汽車尾氣檢測簡易瞬態工況法實施的探討

崔寶成，胡兆金

（榆樹市環境保護局，吉林 榆樹 130400）

1 引言

近年來，隨著我國汽車工業的飛速發展，汽車保有量不斷攀升，已經成為全球最大的汽車生產國和銷售國。機動車排放的CO、HC、NOx、CO2已成為我國城市大氣污染的主要污染源。因此，開發和使用更加科學的汽車尾氣排放檢測方法已經成為當務之急。簡易瞬態工況法作為一種新的汽車排放檢測方法，具有很大的優越性和推廣前景，不僅具有較高的識別率，能夠測量出汽車排放污染物的質量，并且具有檢測效率高，檢測費用和設備費用都較低等優點。

2 簡易瞬態工況法

2.1 概念

簡易瞬態工況法（以下簡稱簡易瞬態法）是使用汽車底盤測功機等設備，通過在轉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行測試的一種方法，也是GB18285-2005標準推薦使用的方法之一。

2.2 簡易瞬態工況法特點

（1）簡易瞬態法是一種帶負荷的測試方法，檢測結果能良好地反映車輛在道路上的實際排放狀況，是科學、先進、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，能有效防止調校作弊行為，同時也能對汽車的氮氧化物排放進行檢測，可為在用車監管提供更加科學、客觀的依據。

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

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

（4）簡易工況法可快速、準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 使用簡易瞬態工況法檢測主要設備

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

3.1 底盤測功機

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

包括水氣分離系統、顆粒過濾裝置、取樣泵和流量控制單元。應保證其可靠耐用無泄漏且易于維護，與取樣氣體接觸的制造材料不能與取樣氣體反應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

直接對排放氣體進行采樣分析。其中一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、碳氫化物（HC）采用不分光紅外法（NDIR）；氮氧化物（NOx）采用電化學法或其他等效方法。五氣分析儀應能滿足至少5Hz的排放濃度測試能力，并且每次開始測試前，應對環境溫度、濕度進行測量，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、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量。

3.5 自動檢測控制系統

根據輸入的車輛參數自動設置加載載荷和選擇排放標準。檢測程序、數據采集和分析判斷檢測結果都由自動檢測控制系統自動完成。

4 汽油車測量方法的比較分析

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

表1 國標GB18285-2005中規定的4種汽油車測量方法比較

由表1可以看出，雙怠速法的設備成本低，操作簡便，技術比較成熟，穩態工況法成適中，技術相對成熟。這兩種方法的缺點是測量工況簡單，雙怠速的測量工況僅為低怠速和高怠速兩個工況，穩態工況法僅為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率，誤判率相對都較高。

但由于雙怠速方法是處于無負荷狀況下測量，而穩態工況法則是在有負荷狀況下測量，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。簡易瞬態工況法設備成本比穩態工況法設備成本稍高，相對來講技術成熟性也不如穩態工況法，但檢測結果是單車排放量，測量單位為g/min，測量工況相對復雜，采用的是與新生產車測量工況相同的15工況法，也是在加載狀況下測量，能有效重現車輛在實際路面上的行駛狀況，方法更加科學。瞬態工況法的測量工況、加載方法等與簡易瞬態基本相同，測量結果也是排放總量，設備的技術等級較高，所采用的測量方法、原理等均優于簡易瞬態工況法，其測量精度、誤判率等也都優于簡易瞬態方法，國外技術也較成熟，但設備復雜、昂貴，是穩態工況法和簡易瞬態工況法設備的幾倍，甚至近10倍，維護使用費用也較高，國內目前無生產能力。

5 實施簡易瞬態工況法遇到的問題及建議

就其它幾種簡易工況法來說，雖然中國目前標準所采用的方法都是世界上一些國家和地區已在使用的方法，檢測方法本身應是無可質疑的。但由于中國除北京全面實施了穩態工況法外，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，存在檢測技術和設備不成熟等擔憂，特別是簡易瞬態方法國內還沒有成功使用的經驗，致使各地各部門在方法選擇方面存在許多爭議。爭論最多、也是爭論焦點的是穩態工況法與簡易瞬態工況法的選擇問題。

方法的選擇應重點從地方管理、地方經濟、地方技術條件和機動車排氣監管發展方向進行綜合考慮，以滿足中國環境管理發展需要為基礎。雖簡易瞬態工況法設備成本比穩態工況法設備貴，但價格適中，可以為一些經濟條件較好的地區所接受，且其具有與新車標準相關性好，測量結果為排放量，便于進行機動車排放因子、排放總量和排放分擔率計算等優點，這對地方制定有關環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工況法。

6 結語

綜上所述，簡易工況法機動車排氣檢測系統能較有效地檢測排放污染物總量，不僅為環保監測提供強有力的定量檢測手段，并且能根據對排放物濃度的分析，判斷發動機的運行狀況，進行油耗經濟性指標的考核，診斷車輛發動機的故障等。

［1］劉勇，胡于進，李成剛.關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研究［J］.中國環境監測，2004，（2）