一种车载排放测试装置及其测试方法制造方法及图纸

技术编号:13420112 阅读:56 留言:0更新日期:2016-07-28 09:46
本发明专利技术公开了一种车载法排放测试装置及其测试方法,包括设置在被测样车上的排气质量测量单元、污染物取样及分析单元、主控单元、燃料消耗量测量单元和道路负荷模拟加载装置;所述排气质量测量单元、污染物取样及分析单元、燃料消耗量测量单元和道路负荷模拟加载装置均与主控单元相连。本发明专利技术所述测试装置及方法,相比较行业现行的装置及方法,能够快速高效地进行车辆排放测试,而不用借助于源自被测车辆电控单元的相关信息,从而更加准确地得出被测车辆的排放性能状况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车载法排放测试装置及其测试方法,属于道路用车辆排放试验领域。
技术介绍
据申请人了解随着汽车工业的高速发展汽车已经成为人们日常生活中不可缺少的交通工具。但与此同时,汽车的保有量不断增加,汽车尾气排放也成为空气污染的重要来源。对进一步控制机动车排气污染,改善大气质量,已成为全球汽车行业以及环保机构关注一个焦点。近年来,为有效监控车辆在使用中的实际排放状况,弥补了部分道路行驶工况点在台架试验中不能充分体现的缺陷,全球相继出台了一些针对性测试方法与法规。如美国EPACFR40part86中86.1370-1372和CFRpart1065subpartJ部分、欧盟(EU)No582/2011(修订草案)以及国内HJ439-2008《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车在用符合性技术要求》、DB11/965-2013《重型汽车排气污染物排放限值及测量方法(车载法)》等。同时,相关的测试装备及方法也相继成熟。比如,排气流量的实时测量、排气气体污染物及颗粒物的分析与计算、燃料消耗量测量(直接测量、碳平衡法)、整车排放的评价(窗口法、NET法)等,均有了相应的行标或国标。但目前,对于整车排放的测试及性能评价,在实际应用及操作方面,还有较大不足,测试准确性及便捷性急待改善。经检索,中国专利CN104849068A公开了一种重型汽车快速车载排放测试系统及方法,该方法多次试验对样车进行比排放的计算,并获得比排放系数,仍旧以g/kwh为单位,无法真实有效的反应车辆的排放水平。专利CN102162772A公开了一种车辆排放检测装置及方法,该方法还是通过车载诊断系统读取车辆的瞬时油耗,并计算二氧化碳排放量,该方法存在OBD读取数据的不确定性,从而影响实际的排放结果,不能准确反映车辆的排放数值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:针对上述现有技术存在的问题,提出一种车载排放测试装置。本专利技术的另一个目的在于:针对上述现有技术存在的问题,提出一种车载排放测试装置的测试方法。本专利技术克服现有测试技术的缺陷,提供了一种车载法排放测试装置及其测试方法。所述测试装置及方法,相比较行业现行的装置及方法,能够快速高效地进行车辆排放测试,而不用借助于源自被测车辆电控单元的相关信息,从而更加准确地得出被测车辆的排放性能状况。本专利技术具体技术方案如下:本专利技术一种车载法排放测试装置,其特征在于:包括设置在被测样车上的排气质量测量单元、污染物取样及分析单元、主控单元、燃料消耗量测量单元和道路负荷模拟加载装置;所述排气质量测量单元、污染物取样及分析单元、燃料消耗量测量单元和道路负荷模拟加载装置均与主控单元相连。进一步地,所述排气质量测量单元置于被测样车上,实时采集样车排气的体积流量、温度、压力或质量流量;所述排气质量测量单元,主要功能是对汽车排气污染物进行流量、压力和温度的测量,并将所测量数值传输给主控单元,供主控单元分析计算,该单元主要包括流量传感器、温度传感器和压力传感器,分别用于测量排气的流量、温度和压力,以及数据采集模块,用于接收传感器信号并将测量结果传输给排放主控单元。进一步地,所述污染物取样及分析单元置于样车上,通过专用采样头及管路对样车排气进行取样及分析;所述采样探头安装在排气通道混合区并朝向气流来的方向,按照一定的流量,连续、实时地采集气体污染物和颗粒污染物;所述采样探头同时具有过滤样气,反吹和清洗功能,保证不被堵塞。进一步地,所述装置的主控用于集成、协调或控制各测量单元及其他选用装置,以实现一个完整测试、分析计算、结果输出以及评价报告生成等;其选用装置,如燃料消耗量测量单元是用于被测样车的实时燃料消耗量测量,道路负荷模拟加载装置是用于非道路试验条件下进行样车负荷及条件保障模拟;所述主控单元提供用于车载法排放测试的自动控制系统;其硬件由工业控制用计算机、UPS不间断电源及液晶显示器组成;软件集成排气质量测量单元、燃料消耗测量单元、污染物取样及分析单元自动控制和管理、协调各设备的工作程序,控制和管理系统设备的数据采集、处理和分析功能。以在道路负荷模拟加载装置上进行试验为例:首先进行初始化,选择试验车型、试验编号、车辆参数以及法规计算参数信息;然后进行设备检查,保证数据通讯正常,确保分析仪处于正常工作状态,若出现异常,如自动标定失败,程序能够自动判断并给予提示;当试验开始后,主控系统发出控制命令控制各单元采样循环开始,排气质量测量单元获取排气流量、温度、压力等信息,污染物采样及分析单元采集气体污染物和颗粒污染物并计算其浓度,主控单元存储各单元传输的排气质量信息、污染物排放信息及车速、时间等信息,实时显示并计算污染物排放浓度;试验结束后,主控单元以试验数据为基础,根据功基窗口法或NTE法评价试验结果,并出具格式化报告。进一步地,所述的排气质量测量单元、污染物取样及分析单元可采集到用于计算燃料消耗量的相关数据;测试中,可以实时通过碳平衡法计算出实时的燃料消耗量;同时,也可支持燃料消耗量测量单元直接测量出实时的燃料消耗量;此二者方法,可任选一种,也可二种均采用;所述碳平衡法是依据质量守恒定律,汽(柴)油经过发动机燃烧后,排气中碳质量总和与燃烧前燃油中碳质量总和相等;碳原子在汽(柴)油中主要以CO2,CO和碳氢化合物HCx的形式存在;碳平衡法通过对尾气中CO2,CO、HCx及其容积排放的分析,得到气体中单位里程(或时间)内的碳元素含量,再与所用汽(柴)油中碳元素含量相比而间接得出燃油消耗量的方法。进一步地,所述的排气质量测量单元包括排气管连接管路、相应的排气体体积流量或质量流量传感器、信号调理及实时处理系统;测试中,可以计算出实时的排气流量,并修正到标准状态下;所述排气质量测量单元包括排气管路,流量传感器及信号处理系统,将排气流量信号实时传送至排放主控单元。进一步地,所述的污染物取样及分析单元包括样气采样探头、预处理、各气体污染物(CO、CO2、HC、NMHC、NO/NOx等)浓度分析、颗粒物质量或数量分析等;测试中,可以计算出实时或分阶段的污染物浓度;所述气态污染物:由采样探头采集的样气,经预处理单元的过滤、除湿或加热等处理后,进入各气体分析仪直接测量其浓度;测量CO和CO2浓度采用不分光红外吸收型(NDIR)分析仪,测量HC、NMHC采用氢火焰离子化(HFID)分析仪,测量NO、NOx采用加热化学发光分(HCLD)析仪,测量O2可采用顺磁性(PMD)分析仪;颗粒物污染物:由颗粒物采样探头收集车辆排气中的微小颗粒,经过本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种车载法排放测试装置,其特征在于:包括设置在被测样车上的排气质量测量单元、污染物取样及分析单元、主控单元、燃料消耗量测量单元和道路负荷模拟加载装置;所述排气质量测量单元、污染物取样及分析单元、燃料消耗量测量单元和道路负荷模拟加载装置均与主控单元相连。

【技术特征摘要】
1.一种车载法排放测试装置,其特征在于:包括设置在被测样车上的排气质量测量单
元、污染物取样及分析单元、主控单元、燃料消耗量测量单元和道路负荷模拟加载装置;所
述排气质量测量单元、污染物取样及分析单元、燃料消耗量测量单元和道路负荷模拟加载
装置均与主控单元相连。
2.根据权利要求1所述的一种车载法排放测试装置,其特征在于:所述排气质量测量单
元置于被测样车上,实时采集样车排气的体积流量、温度、压力或质量流量;所述排气质量
测量单元,主要功能是对汽车排气污染物进行流量、压力和温度的测量,并将所测量数值传
输给主控单元,供主控单元分析计算,该单元主要包括流量传感器、温度传感器和压力传感
器,分别用于测量排气的流量、温度和压力,以及数据采集模块,用于接收传感器信号并将
测量结果传输给排放主控单元。
3.根据权利要求1所述的一种车载法排放测试装置,其特征在于:所述污染物取样及分
析单元置于样车上,通过专用采样头及管路对样车排气进行取样及分析;所述采样探头安
装在排气通道混合区并朝向气流来的方向,按照一定的流量,连续、实时地采集气体污染物
和颗粒污染物;所述采样探头同时具有过滤样气,反吹和清洗功能,保证不被堵塞。
4.根据权利要求1所述的一种车载法排放测试装置,其特征在于:所述装置的主控用于
集成、协调或控制各测量单元及其他选用装置,以实现一个完整测试、分析计算、结果输出
以及评价报告生成等;其选用装置,如燃料消耗量测量单元是用于被测样车的实时燃料消
耗量测量,道路负荷模拟加载装置是用于非道路试验条件下进行样车负荷及条件保障模
拟;所述主控单元提供用于车载法排放测试的自动控制系统;其硬件由工业控制用计算机、
UPS不间断电源及液晶显示器组成;软件集成排气质量测量单元、燃料消耗测量单元、污染
物取样及分析单元自动控制和管理、协调各设备的工作程序,控制和管理系统设备的数据
采集、处理和分析功能。以在道路负荷模拟加载装置上进行试验为例:首先进行初始化,选
择试验车型、试验编号、车辆参数以及法规计算参数信息;然后进行设备检查,保证数据通
讯正常,确保分析仪处于正常工作状态,若出现异常,如自动标定失败,程序能够自动判断
并给予提示;当试验开始后,主控系统发出控制命令控制各单元采样循环开始,排气质量测
量单元获取排气流量、温度、压力等信息,污染物采样及分析单元采集气体污染物和颗粒污
染物并计算其浓度,主控单元存储各单元传输的排气质量信息、污染物排放信息及车速、时
间等信息,实时显示并计算污染物排放浓度;试验结束后,主控单元以试验数据为基础,根
据功基窗口法或NTE法评价试验结果,并出具格式化报告。
5.根据权利要求1所述的一种车载法排放测试装置,其特征在于:所述的排气质量测量
单元、污染物取样及分析单元可采集到用于计算燃料消耗量的相关数据;测试中,可以实时
通过碳平衡法计算出实时的燃料消耗量;同时,也可支持燃料消耗量测量单元直接测量出
实时的燃料消耗量;此二者方法,可任选一种,也可二种均采用;所述碳平衡法是依据质量
守恒定律,汽(柴)油经过发动机燃烧后,排气中碳质量总和与燃烧前燃油中碳质量总和相
等;碳原子在汽(柴)油中主要以CO2,CO和碳氢化合物HCx的形式存在;碳平衡法通过对尾气
中CO2,CO、HCx及其容积排放的分析,得到气体中单位里程(或时间)内的碳元素含量,再与
所用汽(柴)油中碳元素含量相比而间接得出燃油消耗量的方法。
6.根据权利要求1所述的一种车载法排放测试装置,其特征在于:所述的排气质量测量
单元包括排气管连接管路、相应的排气体体积流量或质量流量传感器、信号调理及实时处
理系统;测试中,可以计算出实时的排气流量,并修正到标准状态下;所述排气质量测量单
元包括排气管路,流量传感器及信号处理系统,将排气流量信号实时传送至排放主控单元。
7.根据权利要求1所述的一种车载法排放测试装置,其特征在于:所述的污染物取样及
分析单元包括样气采样探头、预处理、各气体污染物(CO、CO2、HC、NMHC、NO/NOx等)浓度分
析、颗粒物质量或数量分析等;测试中,可以计算出实时或分阶段的污染物浓度;所述气态
污染物:由采样探头采集的样气,经预处理单元的过滤、除湿或加热等处理后,进入各气体
分析仪直接测...

【专利技术属性】
技术研发人员:焦庆宏宋宁王温锐柯锦武汤波邵培
申请(专利权)人:南京汽车集团有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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