GB/T 8190.2-2011

 

往復(fù)式內(nèi)燃機排放測量第2部分：氣體和顆粒排放物的現(xiàn)場測量（第7~10條款）

 

7 測量裝置和待測數(shù)據(jù)

 

7.1 總則

 

應(yīng)測量受試發(fā)動機的氣體和顆粒污染物排放：

a）穩(wěn)態(tài)試驗按GB/T 8190.1-2010中第16章和第17章所述方法；

b）瞬態(tài)試驗按GB/T 8190.11-2009中第11章和第12章所述方法。

上述章節(jié)規(guī)定了試驗室使用的氣體污染物分析系統(tǒng)和顆粒物稀釋和取樣系統(tǒng)。同樣的原則也適用于現(xiàn)場測量系統(tǒng)，包括便攜式排放測量裝置（PEMS）。應(yīng)盡量減少環(huán)境條件（如溫度、壓力、濕度、物理方位、機械沖擊和振動、電磁輻射和環(huán)境碳氫化合物）對現(xiàn)場分析系統(tǒng)的影響。試驗前應(yīng)指明試驗用測量裝置的類型。

7.1.1 代用測量程序

只要測量結(jié)果等效，也可使用其他測量系統(tǒng)或分析儀。

系統(tǒng)的等效性應(yīng)將所選系統(tǒng)與本部分所認(rèn)可的系統(tǒng)，用7對（或更多對）樣氣的試驗室的比對試驗確定。“結(jié)果”是指循環(huán)-加權(quán)的比排放值。比對試驗應(yīng)在同一試驗室、同一試驗單元的同一臺發(fā)動機上，最好是在同一時間進行。所用試驗循環(huán)應(yīng)符合GB/T 8190.4或GB/T 8190.11規(guī)定。在上述試驗室和發(fā)動機的條件下，按GB/T 8190.1-2010中附錄D的規(guī)定，用F-檢驗和t-檢驗的統(tǒng)計方法確定7對樣氣平均值的等效性。

比對試驗所用系統(tǒng)應(yīng)在試驗前確認(rèn)并說明。

7.1.2 二氧化鋯（ZRDO）NO2分析儀

 

工作原理圖

 

如果排氣中不含NH₃，并且NO_x響應(yīng)系數(shù)不小于0.9，則可以用二氧化鋯（ZRDO）NO_x分析儀測量內(nèi)燃機的NO_x排放量。

NO_x響應(yīng)系數(shù)的計算如式（4）：

 rNO_x =1-(1-rNO₂)×rNO₂,max (1)

 

式中：

rNO_x ——NO₂響應(yīng)系數(shù)；

rNO₂ ——二氧化鋯NO_x分析儀的NO₂響應(yīng)系數(shù)，該值由儀器制造廠提供；

rNO₂,max    ——試驗運行時預(yù)計的最大NO₂／NO_x濃度比。

應(yīng)采用式（5）對二氧化鋯分析儀的測量結(jié)果進行rNO_x，修正：

cNO_x =cNO_x,m ／ rNO_x

式中：

cNO_x ——修正的NO_x濃度，單位為ppm；

cNO_x,m ——實測的NO_x濃度，單位為ppm；

rNO_x         ——NO_x響應(yīng)系數(shù)。

二氧化鋯NO_x分析儀可適用于采用后處理裝置排出NH₃的發(fā)動機。

 

7.2 扭矩和轉(zhuǎn)速

發(fā)動機應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件下扭矩和轉(zhuǎn)速的試驗程序，或按GB／T 8190.4規(guī)定的試驗循環(huán)進行運轉(zhuǎn)。如由于負荷特性或因動力裝置扭振等原因而不可能使用相應(yīng)試驗循環(huán)時，經(jīng)有關(guān)各方同意，可用最接近的某一試驗點代替要求的試驗點。

扭矩和轉(zhuǎn)速測量儀應(yīng)能使軸功率的測量偏差不超出給定的范圍。應(yīng)進行附加計算并與試驗臺測量結(jié)果進行比較（參見5.3）。

只要對信號進行正確濾波，并按GB／T 8190.11-2009中9.3.3的規(guī)定與儀器的排放信號保持時間同步，就可用發(fā)動機電控模塊（ECM）的信號代替儀器的測量值。如果轉(zhuǎn)速或扭矩測量儀的總性能符合表4性能參數(shù)的要求，就可將電控模塊（ECM）的信號與其他測量值結(jié)合在一起或單獨使用，來測量發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩，以計算有效比排放。

 

7.3 排氣流量

測定排氣流量的方法見GB／T 8190.1-2010的7.3，要求的準(zhǔn)確度見本部分的7.4。

 

7.4 待測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度

 

7.4.1 排氣分析儀

分析儀對名義校正點的偏差應(yīng)不大于其讀數(shù)值的士4％，或滿刻度的士0.5％，取其中較大者。準(zhǔn)確度應(yīng)按GB／T 8190.1-2010中8.5的規(guī)定來確定。

 

排氣分析儀結(jié)構(gòu)圖

 

7.4.2 其他測量裝置

測量裝置的準(zhǔn)確度應(yīng)符合表4和表5所給定的允許偏差。表4和表5給定的偏差均是對包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在內(nèi)的最終記錄值而言。所有測量儀器的校正應(yīng)能溯源至國家（國際）標(biāo)準(zhǔn)。測量儀器應(yīng)按照儀器制造廠內(nèi)部審核程序的需要，或按照ISO 9000的要求進行校正。

表4 發(fā)動機測量儀允許偏差

序 號	測量項目	基于發(fā)動機最大值的允許偏差
1	發(fā)動機轉(zhuǎn)速	±2%
2	扭矩	±5%
3	功率	±5%

表4（續(xù)）

序 號	測量項目	基于發(fā)動機最大值的允許偏差
4	燃油消耗量	柴油：±4％ 殘渣燃油：±6％
5	空氣消耗量	±5%
6	排氣流量	±5％（計算值）

表5 其他參數(shù)測量儀允許偏差

序 合	測量項目	“讀數(shù)”絕對值的允許偏差
1	冷卻介質(zhì)溫度	±2K
2	潤滑油溫度	±2K
3	排氣壓力	最大值的±5％
4	進氣歧管真空度	最大值的±5％
5	排氣溫度	±15K
6	進氣溫度（燃燒空氣）	±2K
7	大氣壓力	讀數(shù)值的±0.5％
8	進氣空氣濕度（相對值）	±3%
9	燃料溫度	±2K
10	稀釋通道溫度	±1.5K
11	稀釋空氣濕度（相對值）	±3%
12	稀釋排氣流量	讀數(shù)值的±2％

由于已限定排氣污染物排放計算的總誤差，計算公式中某些測量項目的允許偏差應(yīng)小于GB/T 21404-2008表4規(guī)定。

在實際情況下，常常不可能在現(xiàn)場測量燃油耗。特別是在使用重油時應(yīng)以相應(yīng)的估計誤差進行估算。應(yīng)計算該誤差對最終排放值的影響，并隨排放測量結(jié)果寫入試驗報告。

7.4.3 試驗結(jié)果的估計準(zhǔn)確度和精密度

受環(huán)境和使用條件的影響，現(xiàn)場測量的精密度和準(zhǔn)確度一般低于試驗臺測量，另外還與測量單位，諸如體積濃度（ppm）、質(zhì)量濃度（μg／m3）或有效比排放（g／kWh）等有關(guān)。按GB／T 8190.1-2010中7.5.1.2、9.2及本部分表4的規(guī)定，可計算出測量結(jié)果的預(yù)計準(zhǔn)確度和精密度，見表6。

表6 測量值的估計準(zhǔn)確度和精密度

排放組分	單 位	準(zhǔn)確度	精密度
氣體排放物	ppm	讀數(shù)值的±5％	讀數(shù)值的±1％
	μg/m3	±7%	±5.1%
	g/kWh	％6干	±7.4%
顆粒排放物	μg/m3	±6.5%	±6.5%
	g/kWh	±8.5%	±8.5%
注：表中給出的數(shù)值只在理想試驗條件下有效。在實際情況下這種條件并不始終存在，特別是在發(fā)動機運行工況偏離GB／T 8190.4和GB／T 8190.11規(guī)定的試驗循環(huán)時。

 

7.5 氣體組分的測定

測量裝置和分析方法按GB／T 8190.1-2010的7.5、第16章規(guī)定。現(xiàn)場測量時GB／T 8190.1-2010中7.5.3.6規(guī)定的方法大多不適用于非甲烷碳氫化合物分析，這種方法需在試驗室設(shè)備條件下進行（如氣相色譜儀）。

對于非甲烷碳氫化合物測量，最好采用GB／T 8190.1-2010中7.5.3.6.3規(guī)定的碳氫截斷器法。另外，柴油機還可以采用系數(shù)為0.98的總碳氫（THC）。

 

7.6 顆粒物的測定

顆粒物測定和所需測量裝置應(yīng)按GB／T 8190.1-2010中7.6和第17章的規(guī)定。但是，基準(zhǔn)濾紙的稱重時間可能會超時。現(xiàn)場顆粒取樣系統(tǒng)并不要求氣體通過濾紙的迎面速度達到GB／T 8190.1和GB／T 8190.11中對試驗室系統(tǒng)所規(guī)定的要求。應(yīng)計算氣體通過濾紙的平均迎面速度，并隨試驗結(jié)果予以說明。但是，仍應(yīng)注意最大壓力降的增加應(yīng)不超過25kPa。從可行性考慮，推薦采用部分流稀釋系統(tǒng)進行現(xiàn)場和野外測量。

按照GB／T 8190.1-2010中7.6.3規(guī)定的稱重室條件也適用于現(xiàn)場和野外條件下的測量。當(dāng)稱重室不在測量現(xiàn)場附近時，應(yīng)確保濾紙被送至稱重室的過程中不致使其荷重發(fā)生變化（參見本部分的11.1)。

當(dāng)現(xiàn)場很難測量顆粒物時（如船舶、機車和非道路用車輛等），可采用替代的顆粒取樣裝置或測量程序，只要其等效性符合7.1.1即可，如采用靜電、熱電泳、慣性、擴散等非過濾型取樣技術(shù)將顆粒物沉降在惰性載體上。

 

8 分析儀的校正

應(yīng)采用GB／T 8190.1-2010中第8章和GB／T 8190.11-2009中11.3給出的定義和要求，但校正點與最小二乘法最佳擬合線之差應(yīng)不大于讀數(shù)值的±4％或滿刻度的士0.5％，以較大值為準(zhǔn)。校正應(yīng)在試驗室內(nèi)進行。每臺儀器經(jīng)修理后應(yīng)再次進行干擾檢驗。

 

9 顆粒取樣系統(tǒng)的校正

采用GB／T 8190.1-2010中第9章和GB／T 8190.11-2009中12.3給出的定義和要求，通過顆粒濾紙樣氣流量的誤差應(yīng)不大于讀數(shù)值的±4％。

 

10 運行條件

 

10.1 試驗循環(huán)

現(xiàn)場試驗應(yīng)與發(fā)動機的實際運轉(zhuǎn)相同。現(xiàn)場試驗循環(huán)最好與GB／T 8190.4保持一致，但測量點大多與GB／T 8190.4不同，測點數(shù)在現(xiàn)場也會受到限制。因此不能用GB／T 8190.4中的加權(quán)系數(shù)，排放值也會與試驗臺所測值不同。

當(dāng)不能用GB／T8190.4時，測點和加權(quán)系數(shù)應(yīng)在試驗前經(jīng)有關(guān)各方同意。

非道路用車輛的在用合規(guī)性試驗是在實際使用條件下進行，不能用規(guī)定的試驗循環(huán)測量，測量值應(yīng)為整個試驗時間內(nèi)的排放總和除以該段時間內(nèi)發(fā)動機所作的功。

 

10.2 發(fā)動機的準(zhǔn)備

試驗前應(yīng)按照發(fā)動機制造廠和／或用戶的建議對發(fā)動機，包括附屬裝置和排氣系統(tǒng)進行調(diào)整。這對長排氣管發(fā)動機、帶消聲器和排氣后處理系統(tǒng)的發(fā)動機以及不經(jīng)常工作的發(fā)動機都很必要。