中美柴油機(jī)排放測(cè)量系統(tǒng)檢定方法對(duì)氣態(tài)污染物測(cè)量結(jié)果的影響研究

劉依敏

摘要：通過(guò)研究國(guó)標(biāo)及美標(biāo)中對(duì)排放測(cè)量系統(tǒng)不同的檢定方法，加深對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解，對(duì)比兩者差異。并分別在進(jìn)行國(guó)標(biāo)及美標(biāo)檢定后的試驗(yàn)系統(tǒng)中進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，以對(duì)比不同標(biāo)定方法對(duì)氣態(tài)污染物測(cè)量結(jié)果的影響。

關(guān)鍵詞：CFR 1065;排放標(biāo)定;比對(duì)試驗(yàn)

0 ?引言

我國(guó)重型車排放標(biāo)準(zhǔn)主要采用歐洲模式，主要因?yàn)闅W洲法規(guī)在標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格程度、道路交通情況、管理要求等方面相對(duì)較為適用于我國(guó)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況。在充分吸收歐美的經(jīng)驗(yàn)后，全面等效采用了歐盟（EU）指令、ECE技術(shù)內(nèi)容的部分前歐共體（EEC）法規(guī)，在此基礎(chǔ)上形成了中國(guó)排放法規(guī)體系[1]。

2018年6月28日，生態(tài)環(huán)境部與國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布國(guó)家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)《重型柴油車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第六階段）》[2]，自2019年7月1日起實(shí)施。自標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之日起，《裝用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)重型汽車曲軸箱污染物排放限值》（GB 11340-2005）中氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)內(nèi)容及《車用壓燃式、氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ階段）》（GB 17691-2005）廢止。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了第六階段裝用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車及其發(fā)動(dòng)機(jī)所排放的氣態(tài)和顆粒污染物的排放限值及測(cè)試方法，以及裝用以天然氣或液化石油氣作為燃料的點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車及其發(fā)動(dòng)機(jī)所排放的氣態(tài)污染物的排放限值及測(cè)試方法。

國(guó)六階段的標(biāo)準(zhǔn)制訂主要參考?xì)W盟第六階段排放標(biāo)準(zhǔn)，以及美國(guó)2010年重型車排放法規(guī)的技術(shù)內(nèi)容[3]，對(duì)于設(shè)備檢定方面的要求做了細(xì)化，特別是氣態(tài)污染物的測(cè)量取樣系統(tǒng)的檢定校準(zhǔn)要求，基于國(guó)際上最先進(jìn)的排放控制技術(shù)，結(jié)合我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和環(huán)境管理需求，提出適合我國(guó)的排放限值和測(cè)量方法，及各種監(jiān)督管理技術(shù)要求和方法。對(duì)于美標(biāo)的引用，迫使我們對(duì)于美標(biāo)，特別是引用的標(biāo)定部分的要求需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究及解讀。

1 ?檢定要求及頻次比對(duì)

對(duì)比表1可以看到，4、5、6項(xiàng)作為表征分析儀性能的參數(shù)，在美標(biāo)中并未說(shuō)明其標(biāo)定要求。而12、14、18、21、24、25這幾項(xiàng)關(guān)于干擾檢查的要求，國(guó)標(biāo)中沒(méi)有相關(guān)規(guī)定，而美標(biāo)就要詳細(xì)規(guī)定，且美標(biāo)除了“基本要求”外，還有“強(qiáng)烈推薦值”，這也可以作為進(jìn)階目標(biāo)。由此也可以看出，隨著污染物限值的愈發(fā)嚴(yán)苛，美標(biāo)認(rèn)為，由于干擾產(chǎn)生的誤差比分析儀本身會(huì)產(chǎn)生的誤差影響要大，所以降低外界因素對(duì)于分析儀的干擾尤為重要。

2 ?相同條件下中美標(biāo)不同標(biāo)定情況下測(cè)試數(shù)據(jù)

2.1 比對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目和參數(shù)

2.2 比對(duì)方法

分別在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室PE1排放性能臺(tái)架及PE5排放性能臺(tái)架進(jìn)行WHTC試驗(yàn)循環(huán)，PE1對(duì)應(yīng)的是國(guó)六GB17691-2018標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定下的CVS全流分析系統(tǒng)，PE5對(duì)應(yīng)的是根據(jù)美標(biāo)CFR 40 PART 1065標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定下的CVS全流分析系統(tǒng)，通過(guò)排放數(shù)據(jù)的對(duì)比分析不同標(biāo)定方法下對(duì)污染物結(jié)果的影響。

2.3 數(shù)據(jù)處理及分析

根據(jù)下列公式算得的標(biāo)準(zhǔn)偏差：

σ1——多個(gè)試驗(yàn)室間試驗(yàn)結(jié)果的平均值的樣本偏差;Xi——第i個(gè)試驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果的平均值;X——多個(gè)試驗(yàn)室間試驗(yàn)結(jié)果的平均值的平均值;n——試驗(yàn)室個(gè)數(shù)。

表3顯示的是所有試驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差分析結(jié)果，所有參比試驗(yàn)室各種氣體污染物的測(cè)量值都在標(biāo)準(zhǔn)偏差的±2σ內(nèi)，PM也在±2σ內(nèi)。對(duì)比圖1至圖4我們可以看到，PE5的NOX+THC、NOX及PM的測(cè)量值都在標(biāo)準(zhǔn)偏差的±σ內(nèi)，而PE1的測(cè)量值測(cè)超出了±σ的標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍。THC的測(cè)量值雖然都超出了±σ，但PE1的一致性相較于PE5要差一點(diǎn)。

根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)比我們可以基本推斷，美標(biāo)中較高要求的標(biāo)定項(xiàng)目，對(duì)于污染物測(cè)量的偏差有正面作用。

3 ?結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比我們可以基本推斷，美標(biāo)中較高要求的標(biāo)定項(xiàng)目，特別是對(duì)于干擾的限值要求，對(duì)于污染物測(cè)量的偏差有正面作用。所以對(duì)于目前國(guó)標(biāo)要求下的設(shè)備，我們可以增加如氨洗滌器，以防止對(duì)NH3的干擾、NO2-to-NO轉(zhuǎn)換器的中毒以及采樣系統(tǒng)或分析儀中的沉積物;增加非甲烷截止器的優(yōu)化以最大限度地穿透CH4和氧化所有其他碳?xì)浠衔?增加通道加熱保溫、控制NOX壁溫防止水凝結(jié);可以考慮采用NDUV測(cè)量方式，沒(méi)有水干擾的影響，可以通過(guò)PEMS設(shè)備進(jìn)行比對(duì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王昕.中外重型車排放標(biāo)準(zhǔn)研究[J].機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2014（492）：22-25，33.

[2]GB 17691-2018，重型柴油車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第六階段）[S].生態(tài)環(huán)境部.國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局，2018.

[3]eCFR PART 1065—ENGINE-TESTING PROCEDURES[OL].https：//www.ecfr.gov/cgi-bin/text-idx？SID=a5aa8b1b257bdb28f5b04117488ac2c0&mc=true&node=pt40.37.1065&rgn=div5#se40.37.1065_1170，2018.