简易工况法在汽车排放检测中的运用探讨

2022-09-11

近年来, 随着我国汽车工业的飞速发展, 汽车保有量不断攀升, 已经成为全球第三大汽车生产国和第二大汽车销售国。由于机动车保有量的迅速增加, 机动车排放造成的污染问题逐渐凸显, 已经直接影响了城市环境空气质量。机动车排放的CO、HC、NOx、PM已成为我国城市的主要污染源, 机动车所造成的污染正呈逐年上升趋势, 开发和使用更加科学的汽车尾气排放检测方法已经成为当务之需。简易工况法作为一种新的汽车排放检测方法, 具有很大的优越性和推广前景。尤其是简易瞬态工况法不仅具有较高的识别率, 能够测量出汽车排放污染物的质量, 并且具有检测效率高、检测费用和设备费用都较低等优点。本文以简易瞬态工况法为重点, 就汽车排放检测进行了探讨和研究。

1 简易瞬态工况法的主要设备

简易瞬态工况法的设备主要包括:底盘测功机、排气取样系统、五气分析仪、气体流量分析仪和自动检测控制系统。

1.1 底盘测功机

主要用于模拟车辆道路行驶的各种工况, 要求能够模拟车辆在道路上行驶的加速惯量, 即底盘测控机通过控制功率吸收单元模拟车辆在道路上匀速和加速工况, 减速工况只通过基本飞轮部分模拟, 或者能够模拟车辆在道路行驶的全惯量。

1.2 排放取样系统

包括水气分离系统、颗粒过滤装置、取样泵和流量控制单元。应保证其可靠耐用, 无泄漏且易于维护, 与取样气体接触的制造材料不能与取样气体反应且不污染取样气体或改变被分析气体的特性。

1.3 五气分析仪

直接对排放气体进行采样分析。其中一氧化碳 (CO) 、二氧化碳 (C02) 、碳氢化物 (HC) 采用不分光红外法 (NDIR) ;氮氧化物 (NOx) 采用电化学法或其他等效方法。五气分析仪应能满足至少5Hz的排放浓度测试能力, 并且每次开始测试前, 应对环境温度、湿度进行测量, 至少每秒测量一次。

1.4 气体流量分析仪

主要用来即时地测量排放气体的流量, 由气室、蜗旋流量传感器、氧气传感器、抽气机、温度和压力传感器等组成。气体流量分析仪将测量稀释后的气体的氧含量与原排放气体中的氧含量相比较, 求得质量稀释的比例, 通过稀释比和气体流量分析仪测得的流量, 计算出每一秒的排放体积。然后根据排放体积和五气分析仪测量出来的排放浓度来计算汽车每秒排放的污染质量。

1.5 自动检测控制系统

根据输入的车辆参数自动设置加载载荷和选择排放标准。检测程序、数据采集和分析判断检测结果都由自动检测控制系统自动完成。

2 简易瞬态工况法检测流程

2.1 车辆预检

待检车辆完成车辆检测登记后, 引车员应将车辆驾驶到底盘测功机前等待检测, 并进行车辆的预先检查。预先检查的目的是核实受检车辆是否和行驶证相符, 并评价车辆的实际状况是否能够进行简易瞬态工况法检测。在进行预先检查时, 如果发现受检车辆的车况太差, 不适合进行简易瞬态工况法检测, 必须进行修理后才能进行检测。

2.2 实验设备准备和标定

(1) 取样系统进行至少15min的连续清洗, 若为反吹清洗则不少于5min。将取样探头插入汽车排气管250mm, 若深度不能保证应加长排气管。 (2) 对五气分析仪和气体流量分析仪进行预热, 使其在通电后30min达到稳定。在每次开始实验前, 分析仪器完成自动调零, 测定环境污染水平和HC残留量。采集的环境背景样气应满足以下条件HC<7×10-6, CO<0.02%、NO<25×10-6且取样系统中HC残留量浓度高出环境背景氧气浓度不超过7×10-6时, 仪器可以使用。 (3) 在对测功机进行预热之后, 进行滑行试验, 在滑行试验合格后方可进行简易瞬态工况法的排放检测。计算机系统根据车辆参数自动设定测功机载荷或根据基准值来设定试验工况的吸收功率值。

2.3 检测

启动发动机, 使发动机保持怠速运转40s, 然后进行进行试验。在试验过程中应注意: (1) 怠速运行工况。对于手动或半自动变速器, 怠速期间, 离合器接合, 变速器置于空档;为了按正常循环进行加速, 车辆应在循环的每个怠速后期, 加速开始前5s离合器脱开。对于自动变速器, 在试验开始时放好档位选择器后, 在试验期间任何时候不再操作档位选择器。 (2) 加速运行工况。在整个工况过程中进行加速时, 尽可能使加速度恒定。若加速度未能在规定时间内完成, 如有可能, 超出的时间应从工况改变的复合公差的时间中扣除;对于自动变速器若加速不能再规定时间内完成, 应按照手动变速器的要求, 操作档位选择器。 (3) 减速运行工况。在减速工况时, 应使加速踏板完全松开, 离合器接合, 当车速降至10km/h时, 离合器脱开, 但不操作变速杆。如果减速时间比响应工况规定的时间长, 则应使用车辆的制动器, 以使循环按照规定的时间进行。如果减速时间比响应时间规定的时间短, 则应在下一个等速或怠速工况时间中恢复到理论循环规定的时间。 (4) 等速运行工况。从加速过渡到下一等速工况时, 应避免猛踏加速踏板或关闭节气们。等速工况应采用保持加速踏板位置不变的方法实现。