輕型汽油車排放檢測的VMAS方法分析研究

顧冬明

（上海鴻舸機動車排放監測技術有限公司,上海,201108）

1 引言

近幾年來我國的汽車保有量增長迅速,其中私家車的比例逐年上升,尤其在北京、上海等特大城市中這種現象更為明顯。隨著汽車保有量的增加,一系列問題也隨之而來。其中比較嚴重的就是機動車排放污染物造成的大氣污染,并引起了很多全球性的環境問題。治理汽車尾氣排放污染的問題刻不容緩。上海市為加大治理機動車排放污染力度,上海市環保局已制定VMAS汽車污染物排放標準,選用簡易瞬態工況檢測法用于上海市在用車污染物治理,但尚未在全市檢測站推廣。

2 VMAS檢測系統的組成及工作原理

2.1 本系統主要有:底盤測功機、五氣分析儀、氣體流量分析儀、主控計算機、溫濕度計、大氣壓力計、司機助、打印機等。

2.2 VMAS(Vehicle Mass Analysis System)系統采用類似于IM240方法的底盤測功機，工況采用瞬態工況。采樣為直接采樣測出排放成份濃度，系統中的流量計VMAS測量經環境空氣稀釋后的尾氣排放流量，通過計算得到排放因子（克/公里）見圖2.2.1。

圖2.2.1 VMAS測試系統

2.3 流量計VMAS的結構和工作原理。在圖2.2.1中標有VMAS的設備是一種價廉的瞬態排放流量測試裝置，由美國Sensors公司1998年成功開發。流量計結構簡圖見圖2.3.1，其中的測速元件工作原理見圖2.3.2。當稀釋過的廢氣流進入VMAS后，擾動桿使氣流產生擾流漩渦，發射元件發出超聲波，接收元件接收受到干擾的超聲波并計算出單位時間通過的旋渦數進而測出氣流的流速。此即為卡曼流量計。

圖2.3.1 VMAS流量計結構簡圖

圖2.3.2測試擾流漩渦數的壓電元件工作原理圖

2.4 排氣中某成份質量流量Qi，mas計算方法

a）稀釋因子DR

b）廢氣流量QEX

其中QMt為VMAS流量計測得的經稀釋后廢氣流量

c）排氣中某一成份的質量流量Qi，mas

因此，Qi,mas=QMt·DR·Ci（i＝CO，HC和NOX）

3 VMAS系統與IM240的測試結果誤差分析

1）尾氣管中直接取樣,未經稀釋,測得的廢氣成份與排入大氣后的廢氣成分有差別,產生誤差ε1；

2）尾氣管中直接取樣,濃度不均,產生取樣誤差ε2；

3）用環境空氣直接稀釋,本底有害成份濃度影響測試精度,產生誤差 ε3；

4）HC采用非分散型紅外法,產生誤差ε4；

5）測功機精度比IM240采用的測功機低,產生誤差ε5；

6）VMAS測量廢氣流量前,己被抽取一部分廢氣,產生誤差ε6；

7）操作中若使一部分廢氣未進入VMAS流量計時,產生誤差 ε7；

因此,相對IM240,VMAS的總誤差εVMAS；

4 VMAS系統的測量精度

盡管按上述分析,VMAS有一系列誤差,但2001年dKC公司測試結果VMAS與IM240相關因子達到：HC——93%，C0——99.3%，NOX——99.2%。美國環保局EPA認可的VMAS與IM240相關因子如下：HC——95%，CO——99%，NO——99%?？梢?VMAS與IM240具有相當好的相關性,圖4.1、4.2、4.3是VMAS與IM240的相關性測試結果。由下圖可以看出,從測試精度而言,VMAS是IM240十分理想的替代方法。

圖4.1 VMAS與IM240 CO相關關系圖

圖4.2 VMAS與IM240 NO相關關系圖

圖4.3 VMAS與IM240 HC相關關系

5 結束語

汽車污染是當前人們最為關心和急需解決的重要課題之一。作為汽車排氣污染物的檢測的重要方法,簡易瞬態工況法（VMAS法）滿足了GB18285-2005《點燃式發動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法(雙怠速法和工況法)》和HT/T290-2006《汽車簡易瞬態工況法排氣污染物測量設備技術要求》的要求?？梢越y計排放總質量,監控車輛的真實排放情況,設備成本不高,測量比較準確,與新車認證檢測結果具有相關性,可以檢測NO相關因子等一系列優點,成為人們研究的熱點。VMAS檢測方法在美國和歐洲都有很好的應用基礎。

目前,全國很多地方采用VMAS工況法,如遼寧、山東、河南、浙江等,為上海的推廣應用起到了積極作用。

1 GB18285-2005.點燃式發動機汽車排放污染物排放限制及測量方法(雙怠速及工況法)[S].國家環境保護總局,2005

2 上海地方標準.DB31/357-2006在用點燃式發動機輕型汽車簡易瞬態工況排氣污染物排放限值[S].上海市環保局,2006

3 劉勇等.關于在用車的工況法尾氣排放檢測[J].北京汽車,2004(01)

4 錢人一.美國在用車尾氣排放的工況法檢測[J].汽車技術,2001

5 上海地方標準.DB31/357-2006在用點燃式發動機輕型汽車簡易瞬態工況排氣污染物排放限值[S].上海市環保局,2006