專利名稱：汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量裝置及測量方法，具體涉及一種汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置及其檢測方法。
背景技術(shù)：
目前，汽車尾氣檢測裝置通常采用如怠速法檢測裝置和ASM穩(wěn)態(tài)加載工況檢測裝置。
怠速法檢測的突出弊端是檢測時車輛無載荷，僅在怠速工況下完成，因此只能檢測CO和HC，不能反映NOX的排放，一些排放達(dá)到歐1或歐2的車行駛了僅二萬多公里的車輛，有負(fù)載的工況檢測方法表明其排放已經(jīng)超標(biāo)，但怠速檢測的CO和HC結(jié)果往往很低，排放可以達(dá)標(biāo)。另外，怠速法還容易作弊，一些司機(jī)、車主在年檢前把化油器怠速螺釘、節(jié)氣門螺釘向混合氣偏稀方向調(diào)整，偏離正常的怠速加濃混合氣設(shè)計狀態(tài)，年檢通過后，為不使車輛啟動困難，再將化油器調(diào)整恢復(fù)到原狀態(tài)。
ASM穩(wěn)態(tài)加載工況檢測是一種有載荷的工況檢測法，可以檢測CO、HC和NOX的排放，但是僅有兩個等速工況，這并不能全面反映汽車在道路上行駛時的實際工況。
此外，怠速法檢測和ASM穩(wěn)態(tài)加載工況檢測的結(jié)果都是針對汽車尾氣污染物排放濃度進(jìn)行的。以汽車尾氣污染物濃度結(jié)果來判定汽車排放是否超標(biāo)并不是最科學(xué)的方法，這是因為沒有考慮車輛排放的體積流量。對大氣污染的影響是車輛排放的污染物質(zhì)量，控制因子應(yīng)是各污染物每公里排放的克數(shù)。發(fā)動機(jī)排量小的車輛排放的體積流量較少，發(fā)動機(jī)排量大的車輛排放的體積流量較多，有可能發(fā)動機(jī)排量小的車輛排放的污染物濃度較高，但每公里排放的污染物克數(shù)較小，而發(fā)動機(jī)排量大的車輛排放的污染物濃度較低，但每公里排放的污染物克數(shù)較多。正常情況下大排量的汽車應(yīng)為超標(biāo)車輛，但是若以濃度結(jié)果判斷，則有可能出現(xiàn)因小排量車輛濃度大判定為超標(biāo)而大排量車輛濃度小判定為達(dá)標(biāo)的相反結(jié)果，因而這種方法是不科學(xué)的。
綜上所述，國內(nèi)尚無自主開發(fā)的符合我國簡易瞬態(tài)工況污染物排放檢測標(biāo)準(zhǔn)要求的汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，它是一項技術(shù)空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的各種缺陷，使汽油車尾氣檢測達(dá)到我國簡易瞬態(tài)工況污染物排放檢測標(biāo)準(zhǔn)的要求，所涵蓋的測試工況更全面、測量方法更科學(xué)，為準(zhǔn)確地檢測汽車在實際工況下行駛時尾氣污染物的真實排放情況，提供一種汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述裝置應(yīng)用的一種汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測的方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，包括主控計算機(jī)和與主控計算機(jī)分別相連的司機(jī)助手儀和打印機(jī)，還包括與主控計算機(jī)相連的底盤測功機(jī)和尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)，底盤測功機(jī)為德國MAHA公司ASM AF型底盤測功機(jī)，地上型安裝，其最大吸收功率為110kW，最高測試車速為160km/h，機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量為907kg，測試軸重為2.7噸，驅(qū)動電機(jī)功率為2.2kW，滾簡直徑為217mm；尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)為美國Sensors公司VMAS汽車尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)，包括氣體分析儀、與氣體分析儀相連的流量計和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計；氣體分析儀具有經(jīng)軟管與其相連的、可延長置于被檢測車輛尾氣管中的探頭；流量計具有經(jīng)稀釋風(fēng)機(jī)與其相連的、可延長置于被測車輛尾氣管管口的稀釋軟管；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計具有裝在被測車輛發(fā)動機(jī)點火線路上的轉(zhuǎn)速傳感器；主控計算機(jī)存儲有簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測的操作序列，該操作序列通過司機(jī)助手儀輸出指令，執(zhí)行簡易瞬態(tài)工況下尾氣檢測步驟，并將檢測數(shù)據(jù)輸出至打印機(jī)。
本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，其中底盤測功機(jī)替換為德國MAHA公司ASM BF型底盤測功機(jī)，地下型安裝，最大吸收功率為110kW，最高測試車速為160km/h，機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量為907kg，測試軸重為2.7噸，驅(qū)動電機(jī)功率為2.2kW，滾筒直徑為217mm。
本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，其中底盤測功機(jī)替換為德國MAHA公司ASM P型底盤測功機(jī)，地下型安裝，最大吸收功率為200kW，最高測試車速為200km/h，機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量為907kg，測試軸重為2.7噸，驅(qū)動電機(jī)功率為2.5kW，滾筒直徑為217mm。
本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，其中底盤測功機(jī)替換為德國MAHA公司ASM P Plus型底盤測功機(jī)，地下型安裝，最大吸收功率為200kW，最高測試車速為200km/h，機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量為907kg，測試軸重為5.5噸，驅(qū)動電機(jī)帶有變頻調(diào)速裝置，功率為2.5kW，滾筒直徑為217mm。
本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，其中轉(zhuǎn)速傳感器為電磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器。
本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，其中被測車輛的正前方設(shè)置有冷卻風(fēng)機(jī)。
本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，其中主控計算機(jī)具有基于微軟視窗平臺的全簡體中文操作控制軟件和RS232串行通信接口。
為達(dá)到前述目的，本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測方法，通過含有主控計算機(jī)、與所述主控計算機(jī)分別相連的司機(jī)助手儀、底盤測功機(jī)和尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)的檢測裝置進(jìn)行尾氣檢測，所述主控計算機(jī)存儲有簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測的操作序列，該操作序列通過所述司機(jī)助手儀輸出指令，執(zhí)行如下的簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測步驟
1)啟動，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，包括設(shè)備串行端口設(shè)置、服務(wù)器設(shè)置、設(shè)備認(rèn)證編號設(shè)置、可更改參數(shù)表設(shè)置；2)系統(tǒng)自檢，包括底盤測功機(jī)自檢和尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)自檢；3)系統(tǒng)標(biāo)定，判斷設(shè)備標(biāo)定周期是否已到，如果已到，則進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定，包括底盤測功機(jī)和尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)標(biāo)定；4)根據(jù)被測車輛的參數(shù)信息，確定底盤測功機(jī)的加載功率和該被測車輛的標(biāo)準(zhǔn)排放限值；5)對該被測車輛進(jìn)行195s簡易瞬態(tài)工況檢測，包括如下步驟a.主控計算機(jī)實時采集每秒車速、測功機(jī)力矩、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、CO、CO2、HC、NO和O2原始濃度、稀釋O2濃度、稀釋尾氣流量、溫度和壓力數(shù)據(jù)；b.對測功機(jī)進(jìn)行加載，實時監(jiān)控各設(shè)備通訊狀況、車速連續(xù)3秒超差、車速累計15秒超差、加載連續(xù)3秒超差、加載累計15秒超差、對汽油車輛CO+CO2＜6％、對其它燃料車輛CO+CO2＜4％、原始采樣系統(tǒng)低流量、稀釋集氣系統(tǒng)低流量、稀釋比過低情況，若任一監(jiān)控項目不滿足要求，測試重新開始，直至滿足195秒簡易瞬態(tài)工況檢測要求條件；c.根據(jù)環(huán)境氣象參數(shù)，計算稀釋修正系數(shù)DCF和濕度修正系數(shù)Kh，進(jìn)行對CO、HC、NO原始測量濃度的修正計算和空燃比計算、對稀釋尾氣流量的標(biāo)準(zhǔn)流量修正計算，通過計算稀釋比，獲得原始尾氣流量，從而計算出每秒CO、HC、NO、CO2的質(zhì)量排放結(jié)果；d.在195秒簡易瞬態(tài)工況全部完成后，計算整個工況下CO、HC、NO、CO2的質(zhì)量排放結(jié)果，并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲；6)顯示和打印該被測車輛檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)報告a.顯示各污染物的排放總質(zhì)量；b.根據(jù)排放限值判斷檢測結(jié)果為“合格”或“不合格”并打印檢測報告；c.顯示、回放和打印NO、CO、CO2和HC的4條濃度曲線和4條質(zhì)量曲線、原始O2和稀釋O2濃度曲線、實際車速曲線、空燃比曲線等12條測試曲線。
本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置的優(yōu)點和積極效果在于與現(xiàn)有汽車尾氣檢測裝置如怠速法檢測裝置、ASM穩(wěn)態(tài)加載工況檢測裝置相比，所涵蓋的測試工況更全面，包括加速、減速、勻速和怠速等各種工況；測量方法更科學(xué)，測量針對尾氣污染物的質(zhì)量而并非僅為濃度。為準(zhǔn)確地檢測汽車在實際工況下行駛時尾氣污染物的真實排放情況，達(dá)到我國簡易瞬態(tài)工況污染物排放檢測標(biāo)準(zhǔn)的要求，提供了有效的檢測方法和檢測裝置。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明地上型汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明地下型、輕型、中型汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為德國MAHA ASM公司AF型底盤測功機(jī)的剖面圖；圖4為德國MAHA ASM公司AF型底盤測功機(jī)的俯視圖；圖5為德國MAHA ASM公司BF型、P型底盤測功機(jī)的剖面圖；圖6為德國MAHA ASM公司BF型、P型底盤測功機(jī)的俯視圖；圖7為德國MAHA ASM公司P Plus型底盤測功機(jī)的剖面圖；圖8為德國MAHA ASM公司P Plus型底盤測功機(jī)的俯視圖；圖9為美國Sensors公司VMAS系統(tǒng)中氣體分析儀的氣路圖；圖10為美國Sensors公司VMAS系統(tǒng)中流量計的結(jié)構(gòu)原理圖；圖11為檢測裝置計算機(jī)主流程控制流程圖；圖12為檢測裝置底盤測功機(jī)自檢計算機(jī)控制流程圖；圖13為檢測裝置VMAS尾氣檢測設(shè)備自檢計算機(jī)控制流程圖一；圖14為檢測裝置VMAS尾氣檢測設(shè)備自檢計算機(jī)控制流程圖二；圖15為檢測裝置VMAS尾氣檢測設(shè)備自檢計算機(jī)控制流程圖三；圖16為檢測裝置底盤測功機(jī)標(biāo)定計算機(jī)控制流程圖一；圖17為檢測裝置底盤測功機(jī)標(biāo)定計算機(jī)控制流程圖二；圖18為檢測裝置底盤測功機(jī)標(biāo)定計算機(jī)控制流程圖三；圖19為檢測裝置底盤測功機(jī)標(biāo)定計算機(jī)控制流程圖四；圖20為檢測裝置VMAS尾氣檢測設(shè)備標(biāo)定計算機(jī)控制流程圖一；圖21為檢測裝置VMAS尾氣檢測設(shè)備標(biāo)定計算機(jī)控制流程圖二；圖22為檢測裝置195秒簡易瞬態(tài)工況測試計算機(jī)控制流程圖一；圖23為檢測裝置195秒簡易瞬態(tài)工況測試計算機(jī)控制流程圖二。
具體實施例方式
下面以實施例對本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置的技術(shù)方案和檢測方法做詳細(xì)說明。
為了方便起見，對附圖的標(biāo)記先列出如下在圖1-圖10中，1.稀釋風(fēng)機(jī)，2.五氣體分析儀，3.稀釋軟管，4.空氣壓縮機(jī)，5.MAHA ASM系列底盤測功機(jī)，6.跳板，7.冷卻風(fēng)機(jī)，8.司機(jī)助手儀，9.被試汽車，10.打印機(jī)，11.主控計算機(jī)，12.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計，13.流量計，14.Sensors VMAS汽車尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)，15.限位輪孔，16.左主滾筒，17.驅(qū)動電動機(jī)，18.左右主滾筒聯(lián)軸節(jié)，19.舉升器，20.右主滾筒，21.聯(lián)軸器，22.電渦流測功器，23.飛輪，24.主副滾筒皮帶傳動裝置，25.右副滾筒，26.電動機(jī)驅(qū)動聯(lián)軸器，27.左副滾筒，28.轉(zhuǎn)速傳感器，29.限位輪，30.支承框架，31.中間蓋板，32.連接螺栓，33.樣氣入口，34.三通，35.濾清器，36.排水泵，37.排水出口，38.真空壓力開關(guān)，39.三通，40.抽氣泵，41.二位三通電磁閥，42.濾清器，43.O2傳感器，44.三通，45.樣氣出口，46.樣氣出口，47.NO傳感器，48.壓力傳感器，49.三通，50.CO、CO2和HC傳感器，51.高標(biāo)定端口，52.低標(biāo)定端口，53.零氣標(biāo)定端口，54.環(huán)境空氣入口，55.濾清器，56.二位三通電磁閥，57.二位三通電磁閥，58.二位三通電磁閥，59.二位三通電磁閥，60.三通，61.冷凝器，62.三通，63.氣水分離器，64.流量計氣流管道，65.流量傳感器壓電晶體(發(fā)射器和接收器)，66.擾流桿，67.氣流取樣管，68.取樣氣室，69.氧化鋯傳感器，70.氣路，71.溫度傳感器，72.壓力傳感器，73.微處理器單元，74.RS-232通信接口；在圖8中，321.變頻調(diào)速器。
參見圖1和圖2，汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，包括主控計算機(jī)11和與其分別相連的司機(jī)助手儀8和打印機(jī)10，還包括與其相連的底盤測功機(jī)5和尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)14。在檢測中，冷卻風(fēng)機(jī)7位于被測車輛9的正前方，司機(jī)助手儀8位于被測車輛9的前上方。底盤測功機(jī)5為德國MAHA公司ASM系列底盤測功機(jī)。尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)14為美國Sensors公司VMAS汽車尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)，尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)14包括氣體分析儀2、與其相連的流量計13和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計12。氣體分析儀2具有經(jīng)軟管與其相連的、可延長置于被檢測車輛尾氣管中的探頭。流量計13具有經(jīng)稀釋風(fēng)機(jī)1與其相連的、可延長置于被測車輛尾氣管附近的稀釋軟管3。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計12具有裝在被測車輛發(fā)動機(jī)點火線路上的轉(zhuǎn)速傳感器。轉(zhuǎn)速傳感器12為電磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器。
在本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置的第一個實施例中，參見圖3-圖4，底盤測功機(jī)5的主、副滾筒16、20、25和27通過軸承支撐在框架30上，左、右主滾筒16和20通過聯(lián)軸節(jié)21連在一起，副滾筒25和27通過驅(qū)動電機(jī)17和聯(lián)軸節(jié)26連在一起，主、副滾筒通過皮帶傳動裝置24相聯(lián)，電渦流測功器22通過聯(lián)軸器21和主滾筒相聯(lián)，轉(zhuǎn)速傳感器28安裝在主滾筒16的外端，框架30兩側(cè)各開有5個孔15，用于安裝限位輪29。被測車輛在滾筒上運行時，需克服通過電渦流測功器22施加的制動功率，由轉(zhuǎn)速傳感器28測量滾筒的速度。
德國MAHA公司ASM系列底盤測功機(jī)采用AF型，地上型安裝，其最大吸收功率為110kW，最高測試車速為160km/h，機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量為907kg，測試軸重為2.7噸，驅(qū)動電機(jī)功率為2.2kW，滾筒直徑為217mm。
參見圖9，當(dāng)測量尾氣污染物排放濃度時，尾氣樣氣自樣氣入口33進(jìn)入氣水分離器63，由抽氣泵40抽吸經(jīng)二位三通電磁閥59和41、三通62、60和39、冷凝器61、濾清器42進(jìn)入CO、CO2和HC傳感器50測量這三種污染物濃度，再經(jīng)三通49和44后，分別進(jìn)入O2傳感器43和NO傳感器47測量O2和NO的濃度，被測量過的樣氣經(jīng)出口45和46排出機(jī)外，同時排水泵36運轉(zhuǎn)，把分離出的水經(jīng)三通34、濾清器35和出口37排出機(jī)外。高量程標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)定時，電磁閥56、57、58和59上電，接通了高標(biāo)定端口51與各傳感器的氣路，高量程標(biāo)準(zhǔn)氣自高標(biāo)定端口51進(jìn)入，經(jīng)抽氣泵40、電磁閥41和濾清器42先后進(jìn)入CO、CO2和HC傳感器50、O2傳感器43和NO傳感器47對CO、CO2、HC、NO和O2的濃度進(jìn)行標(biāo)定。低量程標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)定時，電磁閥56、57和59上電，接通了低標(biāo)定端口52與各傳感器的氣路，低量程標(biāo)準(zhǔn)氣自低標(biāo)定端口52進(jìn)入經(jīng)抽氣泵40、電磁閥41和濾清器42先后進(jìn)入CO、CO2和HC傳感器50、O2傳感器43和NO傳感器47對CO、CO2、HC、NO和O2的濃度進(jìn)行標(biāo)定。零標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)定時，電磁閥56和59上電，接通了零氣標(biāo)定口53與各傳感器的氣路，零標(biāo)準(zhǔn)氣自標(biāo)定口53進(jìn)入經(jīng)抽氣泵40、電磁閥41和濾清器42先后進(jìn)入CO、CO2和HC傳感器50、O2傳感器43和NO傳感器47對零氣體進(jìn)行標(biāo)定。環(huán)境空氣測量時，電磁閥59上電，接通了環(huán)境空氣測量口54與各傳感器的氣路，環(huán)境空氣自測量口54進(jìn)入經(jīng)抽氣泵40、電磁閥41、濾清器42和55先后進(jìn)入CO、CO2和HC傳感器50、O2傳感器43和NO傳感器47對CO、CO2、HC、O2和NO的濃度進(jìn)行測量。
參見圖10，由稀釋風(fēng)機(jī)1經(jīng)稀釋軟管3抽入的稀釋氣體進(jìn)入到流量計氣流管道64中，形成穩(wěn)定的稀釋氣流，稀釋氣流受到擾流桿66的干擾，從擾流桿66兩側(cè)交替產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，通過流量傳感器壓電晶體65將旋渦頻率轉(zhuǎn)換為與流量成正比的電壓脈沖信號，測得瞬時實際流量，同時溫度傳感器71測取稀釋氣體的溫度，壓力傳感器72測取稀釋氣體的壓力，用于計算標(biāo)準(zhǔn)氣體流量，氧化鋯傳感器69通過氣流取樣管67、取樣氣室68和氣路70測取稀釋氣體中O2的濃度。
在檢測裝置的實施例中，主控計算機(jī)11存儲有簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測的操作序列，該操作序列通過司機(jī)助手儀8輸出指令，執(zhí)行簡易瞬態(tài)工況下尾氣檢測步驟，并將檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)輸出至打印機(jī)10。主控計算機(jī)11具有基于微軟視窗平臺的全簡體中文操作系統(tǒng)和RS232串行通信接口。
下面重點以軟件執(zhí)行的操作序列來說明裝置的檢測過程參見圖11，主控計算機(jī)11按照存儲的尾氣檢測操作序列的步驟，在設(shè)置了設(shè)備串行端口、服務(wù)器、設(shè)備認(rèn)證編號和可更改參數(shù)表(步驟1)后，首先對底盤測功機(jī)5和尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)14分別進(jìn)行系統(tǒng)自檢(步驟2)，并根據(jù)需要對底盤測功機(jī)5和尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)14進(jìn)行標(biāo)定(步驟3)，然后根據(jù)錄入被測車輛信息，確定底盤測功機(jī)5的電渦流測功器的加載功率和車輛的標(biāo)準(zhǔn)排放限值(步驟4)。被測車輛以195s簡易瞬態(tài)工況在底盤測功機(jī)上運行(步驟5)，工況檢測順利完成后，顯示各污染物的排放總質(zhì)量，根據(jù)排放限值判斷并給出檢測結(jié)果為“合格”或“不合格”，并打印檢測報告，NO、CO、CO2和HC的4條濃度曲線和4條質(zhì)量曲線、原始O2和稀釋O2濃度曲線、實際車速曲線、空燃比曲線等12條測試曲線回放和打印(步驟6)。之后，被測車輛退出底盤測功機(jī)5，或進(jìn)行下一輛車排放檢測，或關(guān)閉檢測系統(tǒng)。
其中，底盤測功機(jī)自檢包括如下步驟a.串口通訊檢測；b.舉升器升降動作檢測；c.電動機(jī)驅(qū)動滾筒轉(zhuǎn)動測試；d.轉(zhuǎn)速傳感器速度檢測。
參見圖12，在確定通訊系統(tǒng)正常工作(步驟a)后，驅(qū)動底盤測功機(jī)5的舉升器19產(chǎn)生升降動作(步驟b)，啟動驅(qū)動電動機(jī)17帶動左主滾筒16、右主滾筒20旋轉(zhuǎn)(步驟c)，同時測試轉(zhuǎn)速傳感器28的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)(步驟d)。
VMAS尾氣檢測系統(tǒng)自檢包括如下步驟a.串口通訊檢測；b.預(yù)熱檢測；c.泄漏檢測；d.CO、CO2、HC、NO和O2調(diào)零；e.O2量程標(biāo)定；f.環(huán)境背景空氣測量和HC殘留量測量；g.流量計流量檢測；h.氧化鋯傳感器環(huán)境O2測試。
參見圖13～圖15，在確定通訊系統(tǒng)正常工作(步驟a)后，檢測設(shè)備預(yù)熱情況直至五氣體分析儀2充分預(yù)熱(步驟b)，提示操作員封閉取樣系統(tǒng)連接于汽車尾氣管的采樣探頭入口后，開啟抽氣泵40工作30秒后再停止30秒，計算機(jī)11檢測真空壓力開關(guān)38狀態(tài)數(shù)據(jù)，如果保持真空狀態(tài)，說明氣體采樣通道無泄漏現(xiàn)象可以繼續(xù)工作，否則停止繼續(xù)檢測(步驟c)，計算機(jī)11開啟零氣標(biāo)定端口53經(jīng)二位三通電磁閥57、二位三通電磁閥56、二位三通電磁閥59、抽氣泵40、二位三通電磁閥41進(jìn)入CO、CO2和HC傳感器50、O2傳感器43和NO傳感器47的通道，接入瓶裝標(biāo)準(zhǔn)零氣體進(jìn)行CO、CO2、HC、NO、O2調(diào)零(步驟d)，調(diào)零結(jié)束后，計算機(jī)11提示操作員撤走零氣瓶，接入瓶裝標(biāo)準(zhǔn)O2或新鮮空氣進(jìn)行O2量程標(biāo)定(步驟e)，標(biāo)定結(jié)束后，計算機(jī)11開啟樣氣入口33經(jīng)氣水分離器63、冷凝器61、二位三通電磁閥59、抽氣泵40、二位三通電磁閥41進(jìn)入CO、CO2和HC傳感器50、O2傳感器43和NO傳感器47的通道，測量經(jīng)采樣探頭的環(huán)境空氣中HC、CO和NO的濃度值是否超標(biāo)，如果任何一項指標(biāo)超標(biāo)則系統(tǒng)停止繼續(xù)檢測，然后計算機(jī)11開啟環(huán)境空氣端口54經(jīng)二位三通電磁閥56、二位三通電磁閥59、抽氣泵40、二位三通電磁閥41進(jìn)入CO、CO2和HC傳感器50、O2傳感器43和NO傳感器47的通道，測量不經(jīng)采樣探頭的環(huán)境空氣中HC的濃度值，計算前面經(jīng)采樣探頭的環(huán)境空氣HC值和該HC值的差，如果差值超標(biāo)則系統(tǒng)停止繼續(xù)檢測(步驟f)，接下來計算機(jī)11通過流量傳感器65和氧化鋯傳感器69連續(xù)采集10秒的流經(jīng)氣流管道64的氣體流量和環(huán)境O2數(shù)據(jù)，計算平均值，判斷氣體流量和環(huán)境O2值是否在規(guī)定誤差范圍內(nèi)(步驟g、h)，如果不正確則停止繼續(xù)檢測。
在判斷設(shè)備是否已到標(biāo)定周期后，如果已到，則進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定，底盤測功機(jī)5的標(biāo)定包括如下步驟a.壓力傳感器標(biāo)定；b.轉(zhuǎn)速傳感器標(biāo)定；c.空載滑行阻力檢測；d.加載滑行測試；e.變載荷滑行測試。
參見圖16～圖19，標(biāo)定內(nèi)容包括壓力傳感器標(biāo)定(步驟a)、轉(zhuǎn)速傳感器標(biāo)定(步驟b)以及空載滑行阻力檢測(步驟c)、加載滑行測試(步驟d)和變載荷滑行測試(步驟e)等5部分。力傳感器標(biāo)定采用砝碼、杠桿機(jī)構(gòu)，計算機(jī)11指導(dǎo)操作員依次進(jìn)行調(diào)零、粗標(biāo)定和精標(biāo)定，并控制底盤測功機(jī)5進(jìn)行標(biāo)定補(bǔ)償調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速傳感器標(biāo)定采用標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速表，計算機(jī)11提示駕駛員將被測車輛9加速到所設(shè)置的指定車速后，保持油門不變，當(dāng)車速穩(wěn)定后，提示操作員輸入標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速計的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，計算機(jī)11將測量的轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速對比后，判定轉(zhuǎn)速標(biāo)定是否通過，空載滑行阻力檢測時，計算機(jī)11將底盤測功機(jī)5加速到60km/h后，開始滑行試驗，分別測量了55km/h～45km/h、48km/h～32km/h、35km/h～29km/h、32km/h～16km/h、19km/h～13km/h的滑行時間，計算出對應(yīng)底盤測功機(jī)5的寄生功率值，加載滑行測試時，計算機(jī)11按照操作員設(shè)定的轉(zhuǎn)速范圍將底盤測功機(jī)5加速到一定速度后，開始滑行試驗，滑行時計算機(jī)11根據(jù)操作員設(shè)定的功率進(jìn)行加載，同時測量底盤測功機(jī)5的滑行時間，通過與理論計算的目標(biāo)時間比較，計算出誤差率，如果誤差率小于7％，加載滑行測試通過，否則試驗失敗，變載荷滑行測試時，計算機(jī)11先將底盤測功機(jī)5加速到所設(shè)置的車速后，然后自動進(jìn)行變負(fù)荷滑行試驗，分別測量和計算了80.5km/h～8.0km/h、72.4km/h～16.1km/h、61.1km/h～43.4km/h的理論目標(biāo)時間和滑行時間，計算出誤差率，判定檢測是否通過。
VMAS尾氣檢測系統(tǒng)標(biāo)定包括如下步驟a.O2量程標(biāo)定；b.CO、CO2、HC、NO高量程標(biāo)定；c.CO、CO2、HC、NO低量程標(biāo)定；d.氧化鋯傳感器環(huán)境O2測試。
參見圖20～圖21，標(biāo)定內(nèi)容包括O2傳感器單點標(biāo)定(步驟a)、CO、CO2、HC、NO傳感器的高量程標(biāo)定和低量程標(biāo)定(步驟b、c)、氧化鋯傳感器標(biāo)定(步驟d)。O2傳感器單點標(biāo)定時，計算機(jī)11開啟零氣標(biāo)定端口53經(jīng)二位三通電磁閥57、二位三通電磁閥56、二位三通電磁閥59、抽氣泵40、二位三通電磁閥41進(jìn)入CO、CO2和HC傳感器50、O2傳感器43和NO傳感器47的通道，零氣標(biāo)定端口53接入新鮮空氣或瓶裝標(biāo)準(zhǔn)O2，啟動O2量程標(biāo)定程序進(jìn)行標(biāo)定，CO、CO2、HC、NO傳感器的高量程標(biāo)定時，計算機(jī)11開啟高標(biāo)定端口51經(jīng)二位三通電磁閥58、二位三通電磁閥57、二位三通電磁閥56、二位三通電磁閥59、抽氣泵40、二位三通電磁閥41進(jìn)入CO、CO2和HC傳感器59、O2傳感器43和NO傳感器47的通道，高標(biāo)定端口51接入瓶裝標(biāo)準(zhǔn)高標(biāo)CO、CO2、HC、NO氣體，計算機(jī)11啟動高標(biāo)標(biāo)定程序進(jìn)行標(biāo)定，CO、CO2、HC、NO傳感器的低量程標(biāo)定時，計算機(jī)11開啟低標(biāo)定端口52經(jīng)二位三通電磁閥58、二位三通電磁閥57、二位三通電磁閥56、二位三通電磁閥59、抽氣泵40、二位三通電磁閥41進(jìn)入CO、CO2和HC傳感器50、O2傳感器43和NO傳感器47的通道，低標(biāo)定端口52接入瓶裝標(biāo)準(zhǔn)低標(biāo)CO、CO2、HC、NO氣體，計算機(jī)11啟動低標(biāo)標(biāo)定程序進(jìn)行標(biāo)定，氧化鋯傳感器標(biāo)定時，稀釋風(fēng)機(jī)1處于工作狀態(tài)，新鮮空氣被吸入氣流管道64，氣流穩(wěn)定后，計算機(jī)11啟動氧化鋯標(biāo)定程序進(jìn)行標(biāo)定。
根據(jù)被測車輛的參數(shù)信息，確定底盤測功機(jī)的加載功率和車輛的標(biāo)準(zhǔn)排放限值后，進(jìn)行195s簡易瞬態(tài)工況檢測。參見圖22～圖23，主控計算機(jī)11通過司機(jī)助手儀8以滾動圖片方式顯示試驗工況曲線(步驟a)，主控計算機(jī)11實時采集每秒車速、測功機(jī)力矩、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、CO、CO2、HC、NO和O2原始濃度、稀釋O2濃度、稀釋尾氣流量、溫度和壓力數(shù)據(jù)并對測功機(jī)進(jìn)行加載(步驟b)，同時主控計算機(jī)11對各設(shè)備通訊狀況、車速連續(xù)3秒超差、車速累計15秒超差、加載連續(xù)3秒超差、加載累計15秒超差、對汽油車輛CO+CO2＜6％、對其它燃料車輛CO+CO2＜4％、原始采樣系統(tǒng)低流量、稀釋集氣系統(tǒng)低流量、稀釋比過低情況進(jìn)行實時監(jiān)控，若任一監(jiān)控項目不滿足要求，簡易瞬態(tài)工況測試重新開始，直至滿足195秒簡易瞬態(tài)工況檢測要求條件(步驟c)，根據(jù)環(huán)境氣象參數(shù)，計算稀釋修正系數(shù)DCF和濕度修正系數(shù)Kh，進(jìn)而對CO、HC、NO原始測量濃度的修正計算和空燃比計算，接下來對稀釋尾氣流量作標(biāo)準(zhǔn)流量修正計算，通過計算稀釋比，得到原始尾氣流量結(jié)果，從而計算出每秒CO、HC、NO、CO2的質(zhì)量排放結(jié)果(步驟d)，195秒簡易瞬態(tài)工況全部完成后，可計算出整個工況下CO、HC、NO、CO2的質(zhì)量排放結(jié)果，并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(步驟e)。
在本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置的第二個實施例中，參見圖5～圖6，采用德國MAHA公司ASM BF型底盤測功機(jī)，地下型安裝，最大吸收功率為110kW，最高測試車速為160km/h，機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量為907kg，測試軸重為2.7噸，驅(qū)動電機(jī)功率為2.2kW，滾筒直徑為217mm。
在本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置的第三個實施例中，參見圖5～圖6，采用德國MAHA公司ASM P型底盤測功機(jī)，地下型安裝，最大吸收功率為200kW，最高測試車速為200km/h，機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量為907kg，測試軸重為2.7噸，驅(qū)動電機(jī)功率為2.5kW，滾筒直徑為217mm。
在本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置的第四個實施例中，參見圖7～圖8，采用德國MAHA公司ASM P Plus型底盤測功機(jī)，地下型安裝，最大吸收功率為200kW，最高測試車速為200km/h，機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量為907kg，測試軸重為5.5噸，驅(qū)動電機(jī)帶有變頻調(diào)速裝置，功率為2.5kW，滾筒直徑為217mm。
本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置的第二至第四實施例，檢測裝置的工作方式是相同的，不再贅述。
權(quán)利要求
1.汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，包括主控計算機(jī)(11)和與所述主控計算機(jī)(11)分別相連的司機(jī)助手儀(8)和打印機(jī)(10)，其特征在于還包括與所述主控計算機(jī)(11)相連的底盤測功機(jī)(5)和尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)(14)，所述底盤測功機(jī)(5)為德國MAHA公司ASM AF型底盤測功機(jī)，地上型安裝，其最大吸收功率為110kW，最高測試車速為160km/h，機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量為907kg，測試軸重為2.7噸，驅(qū)動電機(jī)功率為2.2kW，滾筒直徑為217mm；所述尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)(14)為美國Sensors公司VMAS汽車尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)，包括氣體分析儀(2)、與所述氣體分析儀(2)相連的流量計(13)和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計(12)；所述氣體分析儀(2)具有經(jīng)軟管與其相連的、可延長置于被檢測車輛(9)尾氣管中的探頭；所述流量計(13)具有經(jīng)稀釋風(fēng)機(jī)(1)與其相連的、可延長置于被測車輛(9)尾氣管管口的稀釋軟管(3)；所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計(12)具有裝在被測車輛發(fā)動機(jī)點火線路上的轉(zhuǎn)速傳感器；所述主控計算機(jī)(11)存儲有簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測的操作序列，該操作序列通過所述司機(jī)助手儀(8)輸出指令，在不同簡易瞬態(tài)工況下執(zhí)行若干尾氣檢測步驟，并將檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)輸出至所述打印機(jī)(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，其中所述底盤測功機(jī)(5)替換為德國MAHA ASM BF型底盤測功機(jī)，地下型安裝，最大吸收功率為110kW，最高測試車速為160km/h，機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量為907kg，測試軸重為2.7噸，驅(qū)動電機(jī)功率為2.2kW，滾筒直徑為217mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，其中所述底盤測功機(jī)(5)替換為德國MAHA ASM P型底盤測功機(jī)，地下型安裝，最大吸收功率為200kW，最高測試車速為200km/h，機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量為907kg，測試軸重為2.7噸，驅(qū)動電機(jī)功率為2.5kW，滾筒直徑為217mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，其中所述底盤測功機(jī)(5)替換為德國MAHA ASM P Plus型底盤測功機(jī)，地下型安裝，最大吸收功率為200kW，最高測試車速為200km/h，機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量為907kg，測試軸重為5.5噸，驅(qū)動電機(jī)帶有變頻調(diào)速裝置，功率為2.5kW，滾筒直徑為217mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，其中所述轉(zhuǎn)速傳感器為電磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，其中所述被測車輛的正前方設(shè)置有冷卻風(fēng)機(jī)(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置，其中所述主控計算機(jī)(11)具有基于微軟視窗平臺的全簡體中文操作控制軟件和RS232串行通信接口。
8.汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測的方法，其特征在于該方法通過含有主控計算機(jī)、與所述主控計算機(jī)分別相連的司機(jī)助手儀、德國MAHA公司ASM系列底盤測功機(jī)和美國Sensors公司VMAS尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)的檢測裝置進(jìn)行尾氣檢測，所述主控計算機(jī)存儲有簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測的操作序列，該操作序列通過所述司機(jī)助手儀輸出指令，執(zhí)行如下的簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測步驟；1)啟動，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，包括設(shè)備串行端口設(shè)置、服務(wù)器設(shè)置、設(shè)備認(rèn)證編號設(shè)置、可更改參數(shù)表設(shè)置；2)系統(tǒng)自檢，包括所述底盤測功機(jī)自檢和所述VMAS汽車尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)自檢；3)系統(tǒng)標(biāo)定，判斷設(shè)備標(biāo)定周期是否已到，如果已到，則進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定，包括所述底盤測功機(jī)標(biāo)定和所述VMAS汽車尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)標(biāo)定；4)根據(jù)被測車輛的參數(shù)信息，確定所述底盤測功機(jī)的加載功率和該被測車輛的標(biāo)準(zhǔn)排放限值；5)對該被測車輛進(jìn)行195s簡易瞬態(tài)工況檢測，包括如下步驟a.工況曲線及公差帶曲線的確定；b.對測功機(jī)進(jìn)行加載，主控計算機(jī)實時采集每秒車速、測功機(jī)力矩、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、CO、CO2、HC、NO和O2原始濃度、稀釋O2濃度、稀釋尾氣流量、溫度和壓力數(shù)據(jù)；c.實時監(jiān)控各設(shè)備通訊狀況、車速連續(xù)3秒超差、車速累計15秒超差、加載連續(xù)3秒超差、加載累計15秒超差、對汽油車輛CO+CO2＜6％、對其它燃料車輛CO+CO2＜4％、原始采樣系統(tǒng)低流量、稀釋集氣系統(tǒng)低流量、稀釋比過低情況，若任一監(jiān)控項目不滿足要求，測試重新開始，直至滿足195秒簡易瞬態(tài)工況檢測要求條件；d.根據(jù)環(huán)境氣象參數(shù)，計算稀釋修正系數(shù)DCF和濕度修正系數(shù)Kh，進(jìn)行對CO、HC、NO原始測量濃度的修正計算和空燃比計算、對稀釋尾氣流量的標(biāo)準(zhǔn)流量修正計算，通過計算稀釋比，獲得原始尾氣流量，從而計算出每秒CO、HC、NO、CO2的質(zhì)量排放結(jié)果；e.在195秒簡易瞬態(tài)工況全部完成后，計算整個工況下CO、HC、NO、CO2的質(zhì)量排放結(jié)果，并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲；6)顯示和打印該被測車輛檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)報告a.顯示各污染物的排放總質(zhì)量；b.根據(jù)排放限值判斷檢測結(jié)果為“合格”或“不合格”并打印檢測報告；c.顯示、回放和打印NO、CO、CO2和HC的4條濃度曲線和4條質(zhì)量曲線、原始O2和稀釋O2濃度曲線、實際車速曲線、空燃比曲線等12條測試曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開了汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置及其檢測方法。該裝置包括主控計算機(jī)、司機(jī)助手儀、打印機(jī)、底盤測功機(jī)和尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)，采用德國MAHA公司ASM系列底盤測功機(jī)和美國Sensors公司VMAS汽車尾氣質(zhì)量分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括氣體分析儀、流量計和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計。主控計算機(jī)存儲有尾氣檢測的操作序列，指令司機(jī)助手儀，執(zhí)行簡易瞬態(tài)工況下尾氣檢測步驟，并將檢測結(jié)果數(shù)據(jù)輸出至打印機(jī)。本發(fā)明汽油車簡易瞬態(tài)工況尾氣檢測裝置所涵蓋的測試工況更全面，測量方法更科學(xué)，為準(zhǔn)確檢測實際工況下尾氣污染物的真實情況，達(dá)到我國簡易瞬態(tài)工況污染物排放檢測標(biāo)準(zhǔn)的要求，提供了有效的檢測裝置和方法。
文檔編號G01M15/00GK1588087SQ200410070850
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者姚圣卓, 劉昭度, 胡劍威, 齊志權(quán), 林靜濤 申請人:北京金鎧星科技有限公司