CN110274799A - 汽车零部件的蒸发排放测试装置和测试方法 - Google Patents

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余梅玲
高琳心
杨娇娥
李玉娣
刘海堂
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    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/626—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using heat to ionise a gas

Abstract

本发明公开了一种汽车零部件的蒸发排放测试装置，包括VOC环境舱和氢火焰离子化检测器，所述VOC环境舱的舱壁上开设有碳氢化合物采样口，所述氢火焰离子化检测器的采样管插入所述碳氢化合物采样口直至伸入所述VOC环境舱内；所述VOC环境舱的舱外排气管路上连接一个电磁单向阀，所述VOC环境舱的VOC采样口连接一个真空袋；还提供该测试装置的测试方法。在保证装置VOC环境舱密闭性的同时，也能保证测试装置内壁在热浸试验和昼夜换气排放实验过程中不因温度和压力变化而发生变形或泄漏，同时增加了氢火焰离子化检测器，可以实时现在测试VOC环境舱内的蒸发排放量。

Description

汽车零部件的蒸发排放测试装置和测试方法
技术领域
本发明涉及乘用车蒸发污染物测量技术领域，具体涉及一种汽车零部件的蒸发排放测试装置和测试方法。
背景技术
蒸发污染物是指除汽车排气管排放之外，从整车损失的碳氢化合物的总和。整车蒸发排放是指整车经过充放油、预处理循环、丁烷预处理炭罐等过程之后，将试验车辆置于密闭室内，经过热浸、昼夜换气排放实验，通过仪器检测扩散在密闭室内碳氢化合物的浓度，计算出整车蒸发排放出的碳氢化合物的总质量，以C1当量表示。《GB18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(以下简称国六)中Ⅳ型试验即整车蒸发排放测试，该标准即将于2020年7月1日正式实施,部分地区已提前至2019年7月1日实施。为了使整车蒸发排放量满足国六蒸发排放标准，需要尽可能地降低汽车燃油系统的碳氢化合物蒸发排放，同时最大限度地降低非燃油系统(汽车内外饰非金属零部件)碳氢化合物的背景值并确保其处于稳定状态，因此急需对燃油系统和非燃油系统进行蒸发排放测，开发能与整车蒸发排放等效的零部件蒸发排放测试装置意义重大。
当前业内尚无对子系统及零部件蒸发排放的测试方法，仅有测试零部件VOC的方法及装置，VOC测试的检测单元为ATD-GCMS，且该装置在VOC测试时需要通入载气，测试过程中保持一定的空气交换以确保常压(装置内壁受压易变形)，主要用于测试在特定温度、特定空气交换率下的VOC释放含量。但零部件蒸发排放测试时，要保证绝对的密闭性，又因为测试过程中需要升温，随着温度升高，密闭室密闭后体积不变，相应的压强就会增大，密闭室的内壁为高抛光的不锈钢材质，不能承受高压，压力增大后会压迫内壁，导致密闭室内壁变形，从而影响密闭性。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种既保证密闭性的同时又能保证测试过程中不因温度和压力变化而发生变形或泄漏的汽车零部件的蒸发排放测试装置和测试方法，并且还可以实时在线检测蒸发排放量(即碳氢化合物浓度)。
为实现上述目的，本发明所设计的汽车零部件的蒸发排放测试装置，包括VOC环境舱和氢火焰离子化检测器，所述VOC环境舱的舱壁上开设有碳氢化合物采样口，所述氢火焰离子化检测器的采样管插入所述碳氢化合物采样口直至伸入所述VOC环境舱内；所述VOC环境舱的舱外排气管路上连接一个电磁单向阀，所述VOC环境舱的VOC采样口连接一个真空袋。
进一步地，所述真空袋为聚四氟乙烯真空袋。
进一步地，所述真空袋与所述VOC采样口之间衬有硅胶垫圈。
还提供一种如上述所述汽车零部件的蒸发排放测试装置的测试方法，包括如下步骤：
1)清洁VOC环境舱内部并检测VOC环境舱的密闭性；
2)打开电磁单向阀，VOC环境舱为动态模式，向VOC环境舱内通入纯净空气后充分置换VOC环境舱内的空气，VOC环境舱升温至预设温度后，通过氢火焰离子化检测器检测密闭室内的初始碳氢化合物浓度；
3)打开VOC环境舱舱门，将待测零部件放入VOC环境舱内的支架上，关闭VOC环境舱舱门；
4)关闭电磁单向阀，开始热浸实验或昼夜换气试验，随着VOC环境舱升温，VOC环境舱内的气体自动溢出至聚四氟乙烯真空袋中，而随着VOC环境舱的降温，聚四氟乙烯真空袋中的气体自动补给给VOC环境舱达到自动泄压和补给。
进一步地，所述步骤4)中，热浸实验或昼夜换气试验时，VOC环境舱的初始温度为20±2℃、最高温度为35±2℃。
进一步地，所述纯净空气为空气经过多次燃烧后空气。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明电磁单向阀的密闭性设计和聚四氟乙烯真空袋的自动泄压及补给设计，既在保证装置VOC环境舱密闭性的同时，也能保证测试装置内壁在热浸试验和昼夜换气排放实验过程中不因温度和压力变化而发生变形或泄漏，同时增加了在线氢火焰离子化检测器(FID)，可以实时现在测试VOC环境舱内的蒸发排放量(即碳氢化合物浓度)；
2、本发明汽车零部件的蒸发排放测试装置和测试方法，能够准确有效地测试乘用车子系统及零部件产品蒸发排放的总碳氢化合物的质量，与整车蒸发排放值相比线性相关，可以帮助汽车厂将整车蒸发排放量指标逐级分解为子系统及零部件级别蒸发排放量指标，便于管控；通过控制风险零件的蒸发排放量，进而保证整车蒸发排放合格，满足国六标准，具有重要意义。
附图说明
图1为本发明汽车零部件的蒸发排放测试装置结构示意图。
图中各部件标号如下：VOC环境舱1、VOC采样口2、聚四氟乙烯真空袋3、电磁单向阀4。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示汽车零部件的蒸发排放测试装置，包括VOC环境舱1和氢火焰离子化检测器(FID)，VOC环境舱1的舱壁上开设有碳氢化合物采样口，氢火焰离子化检测器的采样管插入碳氢化合物采样口直至伸入VOC环境舱1内。VOC环境舱1的舱外排气管路上连接一个电磁单向阀4，通过电磁单向阀4可将设备运行模式切换为动态或静态模式，进行VOC测试时开启电磁单向阀，为动态模式，进行蒸发排放实验时，关闭电磁单向阀，即VOC环境舱内与外界无空气交换，达到密闭目的，为静态模式；另外，VOC环境舱1的VOC采样口2连接一个聚四氟乙烯真空袋3，VOC采样口与聚四氟乙烯真空袋之间衬有硅胶垫圈，保证聚四氟乙烯真空袋与VOC环境舱连通良好且无额外泄露，随着VOC环境舱升温，VOC环境舱内的气体自动溢出至聚四氟乙烯真空袋中，而随着VOC环境舱降温，聚四氟乙烯真空袋中的气体自动补给给VOC环境舱，达到自动泄压和补给气体的目的。本实施例中，VOC环境舱的材质为采用不锈钢或玻璃等无吸附、无碳氢化合物挥发的材质。
电磁单向阀的密闭性设计和聚四氟乙烯真空袋的自动泄压及补给设计，既在保证装置VOC环境舱密闭性的同时，也能保证测试装置内壁在热浸试验和昼夜换气排放实验过程中不因温度和压力变化而发生变形或泄漏，同时增加了氢火焰离子化检测器(FID)，可以实时在线测试VOC环境舱内的蒸发排放量(即碳氢化合物浓度)。
汽车零部件的蒸发排放测试方法：
1)清洁VOC环境舱内部并检测VOC环境舱的密闭性；
2)打开电磁单向阀，VOC环境舱为动态模式，向VOC环境舱内通入纯净空气(纯净空气为空气经过多次高温燃烧后只剩下氮气和少量氧气的空气)后充分置换VOC环境舱内的空气，VOC环境舱升温至预设温度后，通过氢火焰离子化检测器(FID)检测密闭室内的初始碳氢化合物浓度；
3)打开VOC环境舱舱门，将待测零部件放入VOC环境舱内的支架上，避免待测零部件与VOC环境舱各个内舱壁发生接触，关闭VOC环境舱舱门；
4)关闭电磁单向阀(即VOC环境舱内与外界无空气交换，达到密闭的目的，VOC环境舱为无空气交换的静态模式)，开始热浸实验或昼夜换气试验，随着VOC环境舱升温(VOC环境舱的初始温度为20±2℃、最高温度为35±2℃)，VOC环境舱内的气体自动溢出至聚四氟乙烯真空袋中，而随着VOC环境舱的降温，聚四氟乙烯真空袋中的气体自动补给给VOC环境舱，从而达到自动泄压和补给的目的；同时试验过程中，采用氢火焰离子化检测器实时在线检测VOC环境舱内由待测零部件排放的碳氢化合物浓度，最后根据初始氢化合物浓度和最终的碳氢化合物浓度计算出待测零部件蒸发排放污染物的质量。
本发明汽车零部件的蒸发排放测试装置和测试方法，能够准确有效地测试乘用车子系统及零部件产品蒸发排放的总碳氢化合物的质量，与整车蒸发排放值相比线性相关，可以帮助汽车厂将整车蒸发排放量指标逐级分解为子系统及零部件级别蒸发排放量指标，便于管控。通过控制风险零件的蒸发排放量，进而保证整车蒸发排放合格，满足国六标准，具有重要意义。

Claims (6)

1.一种汽车零部件的蒸发排放测试装置，包括VOC环境舱(1)和氢火焰离子化检测器，其特征在于：所述VOC环境舱(1)的舱壁上开设有碳氢化合物采样口，所述氢火焰离子化检测器的采样管插入所述碳氢化合物采样口直至伸入所述VOC环境舱(1)内；所述VOC环境舱(1)的舱外排气管路上连接一个电磁单向阀(4)，所述VOC环境舱(1)的VOC采样口(2)连接一个真空袋。
2.根据权利要求1所述汽车零部件的蒸发排放测试装置，其特征在于：所述真空袋为聚四氟乙烯真空袋(3)。
3.根据权利要求1或2所述汽车零部件的蒸发排放测试装置，其特征在于：所述真空袋与所述VOC采样口之间衬有硅胶垫圈。
4.一种如权利要求1所述汽车零部件的蒸发排放测试装置的测试方法，其特征在于：所述测试方法包括如下步骤：
1)清洁VOC环境舱内部并检测VOC环境舱的密闭性；
2)打开电磁单向阀，VOC环境舱为动态模式，向VOC环境舱内通入纯净空气后充分置换VOC环境舱内的空气，VOC环境舱升温至预设温度后，通过氢火焰离子化检测器检测密闭室内的初始碳氢化合物浓度；
3)打开VOC环境舱舱门，将待测零部件放入VOC环境舱内的支架上，关闭VOC环境舱舱门；
4)关闭电磁单向阀，开始热浸实验或昼夜换气试验，随着VOC环境舱升温，VOC环境舱内的气体自动溢出至聚四氟乙烯真空袋中，而随着VOC环境舱的降温，聚四氟乙烯真空袋中的气体自动补给给VOC环境舱达到自动泄压和补给。
5.根据权利要求4所述汽车零部件的蒸发排放测试方法，其特征在于：所述步骤4)中，热浸实验或昼夜换气试验时，VOC环境舱的初始温度为20±2℃、最高温度为35±2℃。
6.根据权利要求4所述汽车零部件的蒸发排放测试方法，其特征在于：所述纯净空气为空气经过多次燃烧后空气。
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