学士学位论文汽车尾气质量检测系统设计 摘 要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。本论文尽可能消除环境干扰影响，提高尾气检测的精确性。能够在实际中根据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。本文通过对汽车尾气检测系统的设计，展开了以下工作：一是在环境的影响基础上，本文进一步验证在不同的温度和压力下，尾气检测结果不同；二是利用汽车尾气取样设备，把尾气送入尾气分析仪器，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；三是利用进气歧管压力传感器、进气歧管温度传感器测取进气压力和进气温度，利用发动机转速传感器得到发动机转速；四是采用不分光红外分析法测量尾气排放参数，同时根据红外气体分析装置结构原理建立了理论数学模型, 并以此模型搭建检测系统；五是用碳平衡法得出试验车的油耗。测试得到的瞬态油耗可以结合四种排放污染物的体积浓度计算得到质量排放率；五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。关键词：汽车尾气 质量百分比 尾气检测 系统设计Automobile Exhaust Gas Detection System Design ABSTRACTTo control vehicle emissions of pollutants, is a worldwide environmental protection project. It promoted the revolution in the automotive industry, also contributed to the development of the fuel, purification technology and monitoring equipment and other related industries. The common gas analysis method, the advantages of infrared optical absorption apparatus is high precision and sensitivity, fast response, wide measurement range, good selectivity and stability and reliability, rapid and continuous detection. So valued by many countries , widely used.In this paper, as far as possible to eliminate the effect of environmental interference, improve the accuracy of the exhaust gas detection. Can technology in the actual situation according to the results of evaluation of engine, especially the technical condition of the fuel supply system and ignition system. In this paper, through the design of automobile exhaust detection system, work carried out the following:One is the analog signal acquisition, processing and conversion, the paper in the process of data acquisition due to outside interference, resulting in the test results is not accurate enough, in view of the outside interference analysis the influence of the environment, the environment including temperature, pressure, humidity; two is in the environment impact of basis, further experiments are made to verify in different temperature and pressure in this paper, tail gas detection results of different; three is the use of automobile exhaust gas sampling equipment, the tail gas to the instrument, in the process of tail gas by gas chamber, an infrared sensor to generate analog signals. Analog signal is produced directly from the sensor is generally relatively weak, and the interference signal amplification, filtering, must be on them, and effectively eliminate the interference signal; four is used to test vehicle measurement meter fuel consumption, as with the air-fuel calculation comparison standard oil consumption ratio method and fuel consumption models. Instantaneous fuel consumption test can be combined with the volume concentration of four kinds of pollutants are calculated by mass emission rate; five is the calculation of the parameter value, according to the results of detection by the degree of environmental impact, the different kinds of compensation methods, finally get the correct results.Keywords: Design of automobile exhaust gas detection system.目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 汽车尾气的危害11.2 影响排放污染物的主要因素21.2.1 汽车发动机自身内部因素的影响21.2.2 环境因素对检测结果的影响51.3 研究的目的与意义61.4 国内外研究现状61.4.1 国外研究现状61.4.2 国内研究现状71.5 论文研究的主要内容7第2章 中国典型城市在用汽车使用状况分析92.1 中国汽车增长状况92.2 典型城市汽车保有量及其构成102.3 典型城市的汽车类型分布状况132.4 典型城市汽车使用状况研究15第3章 汽车尾气检测系统理论模型173.1 尾气质量排放计算原理173.2 系统理论模型18第4章 汽车尾气检测系统的设计204.1 试验系统的工作原理204.2 汽车尾气检测系统的介绍214.3 系统硬件设计214.3.1 废气分析仪的选择214.3.2 传感器的选用244.4 底盘测功机274.5 系统软件设计304.5.1 红外传感器数据的采集304.5.2 软件的控制部分30第5章 系统测量误差分析325.1 测量误差的概念325.1.1 测量误差的定义325.1.2 测量误差的分类325.1.3 测量误差的来源325.2 测量误差的方法34结 论35致 谢36参考文献37附 录 A39附 录 B45 IV千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行第1章 绪论1.1 汽车尾气的危害随着我国改革开放事业的深入发展和作为我国国民经济支柱产业的汽车工业的崛起以及人们生活水平的不断提高，汽车越来越多地进入百姓的中间。汽车的发展在给人民经济活动和日常生活提供方便的同时，也带来了严重的环境污染。1995年全国机动车排放C0总量达到2200万吨：NOx排放总量超过140万吨，而且大部分集中在城市区域。与国外城市相比，90年代东京拥有机动车约400万辆，而CO和NOx排放基本稳定在10万吨和5万吨左右。1995年北京的汽车保有量仅为100万辆，而CO和NO，的排放量却分别超过了100万吨和1 0万吨，远远高于东京。近10年我国生产的汽车的排放污染虽有所改善，但与发达国家相比差距仍然很大。随着城市建设速度加快，高楼林立，更加不利于空气的扩散，使汽车排放加大了空气污染程度，并逐步成为城市大气的主要污染源之一。1998年世界卫生组织列出的“世界十大污染严重城市”中，我国就占了7个。与国外相比，这些城市的汽车保有量不大，但城市中CO、HC和N0x对大气污染的分摊率却达到了发达国家水平。汽车排放的污染物对人体健康和生态环境造成了很大的影响，特别是儿童、老人、孕妇以及心脏病和肺病患者，更容易受到伤害。另外，空气污染还会损害生态环境，污染河流湖泊，危及野生动植物的生存。目前，对汽车排放污染物的控制主要是设法减少CO、HC和NOx，它们是造成大气污染的主要原因，也是汽车尾气中对人体构成危害的主要物质。在汽车排出的尾气中浓度最大有害气体是CO，而现代城市空气污染中80%左右的CO来自于汽车排放。CO是无色、无味的窒息性易燃有毒气体。它与血红素的亲和力比氧气与血红素的亲和力要大210多倍，而血红素担负着向人体器官和组织输送氧气的重任。因此，CO侵入体内便会很快与血液中的血红素相结合而成为羧基血红(Carboxyhem0910bin，简写为COHb)，使血液的输氧能力降低而引起缺氧。这对心脏病和呼吸系统疾病患者特别有害。即使健康的人吸入一定量的C0后会也会产生中毒，出现反应迟钝、恶心、头晕、疲劳等症状，严重时会使人窒息死亡。排放汽车的碳氢化合物来自三种排放源。对一般汽油发动机来说，约60的碳氢化合物来自内燃机废气排放，2025来自曲轴箱的泄漏，其余的1 520