摩托车工况排放试验方法及排放控制

排气污染物危害：
1.CO 阻碍人体的血液吸收和氧气输送、影响人体造血机能，随时诱发心 绞痛、冠心病等。 2.HC形成具有很强毒性的光化学烟雾，伤害人体，并会产生致癌物质。 产生白色烟雾，对家畜、水果以及橡胶制品和建筑物均有损坏。 3.NOx使人中毒比CO还强，损坏人的眼睛和肺，并形成光化学烟雾，是产 生酸雨的主要物质，可使植物由绿色变成褐色，直至大面积死亡。 4.CO2、CH4为主要的室温气体，使地球表面吸收太阳光反射的红外线增加， 防碍了热量向宇宙间扩散。
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印度测试循环工况(IDC)
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 20 40 60 TIME (S) 80 100 120
循环时间：108s
最高车速：42km/h 平均车速： 21.93km/h
SPEED (km/h)
循环数量：10
4个预热循环 6个测试循环
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摩托车有害排放物的来源
• 排气（尾气）：CO、HC、NOx、CO2
• 曲轴箱窜气：CO、HC、NOx • 燃油蒸发：HC • 白烟：HC
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二、怠速法排气污染物试验
怠速排放：指车辆怠速运转时的尾气中排气污染物的体积浓度。 试验依据: GB14621-2002《摩托车和轻便摩托车排气污染物排放限值及测量方法
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美国EPA排放法规采用FTP-75工况循环
（冷机、热机状态都测试）
测试距离：约17.9km； 平均车速：约31.7km； 最高车速91.2km； 注：测试计算公式（环境修正）与欧洲标准不同
欧Ⅲ排放循环（ECER40+EUDC循环）
6个ECER40循环+EUDC 试验时间：1220s； 当量里程：约11km； 平均车速：32.5km/h； 最高车速：120km/h； 小排量汽车最高车速： 90km/h
日本10、15工况
循环时间：600s； 每循环里程：4.16km； 最高车速：70km/h； 平均车速：22.7/h；
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油耗仪
功用：进行油耗测试 油耗仪：称重式油耗流量计
1. 和底盘测功机联机使用进行等速油耗或实时油耗消耗 率测试； 2.和CESAR主控计算机联机使用进行循环工况综合油耗测 试，可以进行油耗消耗率测试。
摩托车工况排放试验方法 及排放控制
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怠速排放与工况排放的区别？ 摩托车和轻便摩托车第二阶段排放标准限 值及执行日期？
二次空气系统包括那些主要元件，各元件 的主要功用？
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一、摩托车排气污染物
排气污染物：指摩托车排气管排出的一氧化炭（CO）、碳氢化合物
（HC）和氮氧化物（N0x）。氮氧化物以二氧化氮当量表示。
研究结论： NO生成主要取决于温度、混合气浓度及滞留时间。 对于汽油机NO浓度取决于温度和混合气浓度。在稀混合气 时， NO平衡浓度随温度增加而迅速增大；在一定的温度下， NO的平衡浓度随混合气加浓而减少。 NO滞留时间， NO开始形成到完全形成的反应时间，燃烧 过程中高温保持时间越长，NO生成时间越长， NO生成量越多。
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CEB排放分析系统
功用：进行排放污染物气体浓度分析，和分析仪自动标定、检查
等功能。 分析仪原理： 1.CO、CO2气体分析：采用NDIR不分光红外线吸收法测量 2.CH 气体分析：采用氢火焰离子分析仪
FIA法：当排气中各种HC在2000℃左右的氢火焰中燃烧时部分分子或原子就会 离子化而生成自由离子，这些电离的离子数与HC分子中的碳原子数成正比， 且对各类HC的灵敏度相同，在外加直流电场作用下，形成电子流产生电信 号，电流的大小和待测气体的流量、浓度成正比。
3.NOx气体分析：化学发光气体分析仪，测量NOx浓度。 CLA基本原理：利用NO和O3发生化学反应时，产生化学反应，其强度与NO的
浓度成正比，从而测量出NOx的浓度。 转化效率：NO2转化为NO的转化效率，（通过转化器）一般要求大于90%。 4.O2分析仪：PDM顺磁型分析仪
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ECER47工况循环（热机状态测试） （GB18176-2002 轻便摩托车测试循环）
60 50
SPEED(km/h)
循环时间：112s 最高车速：50km/h 循环数量：8 4个预热循环 4个测试循环
0 20 40 60 TIME(S) 80 100 120
40 30 20 10 0
CESAR主控计算机
功用：工况排放试验循环生成控制、各子系统协调控制、试验
数据记录和试验结果计算及试验报告的生成 1.各种标准工况循环，ECE R40、ECE R47、EPT-75、IDC等； 2.各种标准测试循环试验， ECE R40、ECE R47、EPT-75、IDC等； 3.记录测试试验数据和曲线； 4.生成试验报告。 5.-19
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2、影响CO、HC、NOx的因素 1）.空燃比：是影响三种排放物主要因素之一，一方
面显示混合气中氧的浓度，一方面也影响燃烧温度。
空燃比与三种排放物的关系：
A.供给浓混合气时，燃烧温度和氧浓度较低， NOx减少 而CO、HC增多。 B.供给稍稀的混合气时，CO、HC减少而NOx增多。 C.供给稀混合气时， NOx 、 CO减少而HC增多。混合气 的空燃比大于17~18时， HC增多，由于混合气过分 稀薄，易于发生火焰不完全传播以至断火，造成未 燃烧烃增加。空燃比大于15.5时，氧浓度增加，但 燃烧温度有所降低， NOx减少。
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城市道路模拟工况循环
ECER40工况循环（热机状态测试） （GB14622-2002 摩托车测试循环）
60 50
循环时间：195s 最高车速：50km/h
SPEED (km/h)
40 30 20 10 0 0 50 100 TIME (S) 150 200
循环数量：6
2个预热循环 4个测试循环
（怠速法） 》
排放限值规定： 怠速法测量排气污染物限值
试验类别 CO，% HC1），10-6
四冲程 2003年1月1日起型式核准试验 2003年7月1日起生产一致性检查试验 2003年7月1日起生产的在用车检查试验 2003年7月1日以前生产的在用车检查试验 3.8 4.0 4.5 4.5 800 1000 1200 2200 二冲程 3500 4000 4500 8000
• • • • • 底盘测功机 CVS采样系统 CEB排放分析系统 主控计算机 油耗仪
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底盘测功机
功用：提供模拟道路行驶条件
1、提供车辆运转的条件：转鼓直径大于等于400mm 2、车辆行驶惯量模拟： 车辆惯量≈整备质量+75kg
注：工况排放试验时按照当量惯量设置
3、道路行驶阻力模拟（功率吸收） F=F1+F2V+F3v2
注：1）HC浓度按正己烷用量 2）曲轴箱通风系统不允许有任何曲轴箱子气体排向大气
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怠速法排气污染物排放测量方法
怠速法排气污染物排放测量方法简介
预热方式 ①预热方式1：摩托车 以车速50km/h、轻便摩托车以车速40km/h运行10km。 ②预热方式2： 摩托车按GB14622规定工况、轻便摩托车按GB18176规定工况在底盘 测功机上运行四个循环。 ③预热方式3：摩托车和轻便摩托车在正常道路交通条件下行使至少15分钟。 ④选择以上三种方式中的一种进行摩托车预热。 排放测试： ①车辆预热后10min内应完成怠速排放测量。 ②在排气消声器尾部加一长600mm、内径φ 40mm的专用密封接管，使摩托车尾气全 部通过接管。 ③维持怠速工况，将取样探头插入接管，保证插入深度为400mm，同时读取探头插入 后30s时的CO和HC的指示值作为测量值。 ④间隔1min，重复进行测试。 ⑤测量结果取两次的算术平均值。若为多个排气管时，取各排气管测量结果的算术平 均值。
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设备测试原理
测试设备：怠速排放分析仪 不分红外线分析仪：
利用每种气体对特定波长红外线的吸收率不同来测定 被测气体的浓度。
测定成份：CO、CO2、HC 注： HC的测量值为正己烷当量
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三、工况法排放试验
工况排放：按照特定的城市道路模拟循环行驶一定时间，测量车辆 排气管排放的排放污染物的质量。以每行驶1公里排出污染物质量 作为衡量指标。 试验依据: GB14622-2002《摩托车排气污染物排放限值及测量方法（工况法） 》 GB18176-2002《轻便摩托车排气污染物排放限值及测量方法（工况 法） 》 排放限值规定：
1.尾气稀释 作用：A、模拟实际运行状况，使排气出口能保持大气压力（标准
要求排气背压为大气压或压差≤+1.25kPa） B、防止尾气中水蒸汽的冷凝 C、尾气中的HC浓度高时，冷却后容易凝结
2.定容采样：利用文氏管原理进行等比例采样，计算排气总体积。
临界流量文氏管原理（CFV）：当气体在文氏管处的流速达到音速 后，其流量就不再变化。（流体力学原理） 采样：稀释尾气采样和空气采样，利用文氏管等比例的采样到气 袋中。
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2）HC产生机理： HC指未燃的或部分燃烧的碳氢化合物
燃料
A.点火系工作不可靠或燃烧室狭缝太小（狭隙效应）造成燃烧不 完全造成 B.由燃烧所产生HC的两个只要来源是中间产物（燃烧不充分）和 壁面激冷效应 中间产物：不完全燃烧的产物，如醛、酮等，在过程反应中，反应 条件不适合而产生 的氧化物。 影响完全燃烧三个方面： 空燃比：局部混合气过浓或过稀使氧化反应缓慢，因热损失较大而 使点火不能产生。 狭隙效应：微小单元可燃混合气，其面容比过大，使热损失过多而 不能产生着火。 激冷效应：靠近冷表面的可燃混合气其热损失过多不能产生着火。