第十章汽车排放测试.pptx
汽车排放测量与排放法规经典课件
汽车排放测量与排放法规经典课件一、排放测试方法（1）怠速法：在汽车不行驶、发动机怠速的情况下，将探头插入排气尾管，一般仅测量CO和HC的排放。
适合环保部门或汽修厂进行监测。
优点：简便易行，测试装置价格便宜和便于携带，检测时间短缺点：测量结果缺乏全面代表性，测量精度较低（2）工况法：将汽车发动机在一个测试循环中排出的废气经稀释后收集起来，用废气分析仪测量出废气浓度并推算出每次测试或每公里平均的有害物排放量。
一般用于新车的认证和出厂检测优点：检测结果较全面地反映汽车排放水平，可测量多种废气排放成分缺点：测试系统复杂，试验设备昂贵。
二、测试循环•世界上三大汽车排放循环：（1）欧洲联盟测试循环（2）美国联邦测试循环（3）日本测试循环采用ECE+EUDC循环的主要国家和地区：中国、新加坡、马来西亚、泰国、沙特、土耳其、匈牙利、波兰、俄罗斯等。
采用美国FTP-75循环的主要国家和地区：加拿大、阿根廷、巴西、智利、墨西哥、新西兰、韩国、台湾等。
欧洲联盟测试循环美国联邦测试循环日本测试循环三、排放法规为控制汽车的有害排放物对大气环境的污染，世界各国纷纷以法规的形式限制车辆的排气污染。
领导这一潮流的是汽车最多的美国，然后是日本和欧洲各国。
目前，各国排放法规中在对排放测试装置、取样方法、分析仪器等方面，大都取得了一致，但测试规范（车辆的行驶工况或发动机的运转工况组合方案）和排放量限值仍有很大差异。
我国将逐步等效采用欧洲的排放法规体系。
•车用发动机的排放法规分轻型车与重型车两类，轻重的分界线各国不完全统一，大致是总质量3.5～5t以下或乘员9～12人以下的车辆为轻型车，以上为重型车。
轻行车的排放法规要求整车在底盘测功机上进行排放测试，结果用单位行驶里程的排放质量（g/km）表示。
重型车的排放法规不要求整车测量，而只要求在发动机试验台上进行发动机测试，结果用发动机的比排放量[g/（kw﹒h）]表示。
欧洲轻型车排放限值四、中国的排放法规1998年8月27日，北京市环境保护局颁布了名为《轻型汽车排气污染物排放标准》的DB11/105-1998号地方法规，规定在北京对新生产轻型汽车中第一类车从1999年1月1日起执行欧洲I，从2004年1月1日起执行欧洲II，第二类车从2001年1月1日起执行欧洲I，从2004年1月1日起执行欧洲II。
第十章汽车排放测试
汽车排气中的CO和CO2用不分 光红外线气体分析仪测量；
NOx用化学发光分析仪测量；
HC用氢火焰离子型分析仪测量 ；
当需要从总碳氢化合物中分离出 非甲烷碳氢化合物时，一般用气 相色谱仪测量甲烷；
•排气成分分析仪外形图
发动机排气中的氧多用顺磁分析 仪测量。
•第10章 汽车排放测试
不分光红外气体分析仪NDIR
•第10章 汽车排放测试
•化学发光分析仪CLD
•(Chemical Luminescence Detector)
•特点 具有感应度高，体积分数可达10-7； 应答性好，在10-2浓度范围内输出特性呈线性关
系，适用于连续分析； 为使测量过程中NO2尽可能完全地转化成为NO
，催化转化器中的温度必须在920K以上。 是测量NOx的标准方法。
图
•S1-收集稀释空气定量样气的取样口 •S2-收集稀释排气定量样气的取样口
•第10章 汽车排放测试
带容积泵的定容取样系统 •特点
• 容积泵PDP每转的抽气体积是一定的，只要转数不变 • PDP系统可使流量无级变化，但结构庞大，且流量受
•第10章 汽车排放测试
采用临界流量文杜里管的定容取样系统
•AB-稀释空气取样袋
•第10章 汽车排放测试
全流稀释取样系统
•全流稀释取样系统流程图
•第10章 汽车排放测试
•EP-排气管 •PDP-容积式泵 •HE-热交换器 •PDT-初级稀释通道 SDS-单级稀释系统 •DDS-双级稀释系统 •PTT-颗粒物传输管 •SDT-次级稀释通道 •FH-滤纸保持架 •SP-颗粒物取样泵 •DP-稀释用空气泵 •PSP-颗粒取样探头 DAF-稀释用空气过 滤器
成按一定方向运动的离子流，通 •氢火焰离子型分析仪工作原理图
汽车排放法规PPT课件
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我国2014年排放情况
据环保部《2015年中国机动车污染防治年报》显示：2014年，全国汽车 产、销量分别达到2372.3万辆和2349.2万辆。与1980年相比，全国机动车保 有量增加了33倍，达到24577.2万辆；其中，汽车14452.2万辆，低速汽车 972.0万辆，摩托车9153.0万辆。
按环保标志分类，仅占汽车保有量6.8%的“黄标车”却排放了45.4%的NOx、
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我国的排放进程
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我国的排放国标
标准 国一 国二 国三 国四 国五
适用车型及细则
一氧化碳不得超过3.16g/km；碳氢化合物不得超过1.13g/km；其中柴油车的颗粒物标准不 得超过0.18g/km；耐久性要求为5万km。以上便是欧洲一号排放标准
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第三阶段
从1999年起北京实施DB11/105-1998地方法规，2000年起全国实施 GB14961-1999《汽车排放污染物限值及测试方法》 (等效于91/441/1EEC标 准)，同时《压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测试 方法》也制订出台;与此同时，北京、上海、福建等省市还参照ISO3929中双 怠速排放测量方法分别制订了《汽油车双怠速污染物排放标准》地方法规， 这一条例标准的制订和出台，使我国汽车尾气排放标准达到国外九十年代初 的水平。
美国的汽车尾气排放法规中，汽车尾气排放标准EPA 1998是1998 年实施的，EPA 2004是2004年实施的，EPA 2007是2007年实施的， EPA 2010是2010年实施的。
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美国
1959年加利福尼亚州(以下简称加州)通过法律规定车辆排放控制和大 气质量标准。
第十章汽车排放测试
样系 统
分流稀释取样系统
•工作原理
• 柴油机排气管EP中的排气通过颗粒物取样 探头ISP或PR和颗粒物取样传输管TT输送到 稀释通道DT。通过DT的稀释排气流量用颗 粒物取样系统PSS中的流量控制器FC2 和颗 粒物取样泵SP控制，稀释空气流量用流量控 制器FC1控制。
•第10章 汽车排放测试
•GF1-气体计量仪或流量测定仪 •DAF-稀释用空气过滤器 •GF2-气体计量仪或流量测定仪 •TT-颗粒物取样传输管
•第10章 汽车排放测试
第十章汽车排放测试
分流稀释取样系统
➢PSP-颗粒 物取样探头
➢PTT颗粒物 传输管
➢TT-颗粒物取样传输管
•分流稀释取样系统流程图
第十章汽车排放测试
➢PSS -颗粒
•目前测量汽车排放中HC的最有效手段； •灵敏度高，可测到极小浓度的HC ； •线性范围宽； •对环境温度和压力也不敏感； •不受样气中有无水蒸气的影响，但可能受其中氧的 干扰； •不同的HC分子结构对FID的影响不同。
•第10章 汽车排放测试
第十章汽车排放测试
•氢火焰离子分析仪工作原理
• 工作原理
•化学发光分析仪CLD
•(Chemical Luminescence Detector)
•特点
具有感应度高，体积分数可达10-7； 应答性好，在10-2浓度范围内输出特性呈线性关 系，适用于连续分析； 为使测量过程中NO2尽可能完全地转化成为NO ，催化转化器中的温度必须在920K以上。 是测量NOx的标准方法。
•由截光盘调制的周期性变化引起电 容器电容量周期变化，该信号经放 •不分光红外线气体分析仪工作原理图 大成为分析仪的输出信号。
•第10章 汽车排放测试
第10章 汽车排放测试
NO与O3反应生成NO2时，大约
有10％处于激态(NO2*)，在衰
减回基态NO2时，会发射出波 长0.6~3μm的光子hν。
NO
使用滤光片8让光电倍增 管检测器7只记录波长在 0.60~0.65μm之间的光， 以避免其他成分气体对 测量的干扰。
2NO2→ 2NO+O2
化学发光法（CLD)
❖ CLD是测量NOX浓度的标准方法。 ❖ 被测气体中的NO与O3反应产生化学发光现象，
3、氮氧化合物（NOX)
成因：在高温（1800℃）和高浓度氧 气的条件下氮和氧才能发生反应，生 成NOX(主要是NO和NO2)。 危害：产生与CO相似的严重后果。引 起肺水肿,同时刺激眼、鼻粘膜。
4、硫化物（SO2)
成因：燃料中的硫和空气中的氧气反应 生成。 危害：形成酸雨
5、碳烟（微粒）
成因：不完全燃烧的产物 危害：影响呼吸系统，引起恶心头晕。
10.3 微粒测量与分析
❖过滤器上，用微克级
精密天平称得过滤器在收集微粒前后的质量差， 从而获得排放微粒的质量。
10.3.2 微粒成分分析
索氏萃取法(SE)
主要是对微粒中有机可溶成分SOF的 分离及分析
原理：用浴缸内的水加
热烧瓶中的溶剂使其蒸 发，上升到冷凝管中， 冷凝物回到样品室中浸 泡样品，进行萃取。萃 取液达到一定体积时， 经虹吸管流回烧瓶，不 断将微粒中的SOF带到 烧瓶中，直到萃取完全。
10.1.3 定容取样系统
❖ 定义： 对汽车的排气先用干净空气进行稀释，然后用
定容取样(Constant Volume Sampling，缩写 为CVS)系统取样。
10.2 排气成分分析仪
类型
测量CO和CO2
汽车排气检测与分析ppt
汽车排气检测的标准主要有ISO标准和美国联邦测试标准等，这些标准对测试 方法、测试设备、测试流程等方面都有详细的规定和要求。
02
汽车排气检测的设备与操 作流程
汽车排气检测设备的组成
传感器
用于测量汽车尾气的各种 气体成分，如一氧用于收集传感器检测到的 数据，并进行初步处理和 分析。
汽车排气检测与分析ppt
2023-10-29
contents
目录
• 汽车排气检测技术概述 • 汽车排气检测的设备与操作流程 • 汽车排气分析技术与方法 • 汽车排气检测与分析中的问题与对策 • 汽车排气检测技术的发展趋势与展望 • 结论与参考文献
01
汽车排气检测技术概述
汽车排气检测的意义
01
02
数据分析
数据采集器将检测到的数据进 行初步处理和分析，并将结果 传输到显示器上。
安装设备
将传感器和数据采集器安装在 汽车的排气管上，确保连接紧 密、不漏气。
开始检测
开启数据采集器，等待一段时 间后，传感器会开始检测汽车 尾气的各种气体成分。
结果判定
根据显示器上的结果，判定汽 车排放是否符合相关标准。
03
环境保护
汽车排气污染是城市空气 污染的主要来源之一，通 过检测可以减少有害物质 的排放，保护环境。
交通安全
汽车排气检测有助于发现 车辆故障和安全隐患，降 低交通事故的风险。
节能减排
通过检测汽车排气，可以 评估车辆的燃油消耗和排 放情况，为节能减排提供 依据。
汽车排气检测的方法
取样方法
主要有直接取样和富集取样两种方法，直接取样即直接 从汽车排气管中取得样本，富集取样则是将排气样本通 过吸收剂或滤纸进行收集和处理后再进行检测。
第十章 汽车排放测试
第一节
汽车排放污染物取样系统
２. 分流稀释取样系统(ＰＦＤＳＳ) 图１０￣４为测量重型车用柴油机稳态微粒排放用的分流稀释取样系统。
第一节
汽车排放污染物取样系统
三、定容取样系统
１.带容积泵的定容取样(ＰＤＰ ＣＶＳ)系统如图１０￣５ 所示。
第一节
汽车排放污染物取样系统
２. 采用临界流量文杜里管的定容取样(ＣＦＶ￣ＣＶＳ)系统，如图１０￣６ 所 示。
第三节
微粒测量与分析
３. 索氏萃取法(ＳＥ) 对微粒中的ＳＯＦ 可采用萃取法采集，常用 的有索氏ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ取法(ＳＥ)，所用装置如图１０￣１２ 所示。
该方法从原理上说，是测量柴油机排放微粒中 ＳＯＦ 最准确的方法，且萃取液可多次使用，不足 之处是耗时多，操作较复杂。
第四节
烟度测量与分析
一、滤纸式烟度计
滤纸式烟度计检测仪的结构和工作原理， 如图１０￣１３ 所示。 滤纸式烟度计结构简单，使用方便，曾 获得广泛的应用。 但由于柴油机微粒中各 种成分对光线的吸收能力不同，不同柴油机 在不同工况下测得的滤纸烟度值与微粒质量 之间没有完全一一对应关系。 这种烟度计 不能测定由油雾造成的蓝烟与白烟，也不能 对瞬态工况进行连续的测量。
第一节 第二节 第三节 第四节
汽车排放污染物取样系统 排气成分分析仪 微粒测量与分析 烟度测量与分析
第10章发动机排放测试
第10章发动机排放测试本章主要内容：介绍了CO、HC、NO X和微粒等排放污染物的测试仪器的工作原理和测试方法，叙述了曲轴箱排放物和蒸发排放物的测试要点。
汽车排放污染物的测试，是废气净化研究的重要方面。
正确测试汽车有害排放物的含量是研究汽车有害排放物的形成及其控制技术和装置的重要前提。
随着各国汽车排放标准的日趋严格，其排放测试技术也不断地完善。
汽车排放污染物的浓度一般都低，在排气过程中排气成分因相互影响而不稳定，采样测量时样气在进入测试仪器前的管路中，有凝聚和吸附现象等。
因此，为得到正确的测量结果，就必须要有合理的采集排气样气的取样系统，以及具有良好的抗干扰性能和高灵敏度的测试仪器。
10.1汽车排放污染物取样系统取样是汽车排放测试的第一环，在不同条件下，需要不同的取样技术。
取样方法不同，取样系统也有所不同。
取样系统的功能在于使样气经过预处理，以便按一定要求送入分析系统。
取样的正确与否对测量结果的正确性关系极大。
一般说来，汽车在不变工况工作时污染物的排放量可通过排气成分分析仪器测量该成分在排气中的浓度，然后根据汽车的排气总流量来计算求得。
当汽车在变工况工作时，虽说在理论上可先测出成分浓度和排气流量随时间的变化曲线然后再对时间积分计算总量，但实际上由于排气管压力随工况变化而变化，取样系统和测量仪器动态响应滞后不同，以及在输送过程中各工况的样气部分混合，使得浓度曲线不能再现汽车排放的时间特性，造成很大的误差。
于是采用通过测量排放平均值的方法来确定总排放量，如把一个标准测试循环中的所有排气收集到气袋里，然后测量浓度和气量，从而算出该循环的总排放量。
这种方法需要用很大的气袋来收集排气，很不方便。
同时样气在收集过程中可能发生物理和化学变化，导致测量结果的失真。
按取样方法分，目前常采用的取样系统有直接取样系统、稀释取样系统和定容取样系统。
下面针对每种取样方法并结合取样系统分析它们的特点。
10.1.1直接取样系统直接取样法，是将取样探头插入发动机的排气管中，用取样泵连续抽取一定量气体不经稀释直接送入分析系统进行分析。
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稀释取样系统外形
第10章 汽车排放测试
全流稀释取样系统
全流稀释取样系统流程图
第10章 汽车排放测试
EP-排气管 PDP-容积式泵 HE-热交换器 PDT-初级稀释通道 SDS-单级稀释系统 DDS-双级稀释系统 PTT-颗粒物传输管 SDT-次级稀释通道 FH-滤纸保持架 SP-颗粒物取样泵 DP-稀释用空气泵 PSP-颗粒取样探头 DAF-稀释用空气过 滤器
DEP-稀释排气抽气泵
DT-稀释风道
F-过滤器
FC-流量控制器；
FL-流量计
HE-换热
HF-加热过滤器
PG-压力表
QF-快接管接头
QV-快作用阀
S1～S4-取样探头
SB-衡释排气取样袋
的取样过滤器
SP-取样泵
采用临界文丘里管（CVF）的定容取样系统
TC-温度控制器 TS-温度传感器
CFV-临界流量文杜里管；SF-测量微粒排放
第10章 汽车排放测试
直接取样系统
直接取样法是将取样探头插入发动机的排气管
中，用取样泵连续抽取一定量气体不经稀释直 接送入分析系统进行分析。
由于直接取样法设备简单，操作方便，被广泛 用于许多国家和地区的各种用途发动机的排放 测量中。
第10章 汽车排放测试
直接取样系统
•未经稀释的采样气直接从排气管抽 取，污染物浓度较高，具有较高的 测量精度。
2. 各 种 汽车 排 放污 染 物 对人类和自然的危害 。
3. 汽 车 排放 控 制技 术 的 发展历程。
第10章 汽车排放测试
取样系统概述
取样是汽车排放测试的第一环，在不同条件下， 需要不同的取样技术。
取样系统的功能在于使样气经过预处理，以便按一 定要求送入分析系统
不同的取样方法，就有不同的取样系统。按取样 方法分，目前常采用的取样系统有：直接取样系统 、稀释取样系统和定容取样系统。
第10章 汽车排放测试
带容积泵的定容取样系统 特点
• 容积泵PDP每转的抽气体积是一定的，只 要转数不变，总流量就不变。
• PDP系统可使流量无级变化，但结构庞大 ，且流量受温度影响大。
第10章 汽车排放测试
采用临界流量文杜里管的定容取样系统
AB-稀释空气取样袋
CF-积累流量计
CS-旋风分离器
DAF-稀释空气滤清器
柴油机排气管EP中的排气通过颗粒物取样探 头ISP或PR和颗粒物取样传输管TT输送到稀 释通道DT。通过DT的稀释排气流量用颗粒 物取样系统PSS中的流量控制器FC2 和颗粒 物取样泵SP控制，稀释空气流量用流量控制 器FC1控制。
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第10章 汽车排放测试
定容取样系统
现在，世界各国的排放法规大多规 定对汽车的排气先用干净空气进行 稀 释 ， 然 后 用 定 容 取 样 CVS （ Constant Volume Sampling）系统取 样。除取样袋收集（测得浓度值） 的气体外，大部分排气被排出取样 器；由测量器测量排出气体的总流 量；因此可以计算得到排放总量。
第10章 汽车排放测试
分流稀释取样系统
分流稀释取样系统流程图
EP-排气管 PR-取样探头 ISP-等动态取样探头 EGA-排气分析仪 BV-球阀 SC-压力控制装置 DPT-差压传感器 FC1-流量控制器 SB-抽风机 PB-压力机 DT-稀释通道 PSS-颗粒物取样系统 PSP-颗粒物取样探头 PTT-颗粒物传输管 FH-滤纸保持架 SP-颗粒物取样泵 FC2-流量控制
第10章 汽车排放测试
稀释取样系统
测量重型车柴油机的微
粒排放测试时，用稀释
取样系统取样。既可用
全流稀释取样系统
FFDSS （ Full Flow
Dilution
Sampling
System），
也可用分流稀释取样系
统PFDSS (Partial Flow
Dilution
Sampling
System)。
•采样泵P把样气从HSL1（保温453 － 473K ） 送 到 氢 火 焰 离 子 检 测 器 HFID 分 析 HC ， 经 HSL2 （ 保 温 368 － 473K ） 输 送 到 化 学 发 光 分 析 仪 CLA分析NOx，另外排气经取样管 SL输送到不分光红外线吸收型分析 仪NDIR分析CO和CO2。 •为 了 排 除 水 蒸 气 对 NDIR 工 作 的 干 扰，用温度保持273-277K的槽型冷 却器B来除去排气样气中的水分。
GF1-气体计量仪或流量测定仪 DAF-稀释用空气过滤器 GF2-气体计量仪或流量测定仪 TT-颗粒物取样SP-颗粒 物取样探头
➢PTT颗粒物 传输管
➢TT-颗粒物取样传输管
分流稀释取样系统流程图
13
➢PSS -颗粒
物取
样系 统
分流稀释取样系统 工作原理
汽车排放与噪声控制
第10章 汽车排放测试 2020年9月8日
第10章 汽车排放测试 10.1 汽车排放污染物取样系统 10.2 排气成分分析仪 10.3 微粒测量与分析 10.4 碳烟测量与分析
第10章 汽车排放与测试
概述：主要内容
1. 环 境 污染 现 状 ， 特 别 是与汽车尾气相关的 大气污染情况。
测量 总流 量的 常用 方法
容积泵PDP
文杜里管CFV
定容取样系统
第10章 汽车排放测试
带容积泵的定容取样系统
D-稀释空气滤清器 M-混合室 H-热交换器 TC-温度控制系统 PDP-容积泵 T1-温度传感器 G1、G2-压力表
带容积泵的定容取样系统（PDP-CVS）流程
图
S1-收集稀释空气定量样气的取样口 S2-收集稀释排气定量样气的取样口
CFV-临界流量文杜 里管
GF-气体计量仪或流 量仪测定
➢PDT -初级
稀释 通道
➢SDT-次级稀释通道 ➢PTT-颗粒物传输管
➢DDS双级稀 释系统
➢ DAF-稀释
用空气过滤 器
➢ EP-排气管
➢ PSP-颗粒取样探头
➢SDS-
单级稀 释系统
➢PDP-容积式泵
全流稀释取样系统流程图
10
➢CF V-临 界流
量文
杜里 管
全流稀释取样系统
技术要点
•初级稀释风道PDT中应有足够的湍流强度和足够的 混合长度，保证取样前柴油机排气管EP排出的排气 能经稀释空气滤清器DAF净化的稀释空气混合均匀 。 •单级稀释系统的直径至少为460mm，双级稀释系统 的直径至少为200mm。发动机的排气应顺气流引入 初级稀释通道，并充分混合。