消音器及采樣管路對(duì)車輛排放PM的影響研究

馬毅 宮寶利 宋桂曉 蔡正雷 管煒

摘 要：為解決車輛排放檢測(cè)試驗(yàn)過程中尾氣排放物PM測(cè)量波動(dòng)及誤差問題，重點(diǎn)研究了在車輛排放檢測(cè)試驗(yàn)中分別使用不同種材質(zhì)消音器和尾氣采樣連接管路對(duì)PM的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，使用加工工藝更為精良的不銹鋼材制消音器及熱穩(wěn)定性能優(yōu)良的連接采樣管路，可以有效解決車輛排放檢測(cè)試驗(yàn)中的PM測(cè)量波動(dòng)及誤差，有利于汽車環(huán)保性能的提升。檢測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性直接表明了為達(dá)到解決車輛排放檢測(cè)試驗(yàn)PM測(cè)量誤差的目的，推動(dòng)各大主機(jī)廠采用更好材質(zhì)、更好工藝的消音器及各檢測(cè)機(jī)構(gòu)改進(jìn)采樣管路的連接方式都非常必要。

關(guān)鍵詞：PM;消音器;采樣管路;排放檢測(cè)試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：U467.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）15-137-03

Abstract： In order to solve the PM problem of measurement fluctuation and error in the process of vehicle emission test， we?lay emphasis on the?study?of the influence of different materials muffler and tail gas sampling connection pipeline on PM in vehicle emission test .The test results show that the use of stainless steel muffler with better processing technology and the connected sampling tube with excellent thermal stability can effectively solve the PM measurement fluctuation and error in the vehicle emission test， which is beneficial to the improvement of the environmental protection performance of the vehicle.The validity of the test data directly shows that it is necessary to promote the automobile?enterprise to adopt better mufflers with better materials and techniques and the test institutions to improve the connection mode of the sampling tube road in order to solve the PM measurement error of vehicle emission test test.

Keywords： PM; muffler; Sampling Pipeline; Exhaust Emission Test

CLC NO.： U467.1? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）15-137-03

1 前言

近年來，隨著中國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展及國民生活水平的整體提升，汽車已經(jīng)慢慢成為人們生活中的必需品。但汽車保有量的大幅提升，隨之而來的環(huán)境污染也日益嚴(yán)重，其中排放污染物中的顆粒物PM（Particulate Matter）更是導(dǎo)致霧霾發(fā)生的直接原因[1-2]。GB18352.6-2016《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法》（中國第六階段）于2016年12月23日發(fā)布。輕型汽車六階段排放標(biāo)準(zhǔn)的全面推進(jìn)，PM限值在國五基礎(chǔ)上的進(jìn)一步縮小，導(dǎo)致各大主機(jī)廠在新車開發(fā)階段滿足國家標(biāo)準(zhǔn)均存在一定困難?，F(xiàn)階段研究表明：汽車排放PM高主要因?yàn)榭扇嘉锶紵怀浞諿3-4]導(dǎo)致。但汽車排放其他附件，例如消音器、排氣尾管等，也會(huì)對(duì)PM排放產(chǎn)生額外影響;同時(shí)PM的測(cè)試方法也會(huì)對(duì)測(cè)試的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。因此，通過實(shí)驗(yàn)手段，逐步分析PM的產(chǎn)生來源，提高測(cè)試精度，對(duì)于PM排放的精確分析，意義重大。

2 國六PM排放試驗(yàn)

國六PM排放試驗(yàn)即輕型汽車六階段“常溫下冷啟動(dòng)后排氣污染物排放試驗(yàn)”。試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，需要用到轉(zhuǎn)轂、排放分析儀及環(huán)境倉等設(shè)備，轉(zhuǎn)轂用來模擬道路阻力，排放分析儀用來收集汽車尾氣并進(jìn)行分析，環(huán)境倉用來提供恒定的溫濕度環(huán)境，最后通過運(yùn)行WLTC循環(huán)[5]模擬實(shí)際道路情況來進(jìn)行測(cè)試。WLTC循環(huán)共包含四個(gè)階段，即低速段、中速段、高速段及超高速段，完成整個(gè)循環(huán)測(cè)試共需1800s。

2.1 PM計(jì)算方法

在進(jìn)行車輛的尾氣排放檢測(cè)試驗(yàn)中，對(duì)測(cè)試設(shè)備采集到的過程參數(shù)及結(jié)果數(shù)據(jù)，用如下公式計(jì)算顆粒物PM排放量：

2.2 PM標(biāo)準(zhǔn)限值

輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國第五階段）GB18352.5-2013規(guī)定PM限值為4.5mg/km[6]，在輕型車國六階段，6a規(guī)定仍為4.5mg/km，但是6b階段為3mg/km，加嚴(yán)了33%。因此主機(jī)廠為了達(dá)到限值，就需要增加GPF、DPF等收集裝置用于降低顆粒物排放。

3 PM的影響因素

3.1 消音器對(duì)PM的影響

汽車排氣消音器常用于降低排氣歧管排除廢氣的壓力及溫度，以達(dá)到消除火星及減少噪音的目的。然而消音器在長時(shí)間使用后，本身會(huì)因受到高溫排氣的不斷吹拂，在一定程度下會(huì)產(chǎn)生顆粒物[7]，從而影響車輛在排氣檢測(cè)試驗(yàn)中的PM測(cè)試值。