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浅析汽车排放污染物的检测方法
来源:汽车维修  作者:佚名  2017-01-25 09:34:53

    正确测定汽车有害排放物的含量是当前研究发动机有害物及其控制的一项重要内容。目前各国制定汽车排放法规时除了规定试验工况外,对采样方法和检测仪器也有严格的要求,这是因为汽车排放法规中规定物质的含量测定正确与否实际上与以下3个方面有关:
    第一,发动机的试验工况。由于发动机的运转工况(如转速、负荷、温度等)的改变都会影响排气中各种成分物质含量的变化,因此各国在制定排放标准时都同时规定了试验规范。
    第二,采样系统。由于目前排放法规限制标准所规定的有害气体成分的浓度较低,在采样过程中,排气在管路中的凝聚和吸附现象所造成的损失,以及排气成分本身的变化等都将影响所测量排放物含量的准确性,所以必须要有正确采集排气样气的采样系统。
    第三,分析仪器的精度。由于所测气体浓度低,共存成分的相互影响大,因此,要求各种分析仪器具有良好的抗干扰性能,并具有更高的灵敏度。

    一、污染物检测方法

    汽车排放污染物的检测,从试验方法上划分,主要有怠速法和工况法2种。怠速法是测量汽车在怠速工况下排气污染物的方法,一般仅测量CO和HC,测量仪器采用便携式排放分析仪。这种方法具有简便易行、测量装置价格便宜和便于携带、检测时间短等优点。但怠速法的缺点是测量结果缺乏全面代表性。怠速法可作为环保部门对在用车辆的排放检测,以及汽车综合修理厂对车辆的排放性能和发动机是否正常工作进行简易评价的方法。
    工况法将汽车若干常用工况和排放污染较重的工况组合在一起进行污染物排放测量,以期全面地评价车辆排放水平。目前世界上排放法规主要有3个体系,即美国、日本和欧洲体系,其它各国基本是在美国和欧洲法规的基础上制定本国的排放法规。
    与怠速法相比,工况法的检测结果可以比较全面地反映汽车排放水平,一般用于新车的认证许可检测和出厂一抽查椅测,但其试验设备的价格往往是便携式排放分析仪(怠速法所用设备)的100~200倍。

    二、废气采样方法
      1.直接采样法
    直接采样法是一种简单易行的采样方法,也是一种应用比较广泛的采样方法。所谓直接采样法就是将测量探头插入发动机的排气管内直接采集一部分排气的方法,如图1所示。所采样气经过冷却槽、过滤器和泵,然后引入分析仪中进行气体分析。采样探头(如图2所示)为1个内径4~6 mm的不锈钢管或铜管。探头前端封死,管壁开有若干小孔(孔径约为2~4mm)。采样时将采样探头直接插入发动机的排气管中,并用气泵将汽车排放气体的一部分抽出,送入分析仪进行分析。如果使用连续气体分析仪,直接采样法就可以连续分析汽车排气在各种状态下的瞬时变化情况,直接采样法作为标准采样法,现在广泛应用于重型车用发动机台架试验以及怠速法测量。



    直接采样法存在以下问题:采样管路的吸附现象会引起测量误差,为了除去样气中的水蒸气,在采样系统中需要装有冷凝器等装置,但是冷凝又容易使排气中高沸点的物质凝聚。由于冷凝器的工作温度不同,所测得的HC浓度就会有所变化。另外,由于管路的吸附作用以及排气中一些成分溶解于水等原因,也容易产生测量误差。为了防止HC等成分在采样管中的凝聚和吸附现象的发生,可将较低浓度试样管路分开,并加热管路系统,在测量汽油机排气中HC含量时,可以加热到140℃,而柴油机排气所含高沸点的HC较多,需加热到200℃以上。
    用直接采样法时所测得排气各成分的浓度,需要换算成汽车单位行车距离排出的有害气体质量,其计算过程比较复杂。

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