第七章发动机排放与汽车噪声.ppt

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1、PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT20 五月 2023第七章发动机排放与汽第七章发动机排放与汽车噪声车噪声PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT教学提示教学提示教学提示教学提示：介绍有害排放物的危害及生成、影响排放物生成的主要因素与常用的有害排放物控制技术、排放标准与测试技术及发动机噪音来源与控制方法。要求要求要求要求：掌握有害排放物的生成机理，影响因素与控制技术；了解排放标准

2、与测试技术以及发动机噪声来源与控制方法。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT 7.1 7.1 发动机有害排放物的生成与危害发动机有害排放物的生成与危害发动机有害排放物的生成与危害发动机有害排放物的生成与危害1、发动机排放物的组成、发动机排放物的组成一氧化碳一氧化碳氮氧化物氮氧化物碳氢化合物碳氢化合物光化学烟雾光化学烟雾微粒微粒PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT汽油机和柴油机的

3、燃烧特点不同，污染汽油机和柴油机的燃烧特点不同，污染物生成机理不同物生成机理不同汽油机污染物汽油机污染物：COCO、HCHC、NoxNox柴油机污染物柴油机污染物：NoxNox、微粒、微粒PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT1 1、一氧化碳、一氧化碳、一氧化碳、一氧化碳一氧化碳是燃料在空气不足的情况下的燃烧一氧化碳是燃料在空气不足的情况下的燃烧产物，是发动机排放中有害浓度最大的成分。产物，是发动机排放中有害浓度最大的成分。CO 是无色无臭有窒息性的毒性气体。是无色无臭有窒息性的毒性气体

4、。空燃比是影响空燃比是影响CO 含量的主要因素。含量的主要因素。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT汽油机：汽油机：过量空气系数过量空气系数=1=1（空燃比（空燃比=14.7=14.7），燃料完全），燃料完全燃烧，生成燃烧，生成COCO2 2、H H2 2O O过量空气系数过量空气系数 1 1（空燃比（空燃比 14.714.7），燃料不），燃料不完全燃烧，生成完全燃烧，生成COCO过量空气系数过量空气系数 1 1 （空燃比（空燃比 14.7 14.7），），COCO不存在。不存在。由于

5、混合不均、燃烧后高温，排气中有少量由于混合不均、燃烧后高温，排气中有少量COCO存在存在PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT2 2、碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物 碳氢化合物（碳氢化合物（HC）包括未燃和未完全包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解和部分氧燃烧的燃油、润滑油及其裂解和部分氧化产物，如烷烃、烯烃、芳香烃、醛等。化产物，如烷烃、烯烃、芳香烃、醛等。醛类醛类醛类醛类是刺激性物质，对眼、呼吸道、血是刺激性物质，对眼、呼吸道、血液有毒害。液有毒害。PPTPPTPPT

6、PPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT碳氢化合物的生成碳氢化合物的生成n汽油机未燃汽油机未燃HCHC的生成：的生成：1 1）燃烧生成燃烧生成随排气排出随排气排出2 2）曲轴箱排放物曲轴箱排放物 燃烧室通过活塞与汽缸间间隙燃烧室通过活塞与汽缸间间隙漏入曲轴箱的窜气，含大量漏入曲轴箱的窜气，含大量HCHC3 3）汽油箱、燃油供给系统汽油箱、燃油供给系统等处蒸发的汽油蒸汽等处蒸发的汽油蒸汽PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office P

7、PTPPTPPTPPT均匀混合气生成未燃均匀混合气生成未燃HCHC机理机理（1 1）冷激效应）冷激效应 燃烧室壁面对火焰的迅速冷却（称为冷激、淬冷）使火焰不能传播的缸壁表面，在表面上留下薄层未燃烧或不完全燃烧的混合气。缝隙效应是冷激效应的主要表现。（2 2）油膜和沉积物吸附）油膜和沉积物吸附 缸套壁面和活塞顶面上的润滑油膜吸附未燃混合气的燃油蒸汽，当混合气燃油浓度因燃烧降到零时，油膜释放油气少部分被氧化造成HC排放PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT(3)(3)火焰淬熄火焰淬熄n冷启动

8、和暖机温度较低燃油雾化、蒸发和混合气形成变差，燃烧变慢、不稳定，火焰因膨胀缸内温度压力下降造成可燃混合气大容积淬熄，HC排放激增n混合气过稀过浓，排放再循环率大，怠速、小负荷下发生。(4)(4)未燃碳氢化合物的氧化未燃碳氢化合物的氧化 未燃碳氢化合物扩散到高温已燃气体中部分被氧化，HC是未燃的燃油及其部分氧化产物的混合物。在排气管路中氧化。最高排气温度和最长停留时间使HC降低最多推迟点火以提高排气温度有利于HC后期氧化降低排气歧管热损失增大横断面积，壁面进行绝热PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPT

9、PPTPPT柴油机柴油机 喷油初期滞燃期内滞燃期内混合气过稀造成未燃HC 喷油后期高温燃气中混合气过浓或燃烧淬熄随排气排出，HC多被碳烟微粒吸附。柴油机未燃HC排放主要来自柴油喷注外缘过稀混合气地区，怠速或小负荷时的HC排放高 喷油器残油容积对HC排放有影响PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT 3 3、氮氧化物、氮氧化物、氮氧化物、氮氧化物 氮氧化物中氮氧化物中最重要的最重要的是是NO和和NO2.发动机排放中的氮氧化物是由于燃烧室内发动机排放中的氮氧化物是由于燃烧室内高温燃烧而产生的，

10、空气的氮经过氧化首先高温燃烧而产生的，空气的氮经过氧化首先生成生成NONO，然后与大气中的氧相遇又成为，然后与大气中的氧相遇又成为NONO2 2。NONO是无色无味的气体，只有轻度刺激性，是无色无味的气体，只有轻度刺激性，毒性不大，高浓度时会造成中枢神经有轻度毒性不大，高浓度时会造成中枢神经有轻度障碍。障碍。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT 3 3、氮氧化物、氮氧化物、氮氧化物、氮氧化物 NO2是一种褐色气体，有特殊刺激性臭味，是是一种褐色气体，有特殊刺激性臭味，是发动机排放中恶臭

11、物质之一。它使人中毒的症发动机排放中恶臭物质之一。它使人中毒的症状是在发生肺水肿的同时，引起支气管炎等。状是在发生肺水肿的同时，引起支气管炎等。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT生成生成NONO的因素：的因素：1 1）氧的浓度氧的浓度 高温条件下，氧的浓度是生成高温条件下，氧的浓度是生成NONO的重要因素的重要因素2 2）温度温度 燃烧放热集中在上止点附近，燃烧温度很高，燃烧放热集中在上止点附近，燃烧温度很高，NONO生成量愈生成量愈多。多。3 3）反应滞留时间反应滞留时间 燃气在高

12、温富氧条件下滞留时间长，燃气在高温富氧条件下滞留时间长，NONO生存量增生存量增加。加。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT 发动机排放中，氮氧化合物和发动机排放中，氮氧化合物和HC在太阳在太阳 能的作用下进行光化学反应生成的光化学过能的作用下进行光化学反应生成的光化学过氧化物而形成的烟雾称为氧化物而形成的烟雾称为光化学烟雾光化学烟雾。光化学过氧化物的主要物质是光化学过氧化物的主要物质是臭氧（臭氧（O3）.PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office

13、Office Office Office PPTPPTPPTPPT4 4、微粒微粒微粒微粒 微粒微粒是指存在于大气中的，除掉未化合的水以外的是指存在于大气中的，除掉未化合的水以外的任何分散物质。这种分散物质可能是任何分散物质。这种分散物质可能是固态的固态的，也可，也可能是能是液态的液态的。微粒包括微粒包括原始颗粒原始颗粒和和二次颗粒二次颗粒。原始颗粒原始颗粒是指直接是指直接来自发动机燃烧产物的颗粒。来自发动机燃烧产物的颗粒。二次颗粒二次颗粒是指在大气是指在大气条件下，因气态、液态和固态的各化学反应之间发条件下，因气态、液态和固态的各化学反应之间发生化学和物理变化所产生的颗粒。生化学和物理变化所

14、产生的颗粒。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT 4 4、微粒微粒微粒微粒汽油机汽油机汽油机汽油机和和柴油机柴油机柴油机柴油机所排放的颗粒是不同的。所排放的颗粒是不同的。汽油机汽油机汽油机汽油机主要是铅化物、硫酸、硫酸盐和低分主要是铅化物、硫酸、硫酸盐和低分子物质。子物质。柴油机柴油机柴油机柴油机的颗粒在数量上要比汽油机多。成分的颗粒在数量上要比汽油机多。成分也复杂。主要有含碳物质（炭烟）和一些有机也复杂。主要有含碳物质（炭烟）和一些有机物。物。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演

15、模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT微粒的形成微粒的形成n汽油机中汽油中的铅、硫造成的硫酸盐是排气汽油机中汽油中的铅、硫造成的硫酸盐是排气微粒的主要成分。微粒的主要成分。n柴油机微粒排放量大于汽油机几十倍，燃烧生柴油机微粒排放量大于汽油机几十倍，燃烧生成的含碳粒子及其表面吸附有机物组成。局部成的含碳粒子及其表面吸附有机物组成。局部缺氧导致碳烟生成，尾气中碳烟的浓度是碳烟缺氧导致碳烟生成，尾气中碳烟的浓度是碳烟生成速率与碳烟氧化速率之差。生成速率与碳烟氧化速率之差。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模

16、板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT 排气中二氧化硫（SO2）的含量与燃料中的含硫量有关。SO2对发动机在使用催化净化装置 有破坏作用，降低催化剂的使用寿命。是生成柴油机排气微粒的原因之一。SO2也是造成酸雨的主要物质。5.5.二氧化硫二氧化硫PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT 6.6.6.6.二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳 CO CO CO CO2 2 2 2作为温室气体使地球表面温度升高，即所作为温室气体使地球表面温度升高，即所谓

17、的温室效应。大气层中谓的温室效应。大气层中COCO2 2层加厚，太阳光照层加厚，太阳光照射在地球表面的能量受到射在地球表面的能量受到COCO2 2层的阻隔难以逸出，层的阻隔难以逸出，热量经多年累积使全球气候变暖，造成全球气候热量经多年累积使全球气候变暖，造成全球气候变化反常。变化反常。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT7.7.7.7.臭气臭气臭气臭气臭味是由多种成分引起的，臭味是由多种成分引起的，除除O O3 3和和NONO2 2外，燃料的外，燃料的不完全燃烧产物甲醛、丙烯醛等是有臭

18、味。臭味使不完全燃烧产物甲醛、丙烯醛等是有臭味。臭味使人感觉难受，刺激人的眼睛和黏膜。人感觉难受，刺激人的眼睛和黏膜。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT7.2 发动机的排放标准及检测 目前，几乎所有国家对汽车排放均作出了严格的规定，这种规定以汽车排放标准或法规的形式颁布并执行。从某种意义上讲，汽车排放控制技术产生和应用的动力就在于这些具有法律效应的汽车排放法规。由于世界各国的政治、经济及技术水平等诸多因素都不一样，所以制定的汽车排放标准也有所不同。从现在世界汽车工业发展情况来看，汽车

19、排放标准已经形成三大体系。汽车排放实验则是围绕着汽车排放标准进行，它包括研究研究和评价评价两个方面。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT7.2.1汽车排放标准汽车排放标准nGB38472005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法排气烟度排放限值及测量方法nGB18285-2005 点燃式发动机汽车排气污染物排放限值点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）及测量方法（双怠速法及简易工况法）nGB183

20、52.32005 轻型汽车污染物排放限值及测量方轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国法（中国、阶段）阶段）nGB 176912005车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国、阶阶段）段）nGB113402005 装用点燃式发动机重型汽车曲轴箱污染装用点燃式发动机重型汽车曲轴箱污染物排放限制及测量方法物排放限制及测量方法nGB147632005 装用点燃式发动机重型汽车燃油蒸发污装用点燃式发动机重型汽车燃油蒸发污染物排放限制及测量方法染物排放限制及测量方法PPTPPTPPTPPT文档演模板文

21、档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT车用压燃式发动机和压燃式发动车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法机汽车排气烟度排放限值及测量方法一、组成部分一、组成部分n压燃式发动机排气烟度排放控制要求压燃式发动机排气烟度排放控制要求n型式核准已批准的压燃式发动机排气烟度排放控制要求型式核准已批准的压燃式发动机排气烟度排放控制要求n为单独进行发动机型式核准的压燃式发动机排气烟度排放控制为单独进行发动机型式核准的压燃式发动机排气烟度排放控制要求要求n在用汽车的排气烟度排放控制要求在用汽车的排气烟度排放控制要求二

22、、测试内容与方法二、测试内容与方法n全负荷稳定转速试验的不透光烟度全负荷稳定转速试验的不透光烟度n自由加速试验的不透光烟度（新车、在用车）自由加速试验的不透光烟度（新车、在用车）n在用车加载减速试验的不透光烟度在用车加载减速试验的不透光烟度PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT点燃式发动机汽车排气污染物排放点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）一、怠速与高怠速工况一、怠速与高怠速工况n怠速工况：发动机无负载运转状态。即离

23、合器处于接合位置、怠速工况：发动机无负载运转状态。即离合器处于接合位置、变速器处于空档位置（对于自动变速箱的车应处于变速器处于空档位置（对于自动变速箱的车应处于“停车停车”或或“P”档位）；采用化油器供油系统的车，阻风门应处于全开位档位）；采用化油器供油系统的车，阻风门应处于全开位置；油门踏板处于完全松开位置。置；油门踏板处于完全松开位置。n高怠速工况：利用油门踏板将发动机转速稳定控制在高怠速工况：利用油门踏板将发动机转速稳定控制在50%额额定转速或制造厂技术文件中规定的高怠速转速时的工况。本标定转速或制造厂技术文件中规定的高怠速转速时的工况。本标准中将轻型汽车的高怠速转速规定为准中将轻型汽车

24、的高怠速转速规定为2 500100r/min，重，重型车的高怠速转速规定为型车的高怠速转速规定为1 800100r/min；如有特殊规定；如有特殊规定的，按照制造厂技术文件中规定的高怠速转速。的，按照制造厂技术文件中规定的高怠速转速。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT点燃式发动机汽车排气污染物排放点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）二、汽车排气污染物排放限值二、汽车排气污染物排放限值PPTPPTPPTPPT文档演模

25、板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT点燃式发动机汽车排气污染物排放点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）三、过量空气系数（三、过量空气系数（）的要求）的要求 对于使用闭环控制电子燃油喷射系统和三元催化转化器技术的汽车进行过量空气系数（）的测定。发动机转速为高怠速转速时，应在1.000.03 或制造厂规定的范围内。进行测试前，应按照制造厂使用说明书的规定预热发动机。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Offi

26、ce Office Office PPTPPTPPTPPT点燃式发动机汽车排气污染物排放点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）四、测试内容与测试方法四、测试内容与测试方法n双怠速法双怠速法n稳定工况法稳定工况法n瞬态工况法瞬态工况法PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT轻型汽车污染物排放限值及测量方法轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国（中国、阶段）阶段）一、测试内容与方法一、测试内容与方法n型试验：常温下冷起动后排气

27、污染物排放试验型试验：常温下冷起动后排气污染物排放试验n双怠速试验：测定双怠速的双怠速试验：测定双怠速的CO、HC 和高怠速的和高怠速的值值n型试验：曲轴箱污染物排放试验型试验：曲轴箱污染物排放试验n型试验：蒸发污染物排放试验型试验：蒸发污染物排放试验n型试验：污染控制装置耐久性试验型试验：污染控制装置耐久性试验n 型试验：低温下冷起动后排气中型试验：低温下冷起动后排气中CO 和和HC 排放试验排放试验n车载诊断（车载诊断（OBD）系统试验）系统试验PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT

28、型试验型试验 型试验由两部分（型试验由两部分（1 部和部和2 部）组成。试验部）组成。试验1 部包括部包括4 个城区循环，每个城区循环包含个城区循环，每个城区循环包含15 个工况；试验个工况；试验2 部由部由1 个城郊循环组成，该城郊循环包含个城郊循环组成，该城郊循环包含13 个工况。经制造厂同意，个工况。经制造厂同意，可以在可以在1 部结束和部结束和2 部开始之间加入不超过部开始之间加入不超过20 秒的不取样时秒的不取样时段，以便调整试验设备。段，以便调整试验设备。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPT

29、PPTPPTPPT双怠速试验双怠速试验 试验在型试验结束后立即进行双怠速试验，制造厂在型式核准时，应提交双怠速的CO、HC 污染物排放值和高怠速的值的控制范围。并保证在出厂后24 个月内车辆的高怠速值在控制范围内。制造厂应对生产下线的汽车进行双怠速试验。汽车的双怠速CO、HC 排放值和高怠速值都应在制造厂型式核准时申报的控制范围内。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT型试验型试验（曲轴箱污染物排放试验）（曲轴箱污染物排放试验）n除装压燃式发动机的汽车外，所有汽车都必须进行此项试验。n

30、对于两用燃料车，仅对燃用汽油进行此项试验。n对于单一气体燃料车，仅对燃用气体燃料进行此项试验。n进行型试验时，发动机曲轴箱通风系统不允许有任何曲轴箱污染物排入大气。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT型试验型试验（蒸发污染物排放试验）（蒸发污染物排放试验）n所有汽油车都必须进行此项试验。两用燃料车仅对燃用汽油进行此项试验。n进行型试验时，蒸发污染物排放量应小于2g/试验。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Offi

31、ce PPTPPTPPTPPT型试验型试验（污染控制装置耐久性试验）（污染控制装置耐久性试验）n试验在跑道上、或道路上、或底盘测功机上进行80000km 耐久性试验，确定实测劣化系数，劣化系数应不大于表3中的数值。表3 劣化系数表n从试验开始（0km），每隔10000km(400km)或更短的行驶里程进行一次型试验，测量排气污染物。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT 型试验型试验低温下冷起动后排气中低温下冷起动后排气中CO 和和HC 排放试验排放试验n试验应在环境温度266 K(-7

32、)下进行。试验由型试验1 部的四个城区循环组成，共持续780 秒，试验期间不得中止，并在发动机起动时开始取样。n试验应进行三次。CO 和HC 测得的排放量必须小于表4 所示限值。对于每种污染物而言，只要这三次测量结果的算术平均值小于规定的限值，三次测量结果中允许有一次的值超过限值，但不得超过该限值的1.1 倍。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT车载诊断（车载诊断（OBD）系统试验）系统试验n车载诊断（OBD）系统应满足下表的要求。n试验在型耐久性试验用汽车上、型耐久性试验结束时进行。

33、如果没有进行型耐久性试验，可使用经适当老化（经检测机构确认相当于行驶了80 000km）并具有代表性的汽车进行车载诊断（OBD）系统验证试验。n当失效导致排放超过下表规定的极限值时，车载诊断（OBD）系统必须指示出与排放相关的失效部件或系统。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT试验装置 测量轻型汽车排气污染物采用的试验装置主要有：n底盘测功机底盘测功机n定容取样器定容取样器n分析设备分析设备n控制系统控制系统PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office

34、 Office Office Office PPTPPTPPTPPT7.2.2 汽油机排放污染物的检测n一氧化碳（一氧化碳（CO）：采用不分光红外线吸收型分折仪）：采用不分光红外线吸收型分折仪（NDIR）n 碳氢化合物碳氢化合物(HC)：采用氢火焰离子型分析仪（：采用氢火焰离子型分析仪（FID），其原），其原理是利用某些气体在高温火焰中的电离现象，通过检测电极理是利用某些气体在高温火焰中的电离现象，通过检测电极间的离子电流来测定气体浓度。间的离子电流来测定气体浓度。n氮氧化物（氮氧化物（Nox）：采用化学发光型分析仪（）：采用化学发光型分析仪（CLD），其原），其原理是：被测气体中的理是：被测

35、气体中的NO与与O3反应产生化学发光现象，这种反应产生化学发光现象，这种化学发光的强度与化学发光的强度与NO浓度成正比。浓度成正比。NO2转换为转换为NO后（转化后（转化器），再进入化学发光室，转化效率应大于器），再进入化学发光室，转化效率应大于90%。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT汽车排气中的CO和CO2用不分光不分光不分光不分光红外线气体分析仪红外线气体分析仪红外线气体分析仪红外线气体分析仪测量NOX用化学发光分析仪化学发光分析仪化学发光分析仪化学发光分析仪测量HC用氢火焰离

36、子型分析仪氢火焰离子型分析仪氢火焰离子型分析仪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，发动机排气中的氧多用顺磁分析仪测量气气气气相色谱仪相色谱仪相色谱仪相色谱仪测量甲烷。排气成分分析仪概述排气成分分析仪外形图 PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT 不分光红外线气体分析仪NDIR（Non-Dispersive Infra-Red Analyzer）是根据不同气体对红外线的选根据不同气体对红外线的选择性吸收原理提出的择性吸收原理提出的。红外线是波长为0.860

37、0m的电磁波，多数气体具有吸收特定波长的红外线的能力。如CO能吸收4.55m的红外线，CO2能吸收44.5m 的红外线，不分光红外线气体分析仪根据其特定的吸收来鉴别气体分子的种类。不分光红外气体分析仪NDIRPPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT不分光红外气体分析仪NDIR工作原理工作原理 红外线光源射出的红外线红外线光源射出的红外线经过旋转的截光盘交替地投经过旋转的截光盘交替地投向气样室和装有不吸收红外向气样室和装有不吸收红外线的气体（如氮）的参比室，线的气体（如氮）的参比室，透过两室

38、的气体进入透过两室的气体进入有两个有两个接收气室的接收气室的检测器。当样气检测器。当样气室中的被测样气浓度变化时，室中的被测样气浓度变化时，两个接受气室接受的红外线两个接受气室接受的红外线辐射能的差别也发生变化，辐射能的差别也发生变化，导致分隔两气室的薄膜两侧导致分隔两气室的薄膜两侧压变化。由截光盘调制的周压变化。由截光盘调制的周期性变化引起电容器电容量期性变化引起电容器电容量周期变化，该信号经放大成周期变化，该信号经放大成为分析仪的输出信号。为分析仪的输出信号。不分光红外线气体分析仪工作原理图 PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Of

39、fice Office PPTPPTPPTPPT不分光红外气体分析仪NDIR工作特点工作特点不分光红外线气体分析仪采用直接取样系统时，水蒸气对CO和NO的测定有干扰，在取样流程中应串联有冷却器或除湿器，以尽量除去水分。不分光红外线气体分析仪测量NO时，其测量精度低；测量HC时，只能检测某一波长段的HC，而对非饱和烃和芳香烃则不敏感，测量的结果主要是反应了饱和烃的含量而不代表各种HC的含量，所以总的精确度较差。排放法规规定，CO和CO2用不分光红外线气体分析仪测量。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPP

40、TPPTPPT化学发光分析仪CLD工作原理1-反应室；2-臭氧发生器；3-氧入口；4-滤光片；5-光电倍增管检测器；6-信号放大器；7-催化转化器；8-样气入口；9-转换开关；10-反应室出口 样样气气由由通通道道A A或或B B进进入入反反应应室室1 1。通通道道A A直直接接通通向向反反应应室室，这这个个通通道道只只能能测测量量样样气气中中NONO的的浓浓度度；样样气气通通过过通通道道B B时时，样样气气中中的的NONO2 2将将在在催催化化转转换换器器7 7中中转转化化成成NONO，再再进进入入反反应应室室，这这样样仪仪器器测测量量得得到到的的是是NONO和和NONO2 2的的总总和和N

41、ONOX X。利利用用测测得得的的NONOX X与与NONO的的差差值值，即即可确定样气中可确定样气中NONO2 2的浓度。的浓度。化学发光分析仪工作原理图 PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT化学发光分析仪CLD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。特点特点PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档

42、演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT氢火焰离子分析仪工作原理 工作原理工作原理 氢火焰燃烧时，氢火焰燃烧时，2300K左左右的高温氢火焰会使右的高温氢火焰会使HC离子化离子化成自由离子，离子数基本与成自由离子，离子数基本与HC的浓度成正比。的浓度成正比。待测气体与氢气混合后，待测气体与氢气混合后，由入口进入燃烧器，由燃烧嘴由入口进入燃烧器，由燃烧嘴喷出，在空气的助燃下由通电喷出，在空气的助燃下由通电的点火丝点燃。的点火丝点燃。HC在缺氧的氢在缺氧的氢扩散火焰中分解出离子和电子。扩散火焰中分解出离子和电子。这些离子和电子形成按一定方这些离子和电

43、子形成按一定方向运动的离子流，通过对离子向运动的离子流，通过对离子流电流的测量就可测得碳原子流电流的测量就可测得碳原子的浓度，从而反映出相应的浓度，从而反映出相应HC的的浓度浓度。1-离子收集器；2-信号放大器；3-空气分配器；4-氢和待测气体入口；5-助燃空气入口；6-燃烧嘴氢火焰离子型分析仪工作原理图 PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT氢火焰离子分析仪FID特点特点是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

44、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。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT顺磁分析仪PMA工作原理工作原理氧是一种强顺磁性气体，氮氧化合物有较弱的顺磁性，NO和NO2的顺磁性分别为氧的44%和29%。因为汽车排放中，氧的浓度要比NOX高得多，所以可用顺磁分析仪测量排气中的氧浓度顺磁分析仪外形图 PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT顺磁分

45、析仪PMA 工作原理工作原理 样气样气3 3中的氧中的氧2 2，在永久磁铁，在永久磁铁6 6的磁场吸引下充入水平玻璃管的磁场吸引下充入水平玻璃管5 5中。中。在磁场强度最大的地方，样气被电在磁场强度最大的地方，样气被电热丝热丝4 4加热。加热后的氧顺磁性下加热。加热后的氧顺磁性下降，磁铁对它的吸引力小于冷态的降，磁铁对它的吸引力小于冷态的氧。冷的样气被吸到磁极中心，挤氧。冷的样气被吸到磁极中心，挤走热的样气。冷的样气被加热后又走热的样气。冷的样气被加热后又被挤走。这样在玻璃管被挤走。这样在玻璃管5 5中就形成中就形成了气体流动，也称了气体流动，也称磁风磁风，其速度与，其速度与样气的浓度成正比。

46、如果加热丝样气的浓度成正比。如果加热丝4 4同时起热线风速仪的作用，就可以同时起热线风速仪的作用，就可以简单地测定磁风速度，从而测得样简单地测定磁风速度，从而测得样气中的氧浓度气中的氧浓度 顺磁分析仪工作原理 PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT气相色谱仪 GC 工作原理工作原理 用样气注射器把一定体积的用样气注射器把一定体积的样气从试样注入口注入仪器，与样气从试样注入口注入仪器，与从载气入口进入仪器的氢、氦、从载气入口进入仪器的氢、氦、氩等载气混合后流入装有填充剂氩等载气混合后流入装

47、有填充剂的色谱柱中。的色谱柱中。由于样气的不同组分对色谱由于样气的不同组分对色谱柱中的填充剂的亲和力（吸附或柱中的填充剂的亲和力（吸附或溶解性）不同，在载气的推动下溶解性）不同，在载气的推动下被分离。亲和力弱的组分，很难被分离。亲和力弱的组分，很难被滞留在填充剂中，首先流出色被滞留在填充剂中，首先流出色谱柱；反之，亲和力强的组分流谱柱；反之，亲和力强的组分流出较晚。出较晚。1-试样注入口；2-色谱图记录仪；3-气体出口；4-检测器；5-温控槽；6-色谱柱；7-载气入口气相色谱仪工作原理图 PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office

48、 Office PPTPPTPPTPPT气相色谱仪 GC对混合气的组成中各成分浓度进行详细 的分析它灵敏度高，需要样气数量很少；一次可完成多种成分的分析。第10章 汽车排放测试 特点特点PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT排气微粒的测量方法 排气微粒排气微粒是指依据一定的取样方法，在最高温度为325K的稀释排气中，由过滤器收集到的固态或液态微粒。显微镜下的微粒组织形状 PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Offic

49、e PPTPPTPPTPPT微粒质量测量微粒测量过滤器通常采微粒测量过滤器通常采用滤纸。用滤纸。为了保证测量的精度，为了保证测量的精度，空白滤纸和有微粒滤纸空白滤纸和有微粒滤纸的质量测量必须在调温的质量测量必须在调温调湿的洁净小室内进行。调湿的洁净小室内进行。空白滤纸至少在取样前空白滤纸至少在取样前2h放入小室内的滤纸盒放入小室内的滤纸盒中，待稳定后测量质量，中，待稳定后测量质量，然后仍放在小室内待用。然后仍放在小室内待用。微粒质量测量装置 微粒滤纸与空白滤纸的质量差就是微粒质量微粒滤纸与空白滤纸的质量差就是微粒质量。如果从小室取出后如果从小室取出后1h内没内没有使用，则在使用前必须重有使用，

50、则在使用前必须重新测量质量。新测量质量。收集微粒后的滤纸放回小室收集微粒后的滤纸放回小室内至少内至少2h，但不得超过，但不得超过36h，然后测量总质量。，然后测量总质量。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT微粒质量测量计算公式 Vep流经过滤器的流量，m3 Vmix流经通道的流量，m3 Mp排放微粒质量，g/km Mf过滤器收集的微粒质量，g d 与运转循环一致的距离，kmPPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Off