車載尾氣檢測系統在I/M制度的應用

1.前言

隨著中國的經濟不斷發展，汽車保有量成倍增加，大部分集中在城市人口稠密的地區。由于汽車尾氣排放位置低，排出的廢氣聚集在人和生物周圍，對生命的危害極為嚴重，是低空環境污染的重要因素。2020 年，全國機動車保有量達到3.72 億輛，比2019 年增長6.9%，其中，新能源汽車保有量達到492.0 萬輛。2020年，全國機動車四項污染物排放總量為1593.0 萬噸。其中，一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、顆粒物（PM）排放量分別為769.7 萬噸、190.2 萬噸、626.3 萬噸、6.8 萬噸。

為了控制機動車排放，改善城市交通環境與空氣質量，我國出臺及采取了一系列政策和措施。實施嚴格的機動車污染物排放標準，引入了閉環電控燃油噴射和三元催化轉換器技術，提高了油品標準，大幅度降低了汽油及柴油的含硫量，有助于降低污染物排放，通過經濟鼓勵手段加快老舊車輛的淘汰等，取得了明顯的成效。但隨著尾氣排放控制的不斷深入，尾氣排放超標治理困難也越來越大。因此，通過I/M制度，對汽車尾氣排放進行有效的監管，利用排放檢測及時發現在用汽車排放超標情況，使其能夠得到針對性的清洗、更換部件或調整等維護措施，最大限度地發揮自身的尾氣凈化能力，恢復到正常的排放狀態。

2. 什么是I/M制度

I/M制度，即用車檢測與維護制度（Inspection and maintenance，I/M）。I/M制度是用經濟與市場相結合的手段解決機動車尾氣污染問題的終極方法。I/M制度是對在用機動車進行強制性定期檢測，及時發現車輛故障，并實行強制維修，使在用車符合國家規定的排放控制值，能夠保證在用車排放長期穩定達標的管理制度。管理部門在執行機動車年審、季審的檢測工作中，按國家排放標準判定車輛尾氣合格與否，發放環保標志。

2.1. I/M制度實施的情況

西方工業化國家經過近30多年有步驟的科學治理，大氣污染問題已經得到嚴格的控制，正向超低污染、零污染發展。

目前，國外歐美等發達國家的I/M已較為成熟，而我國大多數城市仍然未形成一套相對完善的I/M制度實施與管理體系，雖然部分城市在積極推進I/M制度的實施，但仍存在諸多問題，影響了I/M制度對于在用車汽車尾氣排放控制作用的效果。尤其出現一重一輕的問題，即注重排放檢測，忽略排放污染車輛治理。各地都出現車輛無法治理、治理成本高、車主抱怨多等問題，極大的制約了我國I/M制度的良性發展。主要體現在以下內容：

（1）在用車尾氣檢測站（以下簡稱I站）和尾氣治理站（以下簡稱M站） 尾氣檢測方法不一樣。

I站采用的是工況檢測法，可以客觀反應車輛的排放實際情況，其中汽油車采用的是簡易穩態工況法（ASM）和簡易瞬態工況法（VMAS）;柴油車采用的是加載減速法（Lugdown）。M站采用的是靜態檢測，不能全面客觀反應車輛尾氣排放的實際情況，其中汽油車采用的是通用測量法和雙怠速測量法;柴油車采用的是通用測量和自由加速法。I站和M站檢測設備和方法不一致，檢測出來的數據也會有差別，對檢查結果的判斷有著很大的差別。

（2） M站無法和I站一樣的裝備設施的主要原因

1）I站的尾氣檢測設備費用昂貴、維護成本高。

2）對人員要求高，人員經過專業培訓合格才能上崗。

3）設備對場地要求高。

（3）維修通過率低

檢測設備、條件達不到檢測要求，最終導致了維修一次性通過率低。導致反復維修成本高、車主抱怨大。

3. 車載尾氣檢測系統

現行的GB18285-2018《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）》、GB3847-2018《車用壓燃式發動機和壓燃式發動機汽車排氣煙度排放限值及測量方法》中大幅度提高了尾氣NOx、CO、HC、PM的排放限值要求，尤其NOx，目前I站已經按照新標準升級了尾氣檢測設備和系統。這對于尾氣治理站的檢測診斷水平提出了更高的要求，提高尾氣治理站的檢測診斷設備迫在眉睫。然而一般的維修企業（M站）無法按照GB18285-2018、GB3847-2018要求裝備尾氣檢測設備，成為了制約尾氣治理站發展的瓶頸之一。

3.1 車載尾氣檢測系統的原理

車載尾氣檢測系統，主要由智能控制模塊、尾氣分析模塊、OBDII診斷模塊、UPS電源、GPS模塊、無線傳輸模塊等組成。

車載尾氣檢測系統，根據車輛型號以及車況，智能控制模塊自動匹配車輛模擬曲線，技師只需按照智能控制模塊的提示操作步驟，進行車輛測試路試，路試過程，車載尾氣檢測系統實時采集尾氣數據，和讀取汽車發動機、汽車排放控制部件的相關聯數據。并對檢測的數據進行分析診斷，最終生成該車輛的檢測報告，并可以結合云診斷大數據平臺生成智能診斷報告，指導技師維修治理。

3.2 車載尾氣檢測系統的主要功能

（1）路試動態模擬檢測

車載尾氣檢測模塊為移動式，可安裝在治理車輛上進行路試動態測試。通過道路測試，診斷結果更加接近I站，更加直觀地分析、診斷出故障，確定維修方案。

（2）實測參數，有助車輛治理

可檢測CO、HC、NOx、CO2、O2以及λ數據，測量精度達到JJG6 8 8 Ⅱ級測試儀要求;五氣O2、CO2、CO、HC、NOx和λ值，這些數據能直接反映發動機的燃燒工況，這是故障診斷最基本、最重要數據，也是判定尾氣治理質量的主要指標。

（3）檢測、判定OBD是否合格;采集分析氧傳感器、 EGR、三元催化、噴油脈寬等影響尾氣的數據。

（4） GPS定位

車載尾氣檢測儀，每秒至少采集一次五氣和λ數據，同步采集GPS定位數據，計算對應車輛車速數據，提供模擬工況數據。

（5）自動生成檢測報告

生成檢測診斷報告，最終將檢測診斷數據形成電子檔案，并上傳到數控中心。

3.3車載尾氣檢測系統的優點

（1）提高維修的效率，降低成本。解決M站現有設備在靜態條件下無法檢測尾氣NOx的問題，提高尾氣的治理一次性通過率。

（2）采用模塊化設計。五氣分析模塊可快速安裝、拆卸，采樣探頭可以良好固定到汽車排氣管，有效防止采樣探頭脫落。

（3）精準維修治理，降低治理成本

車載尾氣檢測系統，動態檢測獲取汽車的各種參數，專業技術人員根據這些數據來判斷汽車的技術狀況。診斷速度快、準確性高、能定量分析，精準診斷維修，提高治理效率，降低治理成本。

（4）動態監測數據共享

車輛排氣污染物超標數據上傳到數據中心，上傳的數據包括車輛信息、車輛VIN碼、檢測方法、檢測時間、排氣檢測結果、檢測判斷限值;以及尾氣相關的數據：主要有發動機轉速、車速、故障碼、氧傳感器值、進氣溫度、空燃比λ值等。

4.總結

由于I/M制度在國內屬于嶄新事物，該項工作在國內的推進尚處于起步階段，而汽車尾氣治理是踐行I/M制度實施的重要內容。I/M制度需要全社會的共同參與，才能不斷完善I/M制度體系和創新出更多更先進的技術手段，I/M制度才能良性循環發展，有效降低機動車排放污染物。使得我們在享受車輛給我們帶來的出行方便的同時，還可以呼吸到清潔的空氣。