淺談“雙碳”背景下的機動車尾氣排放檢驗方法與設(shè)備計量

江 鯤，張洪寶，鄭曉曉，林夕騰，施嘉煒

（上海市計量測試技術(shù)研究院，上海 201203）

機動車尾氣排放檢驗是評價機動車性能和篩查排放超標車輛的重要手段，包括車輛定期年檢、不定期路檢抽查、定點檢測、在線實時監(jiān)測等方式。機動車尾氣排放檢驗設(shè)備量值的準確可靠對于機動車尾氣排放監(jiān)管十分重要，需經(jīng)計量機構(gòu)定期檢定、校準或檢測，以保障測量數(shù)據(jù)的準確性。隨著國家“碳達峰、碳中和”為目標的交通運輸綠色低碳發(fā)展趨勢和政策支持，機動車尾氣排放的檢驗方法和監(jiān)管方式面向雙碳監(jiān)管、智能化、物聯(lián)網(wǎng)、實時在線監(jiān)測等方向發(fā)展[1]，檢驗設(shè)備的計量技術(shù)也在快速跟進，為計量器具的量值統(tǒng)一和準確可靠提供計量技術(shù)支撐。

1 機動車定期年檢及設(shè)備計量

1.1 尾氣排放檢測和計量方法

根據(jù)《道路交通安全法實施條例》，機動車檢驗機構(gòu)依據(jù)GB 3847—2018《柴油車污染物排放限值及測量方法（自由加速法及加載減速法）》和GB 18285—2018《汽油車污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）》對法定年限要求的機動車定期進行年檢，檢測機動車尾氣的體積分數(shù)（HC、CO、CO2、NO、O2）、氮氧化物（NOx）、不透光度、光吸收系數(shù)等是否符合排放限值要求，以保障在用機動車尾氣排放性能滿足國家標準。

尾氣排放檢驗用設(shè)備主要包括汽車排放氣體測試儀、透射式煙度計、柴油車氮氧化物檢測儀、OBD診斷儀等，計量機構(gòu)依據(jù)JJG 688—2017《汽車排放氣體測試儀檢定規(guī)程》、JJG 976—2010《透射式煙度計檢定規(guī)程》、JJF 1873—2020《柴油車氮氧化物（NOx）檢測儀校準規(guī)范》等建立計量標準，開展相關(guān)計量器具的計量工作，有效保障機動車尾氣排放檢驗設(shè)備的量值準確可靠。設(shè)備校準過程如圖1所示。

圖1 柴油車氮氧化物（NOx）檢測儀校準過程圖

機動車尾氣排放檢測設(shè)備的測量項目和技術(shù)指標眾多，其中，CO、CO2、不透光度、光吸收系數(shù)等指標主要反映尾氣中碳排放的體積分數(shù)。HC、NO、NOx、NO-NO2轉(zhuǎn)化率等指標主要表征尾氣中對環(huán)境產(chǎn)生污染的溫室氣體的體積分數(shù)。

通過對尾氣中多組份氣體項目的檢測和設(shè)備計量，可以直觀反映機動車的尾氣排放性能，有效保障檢測數(shù)據(jù)的量值準確。尾氣檢測主要設(shè)備的技術(shù)指標如表1所示。

表1 尾氣檢測主要設(shè)備的技術(shù)指標

1.2 新型尾氣檢測設(shè)備及標準

OBD診斷儀是GB 3847—2018和GB 18285—2018中新增的檢驗設(shè)備，可以檢驗機動車OBD系統(tǒng)（車載診斷系統(tǒng)）環(huán)保相關(guān)的數(shù)據(jù)流、故障碼、IUPR率、就緒狀態(tài)等是否符合要求，并作為評判機動車尾氣排放量值合格與否的依據(jù)[2-3]。2021年，環(huán)保部發(fā)布HJ 1237—2021《機動車排放定期檢驗規(guī)范》，對OBD診斷儀的功能、協(xié)議及使用要求等作了具體要求，加強對OBD診斷儀的檢測與監(jiān)管日漸迫切。目前，中國計量協(xié)會發(fā)布了團體標準T/CMA JD 042—2021《機動車排放檢驗用OBD診斷儀檢驗項目和方法》，填補了國內(nèi)機動車排放檢驗用OBD診斷儀缺乏檢驗方法的空白，為OBD診斷儀的檢測和監(jiān)管提供了有效手段，對于規(guī)范OBD診斷儀的生產(chǎn)和使用、保障OBD診斷儀的數(shù)據(jù)準確可靠具有重要意義。

OBD診斷儀檢驗方法和過程如圖2所示。

圖2 OBD診斷儀檢驗方法和過程圖

2 機動車日常監(jiān)管及設(shè)備計量

2.1 尾氣排放監(jiān)測和計量方法

國家環(huán)保監(jiān)管部門十分重視機動車尾氣排放的日常監(jiān)管，主要分為3種方式，即路檢抽查、定點檢測和在線實時監(jiān)測。路檢抽查主要由環(huán)境監(jiān)測中心（站）依據(jù)GB 36886—2018《非道路柴油移動機械排放煙度限制及測量方法》等，使用汽車排放氣體測試儀、透射式煙度計、手持式林格曼黑度儀等不定期對在用機動車或非道路柴油移動機械的尾氣排放量值進行檢測。對于定點監(jiān)測，環(huán)保監(jiān)管部門在車輛密集交通路口定點安裝機動車尾氣遙感檢測系統(tǒng)、黑煙車電子抓拍系統(tǒng)等設(shè)備，可以快速對行駛機動車的尾氣檢測進行抓拍并實時上傳，有效篩查高排放、高污染車輛。在線實時監(jiān)測一般由環(huán)保監(jiān)管部門依據(jù)GB 17691—2018《重型柴油車污染物排放限值及測量方法》對部分柴油車強制安裝OBD在線監(jiān)測模塊，實時監(jiān)控機動車尾氣排放的氮氧化物、排氣煙度等指標并上傳至環(huán)保局，實時監(jiān)測尾氣排放量值是否符合要求。2020年起，浙江省等地區(qū)要求對安裝OBD在線監(jiān)測模塊并與生態(tài)環(huán)境部門聯(lián)網(wǎng)且穩(wěn)定達標排放的柴油車，可采納環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)并作為車輛年檢的依據(jù)。

機動車尾氣遙感檢測系統(tǒng)、黑煙車電子抓拍系統(tǒng)是近幾年新興的計量器具，可對尾氣中HC、CO、CO2、NO、林格曼黑度等指標進行檢測。計量機構(gòu)依據(jù)JJF 1835—2020《機動車尾氣遙感檢測系統(tǒng)校準規(guī)范》、JJF（京）72—2019《黑煙車電子抓拍系統(tǒng)校準規(guī)范》等建立對相關(guān)設(shè)備的計量能力，為相關(guān)設(shè)備的量值溯源保駕護航[4]。設(shè)備校準過程如圖3、圖4所示。

圖3 機動車尾氣遙感檢測系統(tǒng)校準圖

圖4 黑煙車電子抓拍系統(tǒng)校準圖

機動車尾氣排放檢測設(shè)備的測量項目主要包括HC、CO、CO2、NO、林格曼黑度等，監(jiān)測設(shè)備通過高科技技術(shù)手段可以實時監(jiān)測路上行駛的機動車的尾氣排放指標，從而實現(xiàn)對高污染排放車輛和黑煙車的篩查和治理。目前，機動車尾氣遙感檢測系統(tǒng)、黑煙車電子抓拍系統(tǒng)已經(jīng)在全國范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，為城市交通污染治理和碳排放監(jiān)測起到了重要的技術(shù)支撐作用。尾氣監(jiān)測主要設(shè)備的技術(shù)指標如表2所示。

表2 尾氣監(jiān)測主要設(shè)備的技術(shù)指標

2.2 新型監(jiān)測設(shè)備和方法研究

重型柴油車OBD在線監(jiān)控系統(tǒng)屬于機動車尾氣數(shù)字化新型監(jiān)管設(shè)備，目前缺乏計量技術(shù)規(guī)范。上海市計量測試技術(shù)研究院已立項《重型柴油車OBD在線監(jiān)控系統(tǒng)校準方法及關(guān)鍵技術(shù)研究》課題，開展數(shù)字計量方法研究，并牽頭推進長三角一體化計量規(guī)范制定和實施工作，該項目已納入長三角一體化發(fā)展工作計劃。另外，北京市計量檢測科學研究院、上海市計量測試技術(shù)研究院等計量機構(gòu)正積極開展手持式林格曼黑度儀、柴油車車載煙度計校準方法研究等課題，在機動車尾氣排放檢驗設(shè)備的計量領(lǐng)域走在了行業(yè)前列，為機動車行業(yè)的健康發(fā)展和機動車檢驗提供了強有力的計量技術(shù)支撐，對于加強機動車尾氣碳排放監(jiān)管具有重要的現(xiàn)實意義。

3 總結(jié)

目前，國家對機動車尾氣環(huán)保和檢驗設(shè)備計量的重視程度越來越高，市場監(jiān)管總局發(fā)布的《計量發(fā)展規(guī)劃（2021—2035）》指出：面向交通強國、質(zhì)量強國等國家重大需求，圍繞交通運輸?shù)戎攸c領(lǐng)域的迫切計量需求，開展關(guān)鍵核心計量技術(shù)攻關(guān)；重點針對環(huán)境監(jiān)測對計量技術(shù)的迫切需求，提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)準確度。機動車尾氣排放檢驗設(shè)備計量正朝著雙碳計量、遠程校準、數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)等方向發(fā)展。然而，機動車檢驗設(shè)備計量發(fā)展還有不足之處，如部分新興數(shù)字化計量器具的數(shù)字計量方法還不健全、不同地區(qū)采用的校準方法不統(tǒng)一、各個計量機構(gòu)的計量能力參差不齊等。應(yīng)加強對機動車尾氣排放檢驗設(shè)備的計量和研究，為環(huán)境監(jiān)管部門有效進行機動車排放超標篩查和治理提供計量技術(shù)支撐，助力交通運輸綠色低碳發(fā)展。