汽油車年檢時NO超標成因及對策分析

摘要：隨著環(huán)保意識的日益增強和汽車保有量的持續(xù)增加，汽油車尾氣排放問題已成為社會關(guān)注的焦點。其中，氮氧化物（NO）作為尾氣中的主要污染物之一，其超標排放不僅對環(huán)境造成嚴重影響。據(jù)此，從多個角度出發(fā)，深入分析了汽油車年檢時NO超標的成因，并提出了相應(yīng)的治理措施。本研究旨在為汽油車尾氣排放控制提供科學依據(jù)，推動汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽油車；年檢；氮氧化物；超標；成因分析

中圖分類號：U461" 收稿日期：2024-12-18

DOI：1019999/jcnki1004-0226202502021

1 前言

近年來，隨著城市化進程的加快和汽車保有量的急劇增加，機動車尾氣排放已成為城市空氣污染的主要來源，其中氮氧化物（NOx）是主要污染物之一，對人類健康和生態(tài)環(huán)境都有很大的危害［1］。因此，降低汽車尾氣中NOx的排放是環(huán)保工作的重要任務(wù)之一。然而，在汽車年檢中，很多汽油車的NOx排放超標，這不僅影響了車輛排放的合格性，也加劇了環(huán)境污染。為了解決這一問題，本文從汽油車尾氣中NOx的生成機理出發(fā)，結(jié)合實際情況對NO超標的原因進行詳細分析，并提出相應(yīng)的治理措施，以期為降低汽油車NOx排放和提高車輛年檢合格率提供參考。

2 汽油車尾氣檢測及現(xiàn)狀

2.1 汽油車尾氣檢測方法和標準

我國對汽油車尾氣排放的檢測主要依據(jù)《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）》GB 18285—2018進行［2］。該標準規(guī)定了汽油車尾氣排放的限值以及檢測方法，包括雙怠速法和簡易工況法。其中，簡易工況法被定格為優(yōu)先采用，雙怠速法僅僅適用于全時四驅(qū)車輛等因技術(shù)條件不能在底盤測工機上進行模擬和加載運行的車輛。在我國大多數(shù)省市均采用穩(wěn)態(tài)工況法分SM5025和SM2540兩階段工況進行測試。工況法檢測的主要污染物包括一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）和一氧化氮（NO）等。對于NO的排放限值，標準中有明確的規(guī)定，超過限值即判定為不合格。

2.2 汽油車尾氣檢測NO超標的現(xiàn)狀

在實際的汽車年檢過程中，因NO超標導(dǎo)致排放檢測不通過的情況時有發(fā)生。據(jù)某機動車檢測中心2023年度數(shù)據(jù)統(tǒng)計，因NO超標導(dǎo)致車輛排放不合格的車輛占比達到了一半以上。這些超標的車輛不僅無法通過年檢，還需要到經(jīng)過認證的汽車尾氣治理維修公司（M站）進行進一步的維修和治理，給車主帶來了額外的經(jīng)濟負擔［3］。同時，NO超標也反映了車輛可能存在排放控制系統(tǒng)的故障或者維護不當?shù)葐栴}，這些問題如果得不到及時解決，不僅會影響車輛的性能和使用壽命，還會對大氣環(huán)境造成持續(xù)的污染。

3 汽油車尾氣中NO的生成機理

3.1 熱力NO生成機理

熱力NO是指在高溫條件下，空氣中的氮氣和氧氣發(fā)生化學反應(yīng)生成的NO。這種反應(yīng)通常在燃燒室內(nèi)的高溫區(qū)域進行，反應(yīng)速率隨溫度的升高而增加。因此，熱力NO的生成量與燃燒室內(nèi)的溫度密切相關(guān)。在汽油車發(fā)動機中，當燃燒室內(nèi)的溫度達到一定程度時，熱力NO的生成量會顯著增加。這通常發(fā)生在發(fā)動機高負荷、高轉(zhuǎn)速或者點火提前角過大等情況下，此時燃燒室內(nèi)的溫度升高，促進了熱力NO的生成。

3.2 瞬發(fā)NO生成機理

瞬發(fā)NO是指在燃燒過程中，由于燃料中的氮化合物在高溫下迅速分解并與氧氣反應(yīng)生成的NO。這種反應(yīng)通常在燃料的燃燒初期進行，反應(yīng)速率非常快。在汽油車發(fā)動機中，瞬發(fā)NO的生成量與燃料中的氮含量以及燃燒初期的溫度有關(guān)。如果燃料中含有較多的氮化合物，或者燃燒初期的溫度較高，那么瞬發(fā)NO的生成量就會增加。然而，在一般的汽油車發(fā)動機中，由于汽油本身的氮含量很低，因此瞬發(fā)NO的生成量相對較少。

3.3 燃料NO生成機理

燃料NO是指燃料中的氮化合物在燃燒過程中與氧氣反應(yīng)生成的NO。這種反應(yīng)通常發(fā)生在燃料噴射和混合過程中，當燃料中的氮化合物與空氣中的氧氣接觸并發(fā)生反應(yīng)時，就會生成燃料NO。然而，在汽油車發(fā)動機中，由于汽油的氮含量很低，因此燃料NO的生成量也非常有限。

3.4 N2O中間產(chǎn)物生成機理

在汽油車發(fā)動機的燃燒過程中，還可能產(chǎn)生一種中間產(chǎn)物N2O（一氧化二氮），它隨后會進一步分解為NO和氮氣。N2O的生成與燃燒過程中的氧濃度、溫度以及燃料的種類有關(guān)。在特定的條件下，N2O的生成量可能會增加，從而導(dǎo)致尾氣中NO的含量增加［4］。

4 汽油車年檢時NO超標成因分析

4.1 檢測過程影響

根據(jù)GB 18285—2018標準規(guī)定，檢測時應(yīng)確保車輛處于制造廠規(guī)定的正常狀態(tài)，這包括發(fā)動機進氣系統(tǒng)應(yīng)裝有空濾器，排氣系統(tǒng)應(yīng)裝有消聲器和后處理裝置，且排氣系統(tǒng)不允許有泄漏，這一要求保證了車輛在檢測時的狀態(tài)與日常使用狀態(tài)一致，從而確保檢測結(jié)果的代表性；確保發(fā)動機水溫或機油溫度應(yīng)不低于80 ℃，或達到車輛使用說明書規(guī)定的熱狀態(tài)，這是為了確保發(fā)動機在最佳工作溫度下運行，從而更準確地反映其排放性能；確保環(huán)境溫度應(yīng)在-5～45 ℃之間，環(huán)境濕度應(yīng)小于85%，大氣壓力應(yīng)在80～110 kPa之間，這些條件確保了測試環(huán)境的一致性，避免了環(huán)境因素對檢測結(jié)果的影響；確保使用排氣分析儀、轉(zhuǎn)速分析儀等設(shè)備按時檢定和校準，并按要求使用標準氣體進行校準，以確保測量精度，這是保證檢測結(jié)果準確性的關(guān)鍵步驟［5］。

4.2 車輛狀態(tài)不佳影響

a.點火系統(tǒng)是影響發(fā)動機燃燒過程的關(guān)鍵因素之一。如果點火系統(tǒng)出現(xiàn)故障，如點火能量不足、點火時刻不準確等，都會導(dǎo)致燃燒不充分，會使缸內(nèi)溫度升高，從而促進NO的生成。

b.點火系統(tǒng)的故障，可能導(dǎo)致發(fā)動機出現(xiàn)爆震等異常燃燒情況，進一步加劇NO的生成。

c.噴油系統(tǒng)問題也是導(dǎo)致NO排放超標的一大因素，噴油系統(tǒng)負責將燃油以霧狀形式噴入氣缸內(nèi)與空氣混合燃燒。如果噴油系統(tǒng)出現(xiàn)故障，如噴油嘴堵塞、噴油量不準確等，都會影響燃油與空氣的混合質(zhì)量，導(dǎo)致燃燒不充分或過度燃燒，進而促進NO的生成。

d.進排氣系統(tǒng)問題也會導(dǎo)致NO排放超標，進排氣系統(tǒng)負責為發(fā)動機提供新鮮空氣并排出廢氣，如果進排氣系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏或堵塞等問題，就會影響發(fā)動機的正常進氣量和排氣背壓，進而影響燃燒過程。例如，進氣系統(tǒng)泄漏會導(dǎo)致進入氣缸的空氣量減少，使得燃燒不充分，而排氣系統(tǒng)堵塞則會導(dǎo)致排氣背壓升高，影響發(fā)動機的排氣效率，同樣會促進NO的生成。

e.氧傳感器故障可能導(dǎo)致NO排放超標。氧傳感器是發(fā)動機控制系統(tǒng)中的重要元件之一，它負責監(jiān)測排氣中的氧含量并將信息反饋給發(fā)動機控制單元（ECU）。ECU根據(jù)氧傳感器的信號調(diào)整噴油量等參數(shù)以優(yōu)化燃燒過程。如果氧傳感器出現(xiàn)故障或損壞，就會導(dǎo)致ECU無法準確獲取排氣中的氧含量信息，進而無法對噴油量等參數(shù)進行準確調(diào)整。這可能導(dǎo)致發(fā)動機出現(xiàn)混合氣過濃或過稀的情況，影響燃燒過程并促進NO的生成。

f.三元催化器能夠?qū)⑽矚庵械挠泻ξ镔|(zhì)（如CO、HC和NOx）轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)（如CO2、H2O和N2）。然而，如果三元催化器失效或損壞，就會導(dǎo)致其轉(zhuǎn)化效率下降甚至完全喪失，從而使得尾氣中的NO含量超標。三元催化器失效的原因可能包括催化劑老化、中毒（如鉛、硫等物質(zhì)的沉積）、物理損傷等。

4.3 使用不當或維護不足

a燃油品質(zhì)問題。在實際應(yīng)用中，多次出現(xiàn)因使用劣質(zhì)燃油導(dǎo)致汽車尾氣排放超標的案例。這些案例表明，燃油品質(zhì)問題確實是導(dǎo)致汽油車NO超標的重要因素之一。同時，汽車制造和維修領(lǐng)域的專家也普遍認為，提高使用的燃油品質(zhì)是降低汽車尾氣排放、改善空氣質(zhì)量的有效途徑之一。燃油的品質(zhì)直接影響發(fā)動機的燃燒過程，不同品質(zhì)的燃油具有不同的燃燒特性。劣質(zhì)燃油的燃燒速度、燃燒溫度等可能與發(fā)動機的設(shè)計不匹配，導(dǎo)致燃燒過程中的氧氣與燃料比例失衡，無法實現(xiàn)充分燃燒，這種失衡狀態(tài)會促使大量NO的生成。同時含有較多的雜質(zhì)或硫分等有害物質(zhì)，就會導(dǎo)致燃燒不充分或產(chǎn)生異常燃燒情況，進而促進NO的生成。

b燃油辛烷值不合適。辛烷值是衡量燃油抗爆性能的重要指標，使用辛烷值過低的燃油會導(dǎo)致發(fā)動機爆震，影響燃燒過程的穩(wěn)定性。而爆震會導(dǎo)致燃燒室內(nèi)的壓力和溫度急劇升高，有利于NO的生成。因此，選用合適的燃油辛烷值對于控制NO排放至關(guān)重要。

c機油品質(zhì)問題。機油是發(fā)動機潤滑和冷卻的重要介質(zhì)。如果使用的機油品質(zhì)不佳或長時間未更換，就會導(dǎo)致機油中的添加劑失效或產(chǎn)生沉積物等有害物質(zhì)。這些物質(zhì)可能進入燃燒室參與燃燒過程并促進NO的生成。此外，機油的黏度也會影響發(fā)動機的潤滑效果和燃油經(jīng)濟性，進而影響燃燒過程。

d維護與清潔定期對車輛進行維護和保養(yǎng)是保證其正常運行和延長使用壽命的重要措施之一。如果車輛長期未進行維護保養(yǎng)或維護保養(yǎng)不當（如更換不合適的零部件、未清洗進氣系統(tǒng)等），就會導(dǎo)致發(fā)動機出現(xiàn)各種故障或問題（如積碳、磨損等），進而影響燃燒過程并促進NO的生成。

5 汽油車年檢時NO超標治理措施

5.1 優(yōu)化燃燒過程

a更換火花塞與清潔噴油嘴?；鸹ㄈc火能量不足和噴油嘴霧化不良都可能導(dǎo)致混合氣燃燒不完全，進而造成尾氣中NO含量上升。因此，應(yīng)定期更換火花塞并徹底清潔噴油嘴，以改善燃燒效率。

b使用燃油添加劑。在車輛檢測前，使用專業(yè)的燃油添加劑對汽車燃油系統(tǒng)進行清洗，有助于清除燃油中的雜質(zhì)和沉積物，提高燃燒效率，從而減少NO的排放。

c選用高品質(zhì)汽油。高品質(zhì)汽油的燃燒更為清潔，能夠大幅減少CO、NO及HC等有害氣體的含量。因此，在年檢時選擇加注高品質(zhì)汽油，有助于降低尾氣中的NO含量。

d調(diào)整點火正時。適當延遲點火時間可以縮短燃燒室內(nèi)的燃燒時間并降低最高燃燒溫度，從而減少氮氧化物的生成。但需要注意的是，點火正時的調(diào)整應(yīng)在專業(yè)人員的指導(dǎo)下進行，以確保不影響發(fā)動機的正常運行。

5.2 增強尾氣處理效果

a清洗或更換三元催化器。三元催化器是汽車尾氣處理的關(guān)鍵部件，其性能直接影響尾氣的凈化效果。使用專用清洗劑清洗三元催化器或更換新的催化器，都能有效恢復(fù)其催化效果，降低尾氣中的NO含量。

b安裝尾氣凈化器。對于部分車輛，安裝額外的尾氣凈化器可以進一步去除尾氣中的氮氧化物等有害氣體，從而達到環(huán)保減排的目的。

5.3 其他輔助措施

a升級汽車軟件系統(tǒng)?，F(xiàn)代汽車的許多模塊軟件都可以進行升級。前往4S店或?qū)I(yè)維修店對汽車電腦系統(tǒng)進行升級，可以優(yōu)化燃油噴射、點火時機以及尾氣處理等多個方面的性能，從而更順利地通過年檢。

b定期維護與檢查。定期對車輛進行維護和檢查，包括冷卻系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等，確保各系統(tǒng)正常工作，避免因系統(tǒng)故障導(dǎo)致的尾氣排放超標問題。

6 結(jié)語

汽油車年檢時NO超標是一個復(fù)雜的問題，涉及車輛技術(shù)狀況、燃油品質(zhì)、駕駛習慣以及檢測條件等多個方面。通過加強車輛維護與保養(yǎng)、優(yōu)化發(fā)動機控制與行駛條件、提升檢測水平與設(shè)備精度、推廣清潔能源以及加強政策引導(dǎo)與監(jiān)管等措施，可以有效控制汽油車尾氣中NO的排放。這不僅有利于改善環(huán)境質(zhì)量，還有助于推動汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。未來，隨著技術(shù)的不斷進步和環(huán)保意識的日益增強，相信汽油車尾氣排放問題將得到更加有效的解決。

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作者簡介：

寧軒，男，1988年生，高級工程師，講師，研究方向為新能源汽車安全性能、機動車安全及排放性能檢測和相關(guān)職業(yè)教育。