GB/T 8190.2-2011

 

往復式內燃機排放測量第2部分：氣體和顆粒排放物的現場測量（第7~10條款）

 

7 測量裝置和待測數據

 

7.1 總則

 

應測量受試發動機的氣體和顆粒污染物排放：

a）穩態試驗按GB/T 8190.1-2010中第16章和第17章所述方法；

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

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

7.1.1 代用測量程序

只要測量結果等效，也可使用其他測量系統或分析儀。

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

比對試驗所用系統應在試驗前確認并說明。

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響應系數不小于0.9，則可以用二氧化鋯（ZRDO）NO_x分析儀測量內燃機的NO_x排放量。

NO_x響應系數的計算如式（4）：

 rNO_x =1-(1-rNO₂)×rNO₂,max (1)

 

式中：

rNO_x ——NO₂響應系數；

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

rNO₂,max    ——試驗運行時預計的最大NO₂／NO_x濃度比。

應采用式（5）對二氧化鋯分析儀的測量結果進行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響應系數。

二氧化鋯NO_x分析儀可適用于采用后處理裝置排出NH₃的發動機。

 

7.2 扭矩和轉速

發動機應根據現場條件下扭矩和轉速的試驗程序，或按GB／T 8190.4規定的試驗循環進行運轉。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試驗循環時，經有關各方同意，可用最接近的某一試驗點代替要求的試驗點。

扭矩和轉速測量儀應能使軸功率的測量偏差不超出給定的范圍。應進行附加計算并與試驗臺測量結果進行比較（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的規定與儀器的排放信號保持時間同步，就可用發動機電控模塊（ECM）的信號代替儀器的測量值。如果轉速或扭矩測量儀的總性能符合表4性能參數的要求，就可將電控模塊（ECM）的信號與其他測量值結合在一起或單獨使用，來測量發動機的轉速和扭矩，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，要求的準確度見本部分的7.4。

 

7.4 待測數據的準確度

 

7.4.1 排氣分析儀

分析儀對名義校正點的偏差應不大于其讀數值的士4％，或滿刻度的士0.5％，取其中較大者。準確度應按GB／T 8190.1-2010中8.5的規定來確定。

 

排氣分析儀結構圖

 

7.4.2 其他測量裝置

測量裝置的準確度應符合表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據采集系統在內的最終記錄值而言。所有測量儀器的校正應能溯源至國家（國際）標準。測量儀器應按照儀器制造廠內部審核程序的需要，或按照ISO 9000的要求進行校正。

表4 發動機測量儀允許偏差

序 號	測量項目	基于發動機最大值的允許偏差
1	發動機轉速	±2%
2	扭矩	±5%
3	功率	±5%

表4（續）

序 號	測量項目	基于發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 其他參數測量儀允許偏差

序 合	測量項目	“讀數”絕對值的允許偏差
1	冷卻介質溫度	±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小于GB/T 21404-2008表4規定。

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

7.4.3 試驗結果的估計準確度和精密度

受環境和使用條件的影響，現場測量的精密度和準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）、質量濃度（μg／m3）或有效比排放（g／kWh）等有關。按GB／T 8190.1-2010中7.5.1.2、9.2及本部分表4的規定，可計算出測量結果的預計準確度和精密度，見表6。

表6 測量值的估計準確度和精密度

排放組分	單 位	準確度	精密度
氣體排放物	ppm	讀數值的±5％	讀數值的±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，特別是在發動機運行工況偏離GB／T 8190.4和GB／T 8190.11規定的試驗循環時。

 

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章規定。現場測量時GB／T 8190.1-2010中7.5.3.6規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規定的碳氫截斷器法。另外，柴油機還可以采用系數為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按GB／T 8190.1-2010中7.6和第17章的規定。但是，基準濾紙的稱重時間可能會超時。現場顆粒取樣系統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中對試驗室系統所規定的要求。應計算氣體通過濾紙的平均迎面速度，并隨試驗結果予以說明。但是，仍應注意最大壓力降的增加應不超過25kPa。從可行性考慮，推薦采用部分流稀釋系統進行現場和野外測量。

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

當現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將顆粒物沉降在惰性載體上。

 

8 分析儀的校正

應采用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不大于讀數值的±4％或滿刻度的士0.5％，以較大值為準。校正應在試驗室內進行。每臺儀器經修理后應再次進行干擾檢驗。

 

9 顆粒取樣系統的校正

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不大于讀數值的±4％。

 

10 運行條件

 

10.1 試驗循環

現場試驗應與發動機的實際運轉相同。現場試驗循環最好與GB／T 8190.4保持一致，但測量點大多與GB／T 8190.4不同，測點數在現場也會受到限制。因此不能用GB／T 8190.4中的加權系數，排放值也會與試驗臺所測值不同。

當不能用GB／T8190.4時，測點和加權系數應在試驗前經有關各方同意。

非道路用車輛的在用合規性試驗是在實際使用條件下進行，不能用規定的試驗循環測量，測量值應為整個試驗時間內的排放總和除以該段時間內發動機所作的功。

 

10.2 發動機的準備

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