GB/T 38340-2019 小艇 往复式内燃机排放测量 气体和颗粒排放物的试验台测量

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GB/T 38340-2019 小艇 往复式内燃机排放测量 气体和颗粒排放物的试验台测量

B/T38340—2019/ISO18854:2015

注:式(1)~式(3)与联合国欧洲经济委员会(ECE)、欧洲经济共同体(EEC)和美国环保局(EPA)排放法规中的公 式相同,但和ISO的功率修正公式不同

参数f,应在以下范围内方可认为试验有效

试验应在参数f为0.96~1.06时进行

JB/T 9798.1-2011 手扶拖拉机配套旋耕机 技术条件试验应在参数f.为0.96~1.06时进行

0.93

应记录增压空气温度,该温度在标定功率转速和全负荷时,应在制造厂规定的最高增压空气温度 土5K之内。冷却介质温度至少为293K(20℃) 如果使用试验室装置或外部鼓风机,则在标定功率转速和全负荷时,增压空气温度应调定在制造厂 规定的最大增压空气温度土5K之内。上述调定点的增压空气冷却器的冷却液温度和冷却液流量在整 个试验循环内均不应改变。

5.4.1发动机进气系统/.

应使用发动机进气系统或试验室装置,当采用清洁空气滤清器,在标定功率转速和全负荷时,进气 组力应在制造厂规定的最大值士300Pa范围内。 若发动机装有与其组成一体的进气系统,则试验时应使用该系统。 注:进气阻力在标定转速和全负荷时调定

5.4.2发动机排气系统

应使用发动机排气系统或试验室装置,在标定功率转速和全负荷时,排气背压应在制造厂规定的最 大值80%~100%范围内。排气系统应符合8.5.4、18.2.1和18.2.2中对排气取样要求。 若发动机装有与其组成一体的进气系统,则试验时应使用该系统。 若发动机装有排气后处理装置,排气管直径应与使用时相同,至少应为装有后处理装置的膨胀段开 台进口处上游管径的4倍。从排气歧管法兰或涡轮增压器出口至排气后处理装置的距离应与在实艇上 为布置相同或在制造厂规定的距离范围内。排气背压或阻力应符合上述要求,并可用阀门加以调节。 在模拟试验和发动机特性试验期间可拆除后处理容器,用装有无活性催化剂支架的相当容器代替。 注:排气阻力在标定转速和全负荷时调定

340—2019/ISO18854:

应记录试验用润滑油的规格,并随试验缩

应按制造商建议调节可调化油器

5.4.6曲轴箱呼吸器

当作为发动机总排放的一部分而要求测量开式曲轴箱系统的曲轴箱排放时,应将曲轴箱排放 系统后处理装置(若有)的下游和取样点的上游,并应保持足够距离,以确保曲轴箱排放与发动机 能进行充分混合。

送试发动机所排放的气体和颗粒组分,应按第17章和第18章所述方法进行测量。这两章叙述

3/T383402019/ISO1

所用发动机测功器,应能完成所述的相应试验循环 测量扭矩和转速用的测试设备应使轴功率的测量准确度保持在给定的限值范围内。可能需要进行 附加的计算。测量设备的准确度应不超过8.4中所给出的最大公差值

排气测量可用诸如下列设备直接测量: 压差计,例如流量喷嘴(参见ISO5167系列); 超声波流量计; 涡街流量计。 应注意避免测量误差影响排放值的误差。诸如应根据仪器制造商的建议和良好的工程惯例将测试 设备仔细安装到发动机排气系统中。尤其是测试设备的安装不应影响发动机的性能和排放。 流量计应满足8.4规定的准确度,

8.3.3空气和燃料测量法

本法涉及空气流量和燃料流量的测量。所使用空气流量计和燃料流量计的准确度应符合8.4的 排气流量的计算如式(5)

8.3.4燃料流量和碳平衡法

I mew =gmaw Fm

本法系采用碳平衡法,按照式(6),由燃料消耗量、燃料组分和排气浓度计算排气 GB/T 8190.1—2010 的 A.3.2.3.1):

WBEr X wuer X 1.4 fe +wA.F X 0.089 36 f.+f.

340—2019/ISO18854.

式中: 见GB/T8190.12010的式(A.20)~式(A.23); H一 每千克干空气对应的水量,单位为克每千克(g/kg) f。 见GB/T8190.1—2010的式(A.64): 式中: CcO2d 原排气中干CO2浓度,以百分数(%)表示; CcO2ad 环境空气中干CO2浓度,以百分数(%)表示; Ccod 原排气中干CO浓度,以百万分之一(ppm)表示; CHCw 原排气中湿HC浓度,以百万分之一(ppm)表示。 200 19A.3.

CcO2d 原排气中干CO2浓度,以百分数(%)表示; CcO2ad 环境空气中干CO2浓度,以百分数(%)表示; Ccod 原排气中干CO浓度,以百万分之一(ppm)表示; C HCw 原排气中湿HC浓度,以百万分之一(ppm)表示。 2010 的 A.3.

注:也可选用氧平衡法,见GB/T8190.1一2010的A.3.3。 8.3.5示踪测量法 本法涉及排气中示踪气浓度的测量, 供下奉 将已知量的惰性气体(例如:纯氨气)作为示踪剂注人排气流中。该示踪气经混合后被排气所稀释, 但不会在排气管中发生反应。然后从排气样气中测取示踪气。 为保证示踪气能充分混合,排气取样探头应位于示踪气注入处下游至少1m处或30倍排气管径 处,以较大值为准。当示踪气从发动机上游注人时,如果将示踪气浓度与基准浓度比较后证实已完全混 合,则可将取样探头位置靠近示踪气注人处。 N 应将示踪气流量调定到使混合后的示踪气浓度位天示踪气分析仪的满量程以内。 排气流量计算按式(8): O

式中: qmew 湿基排气质量流量,单位为千克每秒(kg/s); qt 示踪气流量,单位为立方厘米每分(cm"/min); 示踪气混合后的浓度,以百万分之一(ppm)表示; Cmix 一进气空气中示踪气的本底浓度,以百万分之一(ppm)表示。 示踪气本底浓度(c.)可由试验开始前和试验结束后立即测得的本底浓度的平均值确定。 当本底浓度低于最大排气流量时示踪气混合后浓度(cmix)的1%时,该本底浓度可忽略不计。 整套测量系统应满足对排气流量的准确度要求,并应按9.6进行校准,

B/T38340—2019/ISO18854:2015

8.3.7总稀释排气流量

当采用全流稀释系统时,应用PDP或CFV(见18.2.2)测量总稀释排气(qmdew)流量。准确度应符合 10.2的规定 O

所有测量仪器的校准应依据国家标准或国际标准,并符合表1和表2中规定的要求。 注:分析仪的校准要求见9.5。 应按仪器制造商的要求,根据内部审核程序对仪器进行校准。表1和表2中规定的偏差系指包括 数据采集系统在内的最终记录值。

表1/测量发动机相关参数用仪器的允许偏差

GB/T38340—2019/ISO18854:2015

表2测量其他基本参数用仪器的充许偏差

8.5.1分析仪技术要求

8.5.1.1一般技术要求

分析仪的量程应与测量排气组分浓度所要求的准确度相适应(见8.5.1.2)。分析仪在使用时应使 所测浓度位于满量程的15%和100%之间。LO 若满量程为155ppm(或ppmC)或以下或如果使用的读数装置(计算机、数据记录器)在小于满量 程15%的情况下仍具有足够的准确度和分辨率,则在小于满量程15%时的浓度也是可接受的。在这种 情况下,应进行附加校准以确保校准曲线的准确度。 设备的电磁兼容性(EMC)应使附加误差趋于最小

分析仪在整个量程内(零除外)的值不应比名 点的值大读数的主2%或满量程的主0.3%,以 交大值为准。准确度应根据9.5.5所规定的校准要求确定

精密度是指对一定校准气或量距气的10次重复响应的2.5倍的标准偏差,当每次所用量程大于 00ppm(或ppmC)时,不应大于满量程浓度的土1%,或用于100ppm(或ppmC)以下时,应小于每次量 程的土2%。

8.5.1.5零点漂移

零点响应是指在30s时间间隔内对零气的平均响应(包括噪声在内)。零点响应在1h时间内的

移在最小使用量程时应小于满量程的士2%!

8.5.1.6量距漂移

T383402019/ISO188

量距响应的定义为在30s时间间隔内对量距气的平均响应(包括噪声在内)。量距响应在1h内 移在最小使用量程时应小于满量程土2%

排气可能在湿或干的状态下测量。 若使用气体干燥装置,则该装置对所测气体组分的影响应最 应采用化学干燥剂除去样气中的水分

8.5.3. 1一般要求

8.5.3.2~8.5.3.12规定了所使用的测量规则。测量系统的详细说明见第人6章应使用下列仪器 分析待测气体。对于非线性分析仪可使用线性化电路

8.5.3.2一氧化碳(CO)分析

8.5.3.3二氧化碳(CO,)分析

8.5.3.4氧(0,)分析

氧分析仪应是顺磁探测器(PMD)、二氧化锆(ZRDO)或电化学传感器(ECS)型。 对诸如稀薄燃烧火花点燃式发动机当HC和CO浓度较高时,不要使用二氧化锆传感器 电化学传感器应补偿CO2和NO.扰,

8.5.3.5碳氢化合物(HC)分析X)

碳氢化合物分析仪应是加热型火焰离子化探测器(HFID),检测器、阀、管路系统等需要加热,以保 持气体温度在463K1K(190℃土10℃)范围内。对甲醇燃料发动机,应符合8.5.3.12.3的温度要 求。对于气体燃料发动机和火花点燃式发动机的稀释试验,碳氢化合物分析仪也可选用非加热型火焰 离子化检测器(FID)。

3.5.3.6非甲烷碳氢化合物(NMHC)分析

8.5.3.6.1一般要求

双决于甲烷(CH,)的浓度,它对气体燃料比对液体

3.6.2气相色谱(GC)法

从根据8.5.3.5测得的碳氢化合物中减去用气相色谱仪(GC)在423K(150℃)条件下分析出的甲 烷测定非甲烷碳氢化合物

8.5.3.6.3非甲烷截止(NMC)法

用与8.5.3.5所述火焰离子化检测器(FID)相同的方法操作NMC,减去碳氢化合物中的甲烷测

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8.5.3.7氮氧化物(NO.)分析

如果按干基测量,氮氧化物分析仪应为带NO 转换器的化学发光检测器(CLD)或加热型化学 发光检测器(HCLD)。如果按湿基测量,若能满足水熄光检查(见9.9.3.2),应使用HCLD,且转换器温 度应保持在328K(55℃)以上。对于CLD和HCLD,在进行干基测量时通向转换器和在湿基测量时通 向分析仪的采样通道壁面温度均应保持在328 ~200℃)范围内

8.5.3.8二氧化硫(SO,)分析

由于经验表明,对二氧化硫使用直接测量法不能得到较精确的结果,二氧化硫排放应根据所有燃料 的含硫量按式(12)计算,

8.5.3.9氨(NH)分析

8.5.3.10一氧化二氮(N,O)分析

8.5.3.11甲醛(HCHO)分析

8.5.3.12甲醇(CH.OH)分析

8.5. 3. 12.1一般要求

可按仪器供应商的使用说明使用傅里叶变换式红外线(FTIR)分析仪。由于这一技术尚未完全证 实适用于排气测量,因此,应事先征得有关各方同意

8.5.3.12.2气相色谱(GC)法

测定甲醇时应将排气样气通过一装有去离子水的冲击器。样气应采用气相色谱(GC)法用火焰离 14

子化检测器(FID))进行分析

8.5.3.12.3加热型火焰离子化检测(HFID)法

B/T38340—2019/ISO18854:2015

应在385K土10K(112℃土10℃)时用丙烷校准加热型火焰离子化检测器(HFID)。甲醇响应 应按9.8.5规定的样气浓度范围内按几种浓度确定

8.5.4气体排放物的取样

气体排放物的取样探头应安装在距排气系统出口上游至少o.5m或3倍排气管径处,以较大值为 准,并应靠近发动机,以确保探头出的排气温度至少为343K(70℃)。 在装有分岔式排气歧管的多缸机的情况下,探头进口应位于足够远的下游处,以确保样气能代表所 有气缸的平均排放量。对于装有分组式排气歧管的多缸机,诸如“V”型发动机的布置,可从每组歧管单 独取样,然后计算平均排放量。也可使用业已证明与上述方法有对应关系的其他方法。在计算排放量 时应使用总排气质量流量。 如果排气后处理系统影响排气组分则应在该装置下游处抽取排气样气。 对于火花点燃式发动机,排气取样探头应位于消声器的高压侧,而尽可能远离排气口。为确保发动 机排气在抽样前能充分混合,可在消声器出口与取样探头间插人一混合箱。混合箱内腔容积应不小于 试验发动机气缸排量的10倍,且其长、宽、高尺寸应大致相等。混合箱应尽可能小,并尽可能接近发动 机。从混合箱出来的排气管应至少伸出取样探头位置外610mm,并且管径应足够大以使背压达到最 小。混合箱的内表面温度应高于排气露点,建议最低温度为65℃。 对于船用发动机,探头进口位置应避免吸入用于冷却、调节或降噪而喷人排气系统的水分。 当采用全流稀释系统测定颗粒物时,也可测定稀释排气中的气体排放物。取样探头应靠近稀释通 道中的颗粒取样探头(见图19,DT和PSP)。 对于压燃式发动机,应从稀释通道中直接取样测量HC和NOx排放。而CO和CO2排放则可选 用直接测量或将样气引人取样袋中,然后测量取样袋中的浓度进行确定。 对于火花点燃式发动机和气体燃料发动机,所有排放组分都可选用直接从稀释通道中测量或将样 气引人取样袋中然后测量取样袋中的浓度进行测定

颗粒物测定需要采用稀释系统。 应使用部分流稀释系统或全流稀释系统进行稀释, 稀释系统的 应大到足以能完全消除稀释和取样系统中的凝结水,并使紧靠过滤器座上游处的稀释排气温度迁

GB/T38340—2019/ISO18854:2015

降至352K(52℃)。可在进入稀释系统前对稀释空气进行湿度控制;如果稀释空气的湿度较天,除湿 将特别有用。稀释空气在紧靠稀释通道进口附近的温度应高于288K(15℃)。 对于部分流稀释系统,应按8.5.4规定,根据18.2.1图10~图18中排气管(EP)和取样管(SP)的布 置,将颗粒取样探头安装在靠近气体取样探头的上游处, 部分流稀释系统是从发动机排气气流中抽取一部分原排气样气,然后将稀释空气引人样气中,测量 已稀释样气中的颗粒排放物。因此应非常精确地测定稀释比。可采用不同的取样方法,而所用取样型 式则决定了所要采用的硬件和程序(见18.2.1)。 为了确定颗粒物质量,要求配置颗粒取样系统、颗粒取样过滤器、微克级天平以及可控制温度和湿 度的称重室。对于颗粒物取样,可采用下列两种方法。 多对滤纸法,要求对试验循环的每个工况使用一对滤纸(见8.6.2.3)。该方法可采用不太严格的取 详程序,但使用的滤纸较多。 单对滤纸法,对试验循环的全部工况只使用一对滤纸(见8.6.2.3)。试验取样阶段应特别注意取样 时间和流量.但试验循环只需一对滤纸

8.6.2颗粒取样过滤器

8.6.2.1过滤器技术要求

要求采用碳氟化合物涂层的玻璃纤维滤纸或碳氟化合物薄膜滤纸。所有各类滤纸对0.3um的邻 二甲酸二辛酯(DOP)的采集效率在气体迎面速度为35cm/s时至少应为95%;在迎面速度为100cm/s 时,至少应为99%。当在实验室与实验室之间或制造商与管理机构之间进行比对试验时,应使用相同 性质的滤纸

8.6.2.2滤纸尺寸

8.6.2.3主滤纸和副滤细

8.6.2.4滤纸迎面速度

通过滤纸的气体迎面速度应达到35cm/s~ 100cm/s,从试验开始全结束,压力降的增加应不 kPa。

8.6.2.5滤纸荷重

对于单对滤纸法,滤纸荷重应为0.338μg/mm²滤纸面积。最小滤纸荷重应为0.065ug/mm滤纸 面积。表3列出了最常用的滤纸尺寸。 对于多对滤纸法,所有滤纸的总荷重应为上述相应值与总工况数平方根的乘积

T383402019/ISO188

8.6.3称重室和分析天平的技术要求

8.6.3.1称重室条件

在对所有滤纸进行调温和称重期间,用于对颗粒滤纸进行调温和称重的称重室(房)的温度应保持 在295K士3K(22℃土3℃),湿度应保持在282.5K土3K(9.5℃土3℃)的露点,且相对湿度应为45% ±8%。

8.6.3.2基准滤纸称重

偏离8.6.3.1所列要求,只要偏离持续时间不超过30min即可。只有当称重室达到所需技术要求后,工 作人员方可进人称重室。在对取样滤纸称重的4h内,至少还应对两张不用的基准滤纸或基准滤纸对 进行称重(最好同时进行)。基准滤纸的尺寸和材料应与取样滤纸相同。 如果基准滤纸(或基准滤纸对)的平均质量在取样滤纸两次称重之间的变化超过10μg(1士5%)实 际试验时的颗粒物荷重,绝对上限值为40g,则所有取样滤纸应作废,并要重做排放试验,或者选择对 该滤纸重复进行循环,使其在基准滤纸公差相应较大时,达到较高的颗粒物荷重。 如果称重室不符合8.6.3.1提出的稳定性要求,但基准滤纸(对)的称重符合上述要求,则发动机制 造商可认为取样滤纸的质量合格,或否定该试验,在调整称重室控制系统后,再重做试验。

8.6.3.3分析天平

用于测定所有滤纸质量的分析关平: 准差)应为20ug,分辨率应为10ug(1位数:

8.6.3.4静电效应的消除

为了消除静电效应,滤纸应在称重前进行中和处理,例如用针中和器或有类似作用的装置进 理

8.6.3.5对颗粒物测量的附加要求

在稀释系统和从排气管到过滤器座之间的取样系统中,所有与原排气或稀释排气接触的零件,应能 使颗粒物沉降和变异最少。所有零件应使用与排气组分不起反应的导电材料制成GB/T 34080.3-2021 基于云计算的电子政务公共平台安全规范 第3部分:服务安全,并应接地,以防产生 静电效应。

GB/T38340—2019/ISO18854:2015

每种分析仪应根据需要经常进行校准,以满足准确度要求。以下所述为8.5.3中所述分析仪采用 的校准方法

9.2.1 ±一般要求

应遵守所有校准气的储存期限。 应记录制造商规定的校准气失效期

9.2.3校准气和量距气

应备有下列化学成分的混合气: CGB/T 11313.24-2013 射频连接器 第24部分 75Ω电缆分配系统用螺纹连接射频同轴连接器(F型)分规范,H和纯合成空气(见9.2.2); CO和纯氮; NOx和纯氮(在该校准气中所含NOz的量应不超过NO含量的5%); O2和纯氮; CO2和纯氮; CH,和纯合成空气; CH。和纯合成空气, 注:只要各气体互不反应,允许使用其他气体组合。 校准气和量距气的实际浓度应不超过标称值的土2%。所有校准气浓度均以体积为基准(体积百分 数或体积ppm)

9.2.4气体分配器的使用

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