一、原理
具有极性的气体分子受到红外线照射时,吸收一部分其频率对应于气体分子固定频率的红外线,外层电子产生振动能级的跃迁,从而在红外光谱上形成吸收峰带,不同气体分子具有不同的吸收波长,利用这一特征可对气体进行定性分析。
红外线通过气体层时,被吸收的某一特征波长的红外线辐射能量与气体浓度、气体层厚度之间的关系遵循比尔定律:
式中:E0——入射光能量;
E——气体吸收后剩余光能量;
l——气体样品长度;
c——气体浓度;
k——气体吸收系数;
e——自然対数的底。
根据吸收前后红外辐射能量的差,定量排气中一氧化碳和碳氢化合物的含量。
二、仪器
不分光红外线吸收型(NDIR)监测仪。其技术要求如下:
①各排气组分均应采用不分光红外线吸收型(NDIR)监测仪。
②测量仪器(以下简称仪器)的使用环境、量程范围、响应时间及精度应符合HJ/T3-93的规定。
③取样软管长度等于5.0m,取样探头长度不小于600m,并应有插深定位装置。
④仪器的取样系统不得有泄漏,由标气口静态标定和由取样系统动态标定的结果对CO应一致,对HC允差100 μmol/mol(ppm)。
⑤仪器应有在大气压为86～106kPa范围内保持上述各项性能指标要求的措施。
三、受检车辆或发动机
①进气系统应装有空气滤清器,排气系统应装有排气消声器,并不得有泄漏。
②汽油应符合GB484的规定。
③测量时发动机冷却水和润滑油温度应达到汽车使用说明书所规定的热状态。
④自1995年7月1日起新生产汽油发动机应具有怠速螺钉限制装置。点火提前角在其可调整范围内都应达到排放标准要求。
四、测量
①必要时在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却水和润滑油测温计等测试仪器。
②发动机由怠速工况加速至0.7额定转速,维持60s后降至怠速状态。
③发动机降至怠速状态后,将取样探头插入排气管中,深度等于400mm,并固定于排气管上。
④发动机在怠速状态,维持15s后开始读数,读取30s内的最高值和最低值,其平均值即为测量结果。
⑤若为多排气管时,取各排气管测量结果的算术平均值。
五、说明
①本方法用装有汽油发动机、最大总质量大于400kg、最大设计车速等于或大于50km/h的汽车,也适用于车用汽油发动机。
②怠速工况:当发动机运转,离合器处于接合位置,油门踏板与手油门处于松开位置,变速器处于空档位置,采用化油器的供油系统,其阻风门处于全开位置时即为怠速工况。
③一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)容积浓度:排气中一氧化碳(CO)的容积百分数即为一氧化碳(CO)的容积浓度,以10-2(%)表示:排气中碳氢化合物(HC)的容积百万分数即为碳氢化合物(HC)的容积浓度,以 μmol/ mol(ppm)表示。
④额定转速:指发动机发出额定功率时的转速。
六、怠速调整(参考)
1、目的
测量汽车怠速污染物浓度的目的是判定汽车发动机燃烧是否达到正常状态,从而降低油耗和排放。为此除应保证各机件及各调整间隙正常外,还应对怠速供油供气系统进行必要的正确的调整,怠速污染物排放标准值就是以合理的怠速调整为基础的。
2、怠速调整
发动机怠速调整是为了确定节气门和怠速螺钉的合理位置,前者主要控制进气量,后者主要控制进油量,因此它对怠速排放的影响很大。正确的怠速调整,般应按照制造的说明书进行,如果无规定,可参照以下方法调整。
①只有转速计的最佳调整法:首先将节气门固定,左、右旋转怠速调整螺钉,找出该节气门位置时的最高转速,如果此转速高于出厂规定的怠速转速,稍许关小节气门再找最高转速,如此重复,直到某一个节气门位置时的最高转速等于出厂规定的怠速转速为止。
②同时有转速计和排气分析仪时的调整法:逐渐向调稀混合气的方向旋动怠速调整螺钉,同时调整节气门,使转速不变,随怠速调整螺钉的逐渐旋动,CO和HC均逐渐下降,当HC下降到最低点,并有回升趋势时即为HC最低值,这时怠速调整螺钉和节气门即为最佳位置。
做完①或②调整后,CO的浓度值仍很高时,可适当地采用巴黎调整法。
③巴黎调整法:在做完①或②调整后,将怠速调整螺钉向调稀混合气的方向稍许旋动(最多只允许拧进1/8圈),这时转速降低,然后调大节气门使之恢复到原转速。调整的结果使HC值略升,CO值下降。原则是HC不能上升过多,CO满足标准要求即可。如果巴黎调整法的结果使CO达标,而使HC超标是不允许的,如果CO和HC不能同时达标,说明在其他条件不改变时,该化油器不能满足排放要求。
如果用最佳调整法可使排放达标,建议不要采用巴黎调整法,如果HC达标,而CO超标,可适当地采用巴黎调整法,如果巴黎调整法不能使CO和HC同时达标,则需对化油器及点火系统等方面进行检查。
七、双怠速排放测量(参考)
1、目的
世界各国为了监控因化油器量孔磨损造成的汽车排放恶化,或为了监控因催化转化器转化效率降低造成的汽车排放恶化,近年来普遍采用了双怠速测量。为了满足我国重点城市环保系统通过简易办法有效的监控汽车排放的需要,现将国际标准化组织 ISO3929 中制订的双怠速排放测量程序列于(2)供各地环保系统参考使用。
2、测量
①必要时在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却水和润滑油测温计等测试仪器。
②发动机由怠速工况加速至0.7额定转速,维持60s后降至高怠速(即0.5额定转速)。
③发动机降至高怠速状态后,将取样探头插入排气管中,深度等于400mm,并固定于排气管上。
④发动机在高怠速状态维持15s后开始读数,读取30s内的最高值和最低值,其平均值即为高怠速排放测量结果。
⑤发动机从高怠速状态降至怠速状态,在怠速状态维持15s后开始读数,读取30s内的最高值和最低值,其平均值即为怠速排放测量结果。
⑥若为多排气管时,分别取各排气管高排放测量结果的平均值和怠速排放测量结果的平均值。
3、测量结果
高怠速排放测量值应低于怠速排放测量值。
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