穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）排放性能檢測的影響因素與預(yù)防對策

戴曉鋒

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穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）排放性能檢測的影響因素與預(yù)防對策

戴曉鋒

（揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，揚州225127，中國）

汽車尾氣排放成為引發(fā)霧霾的罪魁禍首之一，已成為眾矢之的。汽車尾氣成分復(fù)雜，影響的因素多，如何正確檢測汽車尾氣的排放性能，系關(guān)排放檢測的公信力，成為社會關(guān)注的熱點問題。本文針對影響穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）排放性能檢測的因素進行分析，并提出相應(yīng)預(yù)防對策。

霧霾；汽車；尾氣排放檢測；穩(wěn)態(tài)工況法

《中華人民共和國大氣污染防治法》已由中華人民共和國第十二屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十六次會議于2015年8月29日修訂通過，現(xiàn)將修訂后的《中華人民共和國大氣污染防治法》公布，自2016年1月1日起施行。

這部被稱為“史上最嚴”的大氣污染防治法，第三節(jié)從第五十條至第六十七條，闡述了機動車船的排放要求及管理要求，與上一版相比，不僅在法條數(shù)量上幾近翻一倍，內(nèi)容上也基本對所有現(xiàn)行法條作出修改。

近幾年來，全國大部分地區(qū)，特別是秋冬季節(jié)幾乎每天都被一片厚重的陰霾所籠罩，這也使得“空氣質(zhì)量”“PM2.5”等詞成為媒體常態(tài)話題。霧霾襲城，大霧籠罩下，汽車尾氣排放成為引發(fā)霧霾的罪魁禍首之一，一時間成為眾矢之的。

隨著人們生活水平不斷提高，汽車保有量的迅速增加，汽車在帶給人們生活快捷和方便的同時，也給人類帶來了許多嚴重的問題：如噪聲污染、有害氣體排放、大量固體廢物產(chǎn)生和交通事故等。其中汽車排放的廢氣是一種流動分散污染源，它常常聚積在繁華地帶和居民集居的地方?？茖W(xué)分析表明，汽車尾氣中含有上百種不同的化合物，其中的污染物有固體懸浮微粒、CO、CO2、HC、NO、Pb及SO2等。由于汽車排放物的排放高度在地面附近，處于人們呼吸區(qū)域，嚴重污染人類生活空間及呼吸層的同時，還容易形成霧霾層。

隨著汽車保有量井噴式的增長，汽車尾氣排放檢測方法也與時俱進，過去的怠速法、雙怠速法已經(jīng)不能滿足人體健康對汽車尾氣的檢測要求，而穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）尾氣檢測則應(yīng)運而生。它是在底盤測功機上，以滾筒代表汽車行駛路面，以加載裝置反映汽車行駛阻力，以飛輪模擬汽車行駛慣量，通過控制功率吸收裝置單元模擬車輛在道路上行駛的勻速和加速工況，實時分析車輛在ASM5025和ASM2540（GB18285-2005《點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法》附錄B2.1.1）兩個工況下尾氣排放的污染情況。

ASM5025工況：經(jīng)預(yù)熱后的車輛加速至25.0km/h，測功機以車輛速度為25.0 km/h，加速度為1.475 m/S2時的輸出功率的50%作為設(shè)定功率對車輛加載。工況計時器開始計時（t=0s）。車輛以25.0 km/h±1.5 km/h的速度持續(xù)運轉(zhuǎn)5s，如果底盤測功機模擬的慣量值在計時開始后持續(xù)3s超出所規(guī)定誤差范圍，工況計時器將重新開始計時（t=0s）。如果再次出現(xiàn)該情況，檢測將被停止。系統(tǒng)將根據(jù)分析儀最長響應(yīng)時間進行預(yù)置，（如果分析儀響應(yīng)時間為10s，則預(yù)置時間為10s，t=15s）然后系統(tǒng)開始取樣，持續(xù)運行10s（t=25s）即為ASM 5025快速檢查工況。ASM5025快速檢查工況結(jié)束后繼續(xù)運行至90s（t=90s）即為ASM5025工況。

ASM5025工況檢測結(jié)束后車輛立即加速至40.0 km/h，測功機以車輛速度為40.0 km/h，加速度為1.475 m/S2時的輸出功率的25%作為設(shè)定功率對車輛加載。工況計時器開始計時（t=0s）。車輛以40.0 km/h-1.5 km/h的速度持續(xù)運轉(zhuǎn)5s，如果底盤測功機模擬的慣量值在計時開始后持續(xù)3s超出所規(guī)定誤差范圍，工況計時器將重新開始計時（t=0s）。如果再次出現(xiàn)該情況，檢測將被停止。系統(tǒng)將根據(jù)分析儀最長響應(yīng)時間進行預(yù)置，（如果分析儀響應(yīng)時間為10s，則預(yù)置時間為10s，t=15s）然后系統(tǒng)開始取樣，持續(xù)運行10s（t=25s）即為ASM 2540快速檢查工況。ASM2540快速檢查工況結(jié)束后繼續(xù)運行至90s（t=90s）即為ASM 2540工況。

采用ASM穩(wěn)態(tài)工況法對尾氣含量進行檢測，是希望更準確地檢測出汽車尾氣各個工況下的排放狀況，盡量減少環(huán)境、人、設(shè)備等因素對檢測結(jié)果的影響，對汽車的排放情況作出科學(xué)、公正、準確的檢測判定。本文重點分析影響ASM穩(wěn)態(tài)工況法檢測結(jié)果的幾個重要因素，并提出相應(yīng)的預(yù)防對策。

1　車輛登錄信息的影響及對策

1.1生產(chǎn)日期、基準質(zhì)量對檢測傖值的影響及對策

在穩(wěn)態(tài)工況法檢測中，每輛車都有它“特定”的檢測標(biāo)準限值。生產(chǎn)日期、基準質(zhì)量的不同，排放檢測的限值及加載功率也不相同。舉例：江蘇省地方標(biāo)準DB32/966-2006《在用點燃式發(fā)動機輕型汽車穩(wěn)態(tài)工況法排氣污染物排放限值》中規(guī)定。

對于 2000 年 7 月 1 日以前生產(chǎn)的第一類輕型汽車和 2001 年 10 月 1 日以前生產(chǎn)的第二類輕型汽車，穩(wěn)態(tài)工況法試驗污染物排放限值見表1。

對于 2000 年 7 月 1 日起生產(chǎn)的第一類輕型汽車和 2001 年 10 月 1 日起生產(chǎn)的第二類輕型汽車， 穩(wěn)態(tài)工況法試驗污染物排放限值見表2：

從表1和表2可以看出，即使是同一車型，由于生產(chǎn)日期不同，其穩(wěn)態(tài)工況法排氣污染物排放限值可能并不相同，這一點在車輛信息錄入時務(wù)必引起重視，不能隨意錄入車輛出廠日期，否則極有可能影響排放標(biāo)準限值。

表1 穩(wěn)態(tài)工況法排氣污染物排放傖值

表2 穩(wěn)態(tài)工況法排氣污染物排放傖值

車輛在檢測過程中測功機加載功率的大小，是由基準質(zhì)量決定的，由下面的計算公式可以看出工況設(shè)定功率值P為：

以滾筒直徑為218mm的測功機加載計算

P5025-2=RM/148 P2540-2=RM/185

RM——基準質(zhì)量，kg；

P5025-2——滾筒直徑為218mm的測功機ASM 5025工況設(shè)定功率值，kW；

P2540-2——滾筒直徑為218mm的測功機ASM 5025工況設(shè)定功率值，kW；

從上公式可看出，基準質(zhì)量RM不變，可推得P5025-2＞ P2540-2

由以上兩點也可推知為什么注冊日期和基準質(zhì)量相同，但ASM5025工況和ASM2540工況下NO限值存在差異。NO常常發(fā)生在高溫、大負荷的情況下，而P5025-2＞ P2540-2，因此在NO的排放限值設(shè)定上ASM5025工況比2540工況略高。

為了防止生產(chǎn)日期和基準質(zhì)量輸入錯誤，應(yīng)才采取以下幾個措施：

①建立車輛型號庫。車輛檢測信息錄入時，車輛基準質(zhì)量自動直接從數(shù)據(jù)中調(diào)取，減少人工錄入工作量；

②加強檢測信息復(fù)核。對于車輛檢測信息復(fù)核有以下幾個方面：一是登錄員錄入車輛信息時，務(wù)必認真校核錄入信息與車輛出廠合格證、車輛產(chǎn)權(quán)登記證書、行駛證等相關(guān)資料的一致性；二是檢驗員在檢測前，應(yīng)核對車輛與登錄信息是否一致，如果不一致，應(yīng)及時糾正；三是授權(quán)簽字人把好最后一關(guān)，發(fā)現(xiàn)信息錄入錯誤，及時糾正信息，并重新檢驗車輛。

1.2燃料類別的影響及對策

排放測試結(jié)果因進行稀釋校正及濕度校正，而稀釋校正即為排放試驗的CO、HC、NO測量值乘以稀釋系數(shù)（DF）予以校正。

DF=C_（CO_2 修）/C_（CO_2 測）

C_（CO_2 修）=［X/（α+1.88X）］．100

X=C_（CO_2 測）/（C_（CO_2 測）+C_CO測 ）

公式中：

DF——修正系數(shù)；

CCO2修——CO2排放濃度測量修正值，%

CCO2測——CO2排放濃度測量值，%

CCO測——CO排放濃度測量值，%

α——燃料計算系數(shù)，根據(jù)燃料種類選取下列值：

汽油——4.644

CNG ——6.64

LPG ——5.39

車輛在一次檢測中，CCO2測和CCO測這兩個量可以看成不變，由上式可知，CCO2修的值由燃料計算系數(shù)α決定，若燃料系數(shù)增大則CCO2修值減小，相應(yīng)的稀釋系數(shù)（DF）變小，排放校正的結(jié)果也變小。

因此，在車輛基本信息錄入時，燃料類別不能錄入錯誤。雙燃料車輛檢測時，檢測系統(tǒng)輸入的燃料類別一定要與檢測工況下燃燒的燃料一致，避免稀釋修正的錯亂。登錄員在檢測信息輸入時，務(wù)必要把車輛信息核實正確，否則一旦登錄錯誤，整個檢測數(shù)據(jù)、判定結(jié)果將全部失真。

2　輪胎的影響及對策

輪胎的影響可分為輪胎花紋深度和輪胎氣壓的影響兩個方面。輪胎花紋深度會影響輪胎滾動半徑的大小。在車輪轉(zhuǎn)速不變的情況下，輪胎滾動半徑的大小直接影響車輪行駛的線速度。相同的線速度下，輪胎滾動半徑越小，輪胎的轉(zhuǎn)速越高，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速必然提高。因此，同一檢測速度，即使采用同樣的擋位，發(fā)動機因輪胎的滾動半徑大小不相同，必然會導(dǎo)致發(fā)動機轉(zhuǎn)速不相同，輸出功率不相同，進而影響尾氣排放檢驗結(jié)果。因此，在車輛檢測前，檢查輪胎滾動半徑是否符合要求非常重要。

輪胎氣壓對滾動阻力影響很大，輪胎氣壓低時在硬質(zhì)滾筒上輪胎變形大，滾動時遲滯損失增加，從而增大了車輪阻（滯）力。在檢測過程中，滾動阻力需要消耗一定的功率，該功率的增大，必然增加發(fā)動機的負擔(dān)，增大尾氣排放值。為了減少該項所引起的檢測誤差，要求車輛在尾氣排放檢測前必須將驅(qū)動輪輪胎氣壓充至標(biāo)準氣壓。另外，輪胎氣壓對輪胎滾動半徑也有影響，輪胎氣壓高，滾動半徑大，輪胎氣壓低，滾動半徑小。

3　檢測步驟的影響及對策

3.1車輛預(yù)熱的影響及對策

案例：冬天，一輛注冊日期為2016年的觀致1.6LMT致享型轎車，整備質(zhì)量為1320kg，行駛0.2萬公里，ASM5025檢測結(jié)果其中NO為1425×10-6，限值為1300×10-6，判斷結(jié)果為不合格。詢問車主使用情況后，讓其車不熄火，盡快的復(fù)檢一下，結(jié)果NO的值下降為132×10-6，檢測通過。

上述案例是車輛在檢測前沒有充分預(yù)熱好的顯著特征，特別是三元催化裝置的預(yù)熱。三元催化劑最低要在350℃時才能工作，溫度過低時，轉(zhuǎn)換效率急劇下降；而催化劑的活性溫度（最佳的工作溫度）是400℃到800℃左右，過高也會使催化劑老化加劇。NO經(jīng)過三元催化裝置的催化，還原反應(yīng)后排出排氣管；如果此時三元催化劑的溫度低于活性溫度就起不到催化的效果，導(dǎo)致NO的值異常高。

案例中讓發(fā)動機不熄火，盡快安排復(fù)檢，是因為該車已經(jīng)在ASM工況下經(jīng)過一段時間的負載運行，相當(dāng)于已經(jīng)對發(fā)動機預(yù)熱，達到理想工作溫度，此時三元催化裝置很好發(fā)揮催化作用，讓NO經(jīng)過還原反應(yīng)后，使大部分的NO被轉(zhuǎn)化為N2排放出來，因而NO值能降的很低。

不少檢測糾紛往往因此而起。在甲檢測機構(gòu)檢測，尾氣排放數(shù)值很高，不合格；到乙檢測機構(gòu)檢測，同樣的檢測方法，車輛沒有經(jīng)過任何維護，尾氣排放一下子就合格了，并且數(shù)值很低，有甚者兩家檢測的NO數(shù)值相差幾十倍。因此，尾氣排放檢測的公正性在社會上收到極大的負面影響和質(zhì)疑。如果發(fā)動機不預(yù)熱，還會導(dǎo)致HC異常高。

為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，檢測駕駛員在檢測前一定要預(yù)熱好車輛，使其各總成的熱狀態(tài)符合汽車技術(shù)條件的規(guī)定，并保持穩(wěn)定。

檢測機構(gòu)可在發(fā)動機上安裝冷卻液和潤滑油測溫計等測試儀器，通過與計算機聯(lián)網(wǎng)，由檢測系統(tǒng)判別并監(jiān)督，當(dāng)溫度達不到規(guī)定的技術(shù)測試溫度時，則檢測程序終止，這樣可有效的保證每輛車的正常檢測溫度。

3.2附屬裝備及檔位的影響及對策

空調(diào)、暖風(fēng)及音響等附屬裝備會消耗發(fā)動機功率及油耗，因此，駕駛員在對車輛進行檢測前，應(yīng)關(guān)閉空調(diào)、暖風(fēng)、音響等影響發(fā)動機負載的附屬裝備。

安裝自動變速器的車輛應(yīng)使用前進檔進行試驗。如果2擋至3擋的換擋速度區(qū)間在40km/h左右，應(yīng)將變速器的擋位至于2擋，否則檢測速度不能控制，導(dǎo)致檢測時間延長。

安裝手動變速器的車輛應(yīng)使用二檔，如果二檔所能達到的最高車速低于 45km/h 可使用三檔。檢測過程中，未能正確使用對應(yīng)的檢測檔位，會使發(fā)動機超負荷運作或產(chǎn)生大量積碳，使排放的尾氣含量偏離正常的檢測值。

如果檢測速度在技術(shù)要求的區(qū)間范圍內(nèi)，而發(fā)動機轉(zhuǎn)速忽高忽低，會致使燃燒的中間產(chǎn)物CO的大量產(chǎn)生，同樣會使排放的尾氣含量偏離正常的檢測值。

因此引車員在檢測過程中不規(guī)范操作，會對檢測結(jié)果造成很大的影響，檢驗機構(gòu)應(yīng)注重提高引車員的工作業(yè)務(wù)水平，加強監(jiān)控，確保檢測工作的嚴謹性。

4　檢驗設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的影響及對策

4.1底盤測功機技術(shù)狀態(tài)的影響及對策

底盤測功機的內(nèi)阻會嚴重影響尾氣排放檢驗結(jié)果。該內(nèi)阻需要消耗發(fā)動機的功率和燃料，影響發(fā)動機的尾氣排放值。

因此，底盤測功機應(yīng)每天進行日常預(yù)熱、寄生功率滑行試驗和加載滑行試驗等，使其傳動部件之間的摩擦阻力符合正常工作要求。此外，應(yīng)每一個月進行一次力和速度標(biāo)定，正常情況下每一年由第三方監(jiān)督檢驗計量機構(gòu)進行標(biāo)定，保證總吸收功率誤差在HJ/T291-2006《汽油車穩(wěn)態(tài)工況法排氣污染物測量設(shè)備技術(shù)要求》規(guī)定的技術(shù)范圍內(nèi)。

4.2尾氣分析儀技術(shù)狀態(tài)的影響及對策

尾氣分析儀光學(xué)平臺有一定正常工作溫度，通過預(yù)熱來保證。如果不進行預(yù)熱，將不能正常檢驗尾氣成分。部分廠家的尾氣分析儀有跳過預(yù)熱的功能，這是不可取的。

尾氣分析儀每天開機后自動預(yù)熱30min，不可跳過預(yù)熱，要使其零位及HC、CO、NO和CO2的量距讀數(shù)穩(wěn)定在誤差范圍之內(nèi)。預(yù)熱結(jié)束后進入到取樣檢漏環(huán)節(jié)，若檢漏不通過或未檢漏，系統(tǒng)應(yīng)鎖定不能檢測。一旦取樣管路有泄漏，則CO2的測試值變小，也會導(dǎo)致稀釋系數(shù)（DF）的校正錯誤。調(diào)零狀態(tài)下，當(dāng)各氣體含量的值超過自動調(diào)整范圍內(nèi)時系統(tǒng)應(yīng)能設(shè)計成智能判別，對其重新反吹調(diào)零，而不是強行歸零。

現(xiàn)在大多數(shù)ASM穩(wěn)態(tài)工況法上使用的尾氣分析儀，在設(shè)計上把NO傳感器和O2感器的位置，安裝在尾氣分析儀內(nèi)部取樣檢測管路的最末端，尾氣經(jīng)過這兩個傳感器后就由對應(yīng)的NO出氣口和O2出氣口排出分析儀了。需要注意的是尾氣分析儀運行時要保證這兩個排氣口的排氣通暢，排氣受阻將會影響到NO的檢測值。

4.3環(huán)境參數(shù)采集的影響及對策

GB18285-2005里要求，ASM穩(wěn)態(tài)工況法需配備濕度計、溫度計、氣壓計等測量裝置，每天須根據(jù)濕度計、溫度計、氣壓計的顯示值校準分析儀上面的環(huán)境參數(shù)值。因為NO測量值除稀釋校正外還應(yīng)同時乘以相對濕度校正系數(shù)可kH予以修正。

k_H=1/［1-0.0047（H-75）］

H=（43.478×Ra×Pd）/（P_B-（Pd×Ra/100））

公式中：kH——濕度校正系數(shù)；

H——絕對濕度，水/干空氣（g/kg）；

Ra——環(huán)境空氣的相對濕度，%；

Pd——環(huán)境溫度下飽和蒸氣壓，kPa，如果溫度大于 30℃，應(yīng)用 30℃飽和蒸氣壓代替；

PB——大氣壓力，kPa。

由上式可知，濕度、溫度、氣壓對濕度校正系數(shù)kH的影響，特別是濕度，濕度變化越大，則kH的修正就越大，NO的檢測值被放大縮小的就越大。晴雨天的濕差大，特別要注意對環(huán)境參數(shù)的校準。

5　結(jié)論

本文針對影響穩(wěn)態(tài)工況法排放性能檢驗的因素，分析其成因及預(yù)防對策。從上述因素來看，人在檢驗過程中的因素是最重要的因素。只有參與檢驗的人員有足夠的責(zé)任心、耐心和細心，方能保證檢驗過程不失真，只有檢驗過程不失真，檢驗結(jié)果才有真實可言。

能夠影響ASM穩(wěn)態(tài)工況法檢測結(jié)果的因素還有很多，在遇到具體問題時還需加以具體的分析，找出影響ASM穩(wěn)態(tài)工況法檢測結(jié)果的內(nèi)在因素，使檢測結(jié)果更具科學(xué)性、公正性、合理性。

Influence factors and preventive measures of ASM emission performance testing

DAI Xiaofeng
（Yangzhou Polytechnic Institute，Yangzhou225127，China）

Automotive exhaust emission is the main cause of generating haze， which has become the target of public criticism. Component of automobile exhaust is complex and influenced by many factors. Therefore， the accuracy of emission performance testing of automotive exhaust is related to the credibility of emission testing department， which has become a hot issueof society. In this paper， the influence factors of ASM emission performance testing are analyzed and corresponding preventive measures are proposed.

Haze； automobile； exhaust emission testing； ASM