传统分析仪

火焰电离检测器(FID)是一款用工业标准化方法测量发动机碳氢化合物排放的仪器。传统的FID的反应速度在1-2秒钟时间,通常用于测量浓度变化非常慢的"包排放"。

对快速排放物分析仪的需求

在典型的FID反应的1-2秒钟时间内,发动机通常已经运转了若干个循环了。在连续的燃烧循环中,燃烧室里的条件会有很大的不同-特别是在发动机运行条件 变化很快的情况下,比如启动时和加速/加载的瞬时状态时。Cambustion HFR500的反应速度可以达到0.7ms T10-90。这种快速的分辨率可以使HFR500区分临近两个燃烧循环的不同情况,甚至可以解析在同一个排气冲程过程中HC浓度的变化。

快速排放物分析仪的优势

安置在发动机舱内的HFR500采样头

准确的测量排放物可以给提供很多发动机运转时的内部信息,有助于标定工程师对于降低发动机排放的工作。这也有助于在降低后处理费用的同时仍然保证低排放度。

快速FID(有时称为fFID)是一款精密设计和标定的仪器,可以在远高于失火状态下的HC浓度(例如在汽油机中完全化学当量意义上的失火浓度:42,000 ppm C3)时保持线性,记录下这些重要环节中的准确浓度值。

应用

对于所有的汽油机(无论是进气口喷射式还是缸内直喷式)来说,从排放量的方面评估,最有挑战性的运行阶段是冷启动阶段。

由于催化器一开始温度不高,它并不能转换吸收所有的发动机排放物,这些排放物便会从尾管中排放出去。因为在汽油机还比较冷的时候油料的挥发性比较 差,所以在曲柄传动中必须喷入更多的油料(大于燃烧所需的化学当量比例)来达到缸内可燃混合物的浓度。在第一次成功点火的冲程循环中大量的热被迅速释放出 来,这些富余的液态油料就被迅速的挥发。而第二次成功点火循环中的油料很可能就会非常富余,导致排放物中存在高浓度的未被燃烧掉的碳氢化合物。

所具有的可以测量发动机启动时和启动后每一次冲程循环中HC排放的能力可以帮助工程师优化发动机冷启动的标定,在最小化HC排放的同时保证启动的成功率。 

一些代用燃料,比如乙醇(或者汽油和乙醇的混合物)有很不同的挥发特性,因此冷启动需要多次标定。

一旦发动机开始运行,因为进入发动机的空气流变化的比油料快,加速/加载的瞬时状态可导致碳氢化合物形成"峰值"(短暂的高排放期)。传统的分析 仪,因为反应速率只有大约一秒,所以无法解析这个过程,但是HFR500可以捕捉到每个机缸的每个冲程循环中HC排放浓度的数据。

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