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壓燃式發(fā)動機瞬態(tài)工況排氣煙度的現(xiàn)場測量用試驗循環(huán)和測試規(guī)程檢測

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發(fā)布時間：2025-08-25 18:14:10 更新時間：2025-08-24 18:14:10

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

壓燃式發(fā)動機瞬態(tài)工況排氣煙度的現(xiàn)場測量用試驗循環(huán)和測試規(guī)程檢測

壓燃式發(fā)動機瞬態(tài)工況排氣煙度的現(xiàn)場測量：試驗循環(huán)與測試規(guī)程詳解

在現(xiàn)代交通運輸與工業(yè)動力系統(tǒng)中，壓燃式發(fā)動機（如柴油發(fā)動機）因其高熱效率和可靠性被廣泛應(yīng)用于重型車輛、工程機械及發(fā)電機組等領(lǐng)域。然而，其在運行過程中產(chǎn)生的排氣煙度（即顆粒物排放）已成為環(huán)境治理和空氣質(zhì)量控制的重要關(guān)注點。為有效評估和監(jiān)管壓燃式發(fā)動機的排放性能，特別是在實際運行工況下的瞬態(tài)排放行為，國家和國際組織制定了嚴格的檢測標準與測試規(guī)程。其中，壓燃式發(fā)動機在瞬態(tài)工況下排氣煙度的現(xiàn)場測量，已成為驗證發(fā)動機排放合規(guī)性、評估污染物控制技術(shù)有效性的重要技術(shù)手段。該檢測過程不僅涉及對試驗循環(huán)的精確設(shè)計，更依賴于高精度的檢測儀器與標準化的檢測方法。通過模擬真實道路或作業(yè)工況的瞬態(tài)運行模式，能夠真實反映發(fā)動機在加速、減速、負載變化等動態(tài)過程中的煙度排放特性，從而為排放控制策略的優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。因此，深入理解檢測項目、檢測儀器、檢測方法及檢測標準的協(xié)同作用，對于確保測量結(jié)果的準確性、可重復(fù)性和法規(guī)符合性具有重要意義。

檢測項目：壓燃式發(fā)動機瞬態(tài)工況排氣煙度

壓燃式發(fā)動機瞬態(tài)工況排氣煙度檢測的核心項目是測量發(fā)動機在非穩(wěn)態(tài)運行條件下排放出的可見煙度。煙度是指排氣中顆粒物對光線的遮蔽程度，通常以“光吸收系數(shù)”（K值）或“煙度單位”（如FSN，指濾紙煙度數(shù)）表示。本檢測項目特別關(guān)注發(fā)動機在瞬態(tài)工況下的煙度峰值、平均煙度值以及煙度變化趨勢，旨在揭示發(fā)動機在動態(tài)負載變化過程中的排放波動特性。檢測過程中需重點記錄發(fā)動機在加速、減速、怠速、負載突變等典型工況下的煙度響應(yīng)，以評估其在實際使用中的環(huán)境影響。

檢測儀器：高精度煙度計與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

現(xiàn)場測量壓燃式發(fā)動機瞬態(tài)煙度需依賴一系列高精度、實時響應(yīng)的檢測儀器。核心設(shè)備為便攜式光吸收式煙度計（如CEC型或ISO 11614標準規(guī)定的煙度計），該儀器通過測量排氣中顆粒物對特定波長光束的吸收能力，實時輸出煙度值。為滿足瞬態(tài)工況要求，煙度計應(yīng)具備至少100Hz以上的采樣頻率，確保捕捉到快速變化的煙度瞬態(tài)信號。此外，還需配備高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAQ），用于同步記錄煙度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、扭矩、油門開度、進氣溫度、排氣溫度等關(guān)鍵參數(shù)，并通過專用軟件進行數(shù)據(jù)存儲與分析。部分系統(tǒng)還集成GPS與時間同步模塊，用于支持現(xiàn)場移動測量與遠程監(jiān)控。所有儀器均需在檢測前完成校準，并符合《JJG 507-2016 車用柴油機排氣煙度計檢定規(guī)程》等相關(guān)計量標準。

檢測方法：基于標準試驗循環(huán)的瞬態(tài)測量流程

壓燃式發(fā)動機瞬態(tài)煙度的檢測方法嚴格遵循國際與國家標準，其中最具代表性的是聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會（UNECE）R83和中國國家標準GB 18285-2018中規(guī)定的瞬態(tài)試驗循環(huán)。檢測流程通常包括以下步驟：首先，對發(fā)動機進行預(yù)熱至正常工作溫度；其次，將發(fā)動機連接至煙度計及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，確保排氣管密封無泄漏；隨后，按照預(yù)設(shè)的瞬態(tài)工況循環(huán)（如“重型車瞬態(tài)試驗循環(huán)”或“非道路移動機械瞬態(tài)循環(huán)”）運行發(fā)動機，循環(huán)通常包含起動、加速、恒速、減速、怠速等多個階段，持續(xù)時間約120秒；在運行過程中，煙度計實時采集數(shù)據(jù)并記錄關(guān)鍵節(jié)點的煙度峰值與平均值；最后，對數(shù)據(jù)進行分析，評估煙度是否符合限值要求。整個檢測過程需在標準大氣條件下進行，且環(huán)境溫度、濕度、進氣壓力等參數(shù)需被記錄與修正。

檢測標準：國際與國內(nèi)法規(guī)依據(jù)

壓燃式發(fā)動機瞬態(tài)排氣煙度的檢測必須依據(jù)權(quán)威檢測標準，以確保結(jié)果的法律效力和國際互認性。主要參考標準包括：

ISO 8178-4:2018《內(nèi)燃機 — 排放測量 — 第4部分：瞬態(tài)試驗循環(huán)與煙度測量》
UNECE R83《關(guān)于對壓燃式發(fā)動機車輛安裝煙度計的統(tǒng)一規(guī)定》
GB 18285-2018《汽油車污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）》（適用于部分柴油車）
GB 3847-2018《柴油車污染物排放限值及測量方法（自由加速法及加載減速法）》
GB/T 3848-2019《壓燃式發(fā)動機排氣煙度的測量方法》

上述標準對試驗循環(huán)、檢測儀器、數(shù)據(jù)處理、限值判定等環(huán)節(jié)提出了明確要求。例如，GB 3847-2018規(guī)定，柴油車在加載減速法檢測中，瞬態(tài)煙度限值為4.5 FSN（濾紙煙度數(shù)），超過限值即判定為排放不合格。檢測結(jié)果需由具備CMA資質(zhì)的第三方檢測機構(gòu)出具，并作為車輛年檢、環(huán)保審核、排放認證的重要依據(jù)。