關(guān)于汽車排放檢測技術(shù)研究綜述

何毅波，陳 乾

（1.東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州545006；2.廣西壯族自治區(qū)汽車拖拉機(jī)研究所有限公司，廣西 柳州545006）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們對于機(jī)動(dòng)車的需求逐年上升，機(jī)動(dòng)車的擁有量也在急劇增加，由此帶來的環(huán)境問題不容小覷。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2012年初，全國范圍內(nèi)的機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到3億，汽車則占據(jù)了大半，可以推斷出，在此后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)我國的機(jī)動(dòng)車擁有量將會(huì)以一種超速的狀態(tài)持續(xù)增長，這就導(dǎo)致汽車尾氣污染物問題日益嚴(yán)重，應(yīng)該被環(huán)境保護(hù)部門提上管理日程。要想嚴(yán)格控制汽車尾氣的排放污染，就要建立更加先進(jìn)的機(jī)動(dòng)車尾氣排放檢測技術(shù)，簡易工況法這一新型技術(shù)在治理污染問題時(shí)表現(xiàn)出了自己強(qiáng)大的功能，檢測效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的怠速法檢測效果，不斷推進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)研究的進(jìn)展，提升該技術(shù)的應(yīng)用效果，不僅可以改進(jìn)傳統(tǒng)汽車尾氣監(jiān)測技術(shù)的不足，還可以有效地改進(jìn)汽車尾氣排放帶來的環(huán)境問題，為汽車行業(yè)的發(fā)展具有一定的建設(shè)性價(jià)值。

1 國內(nèi)外機(jī)動(dòng)車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)

國際上機(jī)動(dòng)車尾氣排放具體的體系分布在美國、歐洲和日本三個(gè)區(qū)域，各自有各自的排放標(biāo)準(zhǔn)，相對來說，美國對于尾氣排放的要求是最最嚴(yán)格的。根據(jù)車況進(jìn)行排放標(biāo)準(zhǔn)的選擇是我國目前的做法，由于與歐洲機(jī)動(dòng)車車況十分相似，所以我國的法律法規(guī)與歐洲的機(jī)動(dòng)車排放法律大同小異。自工業(yè)革命結(jié)束以來，盡管物質(zhì)生活得到極大水平的提高，但是科技發(fā)展帶來的環(huán)境污染問題也非常嚴(yán)重，尤其是空氣污染幾乎殃及整個(gè)歐洲。歐洲的大多數(shù)國家因此出臺(tái)了許多應(yīng)對污染問題的法律制度，20世紀(jì)60年代末，瑞典等一些國家出臺(tái)了機(jī)動(dòng)車怠速排放法律，對機(jī)動(dòng)車怠速的HC和CO進(jìn)行了有關(guān)限制排放，此后幾年出臺(tái)的幾項(xiàng)排放標(biāo)準(zhǔn)在1992年也都開始投入使用，最新的一項(xiàng)限制標(biāo)準(zhǔn)對所有的污染物都有嚴(yán)格的限制。同歐洲的一些發(fā)達(dá)國家比較，中國的尾氣排放制度歷史較晚，技術(shù)也較差，在20世紀(jì)90年代末頒布的控制標(biāo)準(zhǔn)才達(dá)到國外70年代的水準(zhǔn)，盡管起步很晚，發(fā)展也比較緩慢，但是由于我國的科學(xué)家孜孜不倦，兢兢業(yè)業(yè)，仍擁有了一套相對完善的機(jī)動(dòng)車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)體系。

2 對于簡易工況法檢測技術(shù)分析

2.1 對簡易工況法檢測技術(shù)的具體研究

簡易工況法檢測技術(shù)是由美國于1994年研發(fā)的一項(xiàng)機(jī)動(dòng)車尾氣排放檢測工藝，它將機(jī)器設(shè)備、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融為一體，經(jīng)過了美國權(quán)威機(jī)構(gòu)的官方認(rèn)證并且投入到應(yīng)用中受到了廣泛認(rèn)可。這項(xiàng)技術(shù)目前已被美國廣泛使用，歐洲的一些國家也逐漸開始應(yīng)用簡易工況法。

2.2 簡易工況法檢測技術(shù)的分類

簡易工況法檢測技術(shù)分為穩(wěn)態(tài)加速模擬工況、瞬態(tài)加載工況和簡單質(zhì)量檢測三種工序[1]。穩(wěn)態(tài)加速模擬工況可以較高比例辨別高排放量動(dòng)車；瞬態(tài)加載工況是指車輛預(yù)計(jì)工況符合實(shí)際工況的情況下，將汽車尾氣排放量進(jìn)行主動(dòng)收集，進(jìn)而得出尾氣的質(zhì)量排放，于穩(wěn)態(tài)檢測方式而言，提供的CO、HC、NOX數(shù)值更為準(zhǔn)確真實(shí)，更加具有權(quán)威性。簡易質(zhì)量測試Vmas（IG240）較為新型，對汽車尾氣的密度和流動(dòng)量可以實(shí)時(shí)監(jiān)測，可以獲得較為精確的車輛污染物排放質(zhì)量。

2.3 簡易工況檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

傳統(tǒng)的怠速方法和雙怠速方法在對汽車尾氣排放檢測時(shí)，只能做到對CO和HC的檢測，還是在沒有負(fù)載的情況下進(jìn)行操作的，隨著技術(shù)的發(fā)展，比如電控汽油噴射加三元催化器，一般的檢測方法并不能準(zhǔn)確得到車輛的排放設(shè)備工作參數(shù)和具體工作狀況，污染物的檢測效果只有在固定的負(fù)載和車速之下才能顯現(xiàn)出來。簡易工況法就可以輕松做到這一目標(biāo)，它可以檢測出車輛尾氣排放控制系統(tǒng)中的問題，就可以達(dá)到對機(jī)動(dòng)車尾氣排放監(jiān)控的目標(biāo)。

2.4 簡易工況法技術(shù)的特征

簡易工況法技術(shù)有以下特點(diǎn)：

（1）工作過程中通過模擬汽車行駛路段的路況進(jìn)行污染物的質(zhì)量測定。

（2）可以準(zhǔn)確檢測出傳統(tǒng)方法無法檢測的NOX污染物。

（3）汽車排放的所有污染物的密度和具體流量也可以檢測出來。

（4）簡易工況法可以將各種細(xì)微的數(shù)據(jù)放大，檢測出的問題數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的怠速法數(shù)量，且準(zhǔn)確性也非常高，避免了不必要的事故產(chǎn)生，減低事故成本。

（5）結(jié)合了權(quán)威的技術(shù)和保證措施，使得檢測結(jié)果科學(xué)合理，還可以達(dá)到更為經(jīng)濟(jì)的修理效果。

2.5 簡易工況法的具體檢測配置

該裝置主要由底盤測功機(jī)、汽車尾氣分析儀和電腦控制系統(tǒng)三個(gè)部分構(gòu)成[2]。底盤測功機(jī)屬于兩輪驅(qū)動(dòng)式多曲線底盤測功機(jī)；輔助的裝備是風(fēng)冷電渦流功率吸收裝備和慣量模擬裝置；汽車尾氣分析儀具有主動(dòng)收集、整合分析處理、自主記錄汽車尾氣的排放濃度和排放量的特點(diǎn)。而電腦控制系統(tǒng)可以利用文檔和圖片打印的方式進(jìn)行傳遞，具有訊息傳遞的特點(diǎn)。

3 對于雙怠速法的分析

雙怠速指的是機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)在沒有負(fù)載的工作狀態(tài)下，使用不分光外計(jì)算法和電化學(xué)電池法結(jié)合，檢測怠速和高怠速運(yùn)行時(shí)的污染物排放濃度，怠速是機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)候并沒有負(fù)載，離合器處于接合的位置，而變速器在空擋和P檔的位置，油門踏板則是松開的狀態(tài)。此種檢測方法歸為無負(fù)載檢測方式的一種，檢測成本低廉，裝備操作簡單，檢測方式較容易操作，運(yùn)用的對象較為廣泛，但是有一項(xiàng)缺點(diǎn)，就是不能對NOX進(jìn)行檢測，一些簡單的工況可以檢測，復(fù)雜的則不能反映汽車實(shí)際運(yùn)行排放量，在大范圍的高排放汽車行業(yè)不能很好應(yīng)用，存在著一定的局限性。

4 對于加載減速工況法的分析

加載減速工況法在模擬汽車負(fù)載工作時(shí)候較為常見，它是對柴油車排尾氣可見污染物進(jìn)行測量，具體方式是在多個(gè)負(fù)載工況地點(diǎn)進(jìn)行煙度的檢測，最大功率點(diǎn)算其一，其次是最大功率相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的90%轉(zhuǎn)速點(diǎn)和最大功率對應(yīng)轉(zhuǎn)速的80%轉(zhuǎn)速地點(diǎn)。檢測設(shè)備包括底盤測功機(jī)和機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速率傳感器等，整體受中央控制系統(tǒng)的控制，柴油車的尾氣排放水準(zhǔn)較為真實(shí)地顯露出來，可以及時(shí)檢測出高排放量的污染巨大的車輛，降低汽車尾氣污染程度。

5 對于自由加速法的分析

自由加速法是一種直接從怠速狀況下飆升到高速空載轉(zhuǎn)速的狀況進(jìn)行污染物排放量的檢測方法，盡管在機(jī)動(dòng)車有負(fù)載時(shí)比較難反映出來，但是由于具體操作簡易科學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，成本較為低廉和易于攜帶的多重優(yōu)勢，被廣泛運(yùn)用到機(jī)動(dòng)車尾氣檢測行業(yè)里。

結(jié)合以上幾種的汽車排放檢測技術(shù)分析可以得出，在對機(jī)動(dòng)車尾氣檢測時(shí)要結(jié)合具體車況進(jìn)行檢測技術(shù)的合理選擇，做到成本合理的同時(shí)，還要保證結(jié)果的準(zhǔn)確真實(shí)性[3]。比如在檢測點(diǎn)燃式輕型汽油車時(shí)采取簡易工況法，重型汽油車?yán)秒p怠速法檢測，加載減速工況方法則適用于一些壓燃式輕型汽油車的檢測，壓燃式重型汽油車采取自由加速方法，綜上所述，各種檢測方法各有千秋，各自適用于不同類型的車輛，檢測部門結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇即可。

6 機(jī)動(dòng)車尾氣遙測技術(shù)

機(jī)動(dòng)車尾氣遙測技術(shù)具有檢測過程簡便、檢測消費(fèi)成本低廉、檢測時(shí)間較短的優(yōu)點(diǎn)，并且還不會(huì)對交通造成干擾，是一種切實(shí)可行的尾氣檢測技術(shù)。它運(yùn)用光吸收的物理原理（光源發(fā)射器把光源直接投射到道路的反光鏡，經(jīng)由反光鏡反射到檢測器之中，機(jī)動(dòng)車行駛過光線，尾氣污染物就會(huì)對各種類型的光波進(jìn)行吸收），由于頻率不一樣，吸收的程度也不一樣，光譜變化就可以展示出污染物的排放濃度。例如，拿二氧化碳作為依據(jù)，有關(guān)氣體一氧化碳、一氧化氮的濃度比例就可以得出各種尾氣污染排放物的濃度數(shù)據(jù)。機(jī)動(dòng)車尾氣遙測設(shè)備包括汽車尾氣排放處理系統(tǒng)、行駛情況測量系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)車車牌信號(hào)記載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)整理顯示系統(tǒng)四個(gè)部分。遙測技術(shù)已經(jīng)在國際受到了廣泛應(yīng)用，近些年來，我國的許多重點(diǎn)城市都已經(jīng)把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)動(dòng)車尾氣排放檢測工作之中，北京就是其中的主力部分，是我國對遙測技術(shù)應(yīng)用最好的城市，于21世紀(jì)初就開展了遙測技術(shù)的研究工作，前期的工作中心是數(shù)據(jù)整合分析，對各方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，后期技術(shù)逐漸走向成熟，也在實(shí)際工作中取得了很大成效，2011年出臺(tái)了專門的柴油汽車尾氣測量方法，明確把遙測技術(shù)運(yùn)用到檢測之中，使得不合格的高排放量污染汽車受到處罰。

7 對于我國當(dāng)前機(jī)動(dòng)車尾氣排放控制方法的相關(guān)建議

第一，完善機(jī)動(dòng)車尾氣排放的國際標(biāo)準(zhǔn)。和國際的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)相比，我國的排放標(biāo)準(zhǔn)比較低，導(dǎo)致了一些不法車輛有機(jī)可乘。標(biāo)準(zhǔn)寬松就會(huì)導(dǎo)致排放量檢測漏洞，再加上油質(zhì)的區(qū)域性差異，排氣狀況的區(qū)別，更增加了管理難度，我國有關(guān)監(jiān)管部門應(yīng)該依據(jù)國家的基本國情進(jìn)行自主的修訂機(jī)動(dòng)車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)執(zhí)行能力，防止意外情況發(fā)生。

第二，引進(jìn)一些更為先進(jìn)的檢測方法，充分發(fā)揮積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)環(huán)保機(jī)構(gòu)組織對新型檢測方法的使用力度，大面積推廣新型檢測技術(shù)，行業(yè)之間還可以進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)交流。

第三，加強(qiáng)對相關(guān)檢測人員的職業(yè)道德教育。相關(guān)部門在進(jìn)行檢測工作時(shí)，除了加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備的檢測之外，還應(yīng)該注意對檢測人員的道德教育，因?yàn)橄嚓P(guān)檢測人員與操作方法息息相關(guān)。相關(guān)的檢測人員由于技術(shù)技能不足，無法對檢測結(jié)果做出準(zhǔn)確判斷。還有一些檢測員缺乏專業(yè)的道德素養(yǎng)，在面對人情原因時(shí)容易作假，這大大影響了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以環(huán)保檢測部門應(yīng)該要對相關(guān)的檢測人員進(jìn)行技術(shù)方面的培訓(xùn)和道德素養(yǎng)方面的教育，并對他們的工作進(jìn)行定期指導(dǎo)和監(jiān)督，制定出操作的規(guī)范制度，讓每個(gè)檢測員有規(guī)可依，使得檢測事故的發(fā)生率大大降低。

第四，大力推廣發(fā)展尾氣遙測技術(shù)。機(jī)動(dòng)車尾氣遙測技術(shù)優(yōu)點(diǎn)較多，并且成本較低，符合時(shí)代發(fā)展的要求，國家應(yīng)該出臺(tái)相關(guān)的倡導(dǎo)政策，大力推廣遙測技術(shù)的實(shí)施，鼓勵(lì)相關(guān)部門對這些技術(shù)的研發(fā)，爭取促成一個(gè)較為完善的汽車尾氣排放控制體系，切實(shí)解決環(huán)境污染的嚴(yán)峻問題，解決民生問題。

8 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人民生活得到提高的同時(shí)，汽車代步的生活方式也為環(huán)境帶來了許多問題，機(jī)動(dòng)車尾氣污染問題應(yīng)該受到政府和社會(huì)的高度重視，不僅對空氣環(huán)境有影響，還對人民的身體健康有著威脅，我國要加強(qiáng)引進(jìn)新的尾氣排放檢測技術(shù)，及時(shí)淘汰不合格機(jī)動(dòng)車，造福于社會(huì)，實(shí)現(xiàn)自身的健康發(fā)展。