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單缸燃?xì)鈾C(jī)排氣氣體污染物排放試驗檢測

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發(fā)布時間：2025-08-25 18:09:44 更新時間：2025-08-24 18:09:44

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

單缸燃?xì)鈾C(jī)排氣氣體污染物排放試驗檢測概述

隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)要求的日益嚴(yán)格，內(nèi)燃機(jī)尤其是單缸燃?xì)鈾C(jī)的排氣污染物排放控制已成為發(fā)動機(jī)研發(fā)與生產(chǎn)過程中不可忽視的重要環(huán)節(jié)。單缸燃?xì)鈾C(jī)廣泛應(yīng)用于小型發(fā)電機(jī)組、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械及偏遠(yuǎn)地區(qū)供電系統(tǒng)中，其運(yùn)行過程中產(chǎn)生的氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）以及顆粒物（PM）等有害氣體，對大氣環(huán)境和人類健康構(gòu)成潛在威脅。因此，開展科學(xué)、規(guī)范的排氣氣體污染物排放試驗檢測，不僅有助于評估發(fā)動機(jī)的環(huán)保性能，也為優(yōu)化燃燒過程、改進(jìn)排放控制技術(shù)提供數(shù)據(jù)支持。目前，國內(nèi)外已建立起一系列針對燃?xì)鈾C(jī)排放的檢測標(biāo)準(zhǔn)與方法，通過精密的檢測儀器和標(biāo)準(zhǔn)化的試驗流程，全面量化污染物的排放水平，確保產(chǎn)品符合國家和國際環(huán)保法規(guī)要求。本文將圍繞單缸燃?xì)鈾C(jī)排氣污染物排放的檢測項目、關(guān)鍵檢測儀器、試驗方法及適用檢測標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行系統(tǒng)闡述，為相關(guān)科研、生產(chǎn)與檢測工作提供理論依據(jù)與實(shí)踐指導(dǎo)。

主要檢測項目

單缸燃?xì)鈾C(jī)排氣氣體污染物排放試驗主要檢測以下幾類污染物：

氮氧化物（NOx）：主要由高溫燃燒過程中氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成，是形成光化學(xué)煙霧和酸雨的重要前體物。
一氧化碳（CO）：在燃料不完全燃燒時產(chǎn)生，具有較強(qiáng)毒性，對呼吸系統(tǒng)有害。
碳?xì)浠衔铮℉C）：包括未燃盡的燃料及其裂解產(chǎn)物，部分具有揮發(fā)性和致癌性。
顆粒物（PM）：主要由燃燒過程中生成的碳煙和未燃有機(jī)物組成，對空氣質(zhì)量與人體健康影響顯著。
二氧化碳（CO?）：雖不屬于有害污染物，但作為燃燒效率和能源利用的參考指標(biāo)，也常被監(jiān)測。

關(guān)鍵檢測儀器

為實(shí)現(xiàn)高精度、高穩(wěn)定性的排放數(shù)據(jù)采集，試驗中需配置一系列專業(yè)檢測儀器：

氣體分析儀（Gas Analyzer）：采用非分散紅外吸收法（NDIR）測定CO和CO?，紫外吸收法（UV）或化學(xué)發(fā)光法（CLD）測定NOx，氫火焰離子化檢測器（FID）用于HC檢測，是核心分析設(shè)備。
顆粒物質(zhì)量分析儀（PM Analyzer）：如微孔濾膜稱重法（MFC）或激光散射法（LII），用于測量排氣中顆粒物的質(zhì)量濃度。
采樣系統(tǒng)（Sampling System）：包括采樣探頭、加熱采樣管、冷凝器和流量控制器，確保樣氣在傳輸過程中不發(fā)生冷凝或吸附損失。
數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)（DAQ System）：實(shí)時采集溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等運(yùn)行參數(shù)，與排放數(shù)據(jù)同步記錄。
發(fā)動機(jī)測功機(jī)（Engine Dynamometer）：用于精確控制和調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的負(fù)荷與轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定工況下的排放測試。

檢測方法

單缸燃?xì)鈾C(jī)排氣污染物排放檢測通常遵循標(biāo)準(zhǔn)化的試驗流程，主要包括以下步驟：

試驗準(zhǔn)備：對發(fā)動機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，確保其處于正常工作溫度；檢查檢測儀器校準(zhǔn)狀態(tài)；連接采樣系統(tǒng)并確認(rèn)密封性。
設(shè)定測試工況：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，選擇典型工況點(diǎn)（如全負(fù)荷、半負(fù)荷、怠速等），并設(shè)定穩(wěn)定運(yùn)行的轉(zhuǎn)速與功率。
數(shù)據(jù)采集：在各設(shè)定工況下，保持發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行至少5分鐘，然后啟動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，連續(xù)記錄排放數(shù)據(jù)。
樣氣處理與分析：通過加熱采樣管避免冷凝，利用氣體分析儀對NOx、CO、HC、CO?等進(jìn)行實(shí)時分析。
結(jié)果計算與修正：將原始數(shù)據(jù)按標(biāo)準(zhǔn)要求換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（273K，101.325kPa）下的排放濃度，并根據(jù)過量空氣系數(shù)進(jìn)行修正。

適用檢測標(biāo)準(zhǔn)

目前，國內(nèi)外針對單缸燃?xì)鈾C(jī)排氣污染物排放的檢測主要依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)：

GB 18285-2018《汽油車污染物排放限值及測量方法》：雖主要針對汽油車，但部分測試方法可參考用于燃?xì)鈾C(jī)。
GB 252-2018《車用柴油機(jī)排氣污染物排放限值及測量方法》：適用于內(nèi)燃機(jī)排放測試的技術(shù)框架。
ISO 8178-4:2018《往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)—排氣污染物測量—第4部分：穩(wěn)態(tài)試驗方法》：國際通用標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)規(guī)定了燃?xì)鈾C(jī)在穩(wěn)態(tài)工況下的排放測試程序。
EN 13718-1:2017《往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)—排氣污染物測定—第1部分：試驗方法》：歐洲標(biāo)準(zhǔn)，適用于多種燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的排放測試。
US EPA 40 CFR Part 1039：美國環(huán)境保護(hù)署針對非道路用內(nèi)燃機(jī)的排放法規(guī)，包含詳細(xì)的測試要求與限值。

這些標(biāo)準(zhǔn)為檢測過程提供了統(tǒng)一的規(guī)范，確保不同廠家、不同地區(qū)檢測結(jié)果具有可比性和權(quán)威性。在實(shí)際檢測中，企業(yè)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品用途和目標(biāo)市場，選擇適用的檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合規(guī)性評估。