汽车尾气检测方法分析及设备研发

发表时间:2021/4/26   来源:《科学与技术》2021年1月3期   作者:付伟
[导读] 经济的发展和进步,人们的生活水平不断提升
        付伟  
        广州华工机动车检测技术有限公司  510641
        摘要:经济的发展和进步,人们的生活水平不断提升,对于日常出行提出了更高的要求。汽车是人们出行必不可少的交通工具,汽车数量与日俱增,与此同时带来比较严重的大气污染。当前需要结合现状做好分析,积极做好汽车排放污染物的检测工作,同时明确汽车尾气污染的严重性,提高环保意识。基于此,文章对汽车尾气的检测方法进行了分析,并对设备研发进行了探究。
        关键词:汽车尾气;检测方法;分析;设备研发
        引言
        汽车数量逐年上升,产生的废气污染严重影响到我们的生活环境,产生的排放物对环境造成了非常大的危害,这成为我们当前需要积极面对的一个问题。现阶段,有效控制和降低汽车污染物的排放量是我们要多关注的问题,做好尾气的检测和治理,当前成为了环保工作的重中之重。
        一、汽车尾气污染物检测方法
        (一)怠速法和额双怠速法
        即对处于怠速状态下车辆进行尾气污染物浓度的检测工作。进行排放测量时,发动机冷却液或润滑油温度应不低于80℃,或者达到汽车使用说明书规定的热状态,先做好发动机预热,保证冷却液、机油实际温度和压力在一个平衡状态。检测时,怠速工况指汽车发动机最低稳定转速工况。即离合器处于接合位置、变速器处于空挡位置(对于自动变速箱的车应处于“停车”或“P”挡位);油门踏板处于完全松开位置。该检测方式便于操作且加速度快,但是存在一定弊端,存在车辆行驶状态不相符的情况,因此我们可以运用双怠速法。该排放标准多指两种空转状态对应的污染物排放,一种是怠速状态下的转速,汽车发动机最低稳定转速工况;其次是高怠速转速,结合现行标准要求,高怠速工况指满足上述(除最后一项)条件,用油门踏板将发动机转速稳定 控制在本标准规定的高怠速转速下。本标准中将轻型汽车的高怠速转速规定为2500±200r/min,重型车的高怠速转速规定为1800±200r/min;如不适用的,按照制造厂技术文件中规定的高怠速转速。由于汽车怠速时混合气的浓度较大,因此会影响转换器效率,所以为规避上述现状,可对采用了转化器的汽车做高怠速检测。进行分组测试,做出对比。通过增加了一个高怠速点的排放检测,发动机从怠速状态加速至70%额定转速或企业规定的暖机转速,运转30s后降至高怠速状态。将双怠速法排放测试仪取样探头插入排气管中,深度不少于400mm,并固定在排气管上。维持15s后,由具有平均值计算功能的双怠速法排放测试仪读取30s内的平均值,该值即为高怠速污染物测量结果。对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,还应同时计算过量空气系数(λ)的数值。同时还需保障整个检测过程中,发动机冷却液或润滑油温度应不低于80℃,或者达到汽车使用说明书规定的热状态。
        (二)简易工况法
        利用工况模型对汽车燃油和排放等性能做检测或是测量的方式称作工况法,当前该方式的应用范围较为普遍,可以理解为对指定车辆做固定行为,结合过程做尾气排放测量,并结合检测结果做出分析判断。工况法的进行需综合多种检测数据,对道路条件、车流密度、交通状况等进行综合检测,将所有检测数据做综合分析之后再行指定,是一种较为有效的检测方式,是当前一种重要的发展趋势。
        影响工况法检测结果的因素比较多,人为因素就是其中一项重要因素,检测时,需将测功机置于车辆自身基准重量的设定作依据,对车辆加载功率值做检测,若是检测人员录入车辆整备信息存在误差,那么会影响检测结果。
        工况法做汽车排放污染物检测过程中,具体设备有排气取样系统、底盘测功机、气体流量分析仪、自动检测控制系统等,检测过程中要先做车辆预检,摸清车辆实际情况,保证车辆适合运用该方式做检测,同时准备好各项实验设备,做好标定;之后对车辆怠速运行工况、加速运行工况、减速运行工况以及污染物排放情况做具体检测,获得检测结果,明确车辆情况。
        (三)自由加速法
        结合当前的排放标准,测试方法可运用自由加速法。该方法运用抽气泵吸入尾气,被测气体封闭在一个内表面不反光的容器内,通过气体光通道有效长度时,内部反射或漫射作用产生的漫反射光对光电池的影响,气体浓度大,光反射少,降低光电,仪表中显示值,烟度计的示值变大。


        测试可将取样探头固定在排气管中,使插深至400mm处,保持两者轴线平行,
发动机(包括废气涡轮增压发动机),在每个自由加速循环的开始点均处于怠速状态,对重型车用发动机,将油门踏板放开后至少等待10秒钟。在进行自由加速测量时,必须在1秒的时间内,将油门踏板连续完全踩到底,使供油系统在最短时间内达到最大供油量。对每个自由加速测量,在松开油门踏板前,发动机必须达到断油转速。对使用自动变速箱的车辆,应达到发动机额定转速(如果无法达到,不应小于额定转速的2/3)在测量过程中应监测发动机转速检查是否符合试验要求(特殊无法测得发动机转速的车辆除外),并将发动机转速数据实时记录并上报。检测结果取最后三次自由加速烟度测量结果的算术平均值。该方式操作比较简便,设备造价低,携带比较方便,检测时间不会耗费大量时间,可应用柴油机车中进行检测。
        (四)加载减速工况法
        该方式通过在排气管深度400mm处插入探头,连接分析仪,以控制系统能够获得自动检测所需的初始数据:启动发动机,变速器置空挡,逐渐加大油门踏板开度直到达到最大,并保持在最大开度状态,记录这时发动机的最大转速,然后松开油门踏板,使发动机回到怠速状态。使用前进挡驱动被检车辆,选择合适的挡位,使油门踏板处于全开位置时,测功机指示的车速最接近 70km/h,但不能超过100km/h.对装有自动变速器的车辆,应注意不要在超速挡下进行测量,计算机对按上述步骤获得的数据自动进行分析,判断是否可以继续进行后续的检测,被判定为不适合检测的车辆不允许进行加载减速检测。在确认机动车可以进行排放检测后,将底盘测功机切换到自动检测状态。加载减速测试的过程必须完全自动化,在整个检测循环中,均由计算机控制系统自动完成对测功机加载减速过程的控制。自动控制系统采集二组检测状态下的检测数据,以判定受检车辆的排气光吸收系数k和NOx是否达标,二组数据分别在VelMaxHP 点和80%VelMaxHP点获得。上述二组检测数据包括轮边功率、发动机转速、排气光吸收系数k和NOx,必须将不同工况点的测量结果都与排放限值进行比较。若测得的排气光吸收系数k或NOx超过了标准规定的限值,均判断该车的排放不合格。
        (五)车载排放检测方法
        依靠车载排放测试系统PEMS,对汽车尾气做检测的方法又成为车载排放检测。改操作方式比较便捷,直接将设备安装到行驶中的汽车上,采集其行驶过程中的各类参数以及具体污染实际,并将其做出清晰的展现。该方式具有一定的稳定性,且较为灵敏,优势比较明显,所以当前获得了比较广泛的运用。PEMS系统能够直接对汽车尾气进行测试,对其中的一氧化碳、二氧化碳、颗粒物PM等做出测试。分析仪通过对不同气体的分析,较好获得污染程度值。
        二、提高检测精度的措施
        (一)选择合适的检测方法
        实际测试工作进行时,需结合实际,选择合适的检测方式。检测工作过程中,若是双怠速法难以较好满足检测精度提出的各项要求,却缺乏有效的新方法时,就需要相关检测人员注意,可以在检测工作进行前,对于待检车辆做好分类,例如轻型车可运用简易工况法,双怠速法进行辅助;重型车可运用双怠速法。年代不同的化油车和电喷车应结合实际,科学选择检测方法,有助于检测精度的提升。
        (二)做好尾气检测超标后的维护诊断
        检测车辆因为系统故障、空燃比、点火时间多种因素出现改变时,可能会出现尾气排放检测不达标的情况,结合该现状,需加强发动机故障诊断,并排除该因素的影响,保证发动机处于正常工作状态下去进行检测。
        结语
        综上所述,汽车尾气中含有大量、多种污染物,这些物质会对环境以及人们的身体健康造成较大不利影响,所以当前需要采取有效的方式做好检测,明确汽车尾气排放是否处于正常范围,为尾气排放控制提供可靠技术支持,做好汽车尾气检测分析,优化环境。
        参考文献:
        [1]时凤奎.汽车尾气检测方法分析及设备研发[J].天津科技,2016(01):46-48+51.
        [2]蔡应春,曹再喜,江莉娜.对汽车尾气检测技术的几点探讨[J].科技与创新,2016(19):128-129.
        [3]詹琪.尾气检测在汽车排除故障中的应用研究[J].低碳世界,2014(13):256-257.
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