第五章汽车排放污染物与噪声的检测第一节汽车排放污染物的检测一、汽车汽车排放污染物及其危害1．汽车排放污染物的主要成分汽车的排气中包含许多成分，其中基本成分是二氧化碳、水蒸气、过剩的氧气以及存留下的氮气。

它们是燃料和空气完全燃烧后的产物，从毒物学的观点看排气中的这些成分是无害的。

除上述成分外，汽车排气中还含有不完全燃烧的产物和燃烧反应的中间产物，包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NO X)、二氧化硫(SO2)、固体颗粒(炭烟)及醛类等。

这些成分的质量总和在汽车排气中所占的比例不大，例如汽油车中只占5％，柴油车中还不到1％，但它们中大部分是有害的，或有强烈刺激性的臭味，有的还有致癌作用。

因此被列为有害排放物。

在相同工况下，汽油车的CO、HC和NO X排放量比柴油车大，因此目前的排放法规对汽油车主要是限制CO、HC和NO X的排放量。

柴油车对大气的污染较汽车轻很多。

柴油机燃烧时混合气形成的时间短，在空气不足或混合气不均匀的情况下，主要是产生炭烟污染，因此排放法规主要是限制柴油车的炭烟排放。

2，汽车排放物的主要来源汽车排放物主要有三个来源；①发动机排气管排出的废气(尾气)。

汽车排放的有害污染物中约有55％的HC和绝大部分的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NO X)、二氧化硫(SO2)、固体颗粒(炭烟)排放等都是由排气管排出的。

②曲轴箱窜气。

曲轴箱窜气的丰要成分是HC(占HC总徘放量的20％—25％)，其余还行C0、N0X、SO2等成分。

③汽油蒸气，主要是由于汽油车的燃油系统的汽油蒸气敌人到大气中。

主要成分为HC，约占总排出量的20％。

3．汽车排放物的危害(1)一氧化碳汽车排放中的CO是燃料不完全燃烧的产物。

当发动机混合气过浓或燃烧质量不好时，易生成。

CO是一种无色无味的有毒气体。

它进入人体后极易与血液中的血红蛋白结合。

CO与血红蛋白的亲和力是氧的300倍。

因此，CO可使血液携带氧的能力降低而引起缺氧。

CO被人体大量吸入后会使人感觉恶心、头晕及疲劳，重时会使人窒息死亡。

(2)碳氢化台物(HC)汽车废气中的HC是多种碳氢化台物的总称，是发动机未燃尽的燃料分解或供油系统中燃料的蒸发所产生的气体。

单独的HC只有在浓度相当高的情况下才会对人体产生影响，一般情况下作用不大。

但HC能引起光化学反应生成光化学氧化剂，且生成甲醛，形成烟雾，对人的眼、鼻和咽喉酞膜有较强的刺激作用，严重时可致癌。

(3)氮氧化物排放中的氮氧化物主要是NO2和NO，通常可概括表示为NO X。

主要是高温燃烧过程中空气中的氧和氮化合而成，燃料中的含氮化合物也会部分形成氮氧化物排放。

汽车尾气中直接排出的氮氧化物基本上都是NO。

汽油车排出的氮氧化合物中，NO占99％，而柴油车排出的氮氧化合物中NO2的比例较大。

NO从发动机刚排出时，其毒性较小，但排出后NO在大气中被氧化成剧毒的NO2，这一过程一般需要几个小时。

若空气中有强氧化剂如臭氧，则氧化过程变得很迅速。

NO2是一种刺激性很强的污染物。

它能刺激眼、麻醉嗅觉，甚至引起肺气肿。

(4)二氧化硫汽车排气中SO2的含量与燃料中的含硫量有关。

一般来说，柴油机比汽油机的SO2至多些。

SO2对发动机使用催化净化装置有破坏作用，即使少量的SO2堆积在催化剂的表面，也会降低催化剂的使用寿命。

同时SO2是生成柴油机排放微粒的原因之一。

但总的来说，与其他发生源(如燃煤)相比，汽车排放的SO2所占的比例很小。

从大气污染角度看，不是汽车排放的主要问题。

(5)微粒所谓微粒是指排气中的铅化物、炭烟和油雾的总称。

①铅化物在车用汽油中，为了改善汽油的品质，曾采用添加各种铅的化合物．例如添加四乙铅，来提高汽油的辛烷值和抗爆性。

在高压缩比、高性能的汽油机上，大都使用添加四乙铅的高辛烷值汽油。

可是这种含铅的高辛烷值汽油燃烧所生成的铅化物从发动机排出后，成为污染大气的有害物质。

如果人们吸入这种气体时，铅将在人体内逐渐积累造成危害。

另外，汽油中添加的铅还会使催化剂中毒，影响催化反应器的转化效率和使用寿命。

为了防止铅污染，近年来许多国家开始采用无铅汽油。

②炭烟炭烟是燃料不完全燃烧的产物。

发动机的炭烟土要是直径为0．1~10微米的多孔性炭粒构成。

燃烧中各种各样的不完全燃烧产物，可以以多种形式附着在多孔的活性很强的炭粒表面。

这些附着在炭粒表而的物质种类繁多，其中有些是致癌物质。

(6)臭味臭味是多种成分引起的，除了O3和N02以外，燃料的不完全燃烧产物，如甲醛、丙烯醛等，也有臭味。

臭味不仅使人感觉难受，它还刺激人的眼睛等。

二、检测标准为限制汽车排气污染物的排放量，世界上许多国家都制定了限制汽车排放的法规。

美、日等国对汽车排放限制最为严格。

我国在吸收发达国家的成功经验后，制定了一条适合我国国情的汽车排放标准技术路线：对汽油车先实行“怠速法”控制，再实施“强制装置法”，即对曲轴箱排放和燃油蒸发排放进行控制，最后实行工况法控制；对柴油车则是先“实行自由加速法”及“全负荷法”控制烟度，然后再与汽油车同步实施工况法，第三步制定柴油车颗粒物排放标准。

我国于1982年颁布了大气质量标准，从1983年开始陆续制定并颁布了汽车排放限制标准。

1984年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。

1989年颁布了轻型车排放限值和测量方法标准。

1990年实施了汽车曲轴箱排放限值标准。

1993年对过去发布的部分标准进行了修订，并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。

1999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型式认证和产品一致性试验排放限值国家标准。

2000年12月颁布了《在用汽车排气污染物限位及测量方法》，2001年4月16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和了《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(I)》(GBl8352．1—2001)、《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(II)》(GBl8352．2—2001)和《车用压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法》(GBl7691一2001)最新的国家标准，并取代了原有的多项重叠的机动车污染物排放标准和测量方法标准。

排放标准可分为型式认证试验标准、产品一致性试验标准和在用车检测标准。

其中，型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，型式认证试验标准严于产品一致性试验标准，但这种排放标准有合二为一的趋势；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。

在用车排放污染控制是汽车排故污染控制的重要环节，因此对在用车的排放检测尤为重要。

从200l年7月1日起，实施国家新标准《在用汽车排气污染物限值及测量方法》(GBl8285—2001)。

该标准是一种强制性标准。

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≥400kg，最大设计车速≥50Km/h的在用汽车。

在用汽车排放新标准主要有以下内容：1．装配点燃式发动机的车辆诽气污染物限值装配点燃式发动机的车辆，其排气污染物是指CO、HC和NO X。

其中HC以正己烷当量表示，而NO X以NO表示。

汽车进行怠速、双怠速和加速模拟工况检测。

2．装配压燃式发动机的车辆诽气污染物限值装配压燃式发动机的车辆，其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三、汽车排气污染物的检测方法1．怠速法根据哪GB18285-2000《在用汽车排气污染物限值及测量方法》的规定，按照GBl4761—1999通过B类认证的M1、M和N1类车辆，对排气污染物的检测应采用双怠法或者ASM试验，而对其他的在用汽油车，则采用怠速法。

(1)怠速测量法这种方法对汽油车在怠速运行时排气中的CO和HC浓度进行检测。

其测量步骤如下：①使发动机运转到规定的热状态，将发动机怠速转速和点火正时调整至规定值，并确保排气系统无泄漏。

②发动机空转，离合器处于结合状态，变速器置于空挡位置，加速踏板松开，采用化油器的供油系统应使阻风门全开。

③发动机由怠速工况加速到70%倍的额定转速，维持60s后降至高怠速（50%倍的额定转速）。

④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400㎜．并固定于排气管上。

⑤发动机在怠速状态维持15S后开始读数，读取30 s内的最高值和最低值。

其平均值即为测量结果。

⑥若为多排气管时，取各排气管测量的结果的算术平均值。

怠速测量法采用的检测仪器可采用不分光红外气体分析仪，其检测的CO、HC浓度符合排放标准的要求，否则为不合格。

(2)双怠速测量法我国采用的双怠速测量法是参照国际标准化组织ISO3929中制定的双总速排放测量程序进行的。

其测量步骤如下：①必要时在发动机上安装转速仪、点火正时仪、发动机冷却液和机油测温计等测试仪器。

②发动机由怠速工况加速到70%的额定转速．维持60s后降至高怠速(即o．5倍的额定转速)。

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400㎜，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30 s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发动机从高怠速降至怠速状态后，在怠速状态维持15s后开始读数，读取30 s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，分别取各诽气管高怠速排放测量结果的算术平均值和怠速排放测量结果的算术平均值。

2．工况法工况法是将汽车若干常用工况和排放污染较重的工况结合在一起测量排放污染物的方法。

工况法是当今世界最为科学并得以广泛使用的汽车排放试验方法，是汽车排故检测的必然发展趋势。

我国《汽车排放污染物限值及测量方法》规定，在车辆型式认证和产品一致性检查过程中，对冷启动后排气污染物进行排放试验(I型试验)时，应采用图所示的工况循环。

3．烟度法烟度法是指对柴油车排烟浓度进行检测的方法。

它可分为稳态和非稳态两种。

(1)稳态烟度测量柴油车冒黑烟在全负荷时较为严重。

因此稳态烟度测量通常是在柴油车全负荷稳定运转时进行。

我国自行制定的柴油机全负荷烟度测量方法规定：由最低转速至额定转速之间选取6—7个转速对车用柴油机进行全负荷烟度测量，其中包括最大扭矩转速和最大功率转速。

最低转速是指45％额定转速或l000r／min中较高的一个。

每一转速的烟度测量必须在柴油机稳定运转后进行，任何一次测量结果都不得超过限值。

稳态烟度测量适用于在台架上进行，较难在汽车上测定。

(2)非稳态烟度测量目前非稳态烟度测量有自由加速法和控制加速法两种。

我国使用的是自由加速法。