機動車環(huán)保檢測方法比較分析

騰慶虹

（大理州生態(tài)環(huán)境局，云南大理 671000）

0.引言

隨著我國環(huán)境保護意識的不斷加強，人們對周邊環(huán)境質(zhì)量和空氣質(zhì)量的要求都有了顯著提升，為實現(xiàn)優(yōu)良的空氣質(zhì)量，需提高對機動車尾氣排放問題的重視[1]。機動車尾氣檢測方法主要分為3類：（1）有無負荷檢測方法。主要包括有怠速法、雙怠速法和自由加速測試法；（2）穩(wěn)態(tài)檢測方法。主要包括有穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）和BOSCH方法；（3）瞬態(tài)檢測方法。主要包括瞬態(tài)工況法（IM）和簡單瞬態(tài)工況法（VMAS）。各類檢測方法均存在一定的優(yōu)勢與劣勢，下文將對常用的檢測方法進行闡述分析[2]。

1.機動車尾氣的危害

1.1 CO（一氧化碳）

機動車尾氣中占比最大的空氣污染物為CO，其速度遠高于O2，為此，其經(jīng)人體呼吸后進入肺部，經(jīng)血液吸收后，會迅速和紅血蛋白發(fā)生反應(yīng)，生成碳氧血紅蛋白，使得人體血液中的含氧量顯著降低，致使人體出現(xiàn)頭暈、乏力、惡心以及意識模糊等癥狀，嚴重時甚至?xí)?dǎo)致死亡。

1.2 NOx（氮氧化物）

雖然機動車尾氣中的NOx含量并不大，但其所具備的較強毒性，使得其經(jīng)人體呼吸進入肺部后，生成HNO2（亞硝酸）與HNO3（硝酸），與血紅蛋白中的Fe發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生高鐵血紅蛋白，最終導(dǎo)致人體出現(xiàn)肺氣腫。

1.3 HC（碳氫化合物）和NOx（氮氧化合物）

HC和NOx經(jīng)陽光作用后形成O3（臭氧）以及光化學(xué)煙霧，是誘發(fā)人體出現(xiàn)慢性呼吸系統(tǒng)疾病的主要原因之一，同時該類物質(zhì)會嚴重威脅到周圍綠化植被以及農(nóng)作物的存活率。當含量達到一定值時，會引發(fā)灰霾，嚴重影響到人們的正常出行。另外，HC中還含有一定的致癌物質(zhì)，如苯并芘等，一旦其在空氣中的含量達到每立方0.012μg時，會導(dǎo)致人體患肺癌的概率顯著上升。此外，肺癌死亡率與車流量呈正比關(guān)系，即車流量越大，肺癌死亡認識你會越多，這也是城市中患肺癌概率高于農(nóng)村的主要原因。

1.4 固體懸浮顆粒

固體懸浮顆粒通常含有較多的組成成分，且具備較強的吸附力，能吸附各類金屬粉塵以及部分致癌物質(zhì)。經(jīng)人體呼吸進入肺部后，會停留在呼吸道的不同位置，誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病。一旦人體吸入的固體懸浮顆粒量達到一定值時，則會誘發(fā)惡性腫瘤。

1.5 Pb（鉛）

Pb為重金屬元素，且具備較強的毒性，空氣中一半以上的Pb均是源自燃油機動車的尾氣。一旦人體內(nèi)的鉛濃度過大，則會誘發(fā)心血管系統(tǒng)疾病，繼而導(dǎo)致人體身體器官受損，包括肝、腎等。此外，Pb所具有的較大比重，通常在1m范圍內(nèi)的空間濃度較大，為此，對兒童所造成的危害遠高于成人。

2.機動車車況以及油品質(zhì)量對尾氣排放的影響

2.1 正常尾氣

機動車尾氣排放在正常狀態(tài)時是聞不出氣味的，且排放過程中排氣管會伴有一些水汽，該種狀態(tài)下的機動車運行狀態(tài)無任何異常。

2.2 黑煙尾氣

機動車運行過程中尾氣的排放出現(xiàn)黑煙狀況，主要在化油器的機動車上較為普遍。一般而言，電噴車尾氣出現(xiàn)黑煙的概率較低，若出現(xiàn)黑煙，則主要是由于缸內(nèi)故障所造成。一旦出現(xiàn)黑煙尾氣，則表示有較多的燃油入缸后還未被燃燒就直接被排出。

2.3 白煙尾氣

在非冬天環(huán)境下，機動車在正常運行過程中出現(xiàn)較多的白色水蒸氣，且發(fā)動機運行穩(wěn)定性較差、尾氣中白色煙霧過重，則表述尾氣中的含水量較高。造成該類現(xiàn)象的原因主要為燃油中的含水量較高，由于發(fā)動機的汽缸墊與缸套出現(xiàn)一定的損壞而導(dǎo)致的縫隙問題，致使散熱器的大量水汽進入燃燒室，由于水的不可燃性，經(jīng)較高溫度作用后形成水汽排出。

2.4 藍煙尾氣

排氣管出現(xiàn)藍煙尾氣，且機動車爆發(fā)力不足，無法正常加速，同時伴有較大噪音以及刺鼻氣味兒時，其主要是由于發(fā)動機內(nèi)部問題所造成，由于氣缸內(nèi)壁損耗較為嚴重，使得氣缸與活塞間出現(xiàn)較大的縫隙，添加過量的機油后，機油順著縫隙進入燃燒室，與燃油共同燃燒，氣缸內(nèi)較高的溫度使得油底殼的機油變質(zhì)，也就是燒機油。此時，潤滑油在達不到潤滑作用的同時，也對曲軸臂的正常運作造成了影響，整體能耗量顯著增加，而還沒被燃燒的機油排出后形成了藍煙。

3.機動車尾氣常用檢測方法

3.1 汽油車檢測方法

3.1.1 雙怠速法

該種檢測方法主要是檢測處于空檔狀態(tài)的機車在加油至高速時的污染物情況以及加油至低速時的污染物情況。設(shè)備僅需一臺能檢測分析CO、HC、CO2、NOx以及O2含量的尾氣分析儀。通過比較兩種速度下汽車排放的污染物情況，對汽車的尾氣污染物進行了解，同時結(jié)合高怠速時的過量空氣指標，對燃料的控制狀況進行分析，且針對該指標目前已有相關(guān)的標準規(guī)范。

3.1.2 穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）

該種檢測方法所檢測出數(shù)據(jù)的準確性和精準度更高，能更為清晰的了解機動車尾氣中的污染物情況。機動車尾氣排放過程中機動車始終處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，但道路荷載存在一定的可變性，和雙怠速法相比較，穩(wěn)態(tài)工況法添加了底盤測功機，能更加精準的仿照車輛運行狀態(tài)下的相對數(shù)據(jù)，能對氮氧化物含量進行確定，能有效識別出高排放車輛。相對而言，檢測方式更為簡易，且具備更高的市場推廣價值。

3.1.3 瞬態(tài)工況法（IM）

該種檢測方法，針對氮氧化物排放量的檢測具備較高的準確性以及檢測效率，且相應(yīng)的技術(shù)要求也較高，對應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)也更為精準。

3.1.4 簡單瞬態(tài)工況法（VMAS）

該種檢測方法的應(yīng)用主要是結(jié)合變速度和變負荷的運行曲線來進行檢測。通過利用五氣分析儀、底盤測功機和流量分析儀來進行相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測。其中，通過氣體流量分析儀來檢測機動車的排氣流量，經(jīng)計算后獲得機動車每公里運行所排放的污染物情況。其主要的優(yōu)勢在于：（1）與穩(wěn)態(tài)工況法相比，其添加了加檔減檔，能提高系統(tǒng)效仿車輛運行狀況（包括車輛怠速、加速、勻速和減速等過程）的豐富性以及準確性。（2）流量分析儀的應(yīng)用，能準確計算出尾氣排放總量以及每秒的氣流體積，并使得總重排放結(jié)果的單位為g/km，有效提升了對不同排量車型的檢測精準性。

3.2 柴油車檢測方法

3.2.1 檢測機理

顆粒物是柴油車尾氣排放中的主要組成成分，現(xiàn)階段針對柴油車的檢測設(shè)備主要為煙度計，包括濾紙式煙度計和不透光煙度計，其中又以不透光煙度計的使用居多。其檢測機理為光經(jīng)大氣后，受吸收的和散射的影響，透光強度會有所降低，通過對比前后光強度狀況來獲取光吸收系數(shù)（k），繼而對柴油車的尾氣污染物情況進行分析。其計算公式為：

光吸收系數(shù)（k）=修整后的光通道長度（L）/光通道有效長度（LA，通常為0.43m）In（1-光通過實驗區(qū)達到接收器時前后光度的衰減量（N）/100）

不透光度（N）=100-光通過充滿被測尾氣的實驗區(qū)到達接收器的光度（I）/光通過充滿潔凈空氣的同一實驗區(qū)到達接收器的光度（IO）＊100

3.2.2 自由加速檢測法

該種檢測方法所需的設(shè)備較為簡易，通常只需一臺不透光煙度計，通過對靜止狀態(tài)下的柴油車進行3次連續(xù)快速加速時的尾氣檢測，來獲取排氣消光系數(shù)，并以此來對尾氣污染物情況進行分析。由于檢測始終處于靜止狀態(tài)，由此無法獲取柴油車運行狀態(tài)下的尾氣排放情況。此外，由于不透光煙度計的簡易設(shè)計原理，并不具備實時自檢以及防作弊性能，假若駕駛員并沒有根據(jù)規(guī)定快速將油門踩到底，又或是排氣并沒有插到位，都可能會對檢測結(jié)果造成影響。

3.2.3 加載減速法

該種檢測方法使用的設(shè)備主要有底盤測功機和不透光煙度計。通過檢測柴油車在最大功率小太下的轉(zhuǎn)鼓線速度，對輪邊功率、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及排氣光吸收系統(tǒng)（k）進行計算，繼而了解柴油車尾氣的污染物情況。該種檢測方法的優(yōu)勢主要包括兩點：（1）由于底盤測功機的應(yīng)用，能效仿柴油車處于運行狀態(tài)時的尾氣排放情況。（2）由于添加了發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及輸出功率等需求，有效降低了造假概率，繼而確保檢測結(jié)果的準確性和有效性。

目前，國內(nèi)針對不同車型的尾氣檢測方式主要為包括有：（1）針對荷載人數(shù)少于9人的小型汽油客車以及總重量低于3500kg的汽油貨車的尾氣檢測方法通常為穩(wěn)態(tài)工況法。（2）針對中、重型汽油車的尾氣檢測方法主要為雙怠速法。（3）針對柴油車的尾氣檢測則主要為不透光煙度法。針對機動車檢測種類以及檢測周期則需按照相關(guān)標準要求開展初次檢檢測、定期檢測、外籍檢測以及延緩報廢檢測，以最大程度上的降低尾氣排放對大氣造成的污染。

4.機動車尾氣檢測方法比較分析

4.1 汽油車檢測方法比較分析

4.1.1 雙怠速法

該種檢測方法所采用的主要檢測設(shè)備為尾氣分析儀。優(yōu)點主要包括有：1）整體投入成本最低；2）操作設(shè)備最為簡易；3）設(shè)備操作與維護較為簡易；4）使用于較多類型機動車的尾氣檢測。缺點則主要為針對各類污染物含量的檢測，只能為無負荷工況，且只能對碳氫化合物以及一氧化碳的含量進行檢測，無法檢測出氮氧化合物的含量，無法適用于高級機動車的檢測，極易出現(xiàn)造假現(xiàn)象。

4.1.2 穩(wěn)態(tài)工況法

該種檢測方法所采用的主要檢測設(shè)備為尾氣分析儀和底盤測功機。

優(yōu)點主要包括有：（1）穩(wěn)態(tài)加載；（2）動態(tài)檢測；（3）設(shè)備成本較為適中；（4）操作技術(shù)已較為成熟；（5）整體操作較為簡易；（6）便于推廣。

缺點則主要包括有：（1）針對割裂污染物含量的檢測，無法公平對待排量不同的機動車；（2）檢測數(shù)據(jù)出錯概率較高，且與新車認證檢測結(jié)果的相關(guān)性較差。

4.1.3 簡易瞬態(tài)工況法

該種檢測方法所采用的主要檢測設(shè)備為尾氣分析儀、底盤測功機和流量分析儀。

優(yōu)點主要包括有：（1）瞬態(tài)加載；（2）以質(zhì)量為單位；（3）與FTP新車認證檢測結(jié)果以及TM240相關(guān)聯(lián)，同時也能對氮氧化物的排放量進行檢測。

缺點主要包括有：（1）整體所需投入的成本較高；（2）較高的技術(shù)要求，以及對新技術(shù)的不斷更新和完善；（3）除美國外，還不具備大規(guī)模的實際應(yīng)用經(jīng)驗。

4.2 柴油車檢測方法比較分析

4.2.1 自由加速法

該種檢測方法所采用的主要檢測設(shè)備為不透光煙度計。

優(yōu)點主要包括有：（1）操作設(shè)備較為簡易；（2）設(shè)備操作方式簡單；（3）對作業(yè)人員的要求較低；（4）適用范圍較廣。

缺點則主要包括有：（1）該種檢測方法屬于靜態(tài)檢測方法，無法切實反應(yīng)處機動車運行狀態(tài)下尾氣污染物排放的情況；（2）受人為因素的影響較大，不具備防造假措施，造假可能性較高。

4.2.2 加載減速法

該種檢測方法所采用的主要檢測設(shè)備為底盤測功機和不透光煙度計。優(yōu)點主要包括有：

（1）該種檢測方法屬于動態(tài)檢測方法，能有效反映出機動車運行狀態(tài)下尾氣污染物的排放情況；（2）有效降低造假概率。

缺點則主要包括有：（1）整體檢測成本較高；（2）對新技術(shù)的掌握難度較大；（3）對作業(yè)人員的專業(yè)技術(shù)要求較高，且相應(yīng)的檢測時長有所增加。

5.結(jié)語

隨著我國環(huán)境保護意識的不斷增強，我國對機動車尾氣排放的檢測標準也有了更高的要求。尾氣檢測方法選用的是否合理，直接關(guān)系到后期機動車尾氣的檢測結(jié)果的真實性和有效性，一旦出現(xiàn)偏差，則會導(dǎo)致尾氣超標的機動車增多，加劇大氣污染。為此，相關(guān)部門必須對機動車尾氣排放標準予以足夠的重視，通過采用科學(xué)、合理的尾氣檢測方法來確保機動車的尾氣排放符合標準要求。