新標準下柴油車加載減速法的淺析

顧星星 繆志龍

摘 要：本文簡單論述了柴油車加載減速工況法與檢測設備的組成功用以及要求，剖析了柴油車檢測CO2濃度過低的原因。

關鍵詞：柴油車;加載減速法;檢測設備;檢測原理

1 現代柴油車尾氣檢測技術綜述

1.1 柴油車尾氣排放檢測的意義

隨著交通運輸的快速發展，柴油車輛由于馬力大、經濟性能好，目前是旅客與貨物的主要公路運輸工具。但柴油車的尾氣排放對生活環境的污染日益嚴重，對大氣環境及人們的健康構成了嚴重的威脅。因此柴油車尾氣排放檢測的準確性為尾氣排放維修提供了扎實的依據。

1.2 基本檢測方式

柴油車尾氣排放檢測方式主要有自由加速法和加載減速法。一般情況下柴油車采用加載減速法進行尾氣排放檢測，但對于無法中斷車輛主動型制動功能和扭矩控制功能的車輛以及對緊密型多驅動軸的車輛，或全時四驅驅動車輛等，不能進行加載減速檢測的，應進行自由加速法放檢測。

柴油車加載減速法排放檢測主要測量參數有：輪邊功率、光吸收系數、氮氧化物，其中只要有一項不合格，尾氣排放結果判定為不合格。

在用車尾氣排放檢測應符合限值a，對于汽車保有量達到500萬輛以上，或機動車為當地首要空氣污染源，或按照法律法規設置低排放控制區的城市，應在充分征求社會各方面意見基礎上，經省級人民政府批準，并依法經國務院生態環境主管部門備案后，可提前選用限值b，但應設置足夠的實施過渡期。

2 加載減速法檢測平臺的構成與原理分析

加載減速法是一種車輛在道路上模擬了滾動阻力、坡度阻力，加速阻力，空氣阻力等狀態下測量車輛尾氣排放污染物的方法。該方法在100%實測最大輪邊功率時轉鼓線速度（VelMaxHP）時測量排氣光吸收系數K值，在80%VelMaxHP時測量排氣光吸收系數K值、氮氧化物以及修正的輪邊功率。檢測系統的設備主要有：底盤測功機、透射式煙度計、氮氧分析儀、電機變頻器、計算機主控柜、發動機轉速儀、司機助手儀、車輛散熱風扇等組成。

2.1 底盤測功機的功用與結構

底盤測功機主要由轉鼓、功率吸收單元（PAU）、慣量模擬裝置等組成，是一種不僅對汽車動力性進行檢測，還能夠在多種運行工況下測量排放指標的重要室內臺架檢測設備。它模擬了汽車在道路上實際行駛的情況，檢測了汽車尾氣排放的性能。檢測時，駕駛被檢車輛停在舉升器上，舉升器下降后，車輛驅動輪落在滾筒之間。車輛驅動輪帶動滾筒轉動，測功機中的轉速傳感器測量車輛驅動輪轉速，車輛驅動輪的驅動力由PAU中的力傳感器測量，PAU模擬車輛在行駛過程的一切阻力，慣量模擬裝置模擬車輛加速或滑行時的慣性力。電腦控制系統按照檢測方法，依據測力與測速傳感器中的反饋信息來調整電渦流測功機的電流大小，從而控制和調節PAU的吸收功率，實現了多種工況運行的檢測條件。

2.2 不透光煙度計要求與原理

不透光煙度計采用分流式原理，采樣的頻率至少為10HZ，檢測的光吸收系數K值需要精確到0.01m-1。采樣系統應具有冷卻裝置，以保證采集的樣氣溫度下降到不透光煙度計能處理的溫度范圍內。

不透光煙度計測量原理：當車輛排放的樣氣進入檢測室后，檢測室一端發出光源到達另一端光接收器前，流經被檢測的樣氣，被檢測樣氣含碳煙越多，光接收器的接收信號越弱。然后光接收到的信號經轉化處理后輸至顯示器中，這樣就可以測試氣體的不透光程度或對光的吸收程度。

2.2.1 光吸收系數K值的計算公式：φ=φ0×e-KL，光吸收系數K值與不透光度N值的關系：K=-ln（1-），式中L為通過被測樣氣的光通道的有效長度，φ0為入射光通量，φ為出射光通量。

2.3 氮氧化物分析儀的設備要求和測試前的準備工作

2.3.1 設備要求

在加載減速試驗中，氮氧化物分析儀可使用紫外或紅外以及化學發光原理，不得采用化學電池原理。其中對NO2可以直接測量，也可以通過轉化率轉化為NO后進行測量，轉化爐將NO2轉化為NO時，轉化效率應≥90%，轉化效率要定期檢驗。

尾氣排放分析儀量程和準確度要求應符合表1：

尾氣排放分析儀傳感器的響應時間應符合表2：

T90表示自傳感器對輸入氣體有響應起至達到最終氣體濃度讀數90%所需要的時間。

T95表示自傳感器對輸入氣體有響應起至達到最終氣體濃度讀數95%所需要的時間。

T10表示自傳感器輸出，指示開始下降起至達到氣體穩定濃度讀數的10%所需的時間。

T5表示自傳感器輸出，指示開始下降起至達到氣體穩定濃度讀數的5%所需的時間。

2.3.2 測試前的準備工作

尾氣排放分析儀應每24小時按照GB3847-2018規定進行低濃度標準氣體檢查，分析儀讀數不得超過上述表二中精確度的要求。如果單點檢查不通過時，應使用高濃度標準氣體進行標定（此時應同時對尾氣排放分析儀傳感器響應時間T90和T10進行計算和檢查），然后使用低濃度標準氣體進行檢查，直到滿足要求為止。當檢查結果不符合上述表二規定的精確度要求時，分析儀重新進行調整和線性化，或者送廠維修，然后進行五點檢查，直至檢查通過為止方可投入使用。

2.4 振動式發動機轉速儀原理

在加載減速試驗中大都采用振動式發動機轉速檢測儀，它操作簡單攜帶便捷，無需考慮各種車輛結構等因素而采用的不同檢測手段，是一種間接式測量儀器。它的工作原理：發動機運轉時氣缸產生燃燒爆發時瞬時壓力波動呈周期性的沖擊與發動機曲軸轉速成一定比例關系，當沖擊傳到缸蓋時產生振動，被振動傳感器采集，經過頻譜分析處理并進行計算從而得到轉速值。

3 加載減速試驗中止的常見問題與解決辦法

在尾氣排放檢測過程中，當排氣中CO2的濃度低于2.0%時，檢測程序中止，并提示CO2的濃度過低檢測停止。這種情形首先注意查看取樣探頭是否插入深度不夠或因振動而滑落，其次排除尾氣排氣分析儀采集管路是否存在泄露。首先通過車輛的比對，判斷出車輛出現泄露還是檢測設備出現泄露：如果用同一臺設備連續檢測兩至三輛不同汽車都出現CO2濃度低于2.0%的情形，則判斷尾氣排放分析儀出現了泄露，此時應檢查尾氣排放分析儀的采樣探頭到尾氣排放分析儀的管路是否有破損，接頭是否松曠;試驗操作中要注意剛剛從排氣管中拔出的取樣探頭遠離塑料采集管路，避免塑料管路被燙破。如果在檢測不同車輛時有個別車輛出現CO2濃度低于2.0%的情形，基本可判定該車輛的排氣裝置存在泄露點，安排送檢人員做好車輛返廠維修工作，待車輛排氣裝置泄漏點維修好后再來檢測。

4 結束語

近年來隨著國家對環境保護的重視，國家生態環境部和市場監督管理總局聯合發布了新標準，補充了新的檢測方法，具體規范了機動車尾氣排放檢驗條件，對機動車尾氣檢測站、檢驗員提出了新的要求。希望本文能為機動車尾氣排放檢測工作提供一些幫助。

參考文獻：

[1]生態環境部、國家市場監督管理總局.GB3847-2017《柴油污染物排放限值及測量方法（自由加速法及加載減速法）》中國環境出版集團.2018.

[2]楊萬順，張喆.淺談柴油車加載減速工況法煙度測試[J].城市管理與科技，2003（02）：63-66.