壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣光吸收系數(shù)檢驗(yàn)不確定度評(píng)定

江蘇省質(zhì)量協(xié)會(huì) 高 飛

壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣光吸收系數(shù)檢驗(yàn)不確定度評(píng)定

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根據(jù)《檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定評(píng)審準(zhǔn)則》要求,檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)要建立和保持應(yīng)用評(píng)定測(cè)量不確定度的程序。本文分析影響柴油車排氣光吸收系數(shù)檢測(cè)的因素,研究排氣光吸收系數(shù)檢測(cè)不確定度評(píng)定的方法。

壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī);排氣光吸收系數(shù);不確定度評(píng)定;方法探究

1.概述

隨著機(jī)動(dòng)車保有量的增加,機(jī)動(dòng)車尾氣排放對(duì)環(huán)境的影響越來(lái)越顯著,因此,要恰如其分評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車尾氣排放檢驗(yàn)結(jié)果,檢驗(yàn)結(jié)果的不確定度評(píng)定在檢驗(yàn)報(bào)告合格判定中的顯得尤為重要。

排氣光吸收系數(shù)(k)是衡量柴油車環(huán)保性能的重要指標(biāo)之一, (除此以外,氮氧化合物排放量也是柴油車環(huán)保性能之一),是柴油汽車環(huán)保性能定期檢測(cè)必檢的項(xiàng)目之一。研究柴油車排氣光吸收系數(shù)(k)檢驗(yàn)不確定度評(píng)定,對(duì)提高柴油車環(huán)保性能檢驗(yàn)質(zhì)量、增強(qiáng)柴油車環(huán)保性能檢驗(yàn)結(jié)果的可信度,保障機(jī)動(dòng)車檢測(cè)機(jī)構(gòu)環(huán)保性能檢驗(yàn)比對(duì)結(jié)果評(píng)價(jià)正確性有重要意義。

根據(jù)GB3847-2005《車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣煙度排放限值及測(cè)量方法》標(biāo)準(zhǔn)的要求,對(duì)于2001年10月1日起生產(chǎn)的在用汽車,須進(jìn)行排氣光吸收系數(shù)(k)檢驗(yàn)。本文依據(jù)JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》的要求,對(duì)排氣光吸收系數(shù)(k)檢驗(yàn)中涉及的儀器設(shè)備、方法、車輛特性等影響因素進(jìn)行了分析,并按照要求對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評(píng)定和表述。

2.檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)過(guò)程

2.1 檢驗(yàn)?zāi)康?/p>

機(jī)動(dòng)車環(huán)保排放定期檢驗(yàn)。

2.2 檢驗(yàn)過(guò)程

2.2.1 檢驗(yàn)前儀器及車輛準(zhǔn)備

(1)送檢柴油車的進(jìn)氣系統(tǒng)須安裝空氣濾清器,排氣系統(tǒng)須安裝排氣消聲器,進(jìn)、排氣系統(tǒng)不得有泄漏。(2)檢驗(yàn)前及檢驗(yàn)過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度(指冷卻水和潤(rùn)滑油的溫度)應(yīng)達(dá)到汽車生產(chǎn)廠家規(guī)定的熱狀態(tài)。(3)檢驗(yàn)前,應(yīng)增加至少3次自由加速工況或其他等效方法,以便掃盡排氣管積存的碳煙。(4)燃料應(yīng)使用規(guī)定牌號(hào)的柴油,不得添加消煙劑。(5)應(yīng)使用分流式不透光煙度計(jì)。

2.2.2 檢驗(yàn)程序

(1)在完成排氣管3次吹拂(或等效方法)情況后,發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況下,插入不透光煙度計(jì)取樣探頭。(2)在1s內(nèi)將試驗(yàn)柴油車的油門(mén)踏板快速、連續(xù)地完全踏到底,使噴油泵在最短時(shí)間內(nèi)供給發(fā)動(dòng)機(jī)最大供油量。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一旦達(dá)到最大,立即松開(kāi)油門(mén)踏板,使發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)至怠速工況,不透光煙度計(jì)恢復(fù)到相應(yīng)待檢狀態(tài)。(3)重復(fù)步驟⑵操作至少3次,記錄不透光煙度計(jì)的每次最大數(shù)值作為該次檢驗(yàn)數(shù)值。(4)計(jì)算最后3次檢驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值,作為本次檢驗(yàn)結(jié)果。

2.2.3 注意事項(xiàng)

(1)取樣管的長(zhǎng)度和內(nèi)徑對(duì)檢測(cè)結(jié)果有影響,不得隨意更換。 (2)為使引入的排氣能夠均勻地充滿測(cè)量不透光煙度計(jì)的氣室,保證光吸收系數(shù)k檢驗(yàn)準(zhǔn)確,取樣探頭的橫截面與排氣管的橫截面之比應(yīng)不小于0.05,排氣管內(nèi)取樣探頭開(kāi)口處測(cè)得的空氣背壓不應(yīng)大于735Pa。 (3)探頭開(kāi)口前方排氣管路的直管部分應(yīng)該等于排氣管直徑6倍的長(zhǎng)度,探頭開(kāi)口后方的排氣管直管部分應(yīng)該是等于排氣管直徑3倍的長(zhǎng)度。如果使用延長(zhǎng)管,則延長(zhǎng)管與排氣管接口處不允許有空氣進(jìn)入。將取樣探頭固定于排氣管內(nèi),并使取樣探頭中心線與排氣管軸線平行。 (4)取樣探頭在排氣管上安裝時(shí),應(yīng)基本位于排氣管截面的中間位置,減少取樣探頭對(duì)排氣背壓的影響,以保證樣氣采集的準(zhǔn)確性。如果取樣探頭安裝位置嚴(yán)重不當(dāng)時(shí),不僅可能采樣到積存樣氣,不能作為真實(shí)的實(shí)時(shí)檢測(cè),而且可能增大排氣背壓,導(dǎo)致檢驗(yàn)結(jié)果失真。(5)為避免取樣探頭因碳煙附著影響測(cè)量和不透光煙度計(jì)壽命,應(yīng)盡可能把取樣探頭安裝在排氣管的水平段。(6)采樣軟管的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短,以避免采樣軟管內(nèi)壁上的碳煙附著,以消除檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的波動(dòng)。(7)應(yīng)確保從不透光煙度計(jì)的采樣管始終有一個(gè)朝向排氣管的向下的斜度,以防止形成冷凝物阻塞取樣管路。(8)檢驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)從排氣管抽出取樣探頭,待不透光煙度計(jì)儀表回零后方可檢下一輛車。 (9)不檢驗(yàn)時(shí),取樣探頭要吊掛,防止污染受損。

2.3 檢測(cè)設(shè)備

(1)不透光煙度計(jì)

不透光煙度計(jì)規(guī)格型號(hào):FLB-100;

校準(zhǔn)報(bào)告結(jié)果(根據(jù)JJG 976-2010《透射式煙度計(jì)檢定規(guī)程》):

吸收比N測(cè)量范圍:0～99.90 % ;

光吸收系數(shù)K測(cè)量范圍:0～16.0 m-1;

分辨力:

吸收比N:0.1%;

光吸收系數(shù)K:0.01m-1;

示值誤差:

光吸收系數(shù)K:0.7%

(2)NDF-2標(biāo)準(zhǔn)中型濾光片

3.建立數(shù)學(xué)模型

根據(jù)GB3847-2005標(biāo)準(zhǔn)的要求,計(jì)算取最后3次檢驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為本次檢驗(yàn)的結(jié)果,因此建立數(shù)學(xué)模型:

式中:

4.檢驗(yàn)結(jié)果不確定度評(píng)價(jià)

4.1 檢驗(yàn)結(jié)果不確定主要來(lái)源

(1)NDF-2濾光片校準(zhǔn)不確定度引入的不確定度;(2)不透光煙度計(jì)FLB-100分辨力引入的不確定度;(3)不透光煙度計(jì)FLB-100示值誤差引入的不確定度;(4)檢驗(yàn)重復(fù)性引入的不確定度。

4.2 NDF-2濾光片校準(zhǔn)不確定度引入的不確定度

NDF-2濾光片校準(zhǔn)證書(shū)給出的本次校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為:

4.3 不透光煙度計(jì)FLB-100示值誤差引入的不確定度

不透光煙度計(jì)FLB-100檢定證書(shū)給出的光吸收系數(shù)示值誤差為0.7%,測(cè)量誤差分布屬于矩形(均勻)分布,因此,取,故:4.4 不透光煙度計(jì)FLB-100分辨力引入的不確定度

不透光煙度計(jì)FLB-100顯示儀表的分辨力是0.1 %,由分辨力引起的量化誤差以等概率分布(也即矩形分布),落在寬度為-0.05%至0.05%的區(qū)間內(nèi),概率p為100%。通過(guò)對(duì)其分布的估計(jì),可以得出由分辨力引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: