評定國六輕型汽車蒸發(fā)污染物排放試驗(yàn)不確定度

陳龍 董正祺 胡克容

中汽研汽車檢驗(yàn)中心（武漢）有限公司 湖北省武漢市 430058

1 引言

根據(jù)《輕型汽車污染物排放限值及測量方法( 中國第六階段)》(GB 18352.6-2016)（簡稱國六標(biāo)準(zhǔn)）中附錄F 的規(guī)定，汽油車蒸發(fā)污染物排放量為熱浸損失與兩晝夜換氣損失THC 排放之和（取24h 和48h 兩次結(jié)果的較大值）。本文對該試驗(yàn)影響因素進(jìn)行了全面分析，進(jìn)行了不確定度的評定。本文主要用到的設(shè)備是堀場的HFID 分析儀和ENGIE 的密閉室（室容積為156.7m）。

2 數(shù)學(xué)模型

2.1 建立模型

根據(jù)國六標(biāo)準(zhǔn)，碳?xì)浠衔镔|(zhì)量的計(jì)算公式為：

熱浸試驗(yàn)：

晝夜換氣試驗(yàn)：

式中： ：碳?xì)浠衔镔|(zhì)量，g；： 密閉室內(nèi)的碳?xì)浠衔餄舛龋琾pmC；V：經(jīng)汽車容積（車窗和行李廂打開）校正后的密閉室凈容積，如果未確定車輛容積，則從密閉室內(nèi)部容積中減去1.42m；T：密閉室內(nèi)的環(huán)境溫度，K；P：大氣壓力，kPa；k=1.2(12+H/C)；H/C：氫碳比，對于晝夜換氣試驗(yàn)損失，H/C 取2.33；對于熱浸損失，H/C 取2.20。i 為初始讀數(shù)；為終止讀數(shù)；

在實(shí)際應(yīng)用中對于可變?nèi)莘e的密閉室，只是簡單地將公式中M,—M設(shè)為零（密閉室內(nèi)外無氣體交換）。這樣蒸發(fā)排放試驗(yàn)中的碳?xì)浠衔镉?jì)算公式被簡化為

蒸發(fā)污染物排放總質(zhì)量計(jì)算公式為：

式中：M- 汽車蒸發(fā)排放碳?xì)浠衔锟傎|(zhì)量，g；M- 晝夜換氣試驗(yàn)時碳?xì)浠衔锱欧刨|(zhì)量，g（M和M中的較大值作為M）；M熱浸試驗(yàn)時碳?xì)浠衔锱欧刨|(zhì)量，g。

2.2 輸出量M總的不確定度來源

輸出量M的不確定度來源有5 個方面（見圖1）：

圖1 蒸發(fā)污染物排放量不確定度因果關(guān)系圖

2.3 靈敏系數(shù)

上述5 方面的影響因子靈敏度系數(shù)均取1，則蒸發(fā)污染物排放量的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.4 樣品情況（表1）

表1 樣品參數(shù)表

2.5 測試設(shè)備（表2）

表2 設(shè)備匯總表

3 影響因素分析及評定方法的確定

3.1 密閉室內(nèi)碳?xì)浠衔餄舛龋–HC）

碳?xì)浠衔餄舛戎苯訁⑴c結(jié)果的計(jì)算（分析系統(tǒng)和標(biāo)氣的不確定度分量兩部分）均采用B 類不確定度進(jìn)行評價(jià)，然后再合成（C）的不確定度。

3.2 密閉室內(nèi)大氣壓力（P）、溫度（T）、濕度（H）

核查報(bào)告確定測量誤差，均采用B 類不確定度進(jìn)行評價(jià)。

3.3 分析設(shè)備讀數(shù)誤差（f）

分析設(shè)備的讀數(shù)誤差的影響采用A 類不確定度評定。

3.4 炭罐脫附量

在脫附處理過程中炭罐的脫附量會影響到炭罐的工作能力。但實(shí)測中炭罐吸附處理，不影響后續(xù)試驗(yàn)。所以可忽略不計(jì)。

4 測試結(jié)果不確定度的評定

根據(jù)國六標(biāo)準(zhǔn)對樣品進(jìn)行10 次測試，熱浸試驗(yàn)和晝夜呼吸損失試驗(yàn)結(jié)果的不確定度有關(guān)的結(jié)果（10 次試驗(yàn)的平均值）分別如表3和表4：

表3 熱浸試驗(yàn)

表4 晝夜呼吸損失試驗(yàn)

4.1 蒸發(fā)污染物不確定度

由兩部分合成，分析設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)氣體。標(biāo)準(zhǔn)氣體丙烷（CH）的濃度為89.2ppm，相對擴(kuò)展不確定度為0.01，k=2，則標(biāo)準(zhǔn)氣體引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

兩個分量互不相關(guān)，其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

密閉室內(nèi)碳?xì)浠衔餄舛菴的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

熱浸試驗(yàn)測量結(jié)果的算術(shù)平均值

所以讀數(shù)誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

讀數(shù)誤差的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

所以讀數(shù)誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

讀數(shù)誤差的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

將所有來源的不確定度值和靈敏系數(shù)代入，得到合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

本次試驗(yàn)的M=0.106+0.259=0.365g，則蒸發(fā)污染物排放量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度是：

取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度為：

5 報(bào)告結(jié)果

6 結(jié)語

本文對輕型汽油車蒸發(fā)污染物排放結(jié)果進(jìn)行了不確定度評定，通過分析試驗(yàn)影響因子，搭建數(shù)學(xué)模型，分析計(jì)算該試驗(yàn)排放結(jié)果的擴(kuò)展不確定度，為該試驗(yàn)的研究提供參考價(jià)值。