中美柴油機排放測量系統檢定方法對氣態污染物測量結果的影響研究

劉依敏

摘要：通過研究國標及美標中對排放測量系統不同的檢定方法，加深對標準的理解，對比兩者差異。并分別在進行國標及美標檢定后的試驗系統中進行比對試驗，以對比不同標定方法對氣態污染物測量結果的影響。

關鍵詞：CFR 1065;排放標定;比對試驗

0 ?引言

我國重型車排放標準主要采用歐洲模式，主要因為歐洲法規在標準的嚴格程度、道路交通情況、管理要求等方面相對較為適用于我國當時的實際情況。在充分吸收歐美的經驗后，全面等效采用了歐盟（EU）指令、ECE技術內容的部分前歐共體（EEC）法規，在此基礎上形成了中國排放法規體系[1]。

2018年6月28日，生態環境部與國家市場監督管理總局聯合發布國家污染物排放標準《重型柴油車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》[2]，自2019年7月1日起實施。自標準實施之日起，《裝用點燃式發動機重型汽車曲軸箱污染物排放限值》（GB 11340-2005）中氣體燃料點燃式發動機相關內容及《車用壓燃式、氣體燃料點燃式發動機與汽車排氣污染物排放限值及測量方法（中國Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ階段）》（GB 17691-2005）廢止。

本標準規定了第六階段裝用壓燃式發動機汽車及其發動機所排放的氣態和顆粒污染物的排放限值及測試方法，以及裝用以天然氣或液化石油氣作為燃料的點燃式發動機汽車及其發動機所排放的氣態污染物的排放限值及測試方法。

國六階段的標準制訂主要參考歐盟第六階段排放標準，以及美國2010年重型車排放法規的技術內容[3]，對于設備檢定方面的要求做了細化，特別是氣態污染物的測量取樣系統的檢定校準要求，基于國際上最先進的排放控制技術，結合我國標準實施經驗和環境管理需求，提出適合我國的排放限值和測量方法，及各種監督管理技術要求和方法。對于美標的引用，迫使我們對于美標，特別是引用的標定部分的要求需要進行進一步的研究及解讀。

1 ?檢定要求及頻次比對

對比表1可以看到，4、5、6項作為表征分析儀性能的參數，在美標中并未說明其標定要求。而12、14、18、21、24、25這幾項關于干擾檢查的要求，國標中沒有相關規定，而美標就要詳細規定，且美標除了“基本要求”外，還有“強烈推薦值”，這也可以作為進階目標。由此也可以看出，隨著污染物限值的愈發嚴苛，美標認為，由于干擾產生的誤差比分析儀本身會產生的誤差影響要大，所以降低外界因素對于分析儀的干擾尤為重要。

2 ?相同條件下中美標不同標定情況下測試數據

2.1 比對試驗檢測項目和參數

2.2 比對方法

分別在發動機實驗室PE1排放性能臺架及PE5排放性能臺架進行WHTC試驗循環，PE1對應的是國六GB17691-2018標準標定下的CVS全流分析系統，PE5對應的是根據美標CFR 40 PART 1065標準標定下的CVS全流分析系統，通過排放數據的對比分析不同標定方法下對污染物結果的影響。

2.3 數據處理及分析

根據下列公式算得的標準偏差：

σ1——多個試驗室間試驗結果的平均值的樣本偏差;Xi——第i個試驗室的試驗結果的平均值;X——多個試驗室間試驗結果的平均值的平均值;n——試驗室個數。

表3顯示的是所有試驗結果的標準差分析結果，所有參比試驗室各種氣體污染物的測量值都在標準偏差的±2σ內，PM也在±2σ內。對比圖1至圖4我們可以看到，PE5的NOX+THC、NOX及PM的測量值都在標準偏差的±σ內，而PE1的測量值測超出了±σ的標準偏差范圍。THC的測量值雖然都超出了±σ，但PE1的一致性相較于PE5要差一點。

根據數據對比我們可以基本推斷，美標中較高要求的標定項目，對于污染物測量的偏差有正面作用。

3 ?結論

通過實驗數據對比我們可以基本推斷，美標中較高要求的標定項目，特別是對于干擾的限值要求，對于污染物測量的偏差有正面作用。所以對于目前國標要求下的設備，我們可以增加如氨洗滌器，以防止對NH3的干擾、NO2-to-NO轉換器的中毒以及采樣系統或分析儀中的沉積物;增加非甲烷截止器的優化以最大限度地穿透CH4和氧化所有其他碳氫化合物;增加通道加熱保溫、控制NOX壁溫防止水凝結;可以考慮采用NDUV測量方式，沒有水干擾的影響，可以通過PEMS設備進行比對。

參考文獻：

[1]王昕.中外重型車排放標準研究[J].機械工業標準化與質量，2014（492）：22-25，33.

[2]GB 17691-2018，重型柴油車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）[S].生態環境部.國家市場監督管理總局，2018.

[3]eCFR PART 1065—ENGINE-TESTING PROCEDURES[OL].https：//www.ecfr.gov/cgi-bin/text-idx？SID=a5aa8b1b257bdb28f5b04117488ac2c0&mc=true&node=pt40.37.1065&rgn=div5#se40.37.1065_1170，2018.