由于CVs法测试精度高,所以被广泛应用于美国、日本以及欧洲ECE15-04法规以后的试验规范中,定容取样法有CVs-1和CVS-3两种系统。CVs-1只用1个取样袋,用于美国L.A-4C试验规范。CVS-3取样系统(见图5),用3只气袋,用于美国LA-4CH试验规范,试验时分别对冷起动、稳定行驶、热起动阶段3次取样。
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测量柴油机时,因为HC有可能在样气袋中冷凝,所以需要对HC进行连续分析,稀释排气需要采用加热到190℃的采样管输送到分析器,并用积分器计算测试循环时间内的累计排放量。柴油机的测试还包括微粒排放量的测量,所以还需要有1个由流量控制器FC、微粒过滤取样器SF、取样泵SP、积累流量计CF组成的微粒取样系统。
三、气样制备系统
发动机排气中的污染物除了微粒以外都是气态成分,气态成分测试技术的发展水平是制定发动机排放标准的重要依据,也是发动机排放研究的重要手段。对气态成分测试的基本要求是:
(1)对所测量的成分有较高的选择性(测量结果受排气中其它成分的干扰小);
(2)对所测量的成分有比较高的灵敏度;
(3)测量仪器的可靠性好,操作简单容易。
完整的气态成分测试应当包括下列部分:
(1)取样部分:
(2)
气体浓度分析;
(3)结果整理。
在进行排气分析以前,必须按照分析方法的要求制备气样,气样制备的基本要求是:
(1)气样在进入测试仪器之前,其所测成分必须能定量再现排气中该成分的浓度;
(2)在较长的时间内,气样成分不受其它因素的干扰。
气样在制备过程中的主要干扰因素有:
(1)可冷凝部分:在大多数的测试过程中,被测气体的冷却总是伴随着冷凝现象。冷凝液是造成测量误差的主要原因之一;
(2)固体杂质:排气中经常有固体杂质,如碳烟,这些杂质不允许进入测试仪器中;
(3)吸附和化学反应:被测成分在输送过程中的吸附和化学反应会造成该成分量的变化,对浓度很低成分的测量影响很大,有些材料对某些化学反应有催化作用,特别是在温度较高的区域,如加热的输送管道,会造成某些成分的测量误差。
常规发动机排气测量的气样制备系统包括:
(1)带冷凝脱水的气样制备系统;
(2)加热的气样制备系统。
图6所示为1个带冷凝脱水的气样制备系统简图,这种系统常用于制备不会冷凝,也不会溶于冷凝液的气态成分的取样,发动机排气中的O2、CO2、CO和NO的测量,都可以采用这种样气制备系统。
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如果所测量的气态成分在常温下可能发生冷凝,那么样品输送管道就必须加热。例如,用氢火焰离子化检测仪(FID)测量HC,就必须使气体从取样到测量都保持在190℃以上,图7所示为一个加热气样制备系统的简图,在进入FID以前,气样的温度通过加热后的粗滤、逆向清扫系统和取样泵维持在190℃以上。逆向清扫系统利用高压气体清洗粗滤器,以免过于频繁拆装粗滤器。
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如果所测成分会溶于冷凝液,则样气也必须加热。由于NO2易溶解于水,生成硝酸,因此,对NO2浓度较高的排气(如经过催化转换器处理的排气)测量系统,则应该把通往NO2分析仪的管道和其中的各种元件加热到冷凝点以上,以便能准确测量NO2的浓度,以防止测量系统被硝酸腐蚀。
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