验目的 发动机实验台架系统组成 主要实验设备 实验步骤及内容 试验数据记录及分析要求
一、实验目的
1、了解汽油发动机排放测试系统及原理。 2、了解和掌握汽油发动机排放测试方法及仪 器操作。 3、分析汽油发动机有害气体排放物CO、THC、 NOx含量随负荷及转速变化的规律。
2、记录试验数据
发动机型号 大气压力 燃油编号 转速/ （ 扭矩 r/ 序 /(N· m 号 m) in ） 1 序 CO2/ % 号 CO/10-6 THC/10-6 NOx/10-6 O2/10-6 空燃比 大气干温度 汽油密度 试验名称：电控汽油发动机x(r/min)负荷特性试验 大气湿温度 试验地点 试验日期 试验人员
五、试验数据记录及分析要求
1、记录试验数据
发动机形式
发动机型号 点火顺序
缸径×行程/mm
总排量/L 压缩比
怠速/(r/min)
整机净质量/kg 外形，长×宽×高 /mm3 曲柄长度/mm 连杆长度/mm 燃料及标号
额定功率（kW）/转 速（r/min）
最大扭矩（N· m）/ 转速（r/min） 最低燃油消耗率 /(g/(kW· h))