GB T 8190.9-2010 往复式内燃机 排放测量 第9部分：压燃式发动机瞬态工况排气烟度的试验台测量用试验循环和测试规程.pdf

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1、ICS 27.020 J 90 道昌中华人民=lI工/、不日国国家标准GB/T 8190.9-201 O/ISO 8178-9: 2000 往复式内燃机排放测量第9部分:压燃式发动机瞬态工况排气烟度的试验台测量用试验循环和测试规程Reciprocating internal combustion engines- Exbaust emission measurement-Part 9: Test cycles and test procedures for test-bed measurement of exbaust gas smoke emissions from compression

2、ignition engines operating under transient conditions (ISO 8178-9: 2000 , IDT) 2010-11-10发布量生在马!坊fJJ中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2011-03-01实施发布GB/T 8190.9-201 O/ISO 8178-9: 2000 目次前言.1 引言.II I 范围-2 规范性引用文件.3 术语和定义.6.2 4 符号和单位35 试验条件.46 试验燃料7 测量设备和精度8 消光烟度计的标定9 试验运行810 数据评定和计算811 烟度测定附录A(规范性附录)非道路用

3、变速运行发动机的试验循环.附录B(规范性附录)非道路用恒速运行发动机的试验循环20附录c(资料性附录)关于试验循环的注意事项M附录D(资料性附录)计算程序示例.25附录E(规范性附录)船舶推进发动机的试验循环.35 附录F(规范性附录)变速运行F类发动机(机车牵引)的试验循环. . . . . 39 参考文献.42 GB/T 8190.9-2010/ISO 8178-9:2000 目。吕GB/T 8190(往复式内燃机排放测量分为11个部分:第1部分:气体和颗粒排放物的试验台测量;第2部分:气体和颗粒排放物的现场测量;一一第3部分:稳态工况排气烟度的定义和测量方法;第4部分:不同用途发动机的稳

4、态试验循环;第5部分:试验燃料;第6部分:测量结果和试验报告;第7部分:发动机系族的确定;一一第8部分:发动机系组的确定;一一第9部分:压燃式发动机瞬态工况排气烟度的试验台测量用试验循环和测试规程;第10部分:压燃式发动机瞬态工况排气烟度的现场测量用试验循环和测试规程;-一第11部分:非道路移动机械用发动机瞬态工况下气体和颗粒排放物的试验台测量。本部分是GB/T8190的第9部分。本部分等同采用IS08178-9: 2000/ Amd1: 2004(往复式内燃机排放测量第9部分:压燃式发动机瞬态工况排气烟度的试验台测量用试验循环和测试规程)(英文版)。本部分等同翻译IS08178-9 : 20

5、00/ Amd1 : 2004。为便于使用，本部分做了如下编辑性修改:一一本国际标准一词改为本部分;一一删除了国际标准的前言;用小数点本部分对I巴SO8归17咔8-9弘:20OO中采用的其他国际标准，凡已被采用为我国标准的，用我国标准代替相应的国际标准;未被采用为我国标准的，仍直接采用国际标准。本部分的附录A、附录B、附录E和附录F为规范性附录，附录C和附录D为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国内燃机标准化技术委员会(SAC/TC177)归口。本部分起草单位:上海内燃机研究所、广西玉柴机器股份有限公司、上海柴油机股份有限公司、常州出入境检验检疫局。本部分主要起草人:陈云清

6、、林铁坚、计维斌、邹强、岳晓平、瞿俊鸣、庄国钢、陆寿域、谢亚平、宋国蝉。I GB/T 8190.9-20 1 O/ISO 8178-9:2000 引目前世界上存在许多不同的烟度测量规程。有些烟度测量规程是为试验台测试设计的，用以认证或型式认证;另一些是为现场试验而设计的，用于监测和维修检测。不同的烟度测量规程并存能满足各种管理机构和工业部门的要求。烟度测量采用的两种典型方法是滤纸式烟度计法和消光烟度计法。GB/T 8190的本部分尽最大可能融合了现存烟度测量规程的主要技术特点。GB/T8190的第4部分规定了若干种确定非道路用发动机气体和颗粒排放的试验循环。GB/T8190第4部分中的试验循环

7、是针对各类非道路机械的不同工作特征而设计的。同样，不同的烟度试验循环适用于不同类型的非道路用发动机和机械。在GB/T8190.4中，允许用不同的稳态工况来表征和控制非道路用发动机的气体和颗粒排放。为了正确表征和控制各种用途发动机的烟度排放，需要采用瞬态试验循环。GB/T 8190的本部分用于压燃式发动机的烟度测量。本部分适用于转速或负荷或两者同时随时间变化的在瞬态工况下运行的发动机。应指出的是，保养完好的典型自然吸气发动机瞬态工况下的排气烟度通常与其稳态工况下的排气烟度相同。只有消光烟度计可以用于GB/T8190本部分规定的烟度测量，允许使用全流式或部分流式消光烟度计，本部分考虑了这两种类型消

8、光烟度计响应时间的差异，但未考虑取样区温度不同而引起的任何差异。E 附录E规定的试验循环代表了GB/T8190.4中E1、E2、E3和E5循环所述用途的发动机。附录F规定的试验循环代表了GB/T8190.4中F循环所述用途的发动机。GB/T 8190.9-2010/ISO 8178-9:2000 1 范围往复式内燃机排放测量第9部分:压燃式发动机瞬态工况排气烟度的试验台测量用试验循环和测试规程GB/T 8190的本部分规定了在试验台上评定压燃式发动机排气烟度的试验循环和测试规程。对于瞬态烟度试验循环应使用按消光原理工作的烟度计测量烟度。本部分旨在规定烟度试验循环以及测量和分析烟度的方法。采用消

9、光原理测量烟度的详细规定可参见1SO11614: 1999。本部分第1章第11章规定的试验规程和测量方法适用于往复式内燃机。但每种用途的发动机只能使用本部分规定的一种试验循环进行评定。附录A、附录B、附录E和附录F各包含一种只适合于该附录范围所列特定用途的发动机。附录中规定的烟度试验循环亦可用于GB/T8190. 4-2010指定的发动机和机械类型。对于某些非道路用发动机，必需进行现场烟度试验而不必进行试验台烟度试验。对于有附加要求(如职业健康和安全法规)的机械所用发动机，可能需要附加试验条件和专用评价方法。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T8190的本部分的引用而成为本部分的条款

10、。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB/T 2820.1往复式内燃机驱动的交流发电机组第1部分:用途、定额和性能CGB/T 2820. 1-2009 ,1SO 8528-1: 2008 , IDT) GB/T 2820.5 往复式内燃机驱动的交流发电机组第5部分:发电机组CGB/T2820.5一2009，1SO 8528-5: 2005 , IDT) GB/T 6072.3往复式内燃机性能第3部分:试验测量CGB/T 6072

11、. 3-2008 , 1SO 3046-3: 2006 ,IDT) GB/T 8190.1-2010 往复式内燃机排放测量第1部分:气体和颗粒排放物的试验台测量。SO8178-1: 2006 , IDT) GB/T 8190.4-2010往复式内燃机排放测量第4部分:不同用途发动机的稳态试验循环CISO 8178-4:2007 ,IDT) GB/T 8190.5往复式内燃机排放测量第5部分:试验燃料CGB/T8190.5一2005，1SO8178-5 :1 997 ,IDT) GB/T 8190.6 往复式内燃机排放测量第6部分:测量结果和试验报告CGB/T 8190. 6一2006 ,1SO

12、 8178-6: 2000 , IDT) GB/T 8190.7-2003往复式内燃机排放测量第7部分:发动机系族的确定CISO8178-7: 1996 , IDT) GB/T 8190.8往复式内燃机排放测量第8部分:发动机系组的确定CGB/T8190. 8-2003 , 1SO 8178-8 :1 996 ,IDT) 1SO 11614: 1999 往复压燃式发动机不透光测量仪器和排气光吸收系数的确定1 GB/T 8190.9-2010/ISO 8178-9:2000 3 术语和定义3.1 3.2 下列术语和定义适用于GB/T8190的本部分。排烟exhaust gas smoke 由燃烧

13、或热解产生的悬浮在排气中的可见固体和/或液体颗粒。注:黑烟(碳烟)主要由碳粒组成;蓝烟通常是由燃料或润滑油不完全燃烧产生的液滴形成的;白烟通常是由凝结水和/或液体燃油形成的;黄烟则由NO，形成。适光度transmittance 光源射出的光线经过一段被烟气遮挡的通道后到达观察者或光检测器的那部分光线，用百分数表示。3.3 消光度opacity N 光洒、射出的光线经过一段被烟气遮挡的通道后未能到达观察者或光检测器的那部分光线，用百分数表示。注:N=100-r. 3.4 光通道长度3.4. 1 光通道有效长度effective optical path length LA 光源与光检测器之间被烟

14、气遮挡的光通道长度，用m表示，该长度需要对由密度梯度和边缘效应引起的不均匀性进行修正。注2光源到光检测器的总光通道长度中未被烟气遮挡的那部分光通道长度不计入光通道有效长度。3.4.2 3.5 3.6 2 标准光通道有效长度standard effective optical path length LAS 用于确保与规定消光度值进行有效比较的测量值。注:确定LAS值见10.1.4.光吸收系数light absorption coefficient k 度量烟柱或含烟样气遮挡光线能力的基本单位。注:通常，光吸收系数用米的倒数(m-1)表示。光吸收系数是单位容积气体所含烟颗粒数、烟颗粒尺寸分布以及

15、颗粒光吸收和光分散特性的函数。在没有蓝烟、自烟、黄烟或灰尘的情况下，所有柴油机排气样气的碳颗粒尺寸分布和光吸收/分散特性是相同的，所以光吸收系数主要是烟颗粒密度的函数。比尔-朗伯特定律Beer-Lambert law 描述光吸收系数(川、烟度参数透光度()和光通道有效长度LA之间物理关系的数学公式。注:由于不能直接测量光吸收系数(的，所以在已知消光度(N)或透光度(和光通道有效长度LA时，可以用比尔-GB/T 8190.9-2010/ISO 8178-9:2000 朗伯特定律计算光吸收系数(k)，见式(1)和式(2): k-1./T = -on.一.LA飞100/. ( 1 ) N-m n -

16、vH 一一k . ( 2 ) 3. 7 消光烟度计opacimeter 利用透光度法测量烟气特性的仪器。3. 7. 1 全流式消光烟度计full-flow opacimeter 所有排气都通过烟气测量室的仪器。3.7. 1. 1 管端型全流式消光烟度计full-flow end-of-Iine opacimeter 在排气管出口处测量全部排烟消光度的仪器。注:这种消光烟度计的光源和光检测器位于靠近排气管开口端的烟气两侧。使用这种烟度计时，光通道有效长度由排气管结构决定。3.7.1.2 管内型全流式消光烟度计full-flow in-Iine opacimeter 在排气管内测量全部排烟消光度的

17、仪器。注z这种消光烟度计的光源和光检测器位于烟气两侧，并靠近排气管外壁。使用这种烟度计时，光通道有效长度由测量仪器决定。3.7.2 部分流式消光烟度计partial-flow opacimeter 从总排气流中采集一部分具有代表性的气样使之通过测量室的仪器。注:这种消光烟度计的光透道有效长度是其设计结构的函数。3.7.3 消光烟度计晌应时间3.7.3.1 消光烟度计物理晌应时间opacimeter physical response time t p 在小于0.01s的时间内改变所测排气的光吸收系数时，原始走信号达到满量程10%和满量程90%的时间差。注:部分流式消光烟度计的物理响应时间取决于

18、取样探头和输送管。关于物理响应时间的更多信息见ISO11614: 1999中8.2.1和11.7.2的规定。3.7.3.2 消光烟度计电路晌应时间opacimeter electrical response time te 在小于0.01s的时间内，当光源被遮挡或完全熄灭时，仪器记录器输出信号或显示器达到满刻度10%和满刻度90%的时间差。注:有关电路响应时间的更多信息见ISO11614: 1999中6.2.6.2的规定。4 符号和单位见表103 GB/T 8190.9-2010/ISO 8178-9:2000 表1GB/T 8190本部分所用的符号和单位符号术语单位B 贝赛尔功能常数1 C

19、贝赛尔功能常数1 D 贝赛尔功能常数1 E 贝赛尔常数1 J. 大气系数1 J, 贝赛尔滤波器截止频率S-l k 光吸收系数m-1 kro 经环境修正的光吸收系数m-1 kobs 实测光吸收系数口1一1K 贝赛尔常数1 K, 烟度的环境修正系数1 一LA 光通道有效长度m LAS 标准光通道有效长度m N 消光度% NA 光通道有效长度的消光度% NAS 标准光通道有效长度的消光度% Pm, 平均有效压力kPa 户，干空气压力kPa P 发动机功率kW S; 瞬态烟度值m-1或%tAve:r 总响应时间s t. 1肖光计电路响应时间s tF 贝赛尔功能的滤波器响应时间5 tp 消光炯度计物理响

20、应时间s 一二一t 相邻烟度数据之间的时间(-1/采样速率)s T. 发动机进气温度K X 预定的总响应时间s Yi 贝赛尔平均烟度值m-1或%P 干空气密度kg/m3 透光度% 。贝赛尔常数1 5 试验条件5. 1 试验的环境条件5. 1. 1 试验状态参数应测量发动机以K计的进气绝对温度T.和以kPa计的干空气压力，由公式(3)到公式(5)确定大气系数f.o4 自然吸气和机械增压压燃式发动机及废气旁通阀作用的压燃式发动机:f. = (叭x(主)0.7 飞P./飞298/.( 3 ) 注2式(3)也适用于废气旁通阀只在试验循环段起作用的情况。若废气旁通阀在试验循环的任何时间段都不起作GB/T

21、 8190.9-201 O/ISO 8178-9: 2000 用，则应根据进气冷却的方式选用公式(的或公式(5)。不带增压空气冷却器或带空/空增压空气冷却器的涡轮增压压燃式发动机:=(旦)0.7 X (28) 1. 2 户sJ , 298 带水/空空气冷却器的涡轮增压压燃式发动机:f. = (去)0.7 X (朵)0.7 5.1.2 试验有效性判定一一试验条件大气系数f.应在如下范围内方可认为试验有效:0.93f. 1. 07 注:推荐在f.为0.96到1.06之间的条件下进行试验。附加有效性判定按7.3.2.3和A.3. 2. 2的规定。5.2 功率试验时，应拆除安装在发动机上的仅为配套机械

22、工作所需的辅助设备。诸如:一一制动用空气压缩机;动力转向泵;一一空调压缩机;一一液压驱动泵。详见GB/T8190. 1-2010中的5.3。5.3 发动机进气系统. ( 4 ) . ( 5 ) ( 6 ) 试验发动机所装进气系统，在使用清洁空气滤清器和发动机按相应用途的最大空气流量运行时，其进气阻力应在制造厂规定的上限值土10%以内。5.4 发动机排气系统试验发动机所装排气系统，在发动机按相应用途的最大标定功率运行时，其排气背压应在制造厂规定的上限值士10%以内。试验时可以带消声器，这将减少影响烟度测量的排气脉冲。因此采用消声器能使试验台烟度测量与现场烟度试验的相关性更好。消声器的结构(即容积

23、)应代表试验发动机实际使用时的典型结构。5.5 冷却系统发动机所使用的冷却系统应具有足够冷却能力，以保证发动机在制造厂规定的正常工作温度范围内运转。5.6 润滑油应记录试验所用润滑油的规格，并写入试验报告内。5. 7 带增压空气冷却的发动机应记录冷却介质温度和增压空气温度。冷却系统应在制造厂规定的发动机转速和负荷下进行调整。进气温度和冷却器压力降应分别保持在制造厂规定值士4K和士2kPa以内。5.8 试验燃料温度试验燃料温度应符合制造厂的推荐值。若制造厂没有规定燃料温度，则燃料温度应为311K士5 Ko除使用重泊的情况外，制造厂的规定温度应不大于316K。除非制造厂另有规定，燃料温度应在喷油泵

24、人口处测量，并应记录测量位置。6 试验燃料燃料特性会影响发动机的烟气排放。因此，应测定和记录试验燃料的特性，并写入试验结果报告。5 GB/T 8190.9-2010/ISO 8178-9:2000 若使用GB/T8190.5指定的燃料作为基准燃料，则应提供基准燃料的代号和分析。若使用其他燃料，则要记录GB/T8190. 5相应数据表中所列的特性。应根据试验目的选择试验燃料。除非经有关各方同意，燃料应按表2选定。在没有合适基准燃料的情况下，可使用性能非常接近于基准燃料的替代燃料。替代燃料的特性应予以说明。表2燃料选择试验目的有关方燃料选择定型试验(认证)认证机构基准燃料，如巳指定。制造厂或供应商

25、商用燃料，如未指定基准燃料验收试验制造厂或供应商按制造厂规定的商用燃料a用户或检验员一个或几个:要适合试验的目的研究/开发一制造厂;一研究机构;一燃料和润滑油供应商等a用户和检验员应注意，使用商用燃料进行排放试验不一定符合使用基准燃料时的规定限值。验收试验所用燃料的规格应在发动机制造厂技术文件的许用范围内。7 测量设备和精度7. 1 通则发动机在测功器上进行烟度试验时应使用下列设备。GB/T8190的本部分未包括压力和温度测量装置的详细内容，只在7.4中给出了进行烟度试验时所必需的这些装置的精度要求。7.2 测功器技术规格所用发动机测功器的特性应能进行附录A、附录B、附录E和附录F所述的试验循

26、环。试验循环的线性度要求只适用于使用电力视i功器进行的试验。测量扭矩和转速的仪器应使运行试验循环所帘的测量精度保持在附录A、附录B、附录E和附录F规定的限值范围以内。转速和扭矩的取样频率至少应为1 Hz。测量设备的精度应不超过表3中给出的最大允许偏差。可以用能满足上述要求的其他发动机驱动设备来代替测功器。7.3 烟度测量仪器7.3.1 基本要求瞬态烟度试验应使用消光型烟度计。允许使用的消光烟度计有三种类型:管内型全流式消光烟度计、管端型全流式消光烟度计和部分流式消光烟度计。这三种消光烟度计的技术规格见GB/T8190本部分的第11章以及ISO11614:1999的第6章和第7章。温度修正对瞬态

27、烟度的有效性尚未得到确认，因此，GB/T8190的本部分未包括烟度测量结果的温度修正。表3发动机有关参数测量仪器的允许偏差允许偏差标定间隔期/测量参数(基于发动机最大值的百分数)按GB/T6072.3的规定月发动机转速土2%3 扭矩土2%或土5N. m 3 功率土3%不要求a取较大者。6 GB/T 8190.9-2010/1808178-9:2000 7.3.2 消光烟度计的技术规格7.3.2.1 通则烟度试验所用的烟度测量和数据处理系统应包括三个功能单元。这三个单元既可以是组合为一体的组件，也可以是由各单元相互连接而成的系统。这三个功能单元是:一一满足本章要求的全流式或部分流式消光烟度计。详

28、细技术规格见第11章和ISO11614:1999; 能执行10.2、10.3和附录D所述功能的数据处理单元;记录和输出附录A、附录B、附录E和附录F规定烟度值的打印机和/或电子存储单元。7.3.2.2 线性度线性度是指烟度计测量值与标定装置的基准值之差。线性度应不超过2%消光度。7.3.2.3 零点漂移1 h内或整个烟度测量试验期间(取其中时间较小者)的零点漂移应不超过1%消光度。7.3.2.4 消光烟度计的显示及其范围为同时显示消光度和光吸收系数，消光烟度计应具有能准确测量被试发动机烟度的测量范围;其分辨率至少应为满刻度的0.1%。烟度计所选的光通道长度应与被测烟度水平相适应，使标定、测量和

29、计算的误差减至最小。7.3.2.5 仪器晌应时间消光烟度计的物理响应时间应不超过0.2s，电路响应时间应不超过O.05 s 0 7.3.2.6 部分流式消光烟度计的取样要求取样条件应符合11.3的要求。7.3.2.7 光源光源应符合11.2和11.3的要求。7.3.2.8 中密度滤光片标定和检查消光烟度计所用中密度滤光片的读值应精确到士1%消光度，滤光片标称值应至少每年检查一次，其标定应可追溯至国家标准或国际标准。注:中密度滤光片是精密装置，使用时容易损坏，应尽可能减少操作次数，必需时，应小心使用以避免弄脏或擦伤。7.4 精度所有测量仪器的标定都应可追溯至国际标准或国家标准(元国际标准时)，并

30、应符合表3的要求。8 消光烟度计的标定8. 1 通则消光烟度计应经常标定，以满足GB/T8190本部分的精度要求。标定方法应按8.2的规定。8.2 标定程序8.2. 1 预热应按制造厂的建议预热消光烟度计使之达到稳定状态。如消光烟度计装有防止光学器件免受碳烟污染的吹气系统，应激活该系统并按制造厂建议进行调整。8.2.2 线性度晌应确定在消光烟度计的消光度读数模式下，将光束元遮挡时，读数调整到0%士1%消光度。在消光烟度计的消光度读数模式下，遮挡所有光线使之不到达光检测器，读数调整到100%士1%消光度。采用消光度读数模式时，应按制造厂推荐定期校验消光烟度计的线性度。将一片符合7.3.2.8的要

31、求并且消光度在30%到60%之间的中密度滤光片插入消光烟度计，记录读数值。仪器读数与中密度滤光片的消光度标称值之差应不大于士2%。试验前应对线性度超过上述规定值的消光计进行修正。7 G/T 8190.9-20 1 O/ISO 8178-9:2000 9 试验运行9.1 安装测量仪器应按照仪器制造厂规定的程序将消光烟度计和取样探头安装在消声器或任何后处理装置的后面。并应符合ISO11614: 1999第10章的要求。9.2 校验消光烟度计校验零点和满刻度前，应按制造厂推荐预热消光烟度计使之达到稳定状态。若消光烟度计装有防止光学器件免受碳烟污染的吹气系统，应激活该系统并按制造厂推荐进行调整。应在消

32、光度读数模式下校验零点和满刻度，因为消光度刻度提供了两个确定的标定点0%消光度和100%消光度。然后，根据实测的消光度和仪器制造厂提供的LA正确计算出光吸收系数，这时仪器返回至h读数模式。光束元遮挡的情况下，将读数调整到0%士1%消光度。在所有光线被遮挡而不到达光检测器时，将读数调整到100%:f:l%消光度。9.3 试验循环发动机在考虑附录C指出的情况下，按附录A、附录B、附录E和附录F中规定的试验循环运转。9.4 光通道有效长度(LA)的确定光源到光检测器通道长度中未被烟气遮挡的那部分光通道长度不计人光通道有效长度。如果烟度计光束离排气出口很近(在0.07m内)，则通过消光烟度计的烟柱横截

33、面实质上与沿光束轴线方向的排气管出口尺寸相同。通常，可以通过直接测量排气管出口尺寸来确定光通道有效长度。为了获得准确到士2%消光度的烟度修正结果，应以士6%的准确度来确定LA(消光度的最大误差出现在约60%消光度处，在较小和较大消光度时，允许以稍低的准确度来确定LA)。对于最小的标准光通道有效长度(0.038 m)，准确度为土6%时LA等于0.002mo 对于许多发动机来说，特别是现场试验时，通常很难接近和直接测量排气管出口。因此，如发动机制造厂无异议，可以用长度为3倍至最大30倍管径的套管来延长排气管。这种情况下，需要使接头处保持适当的密封，以避免空气稀释排气。对于许多常用的排气管结构，由较

34、易测量的排气系统外形尺寸来确定LA可以达到足够的准确度。10 数据评定和计算10. 1 数据评定10. 1. 1 消光烟度计的一般要求烟度取样频率最小应为20Hz。报告烟度值应采用消光度(N)或光吸收系数(k)。应根据需要将测得的烟度值(透光度)换成相应的烟度单位，并按光通道长度修正烟度测量值(见10.1. 2、10.1.3和10.1.的。若需要，对光吸收系数进行空气密度修正(见10.3)。然后按10.2和附录D规定用贝赛尔算法对烟度数据进行处理。取样管长度应不影响烟度迹线产生(见11.3)。但是，即使取样管长度不影响烟度迹线的形状，它可能会引起烟度产生时间与测量时间之间的延迟。烟度迹线分析应

35、考虑到与排气系统内烟气输送相关的任何延迟。烟度值计算按附录A的规定。10. 1. 2 比尔-朗伯特关系式8 比尔朗伯特定律规定了透光度、光吸收系数和光通道有效长度LA之间的关系，见公式(7)。I_ = p-kLA 100 -根据透光度和消光度的定义，两者的关系可用公式(8)表示。. ( 7 ) GB/T 8190.9-2010/ISO 8178-9 :2000 N=100-r 由公式(7)和(8)可得出关系式(9)和(10): 10. 1. 3 数据换算N As =100X 1一(1-25)k=一去Xl咛-35). ( 8 ) . ( 9 ) ( 10 ) 将实测烟度值换算成相应的报告烟度单位

36、分两步进行。由于所有消光烟度计的基本测量单位都是透光度，所以第一步是用公式(8)将透光度(转换成测量用光通道有效长度下的消光度(NA)。对于大多数消光烟度计，这一步是在其内部进行的，用户看不到。第二步是将NA换算成报告所需单位:若试验结果以消光度为单位，应利用公式(9)将测量用光通道有效长度下的消光度(NA)换算成标准光通道有效长度下的消光度(NAS)。注z测量用光通道有效长度和标准光通道有效长度相同时，NAS等于NA，不需要进行第二步换算。若试验结果以光吸收系数为单位，应利用公式(10)进行换算。10. 1. 4 光逼道有效长度输入值运用公式(10)时，需要用测量用光通道有效长度LA。运用公

37、式(9)时，需要同时用到LA和标准光通道有效长度LAS0 对于管端型全流式消光烟度计，LA为发动机排气管结构的函数。对于圆形横截面的直排气管，LA等于排气管内径。对于部分流式(取样)消光烟度计和管内型全流式消光烟度计，LA是仪器测量室和吹气系统结构的固定函数。使用这种类型烟度计时，应采用仪器制造厂提供的技术规格数据来确定相应的LA值。通常，LA需要精确到0.002m以内，以保证所得修正烟度值的准确度在2%消光度以内。消光度读数取决于仪器的光通道有效长度。由于限值都是以消光度百分数为单位的，因此必须以限值适用的标准光通道有效长度来表示。为进行有效的烟度数据比较，应按表4规定的标准光通道有效长度(

38、LAS)报告排烟消光度结果。但可以在非标准光通道有效长度下测量排烟的消光度。使用表4时不需要测量发动机功率。发动机功率可由发动机标签、用户手册或由发动机认证或型式认证的资料中获知。在发动机功率不确定的情况下，不能评定发动机是否符合以百分数表示的消光度限值。表4标准光通道有效长度发动机功率标准光通道有效长度P/ LAS / kW 口1P0.01，不满足迭代判据，应进行下一步迭代循环。由fc和A按下式计算下一步迭代的截止频率=fc.new = fc X (1十，1)fc.new = 0.318 161 X (1 + 0.088 834) = 0.346 425 Hz 用该截止频率从第2步开始进行第

39、二次迭代循环。迭代必须重复进行直到满足迭代判据为止。表D.2给出了第一次和第二次迭代的结果。表D.2第一次和第二次迭代结果参数单位第一次迭代第二次迭代f , Hz O. 318 161 0.346 425 E 1 7.080 29 X 10-5 8.383 292 X 10寸K 1 0.970 781 0.968 199 tl0 5 0.200 933 O. 184 259 t90 s 1. 276 071 1. 178 348 tF.iter 5 1. 075 138 0.994 090 A 1 0.088 834 0.006 754 !c.new Hz O. 346 425 O. 348

40、765 D.3.8 第7步:最终的贝赛尔算法当满足迭代判据时，按第2步计算最终的贝赛尔常数和最终的贝赛尔算法。在本示例中，第二次迭代后已满足迭代判据(，1=0.0067540.01)。然后，用最终算法确定平均烟度值(见D.4)。Y; =Y i-十EX (5; + 2 X 5i- + 5H - 4Y H) + K X (Y i- - Y H) Y; =Y i- + 8.383 292 X 10 X (5;十2X 5;_1 +5H -4 XY;-2)+0. 968199 X (Y;-I -YH) D.4 烟度值计算D. 4.1 通则在以下示例中，给出了按10.2.3确定PSV最终烟度值的一般规程。

41、在这种情况下，应采用按D.3设计的贝赛尔滤波器，它适用于按10.1. 2的公式(10)由原始消光度信号换算的光吸收系数是。如果用消光度报告试验结果，则可以将相同的滤披器算法直接用于原始消光度信号。LSV的计算规程与之完全相同。30 GB/T 8190.9-2010/ISO 8178-9:2000 图D.3所示为一次加速过程的实测原始消光度信号N以及未滤波的和滤波后的光吸收系数走的迹线。图中还指出了滤波后h的迹线的最大值Y叩ax(峰值)。表D.3和表D.4相应列出了序号t、时间(采样速率150Hz)、原始消光度、未滤波h和滤波后是的数值。滤波是利用按D.3设计的贝赛尔算法的常数进行了。由于有大量

42、数据，表中仅列出了烟度迹线开始段和峰值段的数值。E己电Hm累0.8 0.4 0.6 0.2 消光度N未滤波的烟度k滤波后的;烟度k一-30 25 20 15 10 5 这hRM咱祺亵。11 10 9 8 7 6 U 4 3 2 。时间/s实测消光度N及以k表示的未滤波烟度和滤波后烟度的迹线加载开始时的消光度值N、未滤波k值和滤波后的k值序号时间/1内光度术滤波h值/滤波后的k值/z s N/% m-1 m-1 一20.000000 0.000 000 0.000000 0.000000 一10.000000 0.000 000 0.000 000 0.000000 。0.000 000 0.0

43、00 000 0.000000 0.000000 1 0.006 667 0.020 000 0.000 465 0.000 000 2 0.013 333 0.020 000 0.000 465 0.000 000 3 0.020 000 0.020 000 0.000 465 0.000 000 4 0.026 667 0.020 000 0.000 465 0.000 001 5 0.033 333 0.020 000 0.000 465 0.000 002 6 0.040 000 0.020 000 0.000 465 0.000 002 7 0.046 667 0.020 000 0

44、.000 465 0.000 003 8 0.053 333 0.020 000 0.000 465 0.000 004 9 0.060 000 0.020 000 0.000 465 0.000 005 31 圄D.3表D.3GB/T 8190.9-20 1 O/ISO 8178-9:2000 表D.3(续)序号时间/消光度未滤波h值/泼、波后的h值/Z S N/o m-1 1-1 10 0.066 667 0.020 000 0.000 465 0.000 006 11 0.073 333 0.020 000 0.000 465 0.000 008 12 0.080 000 0.020 0

45、00 0.000 465 0.000 009 13 0.086 667 0.020 000 0.000 465 0.000 011 14 0.093 333 0.020 000 0.000 465 0.000 013 15 O. 100 000 O. 192 000 0.004 469 0.000 015 16 O. 106 667 0.212 000 0.004 935 0.000 018 17 0.113 333 O. 212 000 0.004 935 0.000 023 18 0.120 000 0.212 000 0.004 935 0.000 029 19 O. 126 667 0

46、.343 000 0.007 990 0.000 037 20 O. 133 333 0.566 000 0.013 200 0.000 047 21 O. 140 000 0.889 000 0.020 767 0.000 062 22 0.146 667 O. 929 000 0.021 706 0.000 083 23 0.153 333 0.929 000 0.021 706 0.000 110 24 0.160 000 1. 263 000 0.029 559 O. 000 144 25 0.166 667 1. 455 000 0.034 086 0.000 187 26 0.17

47、3333 1. 697 000 0.039 804 0.000 240 27 O. 180 000 2.030 000 0.047695 0.000 305 28 O. 186 667 2.081 000 0.048 906 0.000 383 29 0.193 333 2.081 000 0.048 906 0.000475 30 0.200000 2.424 000 0.057 067 0.000 580 31 0.206 667 2.475 000 0.058 282 0.000 701 32 0.213 333 2.475 000 0.058 282 0.000 837 33 0.220 000 2.808 000 0.066 237 0.000 989 34 0.226 667 3.010 000 0.071 075 0.001 158 35 0.233 333 3. 253 000 0.076 909 0.001 345 36 0.240 000 3.606 000 0.085 410 0.001 551 37 0.246 667 3.960 000 0.093 966 0.001 780 38 0.253 333 4.455 000