农用运输车加载减速烟度.docx
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农用运输车加载减速烟度
农用运输车加载减速烟度
排放限值及测量方法
Limitsandmeasurementmethodsforexhaustsmoke
underlug-downtestfromagriculturalvehicles
DB11/183-2003
2003-02-15发布 2003-03-01实施
北京市环境保护局
发布
北京市技术监督局
前言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,控制机动车排气污染,改善北京市大气环境质量,根据《中华人民共和国大气污染防治法》第七条的规定,制定本标准。
本标准规定了农用运输车加载减速烟度排放限值和测量方法,用于在用农用运输车的排气烟度检测。
本标准检测方法参照柴油车加载减速烟度排放标准(DB11/121-2000)、香港环保署的柴油车加载减速烟度排放法规(CAP.374中77F
(1)(a)部分,2000年6月修订版)制定。
本标准的限值在实施后将根据实测数据定期进行修订。
本标准的附录A、附录B、附录C和附录D都是标准的附录。
附录A、附录B为规范性附录,附录C和附录D为资料性附录。
本标准由北京市环境保护局提出。
本标准起草单位:
北京市汽车研究所。
本标准主要起草人:
王凯明、肖亚平、李颖林
本标准由北京市环境保护局负责解释。
1 范围
本标准规定了在用农用运输车加载减速烟度排放限值及测量方法。
本标准适用于装用压燃式发动机、最大设计总质量不大于4500kg、最大设计速度不大于70km/h的在用农用运输车。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB3847压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气可见污染物限值及测试方法
GB5181汽车排放物术语和定义
3 术语和定义
本标准采用下列定义。
3.1最大总质量(GVM)
指汽车制造厂规定的技术上允许的最大质量。
3.2农用运输车
以柴油机为动力装置,中小吨位、中低速度,从事道路运输的机动车辆,包括三轮农用运输车和四轮农用运输车等,但不包括轮式拖拉机车组、手扶拖拉机车组和手扶变型运输机。
其中三轮农用运输车指最大设计车速不大于50km/h,最大设计总质量不大于2000kg,长不大于4.6m、宽不大于1.6m和高不大于2m的三个车轮的农用运输车。
四轮农用运输车指最大设计车速不大于70km/h,最大设计总质量不大于4500kg,长小于6m、宽不大于2m和高不大于2.5m的四个车轮的农用运输车。
3.3轮边功率
指车辆在底盘测功机上检测时驱动轮实际输出功率的测量值。
3.4发动机名义最大转速(MaxRPM)
指在进行本标准规定的测试中,加速踏板处于全开位置时实际测量到的发动机转速。
3.5最大轮边功率(MaxHP)
指在本标准规定的功率扫描过程中得到的实际测量的最大轮边功率。
3.6最大轮边功率时转鼓线速度(VelMaxHP)
指在本标准规定的功率扫描过程中得到的实际最大轮边功率点的转鼓线速度。
3.7光吸收系数K
表示光束被单位长度的排烟衰减的一个系数,它是单位容积的微粒数n,微粒的平均投影面积a和微粒的消光系数Q三者的乘积。
4 限值及判定方法
4.1烟度排放限值及发动机性能要求
4.1.1烟度排放限值
4.1.1.1对于装用多缸发动机的农用运输车辆,在三个工况点测得的任何一个工况点的K(光吸收系数)或烟度值的有效平均值,均不得超过2.13m-1或相当的60HSU(Hartridge烟度单位),三个工况点分别是100%VelMaxHP点、90%VelMaxHP点和80%VelMaxHP点。
4.1.1.2对于装用单缸发动机的农用运输车辆,在两个工况点测得的任何一个工况点的K(光吸收系数)或烟度值的有效平均值,均不得超过2.44m-1或相当的65HSU(Hartridge烟度单位),两个工况点分别是100%VelMaxHP点、90%VelMaxHP点。
车型分类
K(m-1)
HSU(%)
装用多缸发动机的农用运输车辆
2.13
60
装用单缸发动机的农用运输车辆
2.44
65
4.1.2发动机性能要求
在功率扫描过程中测得的实际最大轮边功率值不得低于制造厂规定的发动机额定功率值的50%。
4.2判定方法
如果车辆的测试结果不能满足4.1条的规定,则该车被判定为不合格;
如果由于车况太差,在按附录A进行排放测试预检查时,发现不适合进行加载减速法试验,则该车被判定为不适合进行检测。
若在试验过程中由于出现发动机故障,使得试验被迫终止时,该车也被判定为不合格。
5 试验方法
农用运输车加载减速烟度测试方法采用底盘测功机、排气烟度计和发动机转速计等设备,按本标准的附录A“农用运输车加载减速烟度测试规程”的规定执行。
试验前应该对车辆的技术状况进行仔细检查,以确定是否能够进行后续的排放测试,车辆的预检要求见附录A。
被测试车辆应该放在底盘测功机上,按照本标准规定的加载减速方法进行检测。
对于装用多缸发动机的农用运输车,测量MaxHP和此时的发动机转速,以及VelMaxHP,并测试100%VelMaxHP点、90%VelMaxHP点及80%VelMaxHP点的烟度;对于装用单缸发动机的农用运输车,测量MaxHP和此时的发动机转速,以及VelMaxHP,并测试100%VelMaxHP点、90%VelMaxHP点的烟度。
烟度测量应采用分流式不透光烟度计。
6 检测结果与数据记录
农用运输车加载减速工况烟度测试的数据记录要求见附录A,检测报告的打印格式见附录D。
附 录 A (规范性附录)
农用运输车加载减速烟度测试规程
A1前言
本附录说明了本标准5中所规定的农用运输车加载减速工况烟度测试的测试规程。
A2测试规程
A2.1烟度测试分为三部分。
第一部分是对车辆进行预先检查,以保证车辆与证件的一致性和进行试验的安全性;第二部分是检查测试系统和车辆的状况是否适合进行测试;第三部分则是烟度测试试验,这部分完全由系统自动完成,以保证试验程序的一致性和测试结果的可靠性。
A2.2预检查
A2.2.1进行测试登记后,操作员应将车辆行驶到底盘测功机前,等待检测并进行预检查。
其目的是证实车辆的身份,评价车辆的状况是否适合进行加载测试。
应对车辆的下列部件进行目视检查:
轮胎、发动机、仪表盘、传动装置和发动机冷却系统、润滑系统,以及发动机的运转状态是否正常。
A2.2.2在将车辆放置到底盘测功机上之前,测试员应进行下述检查:
A2.2.2.1所有主动型制动和扭矩控制功能(自动缓速器除外)应该中断。
A2.2.2.2车上所有以发动机为动力的附加设备都应处于关闭状态,或切断其电源。
A2.2.2.3车辆不能装载任何乘客或货物,也不能有附加的动力设备。
如有必要的话,可以用称量桥重的方法来确定底盘测功机是否能够承载车辆驱动桥的重量。
A2.2.2.4测试过程中,应特别注意车辆传动系统的设计:
A2.2.2.4.1如果是四轮驱动车辆,选择后轮驱动方式;
A2.2.2.4.2如果是全时四轮驱动车辆,则不适合进行本检测,应进行自由加速烟度检测。
A2.2.2.5附录C描述了预检的最基本要求,不符合要求的车辆不得进行加载减速烟度测试。
A2.3测试系统检查
A2.3.1本规程的目的是确认测功机能否满足受检车辆的功率要求,以及测试系统是否可以正常工作。
A2.3.2将受检车辆放置到测功机上
A2.3.2.1如果受检车辆通过了预检,检测员应将车辆正直放置到测功机上,程序如下:
a)将测功机举升器置于举起状态,检查转鼓是否可靠锁止。
b)小心将车辆行驶到测功机上,将驱动轮置于转鼓上。
[注意:
除底盘测功机允许双向操作外,一定要按测功机转鼓的转动方向放置车辆,否则将损坏测功机,当驱动轮在转鼓上时,严禁用倒档驾车。
]
c)放下举升器,松开转鼓制动器。
当举升器完全放下后,缓慢驾车使得车轮与转鼓完全吻合。
d)用制动停止车轮的滚动,关闭发动机。
e)按照设备厂商的建议将非驱动轮楔住,对车辆系扣安全限位装置。
A2.3.3检测准备
A2.3.3.1参照设备厂商的说明书,连接发动机转速计,用来测量发动机的转速。
A2.3.3.2对于装用多缸发动机的农用运输车,在进行测试时,应选用合适的档位,使加速踏板踏到最大位置时,车辆能以不高于100km/h的速度在底盘测功机上行驶。
A2.3.3.3对于装用单缸发动机的农用运输车,在进行测试时,应选用合适的档位,使加速踏板踏到最大位置时,车辆能以不高于70km/h的速度在底盘测功机上行驶。
A2.3.4根据登记的车辆参数,控制系统应自动判定测功机能否吸收受检车辆的功率,若不能,测试应停止。
A2.4烟度测试试验
A2.4.1若车辆通过上述检测后,则可进行加载减速烟度测试。
A2.4.2连接烟度计
A2.4.2.1参照GB3847《压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气可见污染物限值及测试方法》中附录H“不透光度仪的安装和使用”,将合适的采样探头插入被测车辆的排气管,并连接到烟度计。
避免使用过粗的探头以免造成车辆排气系统背压过大,影响被测试车辆的输出功率。
在操作过程中,采样气体的温度和压力必须控制在规定的范围内,必要时可用适当方法冷却采样管,但要避免测量室内出现冷凝。
A2.4.2.2应为被测车辆的发动机和冷却系统配备辅助冷却风扇,对于大型车辆,应掀开发动机室盖以促进冷却空气流通。
A2.4.3烟度测试准备
A2.4.3.1测试至少需两名操作人员,其中一人驾驶被测车辆,另一人在控制室观察测试中车辆的状态。
A2.4.3.2在测试开始前须检查信号系统或其他用于两名操作员交流的系统,保证其能够正常运行。
A2.4.3.3必须在车内或车外设置紧急燃料切断装置,并使两名操作员了解其使用方法。
出现紧急情况时,运行它切断被测车辆的燃料供给。
或配备其他安全装置以确保被检车辆和人员的安全。
A2.4.3.4测试开始前,除操作员外所有其他人员应离开测试现场。
A2.4.3.5出于安全考虑,所有观察员包括机动车车主/驾驶员都必须在分隔的观察室里。
A2.4.3.6若发动机冷却液温度低于正常工作范围时,操作员可先进行预热操作。
首先需切换测功机到手动模式,在中小负荷下预热发动机,直到冷却液温度达到正常范围,然后关闭发动机,置变速器为空档。
A2.4.3.7检查烟度计的零点和量距点。
A2.4.4测试顺序
A2.4.4.1测试开始前,测试员应按以下程序进行操作,以获得自动测试所需资料:
起动发动机,置变速器为空档,逐渐踏下加速踏板至全开位置,保持该状态,记录最大发动机转速。
然后完全松开加速踏板,使发动机转速回到怠速。
使用前进档驱动被测车辆,选择合适的档位使得逐渐踏下加速踏板至全开位置时,对于装用多缸发动机的车辆,其行驶速度在50km/h至100km/h范围内,但不能超过100km/h;对于装用单缸发动机的车辆,使其行驶速度在30km/h至70km/h范围内,但不能超过70km/h。
有关车辆烟度测试的自动操作规程详见A4。
A2.4.4.2控制模块对以上步骤获得的数据自动进行分析,判断是否可以继续进行测试。
所有被判定为不适合进行测试的车辆不允许进行自动烟度测试。
A2.4.4.3确认车辆可以接受自动测试程序后,测功机将切换到烟度测试自动控制状态。
a)加载减速烟度测试的程序必须完全自动化,具体要求见A4的控制软件说明。
自动控制模块应自动对测功机的加载进行管理,使车辆完成整个测试循环。
b)对于装用多缸发动机的车辆,采集三个测试工况点的检测数据来判定烟度是否符合限值,三个测试工况点分别是100%VelMaxHP、90%VelMaxHP和80%VelMaxHP。
对于装用单缸发动机的车辆,采集二个测试工况点的检测数据来判定烟度是否符合限值,二个测试工况点分别是100%VelMaxHP、90%VelMaxHP。
c)测试数据包括轮边功率、发动机转速和排气烟度。
将在不同工况点下的测试结果与标准限值进行比较:
若经过修正的实际最大轮边功率低于标准限值要求的所需最小轮边功率,或测得的排气烟度超过了标准限值要求,则测试结果将被判定为该车辆检测不合格。
若实际最大轮边功率和烟度均符合标准要求,则该车辆将被判定为检测合格。
A2.4.4.4测试结束时,控制系统应自动输出测试数据,并将自动存储相关数据,以备后续的测试评估。
A2.4.4.5检测员核实测试结果后打印测试报告,并确认测试报告结果正确。
A2.4.4.6在加载减速测试过程中,驾驶员须通过被测车辆的有关仪表随时监视冷却液温度和机油压力。
若冷却液温度急剧上升,达到高温区,或机油压力指示偏低,测试必须立即暂停。
操作员须松开加速踏板,停止自动测试,将变速器置于空档,让被测车辆停下来(不得使用紧急制动)。
然后,让发动机在怠速状态下运行,直到冷却液温度回到正常工作范围。
A2.4.4.7观察员须随时注意被测车辆出现的异常现象或者是测试系统的不正常工作状况。
当出现异常情况时,观察员须立即向驾驶员发出信号,以暂停测试或关闭发动机。
A2.5车辆卸载程序
A2.5.1在车辆驶离测功机之前,检查测试数据是否已经记录和相关文件程序是否完成。
A2.5.2按下列步骤将车辆从测功机上驶离。
A2.5.2.1从车上拆下所有测试仪器和保护装置。
A2.5.2.2将发动机室盖复位。
A2.5.2.3将测功机举升器举起并锁止转鼓。
A2.5.2.4移开车轮挡块,确认被测车辆及其行驶路线无障碍物。
A2.5.2.5慢慢将车辆驶离测功机并到指定地点停放,等待车主取车。
A3测试设备
测试设备主要包括底盘测功机、排气烟度计和发动机转速计,由中央控制系统进行集中控制。
其技术规格要求如下。
A3.1底盘测功机
底盘测功机主要由转鼓(滚筒)、功率吸收单元(PAU)、惯性模拟装置等组成,用来模拟车辆行驶时的道路阻力和加速阻力。
A3.1.1试验用的底盘测功机,应能测试最大轴重为2750kg的车辆,最大试验车速不得低于100km/h。
功率吸收装置的吸收功率范围应能够适合测试最大总质量为4500kg的车辆完成加载减速试验。
在测试车速大于或等于50km/h时,能够稳定吸收至少56kW的功率连续5min以上,两次测试之间间隔3min。
A3.1.2测功机应有永久性固定标牌,包括以下内容:
测功机制造厂名、系统供应商名、生产日期、型号、序列号、测功机种类、最大允许轴重、最大吸收功率、滚筒直径、转鼓宽度、基本转动惯量和用电要求。
A3.1.3测功机的功率吸收装置
A3.1.3.1吸收功率定义
测功机总吸收功率包括测功机功率吸收装置和磨擦作用所吸收的功率。
Pa是测试车辆的设定功率值,除非另外说明,测功机显示的功率数值应该是Pa值:
Pa=IHP+PLHP
式中:
IHP―功率吸收装置的吸收功率,kW;
PLHP―测功机内部磨擦损失功率,kW
A3.1.3.2功率吸收装置的要求
测功机应使用电涡流或电力功率吸收装置,在20km/h-100km/h的测试车速下,吸收功率应以0.1kW为单位可调。
旋转时系统吸收功率(PAU吸收功率+内部磨擦损失功率)的准确度应达到±0.2kW或设定吸收功率的±2%(取两者中的大值)。
当环境温度在2°C-43°C之间时,经预热后的底盘测功机的功率偏差应不超过±0.4kW。
在此环境温度范围的任意稳定温度下,底盘测功机的准确度在试验开始后的15s内应达到±0.4kW;在30s内应达到±0.2kW。
当环境温度在2°C-43°C之间时,底盘测功机在冷状态下工作与预热后工作时的功率偏差应不超过±0.2kW。
超出此温度范围,底盘测功机应能进行修正或者执行制造商的预热程序,直至达到规定的预热状态。
A3.1.4惯量模拟
底盘测功机应配备机械飞轮。
但总基础惯量应为907kg,基础惯量的准确度为±2%。
加载减速试验用的测功机应能够模拟车辆的加速惯量。
控制单元发出指令后,扭矩响应在200ms内至少应达到目标值的90%,300ms内达到98%以上。
最大扭矩冲击量不应超过目标值的25%。
A3.1.5转鼓(滚筒)技术要求
底盘测功机应使用双转鼓结构,惯性飞轮与前转鼓相连。
前后转鼓的耦合可以采用机械或电力方式,速比为1:
1,同步精度为±0.3km/h。
A3.1.5.1底盘测功机的滚筒直径为218mm±2mm。
转鼓中心距应根据A3.1.5.2公式计算,公差应在-6.5mm与12.7mm之间。
转鼓内跨距宽应不大于760mm,外跨距宽应不小于2540mm。
A3.1.5.2转鼓中心距A要求
A=(620+D)×sin31.5o
其中:
A―转鼓中心距,mm
D―底盘测功机滚筒直径,mm。
A3.1.5.3转鼓表面处理应保证轮胎不打滑、转鼓表面干燥,距离和速度测量准确度稳定,轮胎磨损和噪声最小。
A3.1.6其它要求
A3.1.6.1底盘测功机应配备限位装置,该限位装置应保证施加于驱动轮上的水平、垂直方向的力对排放水平没有显著影响,并且能在车辆任何合理的操作条件下进行安全限位,而不损伤悬架系统和车辆。
A3.1.6.2应配备辅助冷却装置,在被检车辆发动机温度过高时启动该冷却装置,避免发动机过热。
A3.1.6.3底盘测功机应有转鼓速度测量装置,在所有测试车速范围内,其测量准确度为±0.2km/h。
A3.1.6.4底盘测功机的安装应保证测试车辆在测功机上测试时处于水平位置(±5o),不应使车辆产生任何可察觉的或可能会妨碍车辆正常运行的振动。
A3.2柴油发动机转速计
转速计应能实时准确地为底盘测功机的控制/显示单元提供信号,用于程序计算和屏幕显示。
其准确度要求为1%,动态响应特性不得劣于底盘测功机的扭矩控制动态特性。
此外,还必须具有一个合适的数据通讯端口,与测功机控制单元兼容,以实现数据传送。
发动机转速计的连接应方便可靠。
A3.3烟度计
A3.3.1烟度计应采用分流式内置不透光测量的原理。
A3.3.2由于测试运行和数据采集是完全自动的,烟度计需满足以下技术要求,以保证与自动控制模块的操作兼容:
A3.3.2.1采样频率:
烟度计测量不透光烟度的采样频率为每秒至少10次;
A3.3.2.2数据通讯:
烟度计必须配备与测功机控制单元的数据采集方式兼容的数据传输装置。
A3.3.3此外,烟度计还需满足以下要求:
A3.3.3.1烟度计的一般技术要求应符合GB3847中附录G“不透光度仪的特性”的规定。
A3.3.3.2采样系统对发动机排气产生的背压达到最小;
A3.3.3.3能够承受试验过程中可能遇到的最高排气温度和压力;
A3.3.3.4具有冷却装置(气冷或水冷)以保证将排气温度降至烟度计能处理的范围。
A3.4控制系统
测功机应该配备自动控制模块来进行烟度测试。
控制模块的软件应能够直接控制烟度计和转速计,自动按照A4的规定完成测试程序。
自动控制模块应符合以下规格:
A3.4.1控制模块应监控下述参数以完成测试规程和数据采集,参数来源列在第二列中:
监控参数
信号来源
测试车辆的行驶速度
测功机控制单元测量的转鼓速度
测功机的吸收功率
测功机控制单元测量的轮边功率
测试车辆的发动机转速
柴油发动机转速计测得的转速
测试车辆的排气烟度
烟度计读数
A3.4.2控制系统应配备实时显示器,显示发动机转速及相应的吸收功率。
A3.4.3自动加载减速测试一般应在2min内完成,最长不能超过3min。
A3.4.4自动控制功能应能够随时优先支持手动控制;
A3.4.5控制模块应配有多余的通道,用于接收烟度计和发动机转速计等信号,进行过程计算和显示所要求的测试参数;
A3.4.6应配有记录和输出测试数据、测试日期、时间和车辆信息的电子文件和打印文件的设备;
A3.4.7分级设置密码以保护控制系统的参数和记录的测试数据,防止他人进行改动。
A4农用运输车加载减速工况测试自动操作软件
A4.1开始烟度测试
A4.1.1提示操作员应对车辆型号进行检查,并对车辆的识别号(VIN)或底盘号进行正确性检查。
检查结果需输入至指定的字段。
若检查未通过,则测试不能继续,并在报告相应处打印“测试放弃:
底盘号/VIN号不正确”。
A4.1.2操作员应根据最新版本的法规要求进行预检测,并输入检测结果。
如果预检失败,屏幕应提示操作员键入导致预检失败的原因。
此时,程序应终止并在报告中打印检测结果“测试失败:
在规定的检查项目***出现错误”。
A4.1.3如果车辆通过预检,则软件应允许加载减速烟度测试开始。
A4.1.4作为可选项,软件可以为操作员提供如下的操作向导:
a)提示操作员在随后测试中出现的操作顺序。
b)将车辆置于底盘测功机上,并对车辆进行合理的安全限位。
c)连接发动机转速计并检查其是否工作正常。
d)提醒操作员在没有对烟度计进行零点和量距点校正之前,不要将烟度计的采样探头插入车辆的排气管。
A4.1.5如果检测系统软件包含了控制烟度计零点/量距点的功能,则应自动开始标定烟度计;否则,应提示操作员进行手动的零点/量距点标定操作。
在自动标定失败的情况下,应允许采用手动标定程序(可选项),提醒操作员进行手动零点/量距点标定,并在相应的对话框中输入手动标定结果,由系统软件判断标定是否通过。
如果烟度计的零点/量距点检查失败,则应终止烟度检测程序,并输出“标定失败:
烟度计未通过标定”。
A4.1.6作为可选项,提示操作员将合适直径的烟度计采样探头插入排气管,并打开冷却风扇。
A4.1.7提示操作员键入测得的试验场地的环境温度(C),大气压力(kPa),车辆制造商,制造年份,牌照号,车主姓名、地址、电话,里程读数,车型,发动机额定功率和转速,发动机气缸数等,其他需输入的参数见A5.2。
除非专门指定,否则均应使用标准单位制。
对于烟度的单位,HSU或光吸收系数K(m-1)均可以使用,主要取决于所使用的烟度计型号。
通过主程序菜单中的对话框选择所使用的单位。
A4.1.8上述输入内容中,测试场地环境温度、大气压力、制造年份、发动机气缸数、发动机额定功率转速、发动机额定功率为必须输入项,其余参数值可以暂时空缺。
A4.1.9如果输入的测试场地环境温度超过35C,测试将终止,并且打印如下信息:
“测试暂停-测试场地状况不适合进行测试”。
对于这种情况,并不表示测试失败,若无其它问题可以重新安排测试。
自动测试规程可以在场地环境温度回到正常水平时恢复测试。
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