柴油汽車排放物的環(huán)保檢測方式分析

毛慧娟 易盈盈

重慶仕益產(chǎn)品質(zhì)量檢測有限責(zé)任公司 重慶 400000

有數(shù)據(jù)顯示，截至2017年底，我國機(jī)動車保有量達(dá)到3.1億輛，汽車2.17億輛，其中柴油車保有量1956.7萬輛，僅占機(jī)動車保有量的6.3%、汽車保有量的9%。但柴油車排放了占機(jī)動車排放總量63.4%的氮氧化物和95.9%的顆粒物[1]。柴油車尤其是柴油貨車，已經(jīng)成為機(jī)動車污染防治的重中之重。我國柴油汽車在保有量不高的情況下產(chǎn)生這么多污染物，是因為我國大型柴油車主要扮演生產(chǎn)工具的角色，承擔(dān)運(yùn)輸功能。以柴油車為主的中大型客車和貨車，承擔(dān)了七八成的旅客運(yùn)輸和貨物運(yùn)輸，行駛的強(qiáng)度高、里程多。而只有了解柴油汽車的排放物情況才能針對性的采取環(huán)保的檢測方式。

1 柴油汽車的排放物分析

汽油機(jī)進(jìn)氣時進(jìn)入的是汽油和空氣的混合。而柴油機(jī)進(jìn)入的只是空氣，然后在活塞壓縮氣體到上止點后，汽油機(jī)靠火花塞點燃油氣混合物，而柴油機(jī)直接噴油，由于壓縮氣體產(chǎn)生高溫，柴油噴進(jìn)去之后直接燃燒。柴油汽車是擴(kuò)散燃燒，在缸內(nèi)直接噴燃料，燃料分子鏈較大，汽化時間短，因此汽化效果遠(yuǎn)沒有汽油機(jī)好，容易產(chǎn)生PM[2]。

柴油汽車的排放物主要包括：一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物（NOx）、二氧化硫、煙塵微粒（某些重金屬化合物、鉛化合物、黑煙及油霧）、臭氣（甲醛等）。柴油機(jī)尾氣具有復(fù)雜的化學(xué)組成，并且隨著發(fā)動機(jī)的工況變化，尾氣的組成也顯著不同，其排放的污染物中含有碳煙顆粒物（PM）、烴類（HC）、CO和NOx等。因為排放物中O2含量較高，故HC和CO排放量較少，一般只有汽油機(jī)的1/10。需要關(guān)注的是，柴油汽車排放物中PM的排放量約為汽油機(jī)的幾十倍。此外，柴油機(jī)排氣中還含有H2O，O2，N2，少量SO2和大量的CO2等氣體。

2 處理柴油汽車排放物的措施

目前市場上針對柴油汽車排放物的處理措施，主要有以下幾點：

（1）優(yōu)化燃燒+SCR路線，先通過強(qiáng)化機(jī)內(nèi)燃燒來降低微粒排放，再用SCR來降低因燃燒優(yōu)化而產(chǎn)生的NOx排放。

（2）EGR+DPF路線，先通過EGR降低燃燒溫度以降低機(jī)內(nèi)NOx生成，再用DPF捕集因使用EGR而略微增加的顆粒物，從而達(dá)到同時降低NOx和PM的效果。

（3）NOx后 處 理 系 統(tǒng) 為 SCR（Selective Catalytic Reduction），通過向尾氣中噴射尿素溶液，分解產(chǎn)生的氨氣（NH3）與NO或NO2發(fā)生中和反應(yīng)，產(chǎn)生無害的氮?dú)猓∟2）和水。

雖然有部分柴油汽車搭載了OBD車載診斷系統(tǒng)，用于監(jiān)控發(fā)動機(jī)的運(yùn)行情況和尾氣后處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)有可能引起排放物超標(biāo)的情況，就會馬上發(fā)出警示，但是OBD一旦失效或者被人為破壞，排放物超標(biāo)也無法判斷，因此需采取更加有效的檢測。

3 柴油汽車排放物的環(huán)保檢測方式

實現(xiàn)對柴油汽車排放物的環(huán)保檢測不僅僅保證了檢測工作的可持續(xù)性，另外還確保了檢測工作符合現(xiàn)階段構(gòu)建環(huán)境友好型社會的要求。具體的檢測方式包括以下幾點：

3.1 不透光煙度法

利用不透光煙度法進(jìn)行排放物檢測的過程中，需要將柴油汽車的油門踏板迅速地踩踏到底，并且將其狀態(tài)保持在五秒以上再松開。其中通過利用不透光煙度法進(jìn)行檢測。其指標(biāo)就是按照指定容量的過濾紙染黑程度決定[3]。在整個檢測過程中，維持怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)需要達(dá)到15秒，每個循環(huán)持續(xù)20秒時間，通過利用上述試驗得到的數(shù)據(jù)，就能夠計算出煙度指數(shù)。合格的柴油汽車其煙度指數(shù)不能超過 5.0m-1。

3.2 工況法

所謂的工況法就是利用工況模型對汽車燃油以及排放等性能進(jìn)行檢測或測量的方法。目前廣泛應(yīng)用的檢測方法中，工況法應(yīng)用比較廣泛[3]。而其中加載減速工況測試相當(dāng)于柴油發(fā)動機(jī)全負(fù)荷工況檢測內(nèi)容，主要測量工作素材由在滿負(fù)荷時3個速度點的不透光煙度，同時針對車輛的最大輪邊功率。通過利用該種檢測方法，能夠有效檢測出黑煙車。

3.3 車載排放測試系統(tǒng)

車載排放測試系統(tǒng)是直接將該設(shè)備安裝在柴油汽車上，針對汽車在行駛過程中排放出來的物質(zhì)進(jìn)行有效的采集并分析。該車載排放物測試系統(tǒng)由顆粒物數(shù)量測試系統(tǒng)模塊、氣體分析系統(tǒng)模塊、采樣控制系統(tǒng)模塊、電子流量計及相應(yīng)的附件組成[4]。該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)每一個模塊的單獨(dú)使用，還能夠與其他模塊或者所有模塊結(jié)合在一起，滿足檢測需求。這種檢測方式穩(wěn)定性高、抗震性好、檢測結(jié)果準(zhǔn)確。其主要檢測的指標(biāo)包括CO、CO2、PM、HC、NOx等。這種方式不僅環(huán)保有效，另外極大程度的縮短了檢測的時間，保證了檢測的效率，能夠為相關(guān)檢測工作提供強(qiáng)而有力的技術(shù)支持。.

4 目前我國排放物檢測工作局限性及未來發(fā)展趨勢

伴隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染形勢也日益嚴(yán)峻。近年來，大氣污染對于人居環(huán)境已經(jīng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，而汽車尾氣中顆粒物和氮氧化物的排放，是造成霧霾和臭氧污染的重要因素。根據(jù)當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的形勢要求，六階段排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步加嚴(yán)氮氧化物和顆粒物的排放限值，總體目標(biāo)是在五階段排放標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上加嚴(yán)30%。早在2015年北京就開始實施黃標(biāo)車標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定8類重型柴油車采用DPF技術(shù)路線，重型車需要使用OBD系統(tǒng)（車載診斷系統(tǒng)）。但是針對排放物的檢測還是要考慮中國的國情，要確保這個標(biāo)準(zhǔn)能夠可行、可用，要考慮到中國實際典型的路礦、油品的條件、駕駛習(xí)慣，通過采取有效手段改善環(huán)境質(zhì)量。

5 結(jié)語

由于大氣污染的日益嚴(yán)重，加上我國環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，對汽車排放量的控制將會變得越來越嚴(yán)格。從通過從多個方面實現(xiàn)對柴油汽車排放物的檢測，并始終注意整個檢測過程中的環(huán)保有效，在保證檢驗工作有效開展的同時，注重其環(huán)保性，不僅僅對構(gòu)建生態(tài)友好型環(huán)境友好型社會有重要意義，特別是對于柴油汽車而言，通過利用高效、環(huán)保的檢測方式，有效保證我國汽車尾氣的排放質(zhì)量，實現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)的綠色發(fā)展。