CN101135691B - 一种车载机动车运行参数或污染物排放的测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种车载机动车运行参数或污染物排放的测试方法及装置，至少包括有五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪，其特征在于：通过一车载计算机将五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪测量的数据以可控的采样间隔采集转换到一目标文件中，然后将采集转换后的目标文件输入到该车载计算机中进行数据分析和处理，最后车载计算机将分析和处理的结果显示输出；与现有技术相比，本发明可以在机动车行驶中，实时、同步测量机动车道路行驶运行参数，机动车污染物排放参数等，并能根据需要显示生成机动车污染物排放因子及柴油机光吸收系数K随机动车瞬时行驶速度的变化规律，适用于汽油和柴油发动机型机动车。
Description
技术领域
本发明涉及一种车载机动车运行参数或污染物排放的测试方法及装置。
背景技术
目前，国内厂商生产的机动车废气排放测试仪，主要适用于机动车发动机怠速状态测量或实验室内底盘测功机测量，适用于测量机动车怠速状态下的机动车废气排放或机动车在底盘测功机上模拟机动车道路行驶状态下的废气排放。进口机动车废气排放测试仪虽可用于机动车道路行驶状态下的汽车废气排放测量，但由于价格昂贵，国内很少使用。
当前使用的国内外机动车废气排放测试仪，都不能同时测量机动车在道路上的行驶的运行参数数据(机动车行驶速度、速度变化规律、机动车运行时间)及发动机运转参数、输出功率、驾驶员控制档位等参数，也不能兼备柴油机机动车和汽油机机动车的废气排放测量，这就给研究机动车在城市道路行驶工作状况下的废气排放规律带来了困难。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术问题，而提供一种既适用于汽油车又适用于柴油车的车载机动车运行参数或污染物排放的测试方法。
本发明进一步要解决的技术问题是，为了克服目前国内外机动车废气排放测试仪器存在的局限性，提供一种既适用于汽油机又适用于柴油机机的车载机动车运行参数或污染物排放的测试装置。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该车载机动车运行参数或污染物排放的测试方法，用于所述测试方法的测试装置至少包括有五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪，其特征在于：通过一车载计算机将五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪测量的数据以可控的采样间隔采集转换到同一目标文件中，然后将采集转换后的目标文件输入到该车载计算机中进行数据分析和处理，最后车载计算机将分析和处理的结果显示输出；该车载计算机至少包括有数据采集转换模块，数据存储模块，计算分析模块，显示输出模块。
该车载机动车运行参数或污染物排放的测试方法，即可以测试机动车运行参数又可以测试机动车排放的污染物，上述计算分析模块至少包括有机动车运行参数计算模块，污染物排放测试模块。
上述机动车运行参数计算模块将目标文件中记录的发动机管理系统测量的发动机瞬时转速及GPS接收仪测量的机动车瞬时行驶速度根据物理计算原理，计算机出机动出瞬时输出功率、档位、瞬时加速度，然后根据机动车行驶时间，记录机动车在行驶中行驶速度、输出功率、速度变化规律等。
上述污染物排放测试模块将目标文件中记录的五气体分析仪测量的经过过滤后干燥污染物体积分数f(x)g，其中x为CO或HC或CO2或NOx或O2，不透光烟度计测量的光吸收系数K，及GPS接收仪测量的机动车瞬时行驶速度，根据预定的计算模型，计算出机动车污染物排放因子及柴油机的光吸收系数K随机动车瞬时行驶速度变化规律。
作为优选方案：上述污染物排放测试模块中预定计算模型计算处理步骤为：
步骤一：分别计算机动车排放的污染物中不同污染物在没有过滤及干燥前的体积分数f(x)s；其数学表达式为：
f(x)s＝f(x)g×k
式中，k＝1/{1+0.5×[f(CO)g+f(CO2)g]×y-f(H2)g}；
f(H2)g＝0.5×y×f(CO)g×[f(CO)g+f(CO2)g]/[f(CO)g+3×f(CO2)g]
式中：f(x)s、f(x)g分别为某一污染物的没有经过过滤干燥和经过过滤干燥后的体积分数，y为燃油中H与C的个数比。
步骤二：分别计算机动车排放的污染物的质量排放速率Q(x)，单位为g/s；其数学表达式为：
Q(x)＝m×(1+A/F)×M(x)/M×f(x)s
式中：
M＝13.38×f(HC)s+28.01×f(CO)S+44.04×f(CO2)s+30.01×f(NOX)S+32.00×f(O2)s+2.01×f(H2)s+18.01×(1-K)+28.01×[1-f(HC)S-f(CO)S-f(CO2)S-f(NOx)s-f(H2)s-(1-K)]；
m为质量油耗，单位为g/s；
A/F为空燃比；
M(x)分别为污染物的摩尔质量；
步骤三：计算机动车行驶中瞬时排放因子；即单辆机动车行驶单位里程排放的污染物量，一般以g/km为单位来表示；
机动车行驶中瞬时排放因子等于污染物质量排放速率除以机动车瞬时行驶速度；
步骤四：记录机动车行驶中瞬时排放因子和柴油机光吸收系数K随机动车瞬时行驶速度的变化规律。
为了更好体现本发明的实时性能，本发明的采样间隔为每秒大于一次。
为了实际应用需要，上述目标文件为一表格文件，不同参数数据根据时间顺序或者数据大小顺序存放在目标文件的不同行列中，存放在所述车载计算机的数据存储模块中。
所述的车载计算机可为便携式计算机，便于携带。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：该车载机动车运行参数或污染物排放的测试装置，包括有：五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪，其特征在于：所述的车载机动车运行参数或污染物排放的测试装置还包括有一车载计算机，该车载计算机至少包括有数据采集转换模块，数据存储模块，计算分析模块，显示输出模块；所述的计算分析模块至少包括有机动车运行参数计算模块，污染物排放测试模块；所述的五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪分别与机动车行驶中瞬时排放因子计算系统中数据采集转换模块相连，数据采集转换模块与数据存储模块相连，数据存储模块与计算分析模块相连，计算分析模块与显示输出模块相连。
与现有技术相比，本发明的优点在于：可以在机动车行驶中，实时、同步测量机动车道路行驶运行参数，机动车污染物排放参数等，并能根据需要显示生成机动车污染物排放因子及柴油机光吸收系数K随机动车瞬时行驶速度或速度变化规律变化的计算结果，为掌握机动车在道路行驶中污染物排放规律提供数据支持，本发明既可适用于汽油发动机型机动车，同时又适用于柴油发动机型机动车。
附图说明
图1为本发明具体实施例测试装置的模块连接框图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明提供一种车载机动车运行参数或污染物排放的测试方法，用于该测试方法的测试装置其至少包括有五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪，通过一便携式计算机将五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪测量的数据以可控的采样间隔采集转换到同一目标文件中，然后将采集转换后的目标文件输入到该便携式计算机中进行数据分析和处理，最后便携式计算机将分析和处理的结果显示输出；该便携式计算机至少包括有数据采集转换模块，数据存储模块，计算分析模块，显示输出模块。
本实施例中，目标文件为一表格文件，存放在便携式计算的数据存储模块中，采样间隔为每秒大于一次，计算分析模块至少包括有机动车运行参数计算模块，污染物排放测试模块。
机动车运行参数计算模块的计算方法为将目标文件中记录的发动机管理系统测量的发动机瞬时转速及GPS接收仪测量的机动车瞬时行驶速度根据物理计算原理，计算机出机动出瞬时输出功率、档位、瞬时加速度，然后根据机动车行驶时间，记录机动车在行驶中行驶速度、输出功率、加速度变化规律，其中行驶速度、输出功率、加速度变化规律可以表示成行驶速度、输出功率、加速度与行驶时间的曲线图，也可以用统计学用的函数，均方，二次均方等方式表示。
污染物排放测试模块的计算方法为将目标文件中记录的五气体分析仪测量的经过过滤后干燥污染物体积分数f(x)g，其中x为CO或HC或CO2或NOx或O2，不透光烟度计测量的光吸收系数K，及GPS接收仪测量的机动车瞬时行驶速度，根据预定的计算模型，计算机出机动车污染物排放因子及柴油机的光吸收系数K随机动车瞬时行驶速度变化规律。
本实施例中，上述预定计算模型计算处理步骤为：
步骤一：分别计算机动车排放的污染物中不同污染物在没有过滤及干燥前的体积分数f(x)s；其数学表达式为：
f(x)s＝f(x)g×k
式中，k＝1/{1+0.5×[f(CO)g+f(CO2)g]×y-f(H2)g}；
f(H2)g＝0.5×y×f(CO)g×[f(CO)g+f(CO2)g]/[f(CO)g+3×f(CO2)g]
式中：f(x)s、f(x)g分别为某一污染物的没有经过过滤干燥和经过过滤干燥后的体积分数，y为燃油中H与C的个数比。
步骤二：分别计算机动车排放的污染物的质量排放速率Q(x)，单位为g/s；其数学表达式为：
Q(x)＝m×(1+A/F)×M(x)/M×f(x)s
式中：
M＝13.38×f(HC)s+28.01×f(CO)S+44.04×f(CO2)s+30.01×f(NOX)S+32.00×f(O2)s+2.01×f(H2)s+18.01×(1-K)+28.01×[1-f(HC)S-f(CO)S-f(CO2)S-f(NOx)s-f(H2)s-(1-K)]；
m为质量油耗，单位为g/s；
A/F为空燃比；
M(x)分别为污染物的摩尔质量；
步骤三：计算机动车行驶中瞬时排放因子；即单辆机动车行驶单位里程排放的污染物量，以g/km为单位来表示；
机动车行驶中瞬时排放因子等于污染物质量排放速率除以机动车瞬时行驶速度；
步骤四：记录机动车行驶中瞬时排放因子和柴油机光吸收系数K随机动车瞬时行驶速度的变化规律。
附图1为本发明车载机动车运行参数或污染物排放的测试装置的具体实施例。
该机动车运行参数或污染物排放测试装置包括有：五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪器，所述的车载机动车运行参数或污染物排放的测试装置还包括有一便携式计算机，该便携式计算机至少包括有数据采集转换模块，数据存储模块，计算分析模块，显示输出模块；所述的计算分析模块至少包括有机动车运行参数计算模块，污染物排放测试模块；所述的五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪分别与机动车行驶中瞬时排放因子计算系统中数据采集转换模块相连，数据采集转换模块与数据存储模块相连，数据存储模块与计算分析模块相连，计算分析模块与显示输出模块相连。
Claims (5)
1.一种车载机动车运行参数或污染物排放的测试方法，用于所述测试方法的测试装置至少包括有五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪，其特征在于：通过一车载计算机将五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪测量的数据以可控的采样间隔采集转换到一目标文件中，然后将采集转换后的目标文件输入到该车载计算机中进行数据分析和处理，最后车载计算机将分析和处理的结果显示输出；该车载计算机至少包括有数据采集转换模块，数据存储模块，计算分析模块，显示输出模块；所述的计算分析模块至少包括有机动车运行参数计算模块和污染物排放测试模块；所述的机动车运行参数计算模块将目标文件中记录的发动机管理系统测量的发动机瞬时转速及GPS接收仪测量的机动车瞬时行驶速度根据物理计算原理，计算出机动车瞬时输出功率、档位、瞬时加速度，然后根据机动车行驶时间，记录机动车在行驶中行驶速度、输出功率、加速度变化规律。
2.根据权利要求1所述的车载机动车运行参数或污染物排放的测试方法，其特征在于：所述的采样间隔为每秒大于一次。
3.根据权利要求1所述的车载机动车运行参数或污染物排放的测试方法，其特征在于：所述的目标文件为一表格文件，存放在所述车载计算机的数据存储模块中。
4.根据权利要求1所述的车载机动车运行参数或污染物排放的测试方法，其特征在于：所述的车载计算机为一便携式计算机。
5.一种应用权利要求1所述测试方法的车载机动车运行参数或污染物排放的测试装置，包括有：五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪，其特征在于：所述的车载机动车运行参数或污染物排放的测试装置还包括有一车载计算机，该车载计算机至少包括有数据采集转换模块，数据存储模块，计算分析模块，显示输出模块；所述的计算分析模块至少包括有机动车运行参数计算模块，污染物排放测试模块；所述的五气体分析仪，不透光烟度计，发动机管理系统，GPS接收仪分别与机动车行驶中瞬时排放因子计算系统中数据采集转换模块相连，数据采集转换模块与数据存储模块相连，数据存储模块与计算分析模块相连，计算分析模块与显示输出模块相连。
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