汽车尾气的检测标准.pdf

C O MMU N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N.N o.6,2 0 0 7(I S S U EN o.1 6 6)交通标准化 2 0 0 7年第6期(总第1 6 6期)J B HC O M M U N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O NC O MMU N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N.N o.4,2 0 0 7(I S S U EN o.1 6 4)交通标准化 2 0 0 7年第4期(总第1 6 4期)J B HC O M M U N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O NC O MMU N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N.N o.7,2 0 0 7(I S S U EN o.1 6 7)交通标准化 2 0 0 7年第7期(总第1 6 7期)J B HC O M M U N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N1前言目前,世界各国汽车保有量迅猛增加,汽车工D o n a l d s o n矩阵中所对应的对角线上的数值;DF(,)照射波长与观测波长在D o n a l d s o n矩阵中所对应的非对角线上的数值。4.4.1.2 C I ED 6 5照明体下试样的三刺激值均值计算该条件下三刺激值均值取几个试样X、Y、Z的平均值,它包括总的三刺激值均值、逆反射的三刺激值均值、荧光的三刺激值均值,计算公式如下:总的三刺激值均值为:XT-均值=(XT)/n,YT-均值=(YT)/n,ZT-均值=(ZT)/n逆反射的三刺激值均值为:XR-均值=(XR)/n,YR-均值=(YR)/n,ZR-均值=(ZR)/n荧光的三刺激值均值为:XF-均值=(XF)/n,YF-均值=(YF)/n;ZF-均值=(ZF)/n4.4.1.3昼光1 5 0 0 0 K下试样的三刺激值均值计算该条件下三刺激值均值所包含的均值种类及其计算与C I ED 6 5照明体下的完全相同。4.4.2色品坐标计算原稿中没有给出色品坐标的计算方法,通过参考A S T ME 3 0 8-0 1标准获取了色品坐标计算公式。计算C I E 1 9 3 1下C I ED 6 5照明体的色品坐标(x,y)T,从C I ED 6 5总的三刺激值均值来计算色品坐标均值,计算公式如下:x=X/(X+Y+Z)y=Y/(X+Y+Z)5结语本文就已编制完成报批稿的交通行业标准 荧光反光膜和荧光反光标记材料昼间色度性能测试方法 的制定过程及相关的重点问题进行了详细说明。该标准丰富了反光材料领域的相关标准,其重要的发布实施对荧光反光膜的生产、使用具有现实意义。收稿日期:2 0 0 7-0 4-2 0#现代汽车尾气的检测标准与 净化措施张永波1,马迎2(1.深圳职业技术学院,广东 深圳5 1 8 0 5 5;2.中国人民大学,北京1 0 0 8 7 2)摘要:对汽车排放有害物质的危害和检测标准进行深入分析,可以有效促进汽车排放污染主要技术措施和方法的不断改善,对减少汽车尾气污染物的排放、缓解由于汽车尾气导致的环境污染具有重要意义。关键词:排放危害;检测标准;净化措施中图分类号:U 4 9 1.9 2文献标识码:A文章编号:1 0 0 2-4 7 8 6(2 0 0 7)0 7-0 0 1 2-0 4E x a mi n a t i o nS t a n d a r da n dD e c o n t a mi n a t i o nMe a s u r e so fMo d e r nA u t o mo b i l eT a i l G a sZ H A N GY o n g-b o1,M AY i n g2(1.S h e n z h e nP o l y t e c h n i cI n s t i t u t e,S h e n z h e n5 1 8 0 5 5,C h i n a;2.R e n m i nU n i v e r s i t yo f C h i n a,B e i j i n g1 0 0 8 7 2,C h i n a)A b s t r a c t:T h ed a n g e ra n de x a m i n a t i o ns t a n d a r do fa u t o m o b i l e sc o n t a m i n a t i o na r es t u d i e d,a tt h es a m et i m e,c a np r o m o t et h ei m p r o v e m e n to fm a i nm e a s u r e sa n dm e t h o d st or e s o l v et h ep o l l u t i o no fa u t o-m o b i l e,w h i c hh a v ei m p o r t a n tv a l u ef o rr e d u c i n ga u t o m o b i l eg a sp o l l u t i o na n dr e l i e v i n ge n v i r o n m e n t a lp o l-l u t i o na t t r i b u t et oa u t o m o b i l eg a s.K e yw o r d s:d r a i nc o n t a m i n a t i o n;e x a m i n a t i o ns t a n d a r d;p u r i f i c a t i o nm e a s u r e s汽 车 与 船 舶1 2C O M M U N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O NC O MMU N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N.N o.6,2 0 0 7(I S S U EN o.1 6 6)J B H 交通标准化 2 0 0 7年第6期(总第1 6 6期)C O M M U N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O NC O MMU N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N.N o.4,2 0 0 7(I S S U EN o.1 6 4)J B H 交通标准化 2 0 0 7年第4期(总第1 6 4期)C O M M U N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O NC O MMU N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N.N o.7,2 0 0 7(I S S U EN o.1 6 7)J B H 交通标准化 2 0 0 7年第7期(总第1 6 7期)表1装配点燃式发动机的车辆怠速试验排气污染物限值车 辆 类 型轻型车重型车C O(%)H C1 0-6 C O(%)H C1 0-6 1 9 9 5年7月1日以前生产的在用汽车4.512 0 00.320 0 01 9 9 5年7月1日起生产的在用汽车注:H C容积浓度值按正已烷当量4.59 0 00.512 0 0汽 车 与 船 舶业正在蓬勃发展,但随之而来的能源与污染问题却日益严重。汽车尾气主要是由于汽车发动机在不同条件下燃烧石油燃料产生了不同成分的有害物质所致。这些有害物质对自然环境和人类的健康产生了严重危害,因此如何控制和降低汽车尾气中的有害物质排放已成为当前亟待解决的问题之一。2汽车尾气的危害汽车发动机的主要燃料是汽油和柴油,在燃烧过程中,由于燃烧条件和影响因素不同,其燃烧的完全程度也不一样。因此在汽车排出的废气中,含有多种污染物,主要包括C O、H C、N Ox、S O2、碳烟、颗粒性物质等。汽车排放的污染物对人体健康影响的程度,与污染物的危害程度、排出量的多少、人体的吸收量以及人体本身的健康状况等因素有关。从危害程度分析,H C、N Ox、C O比较严重,它们能致癌和引起中毒。据统计资料表明,城市中每天每千辆汽车约排出C O3 0 0 0 k g,H C约2 0 0 k g 4 0 0 k g,N Ox约5 0 k g 1 5 0 k g。燃烧汽油生成的有毒物质达4 0 k g 7 0 k g,约占城市大气总污染量的5 5%7 0%。据相关资料显示,大气中的C O有7 0%8 0%是由于汽车排放尾气造成的,H C约占1 4%,氮氧化合物N Ox约占8%,微粒物质约占1%。各城市因机动车辆保有量和车况不同,所占比例也不一样,但C O、H C、N Ox的排出量为最大。有关统计数据表明,在交通发达、人口密集的大城市,由于汽车污染所造成的呼吸道疾病发病率比一般城市高1.5倍以上,心肺病人死亡率也逐年增加,肺癌的发病率更是达到了惊人的程度。经测定分析,死亡人数和污染程度成正比,高浓度污染区的死亡率是低浓度污染区的1.6倍。为此,世界各国极为重视这一公害,一般都对汽车排放的C O、H C、N Ox和柴油机排出的炭烟进行严格的监督和管理,分别制定了相应的汽车排放标准和法规。3排放污染物的检测标准我国于1 9 8 2年颁布了大气质量标准,从1 9 8 3年开始陆续制定并颁布了汽车排放限值标准;从1 9 8 4年起实施了汽油车怠速排放、柴油车自由加速烟度、汽车柴油机全负荷烟度等6项排放限值和测量方法标准;1 9 8 9年颁布了轻型车排放限值和测量方法标准;1 9 9 0年实施了汽车曲轴箱排放限值标准;1 9 9 3年对过去发布的部分标准进行了修订,并重新颁布了车用汽油机排放、汽油车蒸发排放和摩托车排放限值及测量方法标准;1 9 9 9年我国开始了新一轮的排放标准修订工作,并颁布了对新型车辆的形式认证和产品一致性试验排放限值的国家标准;2 0 0 0年1 2月颁布了 在用汽车排气污染物限值及测试方法(G B1 8 2 8 5-2 0 0 0);2 0 0 1年4月1 6日,国家环境保护总局与国家质量监督检验检疫总局联合发布 轻型汽车污染物排放限值及测量方法()(G B1 8 3 5 2.1-2 0 0 1)、轻型汽车污染物排放限值及测量方法()(G B1 8 3 5 2.2-2 0 0 1)和 车用压燃式发 动 机 排 气 污 染 物 排 放 限 值 及 测 量 方 法 (G B1 7 6 9 1-2 0 0 1)最新的国家标准,并取代了原有的1 1项重叠的机动车污染物排放标准和测量方法。排放标准可分为形式认证试验标准、产品一致性试验标准和在用车检测标准,其中,形式认证试验标准适用于对新设计车型的认证试验;产品一致性试验标准适用于从成批生产的车辆中任意抽取一辆或若干辆进行的抽样试验;在用车检测标准适用于对在用车的年检及抽样检测。一般而言,形式认证试验标准严于产品一致性试验标准,但这两种排放标准今后有合二为一的趋势;而在用车的排放检测标准通常与该车型生产时所达到的新车排放标准相对应。在用车污染排放控制是汽车污染排放控制的重要环节,因此对在用车的排放检测尤为重要。从20 0 1年7月1日起开始实施的国家新标准 在用汽车排气污染物限值及测试方法(G B1 8 2 8 5-2 0 0 0),是一种强制性标准,它适用于装配点燃式四冲程发动机及压燃式发动机、最大总质量大于或等于4 0 0 k g、最大设计车速大于或等于5 0 k m/h的在用汽车。具体的在用车排放新标准叙述如下。3.1装配点燃式发动机的车辆排气污染物限值装配点燃式发动机车辆的排气污染物是指C O、H C和N Ox,其中,H C以正己烷当量表示,而N Ox以N O表示。装配点燃式发动机的汽车进行怠速、双怠速和加速模拟工况(A S M)检测时的排气污染物(C O、H C和N Ox)限值分别见表1、表2和表3。1 3C O MMU N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N.N o.6,2 0 0 7(I S S U EN o.1 6 6)交通标准化 2 0 0 7年第6期(总第1 6 6期)J B HC O M M U N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O NC O MMU N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N.N o.4,2 0 0 7(I S S U EN o.1 6 4)交通标准化 2 0 0 7年第4期(总第1 6 4期)J B HC O M M U N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O NC O MMU N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N.N o.7,2 0 0 7(I S S U EN o.1 6 7)交通标准化 2 0 0 7年第7期(总第1 6 7期)J B HC O M M U N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N表2装配点燃式发动机的车辆双怠速试验排气污染物限值车 辆 类 型怠速高怠速C O(%)H C1 0-6 C O(%)H C1 0-6 2 0 0 1年1月1日以后上牌照的M1车辆0.81 5 00.31 0 02 0 0 2年1月1日以后上牌照的N1车辆注:H C容积浓度值按正已烷当量;M1指车辆设计乘员数(含驾驶员)不超过6人,且车辆的最大总质量不超过25 0 0 k g;N1还包括设计上乘员数(含驾驶员)超过6人,或车辆的最大总质量超过25 0 0 k g,但不超过35 0 0 k g的M类车辆1.02 0 00.51 5 0车辆类型基准质量(R M)(k g)A S M 5 0 2 5A S M 2 5 4 0H C/1 0-6C O(%)N O/1 0-6H C/1 0-6C O(%)N O/1 0-62 0 0 1年1月1日以后上牌的M1类车辆 1 0 5 0 1 2 5 0 1 4 7 0 1 7 0 0 1 9 3 0 2 1 5 0 2 5 0 02 6 02 3 01 9 01 7 01 5 01 3 01 3 02.21.81.51.31.11.01.02 5 0 02 2 0 01 8 0 01 5 5 01 3 5 01 2 0 01 0 5 02 6 02 3 01 9 01 7 01 5 01 3 01 2 02.42.21.81.51.31.21.12 3 0 02 0 5 01 6 5 01 4 0 01 2 5 01 1 0 01 0 0 02 0 0 2年1月1日以后上牌的N1类车辆注:H C体积浓度按正已烷当量;,同表2;基准质量(R M)是指车辆的整备质量加上1 0 0 k g 1 0 5 0 1 2 5 0 1 4 7 0 1 7 0 0 1 9 3 0 2 1 5 0 2 5 0 0 3 5 0 02 6 02 3 02 5 01 9 02 2 02 0 01 8 01 6 02.21.82.32.02.11.91.71.52 5 0 02 2 0 02 7 0 02 3 5 02 8 0 02 5 0 02 2 5 02 0 0 02 6 02 3 02 5 01 9 02 2 02 0 01 8 01 6 02.42.23.22.72.92.62.42.12 3 0 02 0 5 02 6 0 02 2 0 02 6 0 02 3 0 02 0 5 01 8 0 0表3装配点燃式发动机的车辆加速模拟工况试验排气污染物限值表4装配压燃式发动机的车辆自由加速试验排气可见污染物限值车 辆 类 型光吸收系数(m-1)2 0 0 1年1月1日以后上牌照的在用车2.52 0 0 1年1月1日以后上牌且装配废气涡轮增压器的在用车3.0表5装配压燃式发动机的车辆自由加速试验烟度排放限值车 辆 类 型烟度值(R b)1 9 9 5年7月1日以前生产的在用车4.71 9 9 5年7月1日以后生产的在用车4.03.2装配压燃式发动机的车辆排气污染物限值装配压燃式发动机的车辆排气污染物是指排气管排出的可见污染物,其自由加速试验排气可见污染物限值见表4;对于2 0 0 1年1月1日以前上牌照的这类车辆,采用烟度测量,其自由加速试验烟度排放限值见表5。4改善排放污染的净化措施4.1机内措施4.1.1降低压缩比通过降低压缩比可降低H C和N Ox形成的概率。降低H C的形成主要是避免死角和在膨胀及排气过程中进行氧化反应;降低N Ox的形成主要是通过降低燃烧期间的温度,较高的燃烧温度和过量的氧有利于C O氧化成C O2。4.1.2改变燃烧室形状紧凑的燃烧室面积比较小,通过工质的紊流或涡流减小淬熄层,从而减少H C排放。汽油机采用稀混合气燃烧技术,是提高燃油经济性和降低N Ox排放的有效措施。当前,随着多气门技术及电控技术的不断成熟,利用缸内紊流运动和涡流运动开发出了多种分层稀燃系统,使稀燃技术真正得到应用。浓混合气通过内部冷却和较低的燃烧速度来降低最高温度,从而使N Ox排放量下降。另外,柴油机的分开式燃烧室的N Ox排放量比直喷式低。4.1.3改善混合气成分混合气成分对C O、H C、N Ox的影响,主要表现在以下几方面:a)当理论空燃比在1 4.7以内时,随空燃比下降,混合气变浓,燃烧时氧气相对不足,C O、H C迅速增多,N Ox急剧下降;b)当在1 6附近时,C O、H C放排量很少,而N Ox排量最大;c)当大于1 7时,随着空燃比的增加,有少量的C O生成,是因为混合气局部缺氧所致。同时,由于氧气反应速度变慢,燃烧温度下降,使H C排放量又有所增加,N O排放量迅速下降。4.1.4配气定时合理合理选择配气定时,能够降低N Ox的排放量,如可变气门正时和升程。传统发动机配气相位是通过对各种不同配气相位的试验兼顾实际工况确定后而固定不变的,因而不可能在各种工况下都能达到最佳性能。但可变配气相位则可以在发动机整个工作范围内(不同转速和负荷)提供合适的气门开启、关闭时刻及升程,从而改善发动机进排气性能,较好地满足不同转速和不同负荷时的动力性、经济性以及废气排放的要求。4.1.5变化汽油机的点火提前角点火提前角减小时,后燃增加,气缸及排气温度上升,促进了未燃烧成分的氧化,使H C及N Ox排放量均减小。汽 车 与 船 舶1 4C O M M U N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O NC O MMU N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N.N o.6,2 0 0 7(I S S U EN o.1 6 6)J B H 交通标准化 2 0 0 7年第6期(总第1 6 6期)C O M M U N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O NC O MMU N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N.N o.4,2 0 0 7(I S S U EN o.1 6 4)J B H 交通标准化 2 0 0 7年第4期(总第1 6 4期)C O M M U N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O NC O MMU N I C A T I O N SS T A N D A R D I Z A T I O N.N o.7,2 0 0 7(I S S U EN o.1 6 7)J B H 交通标准化 2 0 0 7年第7期(总第1 6 7期)4.1.6采用先进的进气系统进气系统温度升高,会使燃烧温度升高,N Ox排放量增加。因此,增压柴油机的空气中间冷却是减少N Ox排放量的有效措施。如多气门技术,其充气效率高,泵气损失少;火花塞中心布置,不但改善了燃烧环境,还可采用较高的压缩比;较小的气门直径,减轻配气机的惯性质量,使发动机转速和输出功率提高;发动机稀燃能力增强,可以有效地降低了燃油消耗和有害气体的排放。4.1.7合理设计燃油喷射系统燃油喷射系统的喷油时刻和喷油量、柴油机的喷油规律和雾化质量,对汽车尾气排放均有影响。柴油机的喷油时刻直接影响燃烧的完全程度,延迟喷油可以减少N Ox的排放,但过迟将导致C O的增加。4.1.8改变燃烧燃料将目前汽车的主要燃料由汽油、柴油改为天然气以及氢气等,从源头控制其尾气的排放。4.2机外措施4.2.1废气再循环方法在排气管中取出一定流量的废气,使其回流进气管侧,通过部分废气的再循环,可以有效地降低燃烧的最高温度,从而使N Ox生成量减少。但是废气再循环仅适用于部分负荷,在全负荷时会使功率下降,在怠速时甚至会出现熄火现象。当负荷增加或转速升高时,化油器喉管真空度增加,使膜片上移开启废气阀,从排气管进入的废气被引入进气管。随着真空度的增加,阀门开启量增大,废气再循环量增加。怠速时喉管真空度降低,阀门关闭,废气不再循环。4.2.2采用二次空气喷射二次喷射是将新鲜空气喷射到排气口处,使高温废气与空气相混合,利用废气中的高温将未燃的H C、C O氧化,达到排气净化的目的,但其对N Ox不起作用。4.2.3催化器利用催化剂的改良作用,通过氧化还原反应,对废气进行有效净化,如目前广泛采用的三元催化转换器。4.2.4曲轴箱通风(P C V)系统曲轴箱窜气(H C)被送到进气歧管,使其进入气缸燃烧。当发动机在部分负荷运行时,窜气经P C V阀与来自空气滤清器的新鲜空气混合,被送入进气歧管。当发动机在全负荷运行时,进气歧管中真空度增加,P C V阀的通过能力相应不足,所增加的真空度把窜气同时吸入空气滤清器,并经化油器进入燃烧室。4.2.5燃油蒸发控制(E V A P)系统为了减少H C蒸气排入大气,采用活性碳吸附法,将来自汽油箱和化油器浮子室等处的燃油蒸气,经碳罐吸入进气歧管,使其在气缸中燃烧。当节气门位置开关接通时,计算机(E C V)接通真空开关(V S V),并把H C送入进气歧管。当减速断油系统接通时,计算机切断真空开关,H C不能进入进气歧管而吸附在活性碳罐上。4.2.6增压中冷增压后明显增加了气缸内的空气量,对降低C O和H C的排放量减轻对空气的污染有利。结合中冷技术,还可以大大降低N Ox的排放量。当汽油机增压,通过最合适的燃烧室形状设计和在涡轮机内的后燃,可以降低H C值;在低负荷范围内可降低N Ox的排放量,在高负荷时N Ox的排放量会有所升高。对于柴油机增压后,N Ox略有上升,但由于空气过量,烟度又会有所下降。5结语从上个世纪末到现在,中国汽车排放检测能力不断增强与完善,与之相关的测试设备的开发、标准和法规研究工作也不断深入。轿车型汽车发动机尾气排放已经满足欧甚至是欧的排放标准。但是,我国柴油汽车排放控制与国外相比还有很大的差距。可见发动机的技术改造是使我国汽车尾气排放达标的关键因素;同时提高燃油品质、寻求替代产品、加强运输维修行业管理水平以及提高驾驶员综合素质也刻不容缓。参考文献 1 孙风英.汽车性能与使用技术 M .北京:机械工业出版社,2 0 0 2.2 陶金钟.汽车的排放污染及控制技术 J .城市车辆,2 0 0 2,(4):2 4-2 5.3 汪卫东.对我国汽车排放控制现状的思考 J .汽车工业研究,2 0 0 5,(3):4 5-4 8.4 G B 7 2 5 8-2 0 0 4,机动车运行安全技术条件 S .作者简介:张永波(1 9 7 0-),男,辽宁人,硕士,讲师,主要研究方向为汽车运用与检测、交通运输系统管理。收稿日期:2 0 0 6-1 0-2 7汽 车 与 船 舶1 5