雙排氣管點燃式汽車尾氣排放檢測方法探究

戴曉鋒（揚州工業職業技術學院，揚州225127，中國）

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技術論壇TECHNOLOGICAL FORUM

雙排氣管點燃式汽車尾氣排放檢測方法探究

戴曉鋒
（揚州工業職業技術學院，揚州225127，中國）

雙排氣管點燃式汽車在進行雙怠速法、穩態工況法及簡易瞬態工況法檢測時，插入幾個取樣探頭、測量幾次會影

響尾氣檢測結果中的成分濃度，文中從檢測標準要求、比對實驗方法驗證、排氣管構造解析三個方面進行了論證。關鍵詞：雙排氣管；點燃式汽車；尾氣排放檢測；方法探究

0 引言

根據GB 18565-2005《點燃式發動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）》，我國機動車檢驗機構對點燃式發動機汽車尾氣排放檢測常采用的方法有三種：雙怠速法、穩態工況法和簡易瞬態工況法。雙怠速法和穩態工況法檢測的是尾氣中CO、HC、CO2、O2、NO的體積濃度。簡易瞬態工況法通過氣體流量分析儀測量排放氣體的流量。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機動車每一秒排放出來的污染物質量。

三種尾氣排放檢測方法都是通過尾氣成分的濃度來直接或通過換算的結果顯示在檢測報告中，并以此結果判斷送檢車輛尾氣排放是否合格。因此，如何能準確、科學地測試到尾氣排放中各成分濃度是各檢測方法的關鍵，也是本文論述重點。

1 點燃式汽車雙排氣管的結構

點燃式汽車雙排氣管類型可分為獨立式（見圖1）和非獨立式（見圖2）兩類。

獨立式雙排氣管往往與V型發動機相匹配，非獨立式雙排氣管往往與直立式發動機相匹配。獨立式雙排氣管一側的排氣管至對應于一側的氣缸，由于兩側的氣缸工作狀況不盡相同，所以兩側排氣管尾氣成分的濃度一般不相同，見圖3。

非獨立雙排氣管只是一個總排氣管的兩個分支，兩個排氣管中的濃度完全一致，見圖4。

從結構圖不難看出，雙排氣管點燃式汽車在尾氣排放檢驗時并非都需要插雙探頭進行尾氣檢測。

通過雙排氣管構造圖分析可知，本應插雙探頭的獨立雙排氣管，如：奧迪A6（2.0L）等車型，若只使用了單探頭插入其中一個排氣管取樣檢測，則所測結果是不準確的；而非獨立雙排氣管的車，如：大眾帕薩特（1.8L）、福特致勝（2.3L）、豐田皇冠（3.0L）等車型，尾氣測試插入一個探頭和插入兩個探頭，檢測結果卻是一樣的。日常工作中，雙排氣管車是否使用了雙探頭的取樣方法進行環保尾氣檢測，是環保監管部門對檢測機構操作是否規范的評價點之一。有認為雙排氣管車不需要插入雙探頭檢測，亦有認為雙排氣管車必須要插入雙探頭檢測，往往各持一詞。通過分析可知關鍵是要判斷好排氣管是否為獨立工作的雙排氣管和排氣管具體的工作狀況。

2 雙排氣管取樣相關標準要求

GB 18285-2005《點燃式發動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法》5.2.5“若為多排氣管時，取各排氣管測量結果的算術平均值作為測量結果。”該條款規定了雙怠速法排放測量時，對于雙排氣管點燃式汽車應分別測量每個排氣管的排氣成分濃度，然后取其平均值。這種方法巧妙地避開了獨立雙排氣管和非獨立雙排氣的問題，檢測結果為兩排氣管的平均值。HJ/ T289-2006《汽油車雙怠速法排氣污染物測量設備技術要求》要點4.2.1.2“對獨立工作的汽車雙排氣管應采用Y型取樣管的對稱雙探頭同時取樣。應保證兩分取樣管內的樣氣同時到達總取樣管，兩分取樣管內的樣氣流速差異應不超過10%。”在這個方法里，強調了同時取樣的必要性，很好解決了獨立雙排氣管需要兩次測量的問題。但是，這個方法里，回避了非獨立雙排氣管的測量方法，也就是說，非獨立雙排氣管的測量方法可以同時插入雙探頭，也可以插入一個探頭。

GB 18285-2005附錄B.2.5.1“對獨立工作的多排氣管應同時取樣”及HJ/T291-2006《汽油車穩態工況法排氣污染物測量設備技術要求》5.2.1.2“對獨立工作的汽車雙排氣管應采用Y型取樣管的對稱雙探頭同時取樣。應保證兩分取樣管內的樣氣同時到達總取樣管，兩分取樣管內的樣氣流速差異應不超過10%。”這兩個標準規定的方法與雙怠速法是一致的。

GB 18285-2005附錄D.2.4.5.4中對多排氣管檢測都有這樣的表述：“對獨立工作的多排氣管應同時取樣。”說明簡易瞬態工況法對于獨立雙排氣管點燃式汽車插入探頭的方法是一致的。

以上標準中的“獨立”二字是理解標準和操作指導的關鍵。即對獨立工作的雙排氣管應同時插雙探頭進行取樣檢測（如圖5），因為從理論上分析獨立工作的雙排氣管排出的尾氣含量的濃度，是由各排氣管全部或最后一段獨立的凈化裝置凈化后排出的，凈化效果的差異，導致各排氣含量的濃度有差異；對于非獨立工作的雙排氣則不需要插雙探頭取樣，只需用一個取樣探頭插入其中任意一個排氣管進行檢測即可（如圖6），因為從理論上分析非獨立工作的雙排氣管排出的尾氣沒有全部或在最后一段經過獨立凈化裝置凈化后排出的，所以兩個排氣管排出的尾氣含量的濃度應該是一樣的。而通常所說的雙排氣管，正常是外觀直接表露出的尾氣出氣端為兩個的雙排氣管，它其實包含了獨立雙排氣管和非獨立雙排氣管兩種檢測類型，因此應區分雙排氣管形式，再決定插入雙探頭還是單探頭。

3 雙排氣管濃度測試比對

對于非獨立雙排氣管的排放濃度是否一致，筆者曾經做過一個比對試驗，驗證非獨立雙排氣管排放的尾氣濃度是一樣的，所以只需一個取樣探頭插入非獨立雙排氣管的其中之一進行尾氣濃度檢測即可得到準確的檢測結果。以下是比對試驗的過程：

車型：帕薩特SVW7183HJI注冊日期：2008-05-23

4缸非獨立雙排氣管 行駛18萬km

實驗準備：對實驗車輛進行充分預熱，保證車輛檢測工況的穩定；對工況系統進行標定、檢查，保證工況系統檢測性能的穩定、準確；同人、同車、同設備、同一實驗環境，最大限的降低檢測結果的影響因素。

以上是穩態工況法單、雙排氣管取樣檢測的結果比對數據表（表1），檢測順序分別是先用單探頭插入雙排氣管中的左排氣管檢測尾氣值，然后使用雙探頭同時插入雙排氣管中檢測尾氣值（圖5），最后用單探頭插入排氣管中的右排氣管檢測尾氣值（圖6）。對三次檢測結果的比對數據進行分析，同時考慮到設備、人員操作等因素的誤差，可認為非獨立雙排氣管的車型，用單取樣探頭插入任意一個排氣管中和用雙探頭同時插入雙排氣管取樣的效果是一致的。

4 結論

在實際檢測工作中，很難直觀判斷汽車的單、雙排氣管，一是因為環保尾氣檢測機構沒有地溝等條件，很難觀測到底盤下方的排氣管構造，以致難以判斷車輛是否為獨立雙排氣管，所以不管是否為獨立雙排氣管，只要看到雙排氣管就插入雙探頭，檢測結果絕大多數是沒有問題的，之所以說“絕大多數是沒有問題的”是因為少數特殊車型需要具體問題具體分析。如進口寶馬X6（3.0L）、雙渦輪增壓車型，因前后驅動不能分開而無法采用工況法檢測，只能使用雙怠速法檢測，若用雙探頭同時插入雙排氣管采樣檢測，檢測結果就是錯誤的。因為此類型車只有檔位處于行進狀態，轉速在3000r/min以上，右側排氣管才會排氣，即這側氣缸才會工作，而雙怠速檢測要求的車況狀態是不滿足這兩個條件的，此時若插雙探頭進行雙怠速檢測就相當于右側取樣管路抽取了純空氣，必然導致檢測數據失真。諸如此類的車還有不少，記住，只要是可變氣缸的汽車，都會有這種現象，比如本田雅閣3.5L版也是可變汽缸的，也會出現這種現象；二是非V型發動機，一般都是非獨立工作的雙排氣管，這部分車型約占雙排氣管車型的80%，若要在環保尾氣檢測過程中準確使用單、雙探頭采樣，避免做插雙探頭的無用功，檢測員就要收集整理出那約占20%的獨立工作的雙排氣管車型，主要就是要注意V型發動機汽車和可變氣缸汽車，做到有針對性地插入單、雙探頭，以此保證環保尾氣檢測的準確性。

表1 穩態工況法單、雙排氣管取樣檢測的結果

機動車環保尾氣檢測是監督車輛尾氣狀況的主要方法，在大氣污染日趨嚴重的今天，準確地檢測評價車輛尾氣的排氣狀況，是環保檢測機構的職責，更是環境大氣的需要。研究雙排氣管車插入幾個取樣探頭測試尾氣濃度更精準，是保證檢測準確各檢測環節中的重要一環，也是體現追求科學、公正檢測的積極態度。

Research on exhaust emission inspecting method of spark-ignition engine vehicle with double exhaust pipes

DAI Xiaofeng
（Yangzhou Polytechnic Institute，Yangzhou225127，China）

When double idle state method and ASM and Simple VMAS are used to inspect exhaust emission of spark-ignition engine vehicle with double exhaust pipes， the number of sampling probe and measurement will impact the concentration of emission test results. In this paper， testing standards requirements， comparison experiment method validation and exhaust pipe structure will be demonstrated.

Double exhaust pipes； spark-ignition engine vehicle； exhaust emission inspecting； method research