壓燃式發(fā)動機(jī)汽車排氣光吸收系數(shù)檢驗不確定度評定方法探究

戴曉鋒（揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，揚州225127，中國）

壓燃式發(fā)動機(jī)汽車排氣光吸收系數(shù)檢驗不確定度評定方法探究

戴曉鋒
（揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，揚州225127，中國）

檢驗檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)需要建立和保持應(yīng)用評定測量不確定度的程序。當(dāng)不確定度與檢測結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)，或客戶的指令中有要求，或當(dāng)對測量結(jié)果依據(jù)規(guī)范的限制進(jìn)行符合性判定時，需要提供有關(guān)不確定度的信息。本文通過分析影響柴油車排氣光吸收系數(shù)的因素，探究排氣光吸收系數(shù)檢驗不確定度評定的方法。

壓燃式發(fā)動機(jī)；排氣光吸收系數(shù)；不確定度評定；方法探究

1 簡介

檢驗結(jié)果的不確定度評定在檢驗報告合格判定中的應(yīng)用越來越廣泛，同時在檢驗檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定評審和檢驗檢測機(jī)構(gòu)間比對中也有重要作用。壓燃式發(fā)動機(jī)汽車排氣光吸收系數(shù)是衡量壓燃式發(fā)動機(jī)汽車環(huán)保性能的重要指標(biāo)，是汽車尾氣排放檢測必檢的項目，研究壓燃式發(fā)動機(jī)汽車排氣光吸收系數(shù)檢驗不確定度評定，對提高排氣光吸收系數(shù)檢驗質(zhì)量、增強(qiáng)檢驗結(jié)果的可信度，保障檢驗檢測機(jī)構(gòu)比對結(jié)果評價正確性有重要意義。

本次檢驗按GB 3847-2005《車用壓燃式發(fā)動機(jī)和壓燃式發(fā)動機(jī)汽車排氣煙度排放限值及測量方法》標(biāo)準(zhǔn)的要求對柴油車排氣光吸收系數(shù)進(jìn)行了檢驗，并依據(jù)JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》的要求對檢驗中涉及的方法、儀器設(shè)備、樣品特性等影響因素進(jìn)行了分類，并按照要求對檢驗結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評定和表述。

2測量方法和測量過程

2.1 檢驗依據(jù)

GB 3847-2005《車用壓燃式發(fā)動機(jī)和壓燃式發(fā)動機(jī)汽車排氣煙度排放測量法》。

2.2 測量過程

⑴采用至少三次自由加速過程或其它等效方法對排氣系統(tǒng)進(jìn)行吹拂。

⑵取樣探頭應(yīng)是一根管子，其開口端向前并位于排氣管或其延長管（必要時）的軸線上。探頭應(yīng)位于煙氣分布大致均勻的斷面上，為此，探頭應(yīng)盡可能放置在排氣管的最下游，必要時放在延長管上。設(shè)D為排氣管開口處的直徑，探頭的端部應(yīng)位于直管段，取樣點上游直管長至少為6D，下游直管長至少為3D。如果使用延長管，則接口處不允許有空氣進(jìn)入。將取樣探頭固定于排氣管內(nèi)，并使其中心線與排氣管軸線平行。

⑶進(jìn)行自由加速測量（發(fā)動機(jī)包括所有裝有廢氣渦輪增壓的發(fā)動機(jī)，在每個自由加速循環(huán)的起點均處于怠速狀態(tài)。在1秒內(nèi)，將油門踏板快速、連續(xù)地完全踩到底，使噴油泵在最短時間內(nèi)供給最大油量。

⑷對每一個自由加速測量，在松開油門踏板前，發(fā)動機(jī)必須達(dá)到斷油點轉(zhuǎn)速。對帶自動變速箱的車輛，則應(yīng)達(dá)到制造廠申明的轉(zhuǎn)速（如果沒有該數(shù)據(jù)值，則應(yīng)達(dá)到斷油轉(zhuǎn)速的 2/3）。 關(guān)于這一點，在測量過程中必須進(jìn)行檢查，例如：通過監(jiān)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，或延長油門踏到底后與松開油門前的間隔時間。

⑸計算結(jié)果取最后三次自由加速測量結(jié)果的算術(shù)平均值。

⑹測量完成，將取樣探頭從車輛的排氣管中取出，將測量單元放回清潔處。

2.3檢測設(shè)備

⑴透射式煙度計 規(guī)格型號：NHT-6

測量范圍：

不透光度（N）：0～99.90 %

光吸收系數(shù)（k）：0～16.0 m-1

分辨力：

不透光度（N）：0.1%

光吸收系數(shù)（k）：0.01m-1

檢測精度：

不透光度：±2 %（絕對誤差）

⑵NDF-2標(biāo)準(zhǔn)中型濾光片

3 建立數(shù)學(xué)模型

最后三次自由加速測量結(jié)果，m-1

4 測定結(jié)果不確定度評價

4.1 檢驗結(jié)果不確定主要來源

⑴標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濾光片引入的不確定度；

⑵透射式煙度計示值誤差引入的不確定度；

⑶透射式煙度計分辨力引入的不確定度；

⑷檢驗重復(fù)性不確定度。

4.2濾光片引入的不確定度

4.3透射式煙度計示值誤差引入的不確定度

透射式煙度計檢定證書給出的光吸收系數(shù)示值誤差為0.7%，測量誤差分布屬于矩形（均勻）分布，因此，取

4.4透射式煙度計分辨力引入的不確定度

透射式煙度計顯示儀表的分辯率是0.1 %，其量化誤差以等概率分布（矩形分布）落在寬度為0.05%的區(qū)間內(nèi)。則考慮其引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

由于示值誤差分量包含被檢透射式煙度計分辨力誤差引入的不確定度分量，為避免重復(fù)計算，只計最大影響量Urel（煙度計），舍棄Urel（分辨力）。

4.5測量重復(fù)性不確定度

對某柴油汽車按2.2步驟重復(fù)檢驗6次，結(jié)果見表1

表1 檢驗結(jié)果

具體計算過程：

本次檢驗結(jié)果的平均值：

單次測量的標(biāo)準(zhǔn)差按貝塞爾公式s（x）計算為

同時，檢驗中是取最后3次測量數(shù)據(jù)的平均值作為檢驗結(jié)果。則：U（測量）為

表2 合成不確定度評估

由測量引起的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

4.6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

檢驗重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濾光片的不確定度、透射式煙度計傳遞的不確定度，見表2。

由表2計算得到柴油車排氣煙度（光吸收系數(shù)）相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度U（C）

4.7擴(kuò)展不確定度的評定

擴(kuò)展不確定度的評定根據(jù)中心極限定理，測試結(jié)果近似正態(tài)分布，所以，置信水平時，包含因子則：

5結(jié)果表示

Research on the inspection uncertainty assessment method of exhaust light absorption coefficient of compression ignition engine

DAI Xiaofeng
（Yangzhou Polytechnic Institute，Yangzhou225127，China）

The procedure to estimate the uncertainty of measurement should be established and maintained application by testing institutions according to the need. The information about the uncertainty need to be provided， when the uncertainty is related to the validity or application of the test results， or request is in the customer's instructions， or results of measurement are in conformance test on the basis of the limits of the specification. In this paper， the influencing factors of exhaust light absorption coefficient of diesel vehicles are analyzed to research the inspection uncertainty assessment method of exhaust light absorption coefficient.

Compression ignition engine； exhaust light absorption coefficient； uncertainty assessment； method research