刍议汽车排放污染物的检测方法
【摘 要】文章介绍了汽车尾气和成份及危害，排放的影响因素及多种检测方法。
【关键词】汽车排放污染物；尾气；工况法；烟度法；怠速法
汽车尾气中有水蒸气、氧气、氢气、二氧化碳、一氧化碳等化合物和微粒物质等，其中把对人体有害和影响自然环境增长的成分称为污染物。尾气分析是检查汽车排放污染物治理效果的唯一途径，同时还可对发动机工作状况及性能进行诊断，通过检测汽车尾气排放中不同成份气体的含量，对发动机的燃烧状况进行综合评价，为诊断发动机各系统的故障提供依据。
1.汽车尾气的主要成分
汽车排放的尾气，除空气听氮和氧以及燃烧产物，水蒸气为无害成分外，共余的都为有害成分。主要污染物有一氧化碳，碳氢化合物，氮氧化物，铅等有毒有害物质，这些污染物中本身就有很强的毒性，有的又通过想到作用形成二次污染。
汽车尾气排出的污染物，给予人类赖以生存的大气环境带来了严重的污染。在交通干一等人口密集区，其排气高度接近人体呼吸带，给人体健康造成了严重的危害。因此，必须采取有效措施，减少消除汽车尾气的排污量。
2.汽车尾气排放的影响因素
2.1空燃比的影响
汽车尾气排放主要与发动机混合气形成，燃烧过程及燃烧结束后在排气过程中的化学反应有关，汽油发动机在怠速运转时，理想的空燃比为14.7：1，由于空气中的主要成分为氧和氮，汽油中的主要成分为碳和氢，最理想的结果是发动机排放出二氧化碳，水及氮，但发动机无法达到百分之百的燃烧效率，因此会产生一睦不平衡燃烧气体，其中包括：一氧化碳，碳氢化合物，氮氧化物，二氧化碳，氧。碳氢化合物有未参加燃烧的燃油碳氢化全物分子，有燃烧过程中高温分解和合成的中间产物和部分氧化物，如醛，烯及芳香烃等，有不完全燃烧产物以及润滑油的碳氢化合物等成分。
2.2点火正时的影响
点火提前角对CO的排放没有太大的影响，过分推迟点火会CO没有时间完全氧化而引起CO排放量增加，但适度推迟点火可减小CO排放，实际上当点时间推迟时，为了维持输出功率不变需要开大节气门，这时CO排放明显增加，随着点火提前的推迟，HC的含量降低，因为增高了排气温主工，促进了CO和HC
《汽车检测技术》课程教案
授课内容 项目4 环保性能检测 授课学时 3学时
教学目的 掌握汽车排放污染物的检测方法
教学重点 汽车排放污染物的检测标准、汽车排放污染物的检测方法
教学难点 汽车排放污染物的检测方法、汽车噪声的检测方法
教具和媒体使用 多媒体课件、板书
教学方法 讲授法
教学过程 一、汽车排放污染物的成分及危害（1学时）
汽车排放污染物主要是一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化合物（NOx）、硫化物（主要为SO2）、颗粒物等。
一氧化碳是燃油中碳原子和空气中的氧气产生不完全氧化反应之后的产物，是一种有毒气体，会与血液中的血红蛋白结合，引起缺氧。碳氢化合物是发动机未燃尽的燃料分解，散逸在空气中会形成光化学雾，降低大气能见度，还会刺激人的眼睛和呼吸道系统。发动机排放物中的氮氧化物中，90%以上为一氧化氮。一氧化氮在大气中会被氧化成带有剧毒的二氧化氮。对呼吸系统有强烈的刺激作用。颗粒物是的铅化物、炭烟和油雾的总称。安装了三元催化剂的汽车，需要使用无铅汽油。
二、汽车排放污染物的检测标准（1学时）
汽车排放标准可分为型式核准试验标准、生产一致性试验标准和在用汽车检测标准三类。
三、汽车尾气污染物的检测（1学时）
常用的检测仪器有：不分光红外分析仪（NIDR）、氢火焰离子分析仪（FID）、化学发光分析仪（CLD）、五气体分析仪、滤纸式烟度计、不透光烟度计等。
汽车排放污染物的检测方法主要有怠速法、工况法、烟度法三种。
检测前，需要准备排气分析仪、被检测车辆。对于怠速测量，检测步骤有：1.打开排气分析仪的电源，设置车辆信息，输入被检测车辆的车牌号码、转速参数等信息。2.根据仪器提示进行预热，将发动机起动后进行热车5min。3.将取样探头插入尾气管，深度应不小于400mm，并固定在排气管上。4.变速器在空挡状态下，根据仪器提示，踩下油门踏板，将发动机转速提升至4200r/min，保持30s后，松开油门踏板，将发动机降至怠速。怠速运转10s后开始读数，排气分析仪会记录怠速工况下30s内的最低值和最高值，并取两者的平均值作为怠速状态下的测量结果。
汽车排放污染物测试的发展方向——车载排放测试
由于底盘测功机应用的局限性，使得人们开始考虑使用更为先进的汽车排放污染物测试途径——便携式排放测量系统（PEMS， PortableEmission
Measure System）。虽然目前世界上通过政府认证的PEMS还不多，而且很多国家都没有颁布对PEMS的认证制度。但是从全球范围内广泛使用通过美国和欧洲认证的PEMS的效果来看，这些便携式排放测量系统还是能够真实反映车辆排放情况，设备的精确性和可靠性还是能够满足我们进行道路排放测试的需要的。由于这些便携式排放测量系统主要是通过直接在车辆上进行安装、测试，所以也被称为车载排放测量系统。
一、车载排放测试技术简介
车载排放测试技术是近些年才日益快速发展的新技术。对于其研究是始于20世纪80年代。车载排放测试技术的发展是伴随着科技和工业水平的进步，以涌现的更新，更全，更精确，更强大的测试设备的出现为标志的。
便携式排放测量系统通过将排气尾管直接连接到车载气体污染物和微粒测量装置上，对车辆尾气进行直采，实时测量整车排放的体积浓度和质量流量排量，得到气体污染物的质量排放量和微粒排放量。虽然PEMS采用的是直接采样的取样方法，但是在取样过程中没有对取样气进行冷却，这样就排除了由于冷凝而对测量结果产生的影响。通过对测量的瞬时排放数据以及GPS数据进行处理的结果，形成对被测车辆排放水平的评估。这种技术的应用不仅可以保证测试的精确度和可靠性，而且可以节约大量的测试时间和测试成本。特别是由于这套系统具有重量轻、体积小的特点，能够放在被测车辆上，可以在实际道路运行条件下对车辆排放进行实时测量。这样就能够反映外界环境条件的变化对车辆排放的影响。
虽然各个公司的PEMS产品各有不同，但其采样、数据处理的流程基本是一样的。作为一个整体，PEMS按照图1所示的PEMS结构图，将各测量仪器集中到一起，利用PITOT管直采的方法，对尾气进行直接取样，分析各污染物的瞬时排放浓度。车辆排放的气体，在PEMS的各个分析仪内经过分析之后，和环境参数、GPS参数一起进入数据整合系统，之后输入到记录和存储数据的PC中。
柴油车排放污染物检测实施细则
1检测目的
根据GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》中柴油车自由加速排放烟度应符合GB3847-2005《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》的规定，特制定本细则。
2检测设备
ａ 滤纸式烟度计
ｂ 不透光度计（NHT-1型）
3检测步骤
3.1滤纸烟度法
3.1.1检测前的准备
ａ 测量前，仪器通电5min。
ｂ 测量前检查电源线，脚踏板开关连线是否接好。
ｃ 被检测车辆装备完好，排气系统不得有泄漏，并处于规定的热状态，标准怠速。
3.1.2检测方法
ａ 将取样探头固定在排气管内，插深等于300mm，并使其中心线于排气管轴线平行。
ｂ 在怠速情况下迅速并不猛烈的踩下油门踏板，使喷油泵供给最大
油量。使发动机达到最大转速后立即松开油门踏板，使发动机11s后恢复至怠速。如此反复三次，以清除排气系统中的积存物。
ｃ 将脚踏板开关置于油门踏板上。重复b项操作四次，取后三次读数算术平均值既为所测烟度值。
3.1.3注意事项
ａ 每辆车测试结束后，用压力为300—400kpa的压缩空气清洗取样管路。
ｂ 取样管的长度和内径对检测结果有影响，不得随意更换。
ｃ 烟度卡应防止受潮变湿。
ｄ 发动机应达到正常温度。
ｅ 当汽车发动机出现黑烟冒出排气管的时间和抽气泵开始抽气的时间不同步的现象时，应取最大烟读值。
3.2不透光烟度法
3.2.1检测前的准备
ａ 发动机应充分预热 ｂ 采用至少三次自由加速过程或其他等效方法对排气系统进行吹拂。
ｃ 车辆排气系统不得有漏气现象。
3.2.2检验方法
ａ 车辆在怠速状态，取样探头插入排气管内至少300mm；
ｂ 在1s内将油门踏板快速、连续的完全踩到底，使喷油泵在最短时间内供给最大油量。
ｃ 在发动机达到断油点转速后立即松开油门踏板。
ｄ 如此反复四次，取最后三次自由加速测量结果的算术平均值既为测量结果。
