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随着国际汽车工业的蓬勃发展和人们生活水平的不断提高,人们对汽车的需求量不断提
高,汽车已成为了社会日常生活的主要交通工具。但随之而来的汽车尾气排放、环境污染也
日益成为社会关注的问题,日益被重视起来。因此,世界各国都相继推出了不同的排放法规,
并且逐渐严格。而降低排放的关键一步则是首先要准确测量出内燃机的排气成分,为此世界
各大厂商都开始致力于开发新的排放测试设备和技术。
众所周知,汽油机的尾气排放物为气态物质,而柴油机的尾气中不仅含有气态物质,还
有许多的颗粒排放物。其中气态排放物,对于稳态测试循环可以采用抽取发动机原排气进行
浓度分析的方法进行排放量的测定;而对于颗粒排放物的测量必须采用稀释排气的方法进行
测量。发动机颗粒排放物的定容取样系统,目前是稀释排气的方法公认有效的一种,同时也
是一种较先进的排放测量技术。已被国内外大多数的发动机及汽车生产制造商、研究机构和
大专院校所采用。
对于柴油机颗粒排放的取样及分析,全流稀释系统是唯一的基准系统,且要求颗粒滤纸
前的温度控制低于 52℃。稀释系统分为两种:
全流稀释系统,此系统要求柴油机全部排气与稀释空气混合;
分流稀释系统,此系统要求排气的一部分与稀释空气混合。
本文在广泛调研的基础上,设计了一套用于发动机排放测量的全流稀释定容采样系统,
其核心设计采用了稳定系统流量的临界文丘里喷管。当临界文丘里喷管前后的压比小于一定
数值时,喉口处的气流速度达到当地音速,此时流量达到最大且保持恒定,不再随环境参数
的变化而变化,即处于临界状态,排气各成分的浓度也不再改变。因此,通过测量排气成分
的浓度和整个稀释系统的流量便可计算出各成分的排放量。
本系统采用了三个设计结构尺寸相同的文丘里喷管并联于全流稀释系统的下游,可实现
三档流量可调。并采用标准流量计对该系统进行流量标定。整个稀释定容取样系统实现了远
程自动控制。
实验结果表明:本文设计的发动机排放测量全流稀释定容采样系统完全符合法规要求,
测量精度高,工作稳定,响应速度快,操作安全方便,外型美观,功能具有良好的可扩展性。
关键词:排放法规 发动机 全流稀释定容取样系统 临界流文丘里喷管