一、原理
具有極性的氣體分子受到紅外線照射時,吸收一部分其頻率對應于氣體分子固定頻率的紅外線,外層電子產生振動能級的躍遷,從而在紅外光譜上形成吸收峰帶,不同氣體分子具有不同的吸收波長,利用這一特征可對氣體進行定性分析。
紅外線通過氣體層時,被吸收的某一特征波長的紅外線輻射能量與氣體濃度、氣體層厚度之間的關系遵循比爾定律:
式中:E0——入射光能量;
E——氣體吸收后剩余光能量;
l——氣體樣品長度;
c——氣體濃度;
k——氣體吸收系數;
e——自然対數的底。
根據吸收前后紅外輻射能量的差,定量排氣中一氧化碳和碳氫化合物的含量。
二、儀器
不分光紅外線吸收型(NDIR)監測儀。其技術要求如下:
①各排氣組分均應采用不分光紅外線吸收型(NDIR)監測儀。
②測量儀器(以下簡稱儀器)的使用環境、量程范圍、響應時間及精度應符合HJ/T3-93的規定。
③取樣軟管長度等于5.0m,取樣探頭長度不小于600m,并應有插深定位裝置。
④儀器的取樣系統不得有泄漏,由標氣口靜態標定和由取樣系統動態標定的結果對CO應一致,對HC允差100 μmol/mol(ppm)。
⑤儀器應有在大氣壓為86～106kPa范圍內保持上述各項性能指標要求的措施。
三、受檢車輛或發動機
①進氣系統應裝有空氣濾清器,排氣系統應裝有排氣消聲器,并不得有泄漏。
②汽油應符合GB484的規定。
③測量時發動機冷卻水和潤滑油溫度應達到汽車使用說明書所規定的熱狀態。
④自1995年7月1日起新生產汽油發動機應具有怠速螺釘限制裝置。點火提前角在其可調整范圍內都應達到排放標準要求。
四、測量
①必要時在發動機上安裝轉速計、點火正時儀、冷卻水和潤滑油測溫計等測試儀器。
②發動機由怠速工況加速至0.7額定轉速,維持60s后降至怠速狀態。
③發動機降至怠速狀態后,將取樣探頭插入排氣管中,深度等于400mm,并固定于排氣管上。
④發動機在怠速狀態,維持15s后開始讀數,讀取30s內的最高值和最低值,其平均值即為測量結果。
⑤若為多排氣管時,取各排氣管測量結果的算術平均值。
五、說明
①本方法用裝有汽油發動機、最大總質量大于400kg、最大設計車速等于或大于50km/h的汽車,也適用于車用汽油發動機。
②怠速工況:當發動機運轉,離合器處于接合位置,油門踏板與手油門處于松開位置,變速器處于空檔位置,采用化油器的供油系統,其阻風門處于全開位置時即為怠速工況。
③一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)容積濃度:排氣中一氧化碳(CO)的容積百分數即為一氧化碳(CO)的容積濃度,以10-2(%)表示:排氣中碳氫化合物(HC)的容積百萬分數即為碳氫化合物(HC)的容積濃度,以 μmol/ mol(ppm)表示。
④額定轉速:指發動機發出額定功率時的轉速。
六、怠速調整(參考)
1、目的
測量汽車怠速污染物濃度的目的是判定汽車發動機燃燒是否達到正常狀態,從而降低油耗和排放。為此除應保證各機件及各調整間隙正常外,還應對怠速供油供氣系統進行必要的正確的調整,怠速污染物排放標準值就是以合理的怠速調整為基礎的。
2、怠速調整
發動機怠速調整是為了確定節氣門和怠速螺釘的合理位置,前者主要控制進氣量,后者主要控制進油量,因此它對怠速排放的影響很大。正確的怠速調整,般應按照制造的說明書進行,如果無規定,可參照以下方法調整。
①只有轉速計的最佳調整法:首先將節氣門固定,左、右旋轉怠速調整螺釘,找出該節氣門位置時的最高轉速,如果此轉速高于出廠規定的怠速轉速,稍許關小節氣門再找最高轉速,如此重復,直到某一個節氣門位置時的最高轉速等于出廠規定的怠速轉速為止。
②同時有轉速計和排氣分析儀時的調整法:逐漸向調稀混合氣的方向旋動怠速調整螺釘,同時調整節氣門,使轉速不變,隨怠速調整螺釘的逐漸旋動,CO和HC均逐漸下降,當HC下降到最低點,并有回升趨勢時即為HC最低值,這時怠速調整螺釘和節氣門即為最佳位置。
做完①或②調整后,CO的濃度值仍很高時,可適當地采用巴黎調整法。
③巴黎調整法:在做完①或②調整后,將怠速調整螺釘向調稀混合氣的方向稍許旋動(最多只允許擰進1/8圈),這時轉速降低,然后調大節氣門使之恢復到原轉速。調整的結果使HC值略升,CO值下降。原則是HC不能上升過多,CO滿足標準要求即可。如果巴黎調整法的結果使CO達標,而使HC超標是不允許的,如果CO和HC不能同時達標,說明在其他條件不改變時,該化油器不能滿足排放要求。
如果用最佳調整法可使排放達標,建議不要采用巴黎調整法,如果HC達標,而CO超標,可適當地采用巴黎調整法,如果巴黎調整法不能使CO和HC同時達標,則需對化油器及點火系統等方面進行檢查。
七、雙怠速排放測量(參考)
1、目的
世界各國為了監控因化油器量孔磨損造成的汽車排放惡化,或為了監控因催化轉化器轉化效率降低造成的汽車排放惡化,近年來普遍采用了雙怠速測量。為了滿足我國重點城市環保系統通過簡易辦法有效的監控汽車排放的需要,現將國際標準化組織 ISO3929 中制訂的雙怠速排放測量程序列于(2)供各地環保系統參考使用。
2、測量
①必要時在發動機上安裝轉速計、點火正時儀、冷卻水和潤滑油測溫計等測試儀器。
②發動機由怠速工況加速至0.7額定轉速,維持60s后降至高怠速(即0.5額定轉速)。
③發動機降至高怠速狀態后,將取樣探頭插入排氣管中,深度等于400mm,并固定于排氣管上。
④發動機在高怠速狀態維持15s后開始讀數,讀取30s內的最高值和最低值,其平均值即為高怠速排放測量結果。
⑤發動機從高怠速狀態降至怠速狀態,在怠速狀態維持15s后開始讀數,讀取30s內的最高值和最低值,其平均值即為怠速排放測量結果。
⑥若為多排氣管時,分別取各排氣管高排放測量結果的平均值和怠速排放測量結果的平均值。
3、測量結果
高怠速排放測量值應低于怠速排放測量值。