機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)技術(shù)分析

沈向前

杭州余杭交通機(jī)動(dòng)車檢測(cè)有限公司 浙江杭州 311113

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，2019 年機(jī)動(dòng)車保有量已達(dá)到3．48 億輛，已連續(xù)十一年成為世界機(jī)動(dòng)車產(chǎn)銷第一大國(guó)[1]。同時(shí)，車輛使用過(guò)程產(chǎn)生的尾氣對(duì)于環(huán)境和人們健康影響較大。尾氣檢測(cè)過(guò)程，可利用各類檢測(cè)技術(shù)，對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣當(dāng)中不同成分的含量展開(kāi)精準(zhǔn)測(cè)量，為改善環(huán)境提供支持。因此，研究檢測(cè)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 汽車尾氣的種類及危害

第一，懸浮顆粒（PM），其成分復(fù)雜，為在空氣中懸浮的液體和固體顆粒總稱，此類物質(zhì)吸附能力較強(qiáng)，易附帶有毒、有害物質(zhì)，能夠吸附在金屬、粉塵之上。如果人類吸入過(guò)多此類物質(zhì)，極易誘發(fā)惡性腫瘤。

第二，一氧化碳（CO），在汽車尾氣當(dāng)中一氧化碳成分含量最高，其有劇毒，如果人吸入過(guò)量一氧化碳?xì)怏w，可能窒息死亡。

第三，碳?xì)浜偷趸衔铮℉C+NOx），在紫外線的照射之下，可產(chǎn)生臭氧（O3）、醛和PAN 等具有強(qiáng)烈刺激性氣味的光化學(xué)煙霧，對(duì)于人體眼部、呼吸道等有嚴(yán)重影響。

第四，含鉛物質(zhì)，鉛屬于重金屬元素，并且大氣中含量超過(guò)60% 的鉛，來(lái)自汽車尾氣，其能夠影響人體器官功能，還可能導(dǎo)致人類患心血管類疾病[2]。

2 汽車尾氣的檢測(cè)技術(shù)

2.1 自由加速

自由加速法主要檢測(cè)對(duì)象是柴油機(jī)動(dòng)車，屬于環(huán)保型檢測(cè)方法之一。檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用過(guò)程，將其油門(mén)踏板完全踩到底，發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到斷油轉(zhuǎn)速后松開(kāi)，經(jīng)過(guò)三個(gè)循環(huán)工況定義為自由加速。在機(jī)動(dòng)車輛的尾氣檢測(cè)過(guò)程，使用透光衰減率來(lái)測(cè)定煙氣濃度的檢測(cè)方法，尾氣通過(guò)負(fù)壓被送入測(cè)量室，煙度計(jì)內(nèi)的平行光穿過(guò)測(cè)量室內(nèi)的尾氣煙碳的微粒，光能就會(huì)衰減，光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的接收到的電信號(hào)就變?nèi)?。此方法檢測(cè)設(shè)備受環(huán)境影響小、操作容易，而且流程簡(jiǎn)單，可用于檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)內(nèi)部檢測(cè)或野外測(cè)試，同時(shí)也被環(huán)保執(zhí)法部門(mén)用來(lái)上路、入戶抽檢和非道路移動(dòng)機(jī)械排放監(jiān)控使用。使用此檢測(cè)技術(shù)還存在如下缺陷：即檢測(cè)結(jié)果難以將車輛功率顯示出來(lái)，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

2.2 室外遙感

室外遙感這一檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用過(guò)程的主要原理為，通過(guò)激光、紅外線等光譜等，其中CO/CO2 主要采用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)TDLAS 進(jìn)行測(cè)量，NO/HC 采用差分光譜技術(shù)DOAS 進(jìn)行測(cè)量，煙度/ 光吸收系數(shù)采用綠激光透光率原理進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)車輛尾氣當(dāng)中的成分混合比例。此檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)為，可在車輛行駛期間完成檢測(cè)，不但檢測(cè)速度快，而且自動(dòng)化程度高。但是技術(shù)應(yīng)用過(guò)程也會(huì)受到環(huán)境限制，比如設(shè)備安置處對(duì)于交通狀況要求較高，檢測(cè)數(shù)據(jù)僅作為參考，應(yīng)用范圍受限[3]。

2.3 雙怠速法

在車輛的尾氣檢測(cè)技術(shù)當(dāng)中，雙怠速檢測(cè)所屬無(wú)負(fù)荷的檢測(cè)方法。檢測(cè)過(guò)程將車輛控制在 “低怠速”、“高怠速” 狀態(tài)，之后展開(kāi)尾氣排放相關(guān)檢測(cè)。應(yīng)用雙怠速這一檢測(cè)方法，需要在發(fā)動(dòng)機(jī)之上安裝油溫儀、轉(zhuǎn)速傳感器等，之后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量。按照GB18285 標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定，當(dāng)機(jī)動(dòng)車的怠速提高到額定轉(zhuǎn)速70% 或企業(yè)規(guī)定的暖機(jī)轉(zhuǎn)速，持續(xù)30s 后降至高怠速狀態(tài)，維持15s，由具有平均計(jì)算功能的排放測(cè)試儀讀取30s 內(nèi)的平均值，同時(shí)計(jì)算過(guò)來(lái)空氣系數(shù)，最后降至怠速，再由具有平均計(jì)算功能的排放測(cè)試儀讀取30s 內(nèi)的平均值，通過(guò)儀器得出檢測(cè)結(jié)果，需要注意此檢測(cè)技術(shù)只能檢測(cè)出尾氣當(dāng)中一氧化碳以及碳?xì)浠衔餄舛绕骄怠?/p>

2.4 基于底盤(pán)測(cè)功機(jī)的檢測(cè)方法

2.4.1 穩(wěn)態(tài)工況（ASM）

燃油類型為汽油機(jī)動(dòng)車輛的尾氣檢測(cè)，可使用穩(wěn)定工況技術(shù)，該技術(shù)所屬負(fù)荷檢測(cè)，能夠準(zhǔn)確判斷尾氣是否對(duì)環(huán)境造成污染，測(cè)試結(jié)果和實(shí)際排放尾氣含量接近。針對(duì)高排放機(jī)動(dòng)車輛，可在車輛行駛過(guò)程，使用該技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)比于雙怠速法，此技術(shù)檢測(cè)結(jié)果更加精準(zhǔn)，能夠?qū)④囕v尾氣氮氧化物實(shí)際排放量體現(xiàn)出來(lái)?！胺€(wěn)態(tài)” 主要是指車輛在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上行駛過(guò)程要保證車速恒定，由ASM5025 和ASM2540 兩個(gè)工況組成，在25km/h 和40km/h 時(shí)按車輛的基準(zhǔn)質(zhì)量施加規(guī)定的扭矩，抽取尾氣進(jìn)行濃度分析。此技術(shù)的運(yùn)用設(shè)備成本相對(duì)中等，技術(shù)運(yùn)用成熟，并且操作便捷，能夠一定程度反映尾氣等級(jí)以及污染情況。

2.4.2 瞬態(tài)工況

對(duì)于采用汽油機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)，使用瞬態(tài)工況這一方法，能夠?qū)Φ趸锞哂辛己玫臋z測(cè)效果。該檢測(cè)系統(tǒng)由測(cè)功機(jī)、全流式定容取樣稀釋系統(tǒng)和氣體排放測(cè)量系統(tǒng)組成，此技術(shù)運(yùn)用流程，可對(duì)車輛怠速、減速、換擋、加速、等速等行駛狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)化模擬，技術(shù)含量較高，檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)度高。檢測(cè)機(jī)動(dòng)車尾氣時(shí)，能夠適應(yīng)常規(guī)條件下車輛尾氣流量條件，和新車認(rèn)證的檢測(cè)結(jié)果具有高度關(guān)聯(lián)性。但是，此方法的運(yùn)用也存在弊端，即設(shè)備維修過(guò)程復(fù)雜，成本高，難以普及，主要用于專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)或汽車廠家整車測(cè)試。

2.4.3 簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況（VMAS）

簡(jiǎn)易瞬態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)主要由流量計(jì)、底盤(pán)測(cè)功機(jī)、氣體分析儀等附件組成，檢測(cè)循環(huán)包括了怠速、加速、等速和減速等工況，氣體流量分析儀檢測(cè)每秒內(nèi)排放氣體流量，最后將每秒內(nèi)各種排放氣體的濃度與排放氣體流量相乘，累計(jì)得出規(guī)定時(shí)間內(nèi)各種排放氣體的質(zhì)量，能實(shí)際反映車輛行駛時(shí)的排放。是處于瞬態(tài)工況和穩(wěn)態(tài)工況法間，較平衡檢測(cè)方法。

2.4.4 加載減速工況法

此系統(tǒng)適用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)車進(jìn)行尾氣排放檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程中系統(tǒng)通過(guò)對(duì)車輛的輸出功率進(jìn)行掃描檢測(cè)車輛輸出最大輪邊功率并測(cè)得此時(shí)的轉(zhuǎn)鼓線速度，進(jìn)而測(cè)量100% 轉(zhuǎn)鼓線速度和80%轉(zhuǎn)鼓線速度穩(wěn)定狀態(tài)下的煙度值并測(cè)量80% 轉(zhuǎn)鼓線速度穩(wěn)定時(shí)的氮氧化物值，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值對(duì)車輛排放檢測(cè)值進(jìn)行評(píng)判。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，在機(jī)動(dòng)車輛的尾氣檢測(cè)過(guò)程，技術(shù)運(yùn)用屬于系統(tǒng)化工程，運(yùn)用過(guò)程面臨的工況復(fù)雜。因此，在運(yùn)用上述技術(shù)展開(kāi)尾氣檢測(cè)時(shí)，需要檢測(cè)人員對(duì)于不同技術(shù)適用范圍以及檢測(cè)過(guò)程技術(shù)優(yōu)劣全面衡量，結(jié)合機(jī)動(dòng)車類型，使用有效的檢測(cè)技術(shù)，提高檢測(cè)精度，為尾氣的治理工作奠定良好基礎(chǔ)。