【正文】 氣量 . 汽油車(chē)怠速污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)量方法 本標(biāo)準(zhǔn)適用于裝有汽油發(fā)動(dòng)機(jī) ,最大總質(zhì)量大于 400kg,最大設(shè)計(jì)車(chē)速大于或等于 50km/h 的汽車(chē) ,也適用于車(chē)用汽油發(fā)動(dòng)機(jī) . 怠速污染物是指發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況下排氣管排出的 CO 和 HC 的容積排放濃度 ,其排放標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)下表。 18 L按實(shí)驗(yàn)規(guī)程形式的相應(yīng)距離 . 上述各系統(tǒng)不得漏氣 ,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及材料應(yīng)不至影響稀釋排氣中污染物的濃度 ,容積測(cè)量精度為 ? 2%.稀釋排氣取樣袋要有足夠的容量 ,取樣袋的材料應(yīng)保證排氣各成分在放置 20min 后 ,樣氣濃度的變化不大于 2%.一般用聚乙烯 /聚酰胺塑料或聚碳氟塑料薄膜制成 . 測(cè)試柴油機(jī)時(shí) ,因較重的 HC可能在樣氣袋中冷凝 ,需對(duì) HC進(jìn)行連續(xù)分析 .因此 ,稀釋排氣用加熱到 190?；行阅?，車(chē)速表校驗(yàn)，里程表校驗(yàn)等項(xiàng)目的檢測(cè)。然而，作用力和反作用力是成對(duì)出現(xiàn)的。電渦流機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡方程為： dtTM = Tm+Jd (21) 式中： Tm為電磁轉(zhuǎn)矩，單位為 N汽車(chē)在道路上行駛的外部阻力就不同于在測(cè)功機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的阻力。在汽車(chē)行駛速度范圍內(nèi)，根 據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，空氣阻力的數(shù)值由式 (23)確定： = CDAv2 式中： CD 為空氣阻力系數(shù)； A 為迎風(fēng)面積，即汽車(chē)行駛方向的投影面積；v 為汽車(chē)與空氣的相對(duì)速度，在無(wú)風(fēng)時(shí)即為汽車(chē)的行駛速度。為便于計(jì)算，一將加速時(shí)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩轉(zhuǎn)化為平移質(zhì)量的慣性力矩， 并以系數(shù) δ 作為計(jì)入旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性力矩后的汽車(chē)質(zhì)量換算系數(shù)，δ 主要與汽車(chē)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及傳動(dòng)系的傳動(dòng)比有關(guān)。F f 1 =f( N+N)=fGk/cosα (29) 式中： f′為車(chē)輪與滾筒間的滾動(dòng)阻力系數(shù)；α 0 為車(chē)輪在滾筒式臺(tái)架上的安置角。模型可簡(jiǎn)化為： FR= A+Bv+Cv2+( m?Mw1?MR)ddvt+mgsinα Fm (214) 式中： FR 為電渦流機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，也即加載到汽車(chē)的模擬阻力； v 為轉(zhuǎn)鼓表面速度； A 為恒定阻力系數(shù) (摩擦力 )； B 為依賴(lài)于速度的阻力系數(shù)； C 為依賴(lài)于速度平方的阻力系數(shù) (風(fēng)阻 )； m 為整車(chē)基準(zhǔn)質(zhì)量； Mw2 為汽車(chē)非驅(qū)動(dòng)輪折算得到的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的等效平動(dòng)質(zhì)量； MR 為滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)折算得到的等效平動(dòng)質(zhì)量；α 為坡度角； Fm 為測(cè)功機(jī) 機(jī)械總摩擦阻力。這種測(cè)功器在大功率測(cè)量時(shí)性能穩(wěn)定，造價(jià)較低，但精度不高。相反，當(dāng)電樞回路有電流通過(guò)時(shí)，在磁場(chǎng)中會(huì)受到電磁力作用而產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)向相同的驅(qū)動(dòng)力矩，這時(shí)電機(jī)作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，以達(dá)到反拖 (測(cè)量 動(dòng)力機(jī)械的摩擦功 )的目的 [11]。汽車(chē)在干燥滾筒上的驅(qū)動(dòng)過(guò)程是一個(gè)摩擦過(guò)程，總摩擦力由若干分力組成，如 : F 總 =F 附著 +F 阻滯 式中 :F 附著 接觸面間的附著力； F 阻滯 輪胎在滾筒上滾動(dòng)變形時(shí)，由于壓縮與伸張作用之間能量的差別而消耗的能量，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為阻止車(chē)輪滾動(dòng)的作用力； 該兩項(xiàng)分力取決于輪胎材料、結(jié)構(gòu)和溫度。電力測(cè)功機(jī)與一般電機(jī)主要的不同之處是定子外殼被支 承在一對(duì)軸承上，并可以繞軸線(xiàn)自由擺動(dòng)。調(diào)節(jié)水槽中的液面高度，可以獲得不同的制動(dòng)力矩。 (212) 整理得： FR=fmg++mgsinα+ m+Irw?RIRddvt?Fm?fGk/cosα (213) 式 (213)為底盤(pán)測(cè)功機(jī)動(dòng)力學(xué)基本模型方程。 水平及垂直方向受力平衡方程為： FF11+FF22))scionsαα00++((NN22+NN11))csoinsααGHk==00 28 式中： F F2 為前、后滾筒對(duì)車(chē)輪的切向反作用力； N N2 為前、后滾筒 22 對(duì)車(chē)輪的支承力； Gk 為被測(cè)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)軸落在滾筒上的載荷； H 為車(chē)橋?qū)?chē)輪的作用力 [23]。汽車(chē)加速行駛時(shí)，需要克服其質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力，稱(chēng)為加速阻力。總滾動(dòng)阻力表示為： Ff = Gf(N ) (22) 式中： G 是汽車(chē)重力， f 是滾動(dòng)阻力系數(shù)，其中行駛速度影響較大，高速時(shí) f 迅速上升。 Ia。所以只要測(cè)出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn) 速就可以得到要求的功率大小。定子內(nèi)沿圓周勵(lì)磁和流環(huán)，轉(zhuǎn)的外上加有鑲均分布的槽，頂渦流環(huán)間留一定的氣隙。在試驗(yàn)臺(tái)上利用慣性飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來(lái)模擬汽車(chē)旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及汽車(chē)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣量，采用電磁離合器自動(dòng)或手動(dòng)切換飛輪組合，在允許的誤差范圍內(nèi)滿(mǎn)足汽車(chē)的慣量模擬，而汽車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中所受的空氣阻力非驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)阻力及爬坡阻力等則采用功率吸收加載裝置來(lái)模擬。 C測(cè)出的氣體濃度 。輕型車(chē)指最大總質(zhì)量 =3500Kg 的汽車(chē) ,重型車(chē)是指 最大總質(zhì)量 3500Kg 的汽車(chē)。100r/min 下運(yùn)轉(zhuǎn)，每一個(gè)工況的最初 10s 內(nèi)，轉(zhuǎn)速偏差不得超過(guò) 177?；鶞?zhǔn)質(zhì)量 =整車(chē)質(zhì)量 +100Kg 排放污染物的測(cè)試為 15 工況法試驗(yàn)，是模擬汽車(chē)城市繁華地區(qū)的行駛模式，其運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)祥見(jiàn)下表 ，被測(cè)汽車(chē)放置于底盤(pán)測(cè)功機(jī)上每次測(cè)量共為 13min，包括4 個(gè)循環(huán)，中間不得有間斷。最后實(shí)行工況法控制，對(duì)柴油機(jī)則先實(shí)行“自由加速法”及“全負(fù)荷法”控制煙度，然后再與汽油車(chē)同步實(shí)施工況法。柴油車(chē)第二階段，即到2020 年實(shí)施歐盟 II 號(hào)水平的排放標(biāo)準(zhǔn)。 2020 年國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局對(duì) GB 182852020 進(jìn)行了修訂，發(fā)布了 GB182852020《點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)排氣污染物限值及測(cè)量方法 (雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法 )》，提出 ASM 穩(wěn)態(tài)工況法，IM195 瞬態(tài)工況法和 VMAS195 瞬態(tài)工況法。目前美國(guó)根據(jù)排放檢測(cè)的效果和可行性，簡(jiǎn)易工況法較 為良好。治理在用車(chē)排放污染物問(wèn)題是一項(xiàng)重大復(fù)雜的系統(tǒng)工程，就汽車(chē)技術(shù)而言，控制汽車(chē)排放的措施主要包括兩個(gè)方面：一是制定嚴(yán)格且可行的汽車(chē)排放法規(guī)，推動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用汽車(chē)排放控制新技術(shù)，開(kāi)發(fā)新能源動(dòng)力汽車(chē)，降低出廠(chǎng)新車(chē)的污染物排放量 ；二是對(duì)在用汽車(chē)執(zhí)行嚴(yán)格的 I/M（ Inspection/Maintenance 檢測(cè) /維護(hù)）制度，確保在用汽車(chē)排放控制系統(tǒng)正常工作[4][6]，因此在用車(chē)排放的檢測(cè) [7][10]越來(lái)越受到重視。因此，這部分單位也是自主開(kāi)發(fā)主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的潛在用戶(hù)。而國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有能力生產(chǎn)成套的、達(dá)到法規(guī)認(rèn)證試驗(yàn)要求的產(chǎn)品。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在發(fā)展過(guò)程中也碰到同樣問(wèn)題，因此已紛紛推出了限制車(chē)輛尾氣排放的法規(guī)，如 EURO I 歐洲一號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)， EURO II 歐洲二號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)， EURO III、 EURO VI 等，以及 SULEV 超低排放標(biāo)準(zhǔn)等。清華大學(xué)、吉林大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等高校也籌建了自己的排放測(cè)試試驗(yàn)室。汽車(chē)排放法規(guī)的制定和實(shí)施，汽車(chē)排放新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究和開(kāi)發(fā)都離不開(kāi)汽車(chē)排放測(cè)試系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是 20 實(shí)際 90 年代興起的一種先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)，它將當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)通訊與管理的觀(guān)念引入工業(yè)控制領(lǐng)域。其中 DCS 是融 DDC 系統(tǒng)及整個(gè)工廠(chǎng)的生產(chǎn)管理為一體的高級(jí)控制系統(tǒng)。德國(guó)申克公司生產(chǎn)的汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)，它自己帶有的一套控制模式能實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制和模擬控制 轉(zhuǎn)速、滑行等功能，可逼真地再現(xiàn)實(shí)際工況。 PLC 主要實(shí) 現(xiàn)各種邏輯切換控制功能，工控機(jī)主要用作道路阻力設(shè)定器的功能，實(shí)時(shí)計(jì)算得到當(dāng)前應(yīng)該給定的阻力大小并送至變頻器。 1981 年，天津公共汽車(chē)公司三廠(chǎng)和交通部科學(xué)研究院參考 引進(jìn)日本彌榮的 CDM310 型底盤(pán)測(cè)功機(jī)，研制出汽車(chē)性能試驗(yàn)臺(tái)。它利用電磁力及發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)提供測(cè)功機(jī) 所需要的負(fù)載。 在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備的基礎(chǔ)上，盡量減少機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，并采用反應(yīng)速度快的高精度傳感器，電子計(jì)算機(jī)與機(jī)械裝置相結(jié)和的方法來(lái)設(shè)計(jì)汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備，為檢測(cè)高速行駛中的汽車(chē)的真實(shí)性能提供了可能性。 因此，一方面要從技術(shù)上入手，努力研究開(kāi)發(fā)高性能、低污染的汽車(chē)，這是汽車(chē)研究、生產(chǎn)部門(mén)孜孜以求的目標(biāo)；另一方面要加強(qiáng)對(duì)在用汽車(chē)的定期檢測(cè)，以便及時(shí)維修調(diào)整，使汽車(chē)處于良好的技術(shù)狀況，這就是汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)要解決的問(wèn)題。影響國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的形象 及聲譽(yù)。 1 汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)與尾氣排放分析儀通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì) 為防止文章剽竊，維護(hù)版權(quán)正當(dāng)權(quán)益，特上傳該文章。 底盤(pán)測(cè)功機(jī)系統(tǒng)人員和尾氣采集設(shè)備操作人員存在視覺(jué)反應(yīng)及動(dòng)作誤差，兩項(xiàng)累積誤差可達(dá) ； 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要兩個(gè)操作員； 用“打手勢(shì)”的方法實(shí)現(xiàn)兩套大型高新設(shè)備的通訊與其本身的先進(jìn)水平 相比顯得不協(xié) 調(diào)給車(chē)輛送檢單位 留下不好的印象。汽車(chē)本身又是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在使用過(guò)程中，隨著行駛里程的增加和使用時(shí)間的延續(xù)，汽車(chē)技術(shù)狀況不斷惡化，出現(xiàn)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性下降，排放污染物增加，使用的可靠性降低，故障率上升等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)汽車(chē)不能正常運(yùn)行 [1]。 進(jìn)入 80 年代，隨著汽車(chē)機(jī)電一體化的發(fā)展，汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備也進(jìn)入了機(jī)電一體化設(shè)計(jì)階段 [4]。 因此人們開(kāi)始研制通用的轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)，即電力汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)。 國(guó)內(nèi)引進(jìn)的大多是日本模擬電子式底盤(pán)測(cè)功機(jī)。 西安交通大學(xué)的交流底盤(pán)測(cè)功機(jī)的控制系統(tǒng)由一臺(tái)工控機(jī)和一臺(tái) ROCKWELL 公司的 PLC 來(lái)協(xié)調(diào)整個(gè)控制功能。采用電渦流機(jī)在檢測(cè)設(shè)備汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車(chē)制造、檢測(cè)和維修業(yè)當(dāng)中。 測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：直接數(shù)字控制 DDC(Direct Digital Control System)系統(tǒng)、集散型控制系統(tǒng) DCS(Distributed Control System)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng) FCS（ Field Bus Control System）。作為第 5 代控制體 系結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng) FCS 的核心是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。同時(shí)，排放控制新技術(shù)和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)是汽車(chē)排放控制的技術(shù)保證。例如，在上海泛亞實(shí)驗(yàn)室內(nèi)計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，一汽集團(tuán)公司、東風(fēng)汽車(chē)公司、上海大眾、奇瑞公司曾大型企業(yè)都建立了自己的排放測(cè)試實(shí)驗(yàn)室。限制和降低車(chē)輛排放尾氣中含有的有害污染成分刻不容緩。目前國(guó)內(nèi)能夠做法規(guī)認(rèn)證試驗(yàn)的系統(tǒng)都是由國(guó)外引進(jìn)，存在初期投資高，建設(shè)周期長(zhǎng)，維護(hù)成本大的問(wèn)題。另外，在筆者實(shí)際工作中，也接觸到一些國(guó)內(nèi)單位，由于初期成本考慮，在引進(jìn)排放測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，沒(méi)有引進(jìn)主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在實(shí)際測(cè)試中，采用操作人員手工控制的方式或自行開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率不高，而且同步性差、數(shù)據(jù)重復(fù)性差，以及數(shù)據(jù)誤差較高，已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)階段科學(xué)研究的需要。 日益嚴(yán)重的汽車(chē)尾氣問(wèn)題已經(jīng)引起社會(huì)各界的高度重視，各級(jí)政府越來(lái)越重視汽車(chē)排放的治理。而根據(jù)檢測(cè)的方法和參數(shù)不同，尾氣檢測(cè)大致可以分為怠速和雙怠速法，簡(jiǎn)易工況法，遙感檢測(cè)法三大類(lèi) [11][13]。北京市于 2020 年 8 月發(fā)布了 DB 11/122— 2020《汽油車(chē)穩(wěn)態(tài)加載污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和 DB 11/ 1232020《輕型汽油車(chē)簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，提出在用汽車(chē) ASM 試驗(yàn) (BASM5024 和 BASM2540) 和 VMAS195 試驗(yàn)。到新車(chē)第二控制階段，即到 2020 年實(shí)施達(dá)到歐盟 II 號(hào)水平的標(biāo)準(zhǔn)限值；國(guó)家對(duì)新車(chē)頒布的《車(chē)用柴油機(jī)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》于 2020 年 6 月發(fā)布，其排放標(biāo)準(zhǔn)限值于 2020 年 9 月 1 日起實(shí)施，達(dá)到歐盟 I 號(hào)排放水平。我國(guó)在吸收了發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)后，制定了一條適合我國(guó)國(guó)情的內(nèi)燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)路線(xiàn)，對(duì)汽油機(jī)先實(shí)行“怠速 法”，再實(shí)施“強(qiáng)制裝置法”，即對(duì)曲軸箱排放和燃油蒸發(fā)進(jìn)行控制。 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)值（括號(hào)內(nèi)為產(chǎn)品一 致性標(biāo)準(zhǔn)） 基準(zhǔn)質(zhì)量（ Rw） (Kg) CO HC（當(dāng)量） NOx(NO2 當(dāng)量 ) Rw=750 65(78) () () 750=Rw=850 71(85) () () 850=Rw=1020 76(91) () () 1020=Rw=1250 87(104) () () 1250=Rw=1470 99(119) () () 1470=Rw=1700 110(132) () () 1700=Rw=1930 121(145) () () 1930=Rw=2150 132(158) () () 2150=Rw 143(172) () () 注：排放物的單位為 g/每次試驗(yàn)。除怠速外，每個(gè)工況應(yīng)在 2020177。 每次實(shí)驗(yàn)中 ,如果試驗(yàn)裝置發(fā)生故障或超過(guò)上述誤差 ,則應(yīng)該重新試驗(yàn) 汽油機(jī) 9 工況法循環(huán)表 循環(huán)號(hào) 工況序號(hào) 摸擬工況名稱(chēng) 負(fù)荷百分?jǐn)?shù) 工況時(shí)間 （ s） 加權(quán)系數(shù) Wi 轉(zhuǎn)速（ r/min） 1 怠速 60 廠(chǎng)標(biāo) 2 等速 25 60 2020 3 加速 55 60 2020 4 等速 25 60 2020 5 減速 10 60 2020 6 等速 25 60 2020 7 高負(fù)荷 9