機(jī)動(dòng)車尾氣排放的I/M制度檢測(cè)方法研究

【摘要】I/M制度是保證汽車處于良好的技術(shù)狀況，投資最少、最有效、最根本的途徑。文章介紹了適用于我國道路運(yùn)輸行業(yè)現(xiàn)狀的I/M制度在實(shí)施時(shí)所能采用的檢測(cè)方法。并且對(duì)這些檢測(cè)方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析及比較。

【關(guān)鍵詞】I/M制度；穩(wěn)態(tài)加載加速模擬簡(jiǎn)易工況法（ASM）；瞬態(tài)工況法（IM195）；簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法（IG195）；柴油車加載減速法

為了響應(yīng)國家關(guān)于加強(qiáng)道路運(yùn)輸節(jié)能減排的工作，推動(dòng)全國道路運(yùn)輸系統(tǒng)開展節(jié)能降耗、減少排放的工作，以緩解能源瓶頸制約，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，全國很多省市交通運(yùn)輸行業(yè)開始推行I/M制度，治理污染物排放超標(biāo)車輛，最大限度地降低在用車輛能源消耗，實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸行業(yè)節(jié)能減排總體目標(biāo)。

所謂I/M，I是Inspect的簡(jiǎn)稱，檢查之意，M是Maintenance的簡(jiǎn)稱，維修之意，合起來就是檢測(cè)與維修制度，是美國在1986年通過的《空氣清潔法》的基礎(chǔ)上，對(duì)汽車排放進(jìn)行全面控制的一套法規(guī)，是對(duì)所有在用汽車實(shí)施的一種檢測(cè)與維修制度，該制度通過立法、標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)的質(zhì)量控制、質(zhì)量保證體系和管理機(jī)制，對(duì)在用車定期進(jìn)行強(qiáng)制排放檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)排放超標(biāo)車輛或篡改排放控制裝置的車輛將責(zé)令其車主限期對(duì)其進(jìn)行修理，使在用車最大限度的發(fā)揮自身的排放凈化能力，減少排放量、降低能耗。歐洲及日本的I/M制度，除了對(duì)受檢測(cè)車輛的排放情況進(jìn)行檢測(cè)，還要對(duì)受檢車輛的安全性能也進(jìn)行檢測(cè)。

1.我國現(xiàn)行檢測(cè)方法的弊端

我國現(xiàn)行的在用車檢測(cè)方法，除北京地區(qū)外，通常用的檢測(cè)方法有兩種，汽油車為怠速法或雙怠速法，柴油車為自由加速煙度法。

怠速法反映的只是車輛在怠速狀態(tài)下空負(fù)荷排放的情況，此時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)為貧氧偏濃燃燒，主要產(chǎn)生CO和HC。標(biāo)準(zhǔn)限值和測(cè)試方法對(duì)化油器車型尚可進(jìn)行高排放篩選。但根據(jù)我國目前的狀況，化油器車型已禁售，而怠速法限值過于寬松，工況也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電噴加三元催化的汽車排放控制技術(shù)發(fā)展，對(duì)新生產(chǎn)的車況較好的在用車，怠速法檢測(cè)結(jié)果幾乎為零。

鑒于此，國家環(huán)?？偩趾蛧屹|(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2005年聯(lián)合發(fā)布了新的雙怠速法和簡(jiǎn)易工況法的國家標(biāo)準(zhǔn)。汽油車雙怠速法是指發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速工況及高怠速工況下，測(cè)量尾氣中CO和HC的濃度排放值。其特點(diǎn)是系統(tǒng)造價(jià)低，檢測(cè)簡(jiǎn)單易行。這種方法對(duì)于電噴加三元催化器的車輛，采用五氣分析儀檢測(cè)。同時(shí)規(guī)定，發(fā)動(dòng)機(jī)為高怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，λ應(yīng)為1.00±0.03（或制造廠規(guī)定的范圍），從而能夠在相對(duì)便捷的情況下檢測(cè)車輛氧傳感器的工作狀態(tài)。

對(duì)于柴油車采用自由加速工況和濾紙式煙度法。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)、將油門迅速踏到底，維持4s后松開。在該工況下，從排氣管抽取規(guī)定長度的排氣柱所含的碳煙，用光電法確定清潔濾紙被染黑的程度。該檢測(cè)法的不確定性較大，重復(fù)性差。

不管是怠速法還是自由加速法，他們都存在一個(gè)共同的缺點(diǎn)即檢測(cè)時(shí)車輛無載荷，檢測(cè)結(jié)果的代表性與真實(shí)性差。而簡(jiǎn)易工況法則可以解決這個(gè)問題。根據(jù)車輛的實(shí)際使用情況，制訂出合適的簡(jiǎn)化程序，利用相對(duì)低廉的設(shè)備就可以完成檢測(cè)，同時(shí)對(duì)操作人員的要求又不高，并且還可以模擬汽車道路行駛阻力。

2.適合我國現(xiàn)狀的檢測(cè)方法

目前比較適合我國采用的檢測(cè)方法，主要有以下幾種：穩(wěn)態(tài)加載加速模擬簡(jiǎn)易工況法（ASM）、瞬態(tài)工況法（IM195）、簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法（IG195）、柴油車加載減速法（LUGDOWN）以及車輛尾氣遙感檢測(cè)法等。除了檢測(cè)排放之外，對(duì)于油耗也應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)。油耗的檢測(cè)可以采用碳平衡法，輕型車可以利用簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法IG195進(jìn)行測(cè)量后換算得到油耗值。

2.1穩(wěn)態(tài)加載加速模擬簡(jiǎn)易工況法（ASM）包括ASM5025和ASM2540兩個(gè)典型的等速有負(fù)荷運(yùn)行工況。

2.1.1ASM5025工況測(cè)試速度為25km/h，加速度為1.475m/s2（FTP-75循環(huán)中的最大加速度）時(shí)的輸出功率的50%作為加載功率。為了實(shí)際操作方便，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定按實(shí)驗(yàn)車輛的基準(zhǔn)質(zhì)量加載，這時(shí)加載功率P5025=車輛的基準(zhǔn)質(zhì)量/148。

2.1.2ASM2540工況測(cè)試速度為40km/h，加速度為1.475m/s2時(shí)的輸出功率的25%作為加載功率。實(shí)際操作時(shí)，按車輛的基準(zhǔn)質(zhì)量加載，加載功率P2540=車輛的基準(zhǔn)質(zhì)量/185。

此檢測(cè)法采用的污染物分析儀器為：CO、HC和CO2采用不分光紅外法（NDIR），NO和O2采用電化學(xué)法。

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備使用和維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較低，操作簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：采用等速等負(fù)荷的穩(wěn)態(tài)工況，與采用瞬態(tài)工況的新車工況差異較大；直接對(duì)尾氣進(jìn)行取樣分析，造成測(cè)量結(jié)果為濃度而非質(zhì)量排放；ASM與新車工況以及其它瞬態(tài)加載簡(jiǎn)易工況的相關(guān)性較差。

2.2瞬態(tài)工況法（IM195）IM195測(cè)試工況與GB18352.1-2001《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（Ⅰ）》中規(guī)定的新車型式認(rèn)證工況的第一階段即城市工況的第一個(gè)循環(huán)工況完全相同，排氣采樣與排氣分析方法與GB18352.1-2001中的工況法排放測(cè)試方法相同，采用定容采樣方法，測(cè)試結(jié)果為排放質(zhì)量濃度，循環(huán)測(cè)試時(shí)間為195s，故稱IM195。它包含了怠速、加速、減速、穩(wěn)速共15種工況，較為全面地模擬了車輛在路面的行駛情況。

此檢測(cè)法采用的污染物分析儀器為：CO采用不分光紅外法測(cè)量、HC采用氫火焰離子法測(cè)量、NOx采用化學(xué)發(fā)光法測(cè)量。

優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精確，與新車認(rèn)證檢測(cè)結(jié)果相關(guān)性好，能有效檢測(cè)NOx排放，同時(shí)可以進(jìn)行碳平衡油耗計(jì)算。

缺點(diǎn)：設(shè)備成本高，維修復(fù)雜。

2.3簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法（IG195）IG195簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法是GB18285-2005中提出的一種簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法，國內(nèi)通常把IG195稱為VMAS。該方法是由IM195方法轉(zhuǎn)換而來。測(cè)試工況和底盤測(cè)功機(jī)與IM195方法相同。測(cè)試結(jié)果也為排放質(zhì)量濃度。但排氣采樣為直接非稀釋采樣，用流量計(jì)計(jì)量排氣流量，用不分光紅外法測(cè)量CO、HC，用電化學(xué)方法測(cè)量NOX，該方法相對(duì)IM195方法更簡(jiǎn)易。