康明斯动力（深圳）有限公司

 

GB/T 8190.2-2011

 

往复式内燃机排放测量第2部分：气体和颗粒排放物的现场测量（第7~10条款）

 

7 测量装置和待测数据

 

7.1 总则

 

应测量受试发动机的气体和颗粒污染物排放：

a）稳态试验按GB/T 8190.1-2010中第16章和第17章所述方法；

b）瞬态试验按GB/T 8190.11-2009中第11章和第12章所述方法。

上述章节规定了试验室使用的气体污染物分析系统和颗粒物稀释和取样系统。同样的原则也适用于现场测量系统，包括便携式排放测量装置（PEMS）。应尽量减少环境条件（如温度、压力、湿度、物理方位、机械冲击和振动、电磁辐射和环境碳氢化合物）对现场分析系统的影响。试验前应指明试验用测量装置的类型。

7.1.1 代用测量程序

只要测量结果等效，也可使用其他测量系统或分析仪。

系统的等效性应将所选系统与本部分所认可的系统，用7对（或更多对）样气的试验室的比对试验确定。“结果”是指循环-加权的比排放值。比对试验应在同一试验室、同一试验单元的同一台发动机上，最好是在同一时间进行。所用试验循环应符合GB/T 8190.4或GB/T 8190.11规定。在上述试验室和发动机的条件下，按GB/T 8190.1-2010中附录D的规定，用F-检验和t-检验的统计方法确定7对样气平均值的等效性。

比对试验所用系统应在试验前确认并说明。

7.1.2 二氧化锆（ZRDO）NO2分析仪

 

工作原理图

 

如果排气中不含NH₃，并且NO_x响应系数不小于0.9，则可以用二氧化锆（ZRDO）NO_x分析仪测量内燃机的NO_x排放量。

NO_x响应系数的计算如式（4）：

 rNO_x =1-(1-rNO₂)×rNO₂,max (1)

 

式中：

rNO_x ——NO₂响应系数；

rNO₂ ——二氧化锆NO_x分析仪的NO₂响应系数，该值由仪器制造厂提供；

rNO₂,max    ——试验运行时预计的最大NO₂／NO_x浓度比。

应采用式（5）对二氧化锆分析仪的测量结果进行rNO_x，修正：

cNO_x =cNO_x,m ／ rNO_x

式中：

cNO_x ——修正的NO_x浓度，单位为ppm；

cNO_x,m ——实测的NO_x浓度，单位为ppm；

rNO_x         ——NO_x响应系数。

二氧化锆NO_x分析仪可适用于采用后处理装置排出NH₃的发动机。

 

7.2 扭矩和转速

发动机应根据现场条件下扭矩和转速的试验程序，或按GB／T 8190.4规定的试验循环进行运转。如由于负荷特性或因动力装置扭振等原因而不可能使用相应试验循环时，经有关各方同意，可用最接近的某一试验点代替要求的试验点。

扭矩和转速测量仪应能使轴功率的测量偏差不超出给定的范围。应进行附加计算并与试验台测量结果进行比较（参见5.3）。

只要对信号进行正确滤波，并按GB／T 8190.11-2009中9.3.3的规定与仪器的排放信号保持时间同步，就可用发动机电控模块（ECM）的信号代替仪器的测量值。如果转速或扭矩测量仪的总性能符合表4性能参数的要求，就可将电控模块（ECM）的信号与其他测量值结合在一起或单独使用，来测量发动机的转速和扭矩，以计算有效比排放。

 

7.3 排气流量

测定排气流量的方法见GB／T 8190.1-2010的7.3，要求的准确度见本部分的7.4。

 

7.4 待测数据的准确度

 

7.4.1 排气分析仪

分析仪对名义校正点的偏差应不大于其读数值的士4％，或满刻度的士0.5％，取其中较大者。准确度应按GB／T 8190.1-2010中8.5的规定来确定。

 

排气分析仪结构图

 

7.4.2 其他测量装置

测量装置的准确度应符合表4和表5所给定的允许偏差。表4和表5给定的偏差均是对包括数据采集系统在内的最终记录值而言。所有测量仪器的校正应能溯源至国家（国际）标准。测量仪器应按照仪器制造厂内部审核程序的需要，或按照ISO 9000的要求进行校正。

表4 发动机测量仪允许偏差

序 号	测量项目	基于发动机最大值的允许偏差
1	发动机转速	±2%
2	扭矩	±5%
3	功率	±5%

表4（续）

序 号	测量项目	基于发动机最大值的允许偏差
4	燃油消耗量	柴油：±4％ 残渣燃油：±6％
5	空气消耗量	±5%
6	排气流量	±5％（计算值）

表5 其他参数测量仪允许偏差

序 合	测量项目	“读数”绝对值的允许偏差
1	冷却介质温度	±2K
2	润滑油温度	±2K
3	排气压力	最大值的±5％
4	进气歧管真空度	最大值的±5％
5	排气温度	±15K
6	进气温度（燃烧空气）	±2K
7	大气压力	读数值的±0.5％
8	进气空气湿度（相对值）	±3%
9	燃料温度	±2K
10	稀释通道温度	±1.5K
11	稀释空气湿度（相对值）	±3%
12	稀释排气流量	读数值的±2％

由于已限定排气污染物排放计算的总误差，计算公式中某些测量项目的允许偏差应小于GB/T 21404-2008表4规定。

在实际情况下，常常不可能在现场测量燃油耗。特别是在使用重油时应以相应的估计误差进行估算。应计算该误差对最终排放值的影响，并随排放测量结果写入试验报告。

7.4.3 试验结果的估计准确度和精密度

受环境和使用条件的影响，现场测量的精密度和准确度一般低于试验台测量，另外还与测量单位，诸如体积浓度（ppm）、质量浓度（μg／m3）或有效比排放（g／kWh）等有关。按GB／T 8190.1-2010中7.5.1.2、9.2及本部分表4的规定，可计算出测量结果的预计准确度和精密度，见表6。

表6 测量值的估计准确度和精密度

排放组分	单 位	准确度	精密度
气体排放物	ppm	读数值的±5％	读数值的±1％
	μg/m3	±7%	±5.1%
	g/kWh	％6干	±7.4%
颗粒排放物	μg/m3	±6.5%	±6.5%
	g/kWh	±8.5%	±8.5%
注：表中给出的数值只在理想试验条件下有效。在实际情况下这种条件并不始终存在，特别是在发动机运行工况偏离GB／T 8190.4和GB／T 8190.11规定的试验循环时。

 

7.5 气体组分的测定

测量装置和分析方法按GB／T 8190.1-2010的7.5、第16章规定。现场测量时GB／T 8190.1-2010中7.5.3.6规定的方法大多不适用于非甲烷碳氢化合物分析，这种方法需在试验室设备条件下进行（如气相色谱仪）。

对于非甲烷碳氢化合物测量，最好采用GB／T 8190.1-2010中7.5.3.6.3规定的碳氢截断器法。另外，柴油机还可以采用系数为0.98的总碳氢（THC）。

 

7.6 颗粒物的测定

颗粒物测定和所需测量装置应按GB／T 8190.1-2010中7.6和第17章的规定。但是，基准滤纸的称重时间可能会超时。现场颗粒取样系统并不要求气体通过滤纸的迎面速度达到GB／T 8190.1和GB／T 8190.11中对试验室系统所规定的要求。应计算气体通过滤纸的平均迎面速度，并随试验结果予以说明。但是，仍应注意最大压力降的增加应不超过25kPa。从可行性考虑，推荐采用部分流稀释系统进行现场和野外测量。

按照GB／T 8190.1-2010中7.6.3规定的称重室条件也适用于现场和野外条件下的测量。当称重室不在测量现场附近时，应确保滤纸被送至称重室的过程中不致使其荷重发生变化（参见本部分的11.1)。

当现场很难测量颗粒物时（如船舶、机车和非道路用车辆等），可采用替代的颗粒取样装置或测量程序，只要其等效性符合7.1.1即可，如采用静电、热电泳、惯性、扩散等非过滤型取样技术将颗粒物沉降在惰性载体上。

 

8 分析仪的校正

应采用GB／T 8190.1-2010中第8章和GB／T 8190.11-2009中11.3给出的定义和要求，但校正点与最小二乘法最佳拟合线之差应不大于读数值的±4％或满刻度的士0.5％，以较大值为准。校正应在试验室内进行。每台仪器经修理后应再次进行干扰检验。

 

9 颗粒取样系统的校正

采用GB／T 8190.1-2010中第9章和GB／T 8190.11-2009中12.3给出的定义和要求，通过颗粒滤纸样气流量的误差应不大于读数值的±4％。

 

10 运行条件

 

10.1 试验循环

现场试验应与发动机的实际运转相同。现场试验循环最好与GB／T 8190.4保持一致，但测量点大多与GB／T 8190.4不同，测点数在现场也会受到限制。因此不能用GB／T 8190.4中的加权系数，排放值也会与试验台所测值不同。

当不能用GB／T8190.4时，测点和加权系数应在试验前经有关各方同意。

非道路用车辆的在用合规性试验是在实际使用条件下进行，不能用规定的试验循环测量，测量值应为整个试验时间内的排放总和除以该段时间内发动机所作的功。

 

10.2 发动机的准备

试验前应按照发动机制造厂和／或用户的建议对发动机，包括附属装置和排气系统进行调整。这对长排气管发动机、带消声器和排气后处理系统的发动机以及不经常工作的发动机都很必要。