实训手册汽油发动机排放检测及废气分析仪的使用 1.docx
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实训手册汽油发动机排放检测及废气分析仪的使用1
深圳高技能人才公共训练基地
ShenzhenPublicTrainingBaseforHi-skilledWorkers
汽车维修行业
汽车维修电工（高级工）
汽车发动机电控模块
《汽油发动机排放检测及废气分析仪的使用》训练任务指导书
QCWXDG-3-1-13
深圳市高技能人才公共实训管理服务中心
2009.12
目录
第一部分基本管理信息3
第二部分训练任务的内容4
第三部分训练任务的实施7
一、目标描述7
二、任务描述8
三、知识准备8
四、训练活动8
五、训练效果评价14
第四部分附录15
一、汽车尾气排放的检测种类15
二、工况法检测15
三、点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）17
四、FGA-4000汽车排气分析仪使用说明20
第五部分参考文献31
汽油发动机排放检测及排气分析仪的使用训练过程考核表32
知识准备（答卷）33
第一部分基本管理信息
基本管理信息
名称
汽油发动机排放检测及排气分析仪的使用
代码
QCWXDG-3-1-13
类型
基础类□专项类√综合类□创新类□
类属于
岗位
汽车维修电工
等级
3级（高级工）
模块
汽车发动机电控模块
项目
汽油发动机排放控制系统检修
版本
V1.0
编制人
项金林
编制时间
2009年11月
所属单位
深圳市高技能人才公共实训管理服务中心
批准人
马阳
学时
1个训练时段
考核方式
考核□考训结合√
评价方式
自我评价√小组评价√老师评价√
适用对象
（1）持有如下证书之一：
汽车维修工（4级）、汽车维修电工（4级）；
（2）汽车相关专业中专（含中专、中技）学历以上；
（3）持有相同专项技能证书四级；
第二部分训练任务的内容
《汽油发动机排放检测及排气分析仪的使用》训练任务的内容
任务来源
在汽车维修电工岗位工作中，对汽油发动机进行废气检测，检修汽油发动机排放控制系统故障是岗位必须的维修项目。
在维护和检修汽油发动机排放控制系统故障之前，掌握其检测方法，训练其检测技能。
目标
技能目标
关键技能
（1）能（会）操作汽油发动机废气分析仪。
（2）能（会）检测汽油发动机汽车尾气。
（3）能（会）对汽车尾气进行分析。
基本技能
（1）能（会）使用专用工具进行规范拆装。
（2）能（会）使用仪器或仪表进行检测作业。
知识目标
（1）能了解汽油电控发动机废气分析仪的使用方法。
（2）能掌握汽油电控发动机尾气排放的检测方法。
（3）能对汽车尾气进行分析。
职业素质目标
（1）严格执行汽油发动机排放控制系统检修规范，养成严谨科学的工作态度。
（2）尊重他人劳动，不窃取他人成果。
（3）养成总结训练过程和结果的习惯，为下次训练总结经验。
（4）养成团结协作精神。
（5）严格执行5S现场管理。
训练方法及手段
1．讲解：
⑴教师讲解训练任务的内容与要求；⑵教师引导学员认识汽油发动机废气分析仪的使用方法；（3）老师示范使用汽油发动机废气分析仪对汽油发动机废气进行检测分析。
2．示范：
教师对关键技术和实训操作难点进行示范操作。
3．操练：
⑴分组实训：
2～5人/小组/，共用一个实训台；⑵学员遵循教师的引导完成“活动三”的训练任务，达到汽油发动机排放检测及排气分析仪的使用目标。
4．指导：
教师巡回检查和指导学员（个别指导和共性指导）。
5．评价：
小组检查和评价训练效果；教师点评和总结训练效果。
时间分配
类别
讲解与示范操作时间（分钟）
训练时间（分钟）
技能目标
关键技能
30
60
基本技能
15
30
职业素质目标
15
《汽油发动机排放检测及排气分析仪的使用》训练任务的内容（续1）
设备及耗材
类别
名称
规格及型号
数量
单位
备注
设备工具
电控发动机实验台
奥迪A63.0
1
台
汽车排气分析仪
FGA-4000
1
台
万用表
1
只
大众多用途诊断仪
1
台
耗材
连接导线
多
条
环境要求
（1）多媒体演示条件：
电脑、投影仪、话筒等
（2）空间和光线条件：
训练室可容纳20人，光线均匀明亮，每5人1台训练工作台及0.5㎡以上的活动空间。
知识准备
掌握
（1）汽油发动机排放的检测方法。
（2）汽油发动机废气分析仪的使用方法。
熟悉
（1）汽油发动机废气分析仪的使用。
（2）汽油发动机排放的检测方法。
了解
（1）汽油发动机排放的分析。
参考资料
类别
名称
作者
出版社
书号
备注
参考教材
汽车电控发动机检修
杨庆彪
李佳音
中国劳动社会保障出版社
9787504557773
其他参考资料
设备使用说明书
设备生产厂家
《汽油发动机排放检测及排气分析仪的使用》训练任务的内容（续2）
类别
项目
考核内容
得分
总分
评分标准
教师
签名
理论
知识
准备
（100分）
1．汽油发动机排放检测方法一般有哪些？
（20分）
根据完成情况打分。
2．轻型汽车的高怠速转速规定为多少？
（20分）
3．废气分析仪探头插入汽车排气尾管深度为多少？
（30分）
4．废气分析仪的操作流程？
（30分）
实操
技能
目标
（60分）
1．能（会）使用电控汽油发动机废气分析仪。
会□/不会□
1.单项技能目标“会”该项得满分，“不会”该项不得分。
2.全部技能目标均为“会”记为“完成”，否则，记为“未完成”。
2.能（会）对汽油发动机尾气进行检测。
会□/不会□
任务完成情况
完成□/未完成□
任务
完成
质量
（40分）
1．操作熟练程度。
（10分）
1.任务“未完成”此项不得分。
2.任务“完成”，根据完成情况打分。
2．准确率。
（20分）
3．工作效率或完成任务速度。
（10分）
安全
文明
操作
1.遵守操作规程，养成严谨科学的工作态度。
2.尊重他人劳动，不窃取他人成果。
3.规范操作，安全生产。
4．严格执行5S现场管理
1.违反考场纪律，视情况扣20-45分。
2.发生设备安全事故，扣45分。
3.发生人身安全事故，扣50分。
4.实训结束后未整理实训现场扣5-10分。
评分
说明
识准备评分说明：
（这部分内容仅限教师培训使用，不在训练任务指导书上体现）
知识准备成绩是指训练任务指导书上知识准备题目的完成情况,由教师当堂批改给出成绩。
训练活动（实操）评分说明：
1．在规定时间内正确完成训练任务则该项训练活动成绩为60分。
2．原则上如未发生严重违反职业素质目标要求的情况，熟练、准确完成任务，任务完成质量为40分。
3．如果违反职业素质目标要求，则根据实际情况给予扣分。
备注：
1、评分表原则上不能出现涂改现象，若出现则必须在涂改之处签字确认。
2、每次考核结束后，教师必须及时将成绩录入管理系统，并立即上交评分表至高训中心存档。
第三部分训练任务的实施
采用I-OTPAE（改进的五步法）组织训练。
一、目标描述
⊙技能目标：
完成本训练任务后，你应当能（够）：
关键技能：
●能（会）操作汽油发动机废气分析仪。
●能（会）检测汽油发动机汽车尾气。
●能（会）对汽车尾气进行分析。
基本技能：
●能（会）使用专用工具进行规范拆装。
●能（会）使用仪器或仪表进行检测作业。
⊙知识目标：
完成本训练任务后，你应当能（够）：
●能了解汽油电控发动机废气分析仪的使用方法。
●能掌握汽油电控发动机尾气排放的检测方法。
●能对汽车尾气进行分析。
⊙职业素质目标：
完成本训练任务后，你应当能（够）：
●执行检修规范，养成严谨科学的工作态度。
●尊重他人劳动，不窃取他人成果。
●养成总结训练过程和结果的习惯，为下次训练总结经验。
●养成团结协作精神。
●严格执行5S现场管理。
二、任务描述
讲解汽油机废气分析仪的原理，示范汽油机废气分析仪的使用规范，并使用汽油机废气分析仪检测发动机排放。
三、知识准备
（见附件）
1．汽油发动机排放检测方法一般有哪些？
（20分）
答：
2．轻型汽车的高怠速转速规定为多少？
（20分）
答：
3．废气分析仪探头插入汽车排气尾管深度为多少？
（30分）
答：
4．废气分析仪的操作流程？
（30分）
答：
四、训练活动
♂活动一：
知识抽查
要求：
●老师对学员知识准备情况进行抽查具体抽查内容见知识准备的问题；
●抽查方式：
√口答□试卷□操作
●老师要记录学员回答问题的情况，老师必要时做简单的讲解。
♂活动二：
示范讲解
内容：
讲解汽车尾气排放检测方法和汽油机废气分析仪的原理，示范汽油机废气分析仪的使用规范，并使用汽油机废气分析仪检测发动机排放。
●步骤一：
讲解汽车尾气排放检测方法，了解国家汽车尾气排放标准中的检测方法
⏹新车认证检验
⏹生产一致性检验
⏹在用车检测:
怠速排放检测、双怠速排放检测、简易工况法排放检测
●步骤二：
讲解FGA-4000汽车排气分析仪的总体认识
✧适用范围：
适用于环保部门、汽车和摩托车制造厂、汽车维修企业、公安检测站、交通检测站以及科研部门等对车辆维修、机动车审验、路检和科研等汽车尾气排放的检测。
✧仪器的特点：
HC、CO、CO2采用不分光红外法测量，O2、NO采用电化学法测量。
✧测量对象：
FGA-4000：
HC、CO、CO2、O2、NO、λ
✧测量范围：
HC：
（0～10000）ppm CO：
（0～10）% CO2：
（0～20）% O2：
（0～25）%
NO：
（0～4000）ppm λ：
0.5～3.0
✧精度：
HC：
±12ppmvol（绝对误差）或±5%（相对误差）
CO：
±0.06%vol（绝对误差）或±5%（相对误差）
CO2：
±0.5%vol（绝对误差）或±5%（相对误差）
O2：
±0.1%vol（绝对误差）或±5%（相对误差）
NO：
±25ppmvol（绝对误差）或±4%（相对误差）
●步骤三：
认识FGA-4000汽车排气分析仪结构
序号
认识结构
示意图
1
FGA-4000系列汽车排气分析仪的前面板认识
2
FGA-4000系列汽车排气分析仪的后面板认识
3
插塞式过滤器
4
粉尘过滤器
●步骤四：
示范使用FGA-4000汽车排气分析仪
⑴打开仪器
将取样探头的末端放在比较干净的空气中（不在汽车尾管中）。
确保电源线和仪器相连。
把电源线插入合适的电源插座中，然后把仪器的电源开关打到“开”的位置，让仪器预热30分钟，然后进行测量。
⑵气样测量按以下步骤进行：
a．将探头插入汽车排气尾管，插入深度约40cm。
b．按测量键。
对于在实验室中测量钢瓶中的样气浓度，不需要这两步，只需通过减压阀调至适当压力直接从校准气入口通气即可。
若要把测量结果传送到外部的计算机，请按如下步骤：
a．按附录C中的步骤连接外部PC机和仪器。
b．根据通讯协议编制相应的程序。
⑶结束测量当取样测量结束后，把探头从尾管中移开，并再次按测量键。
仪器将退出测量模式而进入清洗模式，两分钟后会自动结束清洗。
⑷关闭仪器把仪器的电源开关打到“关”的位置，关闭仪器。
警告仪器在未经清洗前不能关机，否则管路中残存的废气和湿气会在仪器的气室内聚集，污染气室，从而影响仪器精度。
♂活动三：
汽油发动机排放检测及排气分析仪的使用
●内容：
讲解汽车尾气排放检测方法和汽油机废气分析仪的原理，示范汽油机废气分析仪的使用规范，并使用汽油机废气分析仪检测发动机排放。
步骤
操作项目
操作要领
备注
检测结果分析：
□符合标准□超标
超标原因：
♂活动四：
根据完成结果交流、点评。
内容：
●学员展示训练成果
●小组互评成绩
●教师点评优秀训练成果
●教师对广泛存在的问题进行总结。
五、训练效果评价
自我评价
1．训练任务的关键技能及基本技能有没有掌握？
评价情况：
2．训练任务的目标有没有实现？
效果如何？
评价情况：
小组评价
1．训练任务的关键技能及基本技能有没有掌握？
评价情况：
2．训练任务的目标有没有实现？
效果如何？
评价情况：
参评人员：
老师评价
老师总体评价：
按“考核及评价表”（标准）对学员训练过程、训练结果进行评估。
评价情况：
老师签名：
日期：
年月日
总体评价
老师总体评价：
按比例自我评价：
小组评价：
教师评价=10%：
10%：
80%给出总体评价。
总体评价情况：
老师签名：
日期：
年月日
第四部分附录
一、汽车尾气排放的检测种类
1.新车认证检验
2.生产一致性检验
3.在用车检测
a）怠速排放检测
b）双怠速排放检测
c）简易工况法排放检测
二、工况法检测
试验种类：
Ⅰ型试验：
指常温下冷起动后排气污染物排放试验
Ⅲ型试验：
指曲轴箱污染物排放试验
Ⅳ型试验：
指蒸发污染物排放试验
Ⅴ型试验：
指污染控制装置耐久性试验
Ⅵ型试验：
指低温下冷起动后排气中CO和HC排放试验
双怠速试验：
指测定双怠速的CO、HC和高怠速的λ值（过量空气系数）。
Ⅰ型试验排放限值见表1-13-1。
表1-13-1Ⅰ型试验排放限值表
●试验共持续19分40秒，由两部分（1部和2部）组成（图1-13-1），应不间断地完成。
●试验1部由4个城区循环组成。
每个城区循环包含15个工况（怠速、加速、匀速、减速等）（图1-13-2）。
●试验2部由1个城郊循环组成。
该城郊循环包含13个工况（怠速、加速、匀速、减速等）（图1-13-3）。
●试验期间排气被稀释，并按比例将样气收集到一个或多个袋中，在运转循环结束后进行分析，并测量稀释排气的总容积。
图1-13-1Ⅰ型试验用运转循环
图1-13-2Ⅰ型试验运转循环1部循环单元示意图
图1-13-3Ⅰ型试验运转循环2部
Ⅵ型试验（低温下冷起动后排气中CO和HC排放试验）
●所有汽油车都必须进行此项试验。
两用燃料车仅对汽油进行此项试验。
●汽车放置在带有负荷和惯量模拟的底盘测功机上。
按附录C规定的运转循环1部、排气取样和分析方法进行试验。
●试验共持续780秒，试验期间不得中止，并在发动机起动时开始取样。
●试验应在环境温度266K（-7℃）下进行。
试验前，试验汽车应按规定进行预处理，以保证试验结果的再现性。
●试验期间排气被稀释，并按比例收集样气。
试验汽车的排气按照附录H规定的规程进行稀释、取样和分析，并测量稀释排气的总容积。
分析稀释排气的CO和HC（图1-13-4）。
●试验应进行三次。
CO和HC测得的排放量必须小于表所示限值（表1-13-2）：
表1-13-2CO和HC测得的排放量限值
图1-13-4带容积泵的定容取样器
三、点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）
1.双怠速法
本标准中将轻型汽车的高怠速转速规定为2500±100r/min
新生产汽车排气污染物排放限值（体积分数）（表1-13-3）
表1-13-3新生产汽车排气污染物排放限值表
在用汽车排气污染物排放限值（表1-13-3）
表1-13-3在用汽车排气污染物排放限值表
2.稳态工况法
在底盘测功机上的测试运转循环由ASM5025和ASM2540两个工况组成，见图1-13-5、表1-13-4所示。
图1-13-5稳态工况法（ASM）试验运转循环
表1-13-4稳态工况法（ASM）试验运转循环表
注意：
取样探头插入车辆排气管深度应不小于400mm，所用材料应能耐受600°C的排气温度。
3.瞬态工况法
在底盘测功机上进行的测试运转循环列入表C.1，并用图1-13-6加以描述。
按运转状态分解的统计时间列入表C.2和C.3。
图1-13-6瞬态工况运转循环图
4.取样系统
取样探头：
取样探头安装在CVS系统内，其结构应保证采集的样气为连续的、等容积的。
5.瞬态工况检测数据
1.测试时间（s）
2.测功机设定功率（kW）
3.HC测试值（g/km）
4.CO测试值（g/km）
5.NOX测试值（g/km）
6.CO2测试值（g/km）
表1-13-5检测结果及裁决
6.简易瞬态工况法测量方法
1）测试循环
在底盘测功机上进行的测试运转循环列入表C.1，并用图1-13-6加以描述。
按运转状态分解的统计时间列入表C.2和C.3。
2）排气取样系统
取样系统应保证可靠耐用，无泄漏并且易于维护。
与被取样气体接触的制造材料不能污染或改变被分析气体的特征，也不应被取样气体腐蚀。
并能适用于试验工况的车辆排放气温度。
取样系统应有水气分离系统和颗粒收集装置，并能将分析样气直接排至室外。
取样探头长度至少应为400mm，可插入车辆排气管深度至少应为250mm。
3）分析设备
分析系统应由HC、CO、CO2、NO、O2的浓度自动分析仪器和稀释气体流量分析仪器组成。
采用五气分析仪应直接对排放气体进行采样分析。
使用气体流量分析仪。
4）简易瞬态工况检测数据
a）测试时间（s）
b）测功机设定功率（kW）
c）HC测试值（g/km）
d）CO测试值（g/km）
e）NOx测试值（g/km）
f）CO2测试值（g/km）
四、FGA-4000汽车排气分析仪使用说明
1.仪器概述
1）仪器简介
仪器可以测量汽车废气中的三/四/五种气体：
HC（如正己烷），CO（一氧化碳），CO2（二氧化碳），O2（氧气）（四气、五气）及NO（氮氧化合物）（五气）。
仪器是便携式的，仅重9.1千克[20磅]，可在室内室外使用。
FGA-4000汽车排气分析仪不能用在柴油机、烟尘过浓的汽油机或明显需要维修的机器上。
测试这些机器会迅速堵塞仪器的过滤装置，增加仪器的维修次数，而且这种情况下仪器无法获得准确测量值。
2）物理特性FGA-4000系列汽车排气分析仪的前面板示意图（见图1-13-7）：
图1-13-7前面板示意图
•显示窗口—四组发光二极管用于显示测量结果。
•流量指示—流量指示计监测通过仪器的取样气体的流量。
•电源键—打开或关闭仪器。
•测量键—激活测量模式。
•双排气键/指示灯—双排气模式并显示特定排气尾管的废气浓度值。
•状态指示灯—显示仪器不同的操作模式。
•泵键—在备用模式开关泵。
•调零键—在备用模式激活调零模式。
•校准键—将仪器置于校准模式。
•稀释检查键—检查废气被稀释功能。
后面板示意图如图1-13-8所示：
图1-13-8后面板示意图
2.操作步骤
1）概述
这部分将逐步说明操作仪器的步骤。
在操作仪器前，阅读本操作手册中的所有章节和第二章中的安全注意事项。
遵守手册上的所有安全警告和注意事项。
2）使用方法
警告不要试图测量任何非气态的物质。
⑴打开仪器
将取样探头的末端放在比较干净的空气中（不在汽车尾管中）。
确保电源线和仪器相连。
把电源线插入合适的电源插座中，然后把仪器的电源开关打到“开”的位置，让仪器预热30分钟，然后进行测量。
⑵气样测量按以下步骤进行：
a．将探头插入汽车排气尾管，插入深度约40cm。
b．按测量键。
对于在实验室中测量钢瓶中的样气浓度，不需要这两步，只需通过减压阀调至适当压力直接从校准气入口通气即可。
若要把测量结果传送到外部的计算机，请按如下步骤：
a．按附录C中的步骤连接外部PC机和仪器。
b．根据通讯协议编制相应的程序。
⑶结束测量当取样测量结束后，把探头从尾管中移开，并再次按测量键。
仪器将退出测量模式而进入清洗模式，两分钟后会自动结束清洗。
⑷关闭仪器把仪器的电源开关打到“关”的位置，关闭仪器。
警告仪器在未经清洗前不能关机，否则管路中残存的废气和湿气会在仪器的气室内聚集，污染气室，从而影响仪器精度。
3.操作模式
1）概述
这里详述了仪器的各种操作模式。
2）预热
⑴预热前锁定
按后面板上的开关键，电源接通，仪器进入预热前锁定状态（约四分半钟）。
在预热前锁定状态，仪器进行指示灯检测。
在此期间，所有的显示器都显示8888，所有的小数点及指示灯全亮。
在这四分半钟的周期中，泵运转（中间会有短期的停顿），抽取新鲜空气清洗取样管及所有管路系统，排空其中的剩余气体。
⑵预热操作
在预热前锁定状态结束后，仪器进入预热状态。
仪器进行首次自动调零。
这时可以进行测量，但不能达到全精度。
3）备用
除非操作者将仪器置于一个特定的模式，或仪器正在进行自动调零，仪器总是处于备用模式（默认模式）。
在备用模式下，泵不运转（除了在首次预热前锁定的四分半钟或操作者按泵键时），电磁阀处于取样位置，仪器进行周期性的自动调零。
在这种模式，显示器显示光学平台的输出结果。
因此，在备用模式，如果按下泵键，仪器就可以进行测量，但在测量中还会进行周期性的自动调零。
在自动调零时应停止测量。
4）测量
⑴测量将探头插入汽车尾管，按测量键，仪器就会退出备用模式而进入测量模式，测量指示灯（测量）亮，泵运转。
在测量模式，仪器进行信号处理并显示测量结果。
在这个模式，不会进行自动调零，泵会不断地运转；此时按泵键，泵不会起作用。
⑵双排气
双排气是测量模式的一个子模式。
这个模式用于测量双排气管的汽车。
如果您已进入测量模式，按双排气键，仪器进入双排气模式，左右排气的测量值可以进行平均。
双排气#1指示灯亮，将探头插入第一个尾管。
读数稳定后，按测量键，这时将第一个读数存入内存。
#2指示灯亮，提醒操作者将探头插入第二个尾管。
读数稳定后，再按测量键。
这时#1、#2指示灯都亮，显示器显示这两个读数的平均值。
按双排气键，显示器轮流显示第一个读数、第二个读数和两者的平均值，直到再按测量键脱离这个模式为止（在双排气模式下，不需要按显示键冻结显示）。
仪器进入清洗模式，然后进入备用模式。
此时泵在运转，但如果操作者需要，也可以关掉。
⑶冻结显示在测量模式，如果希望冻结读数，按显示键。
再按显示键取消这个功能。
⑷结束测量模式在读数稳定后，再按测量键结束测量模式，仪器进入两分钟的清洗模式。
5）清洗
测量结束后，为了清除取样系统中的水和吸附的气体，需要一个清洗过程。
第二次按测量键进行清洗之前，必须首先将探头从排气尾管中取出来。
警告：
探头不要放在有水的地面上，以防水被吸入
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