机动车尾气排放测试分析与研究

论文摘要

本论文是在当前汽车尾气污染不断加重和汽车尾气检测标准越来越高的形势下提出的,汽车尾气中含有水蒸气、O2、H2、N2、CO2、CO、HC化合物、NOX、SO2、微粒物质等,其中CO2、CO、HC化合物、NOX、SO2、微粒物质等对人体有害并且影响自然环境,这已发展成为严重的社会问题。对汽车排放污染物的治理,是世界性的环保课题。它推动了汽车工业的革命,同时带动了燃料、净化技术及监测仪器等相关产业的发展。常用的气体分析方法中,红外光学吸收方式仪器的优点是精度和灵敏度高、响应速度快、测量范围大、选择性、稳定性和可靠性好,可以快速和连续检测。因此受到各国重视,获得广泛应用。本论文旨在消除环境干扰影响,提高尾气检测的精确性、用户操作的方便性等。进而,使用户能够根据检测结果评价发动机的技术状况,特别是燃油供给系统和点火系统的技术状况。针对汽车红外分析研究仪器技术中存在的问题,本论文以工程应用研究为目标,主要开展了以下方面的工作:一是模拟信号采集、处理及A/D转换,本文在数据采集的过程中由于外界的干扰,导致测试的结果不够准确,针对外界的干扰分析了环境影响,此环境包括温度、压力、湿度等;二是在环境的影响基础上,本文进一步用试验来验证在不同的温度和压力下,尾气检测结果不同;三是利用汽车尾气取样设备,把尾气送入仪器,尾气在通过气室的过程中,红外传感器产生模拟信号。传感器直接产生的模拟信号一般都比较微弱,并且有干扰信号,必须对它们进行放大、滤波,并有效地排除干扰信号;四是各项参数数值的计算,并根据检测结果受环境影响的大小,采用不同的补偿方法,最终得到正确的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 汽车尾气排放的现状
• 1.2.1 汽车尾气排放的国内现状
• 1.2.2 汽车尾气排放的国外现状
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.4 本文要解决的关键技术问题
• 1.5 本文主要的研究内容
• 1.6 本章小结
• 第二章 影响排放污染物的因素
• 2.1 汽车排放法规
• 2.2 影响排放污染物的主要因素概述
• 2.2.1 空燃比的影响
• 2.2.2 点火提前角的影响
• 2.2.3 发动机负荷和转速的影响
• 2.2.4 气缸压力不足
• 2.3 环境因素对检测结果的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 试验验证压力和温度对尾气检测结果的影响
• 3.1 汽车排放污染物的种类及形成机理
• 3.1.1 一氧化碳（CO）的生成机理
• 3.1.2 碳氢化合物（HC）的生成机理
• 3.1.3 氮氧化合物（NOx）的生成机理
• 3.2 检测原理
• 3.2.1 非扩散型红外线分析仪（NDIR）
• 3.2.2 氢火焰离子型分析仪（FID）
• 3.2.3 化学发光法分析仪（CLD）
• 3.3 我国汽车排放检测方法
• 3.3.1 怠速法和双怠速法
• 3.3.2 简易工况法
• 3.3.3 稳态加速模拟工况的特点
• 3.4 本论文的试验设备和试验方案
• 3.4.1 试验设备简介
• 3.4.2 气体分析仪的测量精度
• 3.4.3 文丘里管的测量精度
• 3.4.4 分析系统总体准确性
• 3.4.5 测功机道路阻力的模拟计算
• 3.4.6 不同压力，不同温度试验测试如下表
• 3.5 本章小结
• 第四章 系统硬件构成分析及抗干扰措施
• 4.1 系统硬件设计
• 4.2 传感器
• 4.2.1 红外气体传感器
• 4.2.2 氧传感器
• 4.2.3 大气压力传感器
• 4.2.4 温度传感器
• 4.3 红外气体传感器的信号调理电路
• 4.3.1 集成运算放大器
• 4.3.2 二阶低通滤波滤波器
• 4.4 A/D 转换
• 4.5 单片机应用系统的基本要求
• 4.6 硬件电路的抗干扰措施
• 4.7 本章小结
• 第五章 系统软件分析及补偿措施
• 5.1 各参数的计算及数据补偿
• 5.1.1 大气压力补偿
• 5.1.2 温度补偿
• 5.2 传感器的标定
• 5.3 系统软件抗干扰措施
• 5.4 本章小结
• 结论
• 1 结论
• 2 本论文存在的问题与不足
• 2.1 信号调理问题
• 2.2 尾气各组分含量的技术及补偿问题
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文
• 致谢