汽油车辆污染物排放检验装置的研发

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由于所测试的各组分气体的质量最终要与汽车行驶的工况对应起来，而实际上测试系统会由于管道长度和系统响应时间等因素的影响导致所测得的数据相对于工况的变化有一个时间滞后，且各组分气体测量原理不一样，各组分气体的时间滞后也不一样。因此，系统在处理数据时要将这些影响消除，使最终测量的结果与变化的工况对应起来。

五气分析仪的时间延迟是关系整个系统测量准确性的重要因素，如果系统不能很好地修正各组分气体测量的时间差，就不能准确地再现浓度随发动机工况变化的情况，使整个测试失去意义。因此，使用五气分析仪进行汽油机瞬态工况排放测量时，要对测量信号作必要的相位（时间延迟）修正。由于管道流动阻力和传感器响应时间的影响，所测信号与排放气体的变化规律总有一定的时间滞后，排放中各种污染物的浓度值与该时刻的工况点也不是一一对应的，而是滞后一段时间。

其测量方法是将稀释软管对准汽车排气管道，并留有一定的空隙使风机抽取环境空气，以保证稀释后的流量达到规定值。抽取的环境空气和汽车排出的尾气在稀释风道中混合，由涡街流量计实时测量混合气体的流量，并通过压力温度传感器测出的压力和温度换算成标准流量，同时氧传感器测量混合气体中的o2浓度，将稀释后气体的含氧量和原始排气气体中的含氧量进行比较，通过式（2）可算出质量稀释的比例，由稀释比和稀释气体的流量计算出每秒汽车原始排放气体体积，然后根据排放体积和nha-503分析仪测量出来的各组分气体的浓度来计算机动车每秒排放出来的污染物质量。

在标定的过程中采用变频器改变电机的转速，从而改变风机流量，选取6个数据点，每个点各采集5组数据，取平均值。通过对比得出安装涡街流量计前、后的流量损失为014m3/min，这是由于安装后稀释风道对气体产生一定的阻力，且管道布置方式对气体流量也有一定的影响。对记录的两种流量计测量的数据做一元线性回归，得到直线拟合方程，通过方程对涡街流量计进行修正，提高测量的准确性。风机的选择考虑到过高流速会给氧传感器测量带来影响，将风机抽气流量定为6m3/min.

排气管取样口的设计要求良好的取样口能很好地收集所需要采集的气体。而锥形入口在车辆检测时可以收集空气和废气。锥形部分的材料要能经受住排气管排出的废气和直接与热排气管接触。硅材料的锥形入口可以承受316e的表面高温且柔韧性很好。系统控制软件的开发所开发的vmas主要的数据采集来源于nha-503分析仪、涡街流量计和氧传感器。因此，主控微机必须能与这3种仪器进行通信，实现仪器操控、数据采集和运算等功能。由于各仪器采用的通信方法不同，因此在系统控制软件的编写时要采用不同的通信端子，系统控制软件基本要求如下：（1）能对nha-503分析仪标定和操控，能进行测试数据实时显示，并记录测试数据；（2）系统能够修正标定氧传感器，实时显示测量值，并记录测试数据；（3）系统能够实时显示采集的流量计瞬态标准状态下流量和低流量错误警告；（4）实现数据存取，并能对测试数据进行实时修正及良好的人机交互界面，便于操作。

结论（1）按照标准对简易工况测试设备的要求，开发了简易瞬态工况排放测试系统。实验结果表明，组建的简易瞬态工况排放测试系统能够满足测试的要求。（2）开发的系统控制及数据采集软件，能实现系统设备各功能控制（标定、调零、泄漏检查、气体超标判定、数据存储等），并有良好的人机交互界面。（3）通过与cvs测试系统在同一底盘测功机上对多辆样车的对比性试验，结果表明：开发的vmas测试结果与cvs测试结果的相关性较好，能够反映汽车瞬态工况排放的情况。

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