汽車尾氣檢測簡易瞬態(tài)工況法實施的探討

崔寶成，胡兆金

（榆樹市環(huán)境保護(hù)局，吉林 榆樹 130400）

1 引言

近年來，隨著我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車保有量不斷攀升，已經(jīng)成為全球最大的汽車生產(chǎn)國和銷售國。機(jī)動車排放的CO、HC、NOx、CO2已成為我國城市大氣污染的主要污染源。因此，開發(fā)和使用更加科學(xué)的汽車尾氣排放檢測方法已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。簡易瞬態(tài)工況法作為一種新的汽車排放檢測方法，具有很大的優(yōu)越性和推廣前景，不僅具有較高的識別率，能夠測量出汽車排放污染物的質(zhì)量，并且具有檢測效率高，檢測費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用都較低等優(yōu)點(diǎn)。

2 簡易瞬態(tài)工況法

2.1 概念

簡易瞬態(tài)工況法（以下簡稱簡易瞬態(tài)法）是使用汽車底盤測功機(jī)等設(shè)備，通過在轉(zhuǎn)鼓試驗臺上模擬汽車在道路上的實際行駛狀況，對汽車排氣污染物進(jìn)行測試的一種方法，也是GB18285-2005標(biāo)準(zhǔn)推薦使用的方法之一。

2.2 簡易瞬態(tài)工況法特點(diǎn)

（1）簡易瞬態(tài)法是一種帶負(fù)荷的測試方法，檢測結(jié)果能良好地反映車輛在道路上的實際排放狀況，是科學(xué)、先進(jìn)、實用的檢測方法。與目前采用的雙怠速檢測方法相比，具有誤判率較低，能有效防止調(diào)校作弊行為，同時也能對汽車的氮氧化物排放進(jìn)行檢測，可為在用車監(jiān)管提供更加科學(xué)、客觀的依據(jù)。

（2）簡易瞬態(tài)法采用了與新生產(chǎn)車輛一致性檢測相同的15工況法測試方法，與新生產(chǎn)車的檢測結(jié)果相關(guān)性較好。

（3）簡易瞬態(tài)法的測量結(jié)果為汽車單位行駛里程的污染物排放量（測量結(jié)果單位為g/km），有利于機(jī)動車排放因子的計算，以及建立機(jī)動車排放清單，有利于對機(jī)動車排氣污染物實施總量控制。

（4）簡易工況法可快速、準(zhǔn)確的檢測分析出車輛尾氣中CO、HC、CO2、O2、NOx等組分的濃度，不僅適用范圍廣，而且檢測精度高于怠速法3～4倍。

3 使用簡易瞬態(tài)工況法檢測主要設(shè)備

簡易瞬態(tài)工況法的設(shè)備主要包括：底盤測功機(jī)、排氣取樣系統(tǒng)、五氣分析儀、氣體流量分析儀和自動檢測控制系統(tǒng)。

3.1 底盤測功機(jī)

主要用于模擬車輛道路行駛的各種工況，要求能夠模擬車輛在道路上行駛的加速慣量，即底盤測控機(jī)通過控制功率吸收單元模擬車輛在道路上勻速、加速工況和減速工況只通過基本飛輪部分模擬，或者能夠模擬車輛在道路行駛的全慣量。

3.2 排氣取樣系統(tǒng)

包括水氣分離系統(tǒng)、顆粒過濾裝置、取樣泵和流量控制單元。應(yīng)保證其可靠耐用無泄漏且易于維護(hù)，與取樣氣體接觸的制造材料不能與取樣氣體反應(yīng)且不污染取樣氣體或改變被分析氣體的特性。

3.3 五氣分析儀

直接對排放氣體進(jìn)行采樣分析。其中一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、碳?xì)浠铮℉C）采用不分光紅外法（NDIR）；氮氧化物（NOx）采用電化學(xué)法或其他等效方法。五氣分析儀應(yīng)能滿足至少5Hz的排放濃度測試能力，并且每次開始測試前，應(yīng)對環(huán)境溫度、濕度進(jìn)行測量，至少每秒測量一次。

3.4 氣體流量分析儀

主要用來即時地測量排放氣體的流量，由氣室、蝸旋流量傳感器、氧氣傳感器、抽氣機(jī)、溫度和壓力傳感器等組成。氣體流量分析儀將測量稀釋后的氣體的氧含量與原排放氣體中的氧含量相比較，求得質(zhì)量稀釋的比例，通過稀釋比和氣體流量分析儀測得的流量，計算出每一秒的排放體積。然后根據(jù)排放體積和五氣分析儀測量出來的排放濃度來計算汽車每秒排放的污染質(zhì)量。

3.5 自動檢測控制系統(tǒng)

根據(jù)輸入的車輛參數(shù)自動設(shè)置加載載荷和選擇排放標(biāo)準(zhǔn)。檢測程序、數(shù)據(jù)采集和分析判斷檢測結(jié)果都由自動檢測控制系統(tǒng)自動完成。

4 汽油車測量方法的比較分析

表1舉出了國標(biāo)GB18285—2005中規(guī)定的4種在用汽油車測量方法的比較。

表1 國標(biāo)GB18285-2005中規(guī)定的4種汽油車測量方法比較

由表1可以看出，雙怠速法的設(shè)備成本低，操作簡便，技術(shù)比較成熟，穩(wěn)態(tài)工況法成適中，技術(shù)相對成熟。這兩種方法的缺點(diǎn)是測量工況簡單，雙怠速的測量工況僅為低怠速和高怠速兩個工況，穩(wěn)態(tài)工況法僅為25km/h和40km/h兩個勻速工況，測量的都是車輛在穩(wěn)定工況下的排放濃度，無法表征車輛排量對大氣污染的貢獻(xiàn)率，誤判率相對都較高。

但由于雙怠速方法是處于無負(fù)荷狀況下測量，而穩(wěn)態(tài)工況法則是在有負(fù)荷狀況下測量，與車輛的實際行駛狀況接近，因此其誤判率相對雙怠速方法低。簡易瞬態(tài)工況法設(shè)備成本比穩(wěn)態(tài)工況法設(shè)備成本稍高，相對來講技術(shù)成熟性也不如穩(wěn)態(tài)工況法，但檢測結(jié)果是單車排放量，測量單位為g/min，測量工況相對復(fù)雜，采用的是與新生產(chǎn)車測量工況相同的15工況法，也是在加載狀況下測量，能有效重現(xiàn)車輛在實際路面上的行駛狀況，方法更加科學(xué)。瞬態(tài)工況法的測量工況、加載方法等與簡易瞬態(tài)基本相同，測量結(jié)果也是排放總量，設(shè)備的技術(shù)等級較高，所采用的測量方法、原理等均優(yōu)于簡易瞬態(tài)工況法，其測量精度、誤判率等也都優(yōu)于簡易瞬態(tài)方法，國外技術(shù)也較成熟，但設(shè)備復(fù)雜、昂貴，是穩(wěn)態(tài)工況法和簡易瞬態(tài)工況法設(shè)備的幾倍，甚至近10倍，維護(hù)使用費(fèi)用也較高，國內(nèi)目前無生產(chǎn)能力。

5 實施簡易瞬態(tài)工況法遇到的問題及建議

就其它幾種簡易工況法來說，雖然中國目前標(biāo)準(zhǔn)所采用的方法都是世界上一些國家和地區(qū)已在使用的方法，檢測方法本身應(yīng)是無可質(zhì)疑的。但由于中國除北京全面實施了穩(wěn)態(tài)工況法外，其它地方目前基本仍停留在實施探索和研究階段，雖各地都希望能積極推動簡易工況法的實施，但在方法選擇方面，存在檢測技術(shù)和設(shè)備不成熟等擔(dān)憂，特別是簡易瞬態(tài)方法國內(nèi)還沒有成功使用的經(jīng)驗，致使各地各部門在方法選擇方面存在許多爭議。爭論最多、也是爭論焦點(diǎn)的是穩(wěn)態(tài)工況法與簡易瞬態(tài)工況法的選擇問題。

方法的選擇應(yīng)重點(diǎn)從地方管理、地方經(jīng)濟(jì)、地方技術(shù)條件和機(jī)動車排氣監(jiān)管發(fā)展方向進(jìn)行綜合考慮，以滿足中國環(huán)境管理發(fā)展需要為基礎(chǔ)。雖簡易瞬態(tài)工況法設(shè)備成本比穩(wěn)態(tài)工況法設(shè)備貴，但價格適中，可以為一些經(jīng)濟(jì)條件較好的地區(qū)所接受，且其具有與新車標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)性好，測量結(jié)果為排放量，便于進(jìn)行機(jī)動車排放因子、排放總量和排放分擔(dān)率計算等優(yōu)點(diǎn)，這對地方制定有關(guān)環(huán)境管理政策是十分有益的。因此，條件許可的地方建議使用簡易瞬態(tài)工況法。

6 結(jié)語

綜上所述，簡易工況法機(jī)動車排氣檢測系統(tǒng)能較有效地檢測排放污染物總量，不僅為環(huán)保監(jiān)測提供強(qiáng)有力的定量檢測手段，并且能根據(jù)對排放物濃度的分析，判斷發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀況，進(jìn)行油耗經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的考核，診斷車輛發(fā)動機(jī)的故障等。

［1］劉勇，胡于進(jìn)，李成剛.關(guān)于在用車的工況尾氣排放檢測［J］.北京汽車，2004，（1）.

［2］江宇紅.汽車排放檢測新技術(shù)研究［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，2004，（2）