穩態工況法（ASM）排放性能檢測的影響因素與預防對策

戴曉鋒

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穩態工況法（ASM）排放性能檢測的影響因素與預防對策

戴曉鋒

（揚州工業職業技術學院，揚州225127，中國）

汽車尾氣排放成為引發霧霾的罪魁禍首之一，已成為眾矢之的。汽車尾氣成分復雜，影響的因素多，如何正確檢測汽車尾氣的排放性能，系關排放檢測的公信力，成為社會關注的熱點問題。本文針對影響穩態工況法（ASM）排放性能檢測的因素進行分析，并提出相應預防對策。

霧霾；汽車；尾氣排放檢測；穩態工況法

《中華人民共和國大氣污染防治法》已由中華人民共和國第十二屆全國人民代表大會常務委員會第十六次會議于2015年8月29日修訂通過，現將修訂后的《中華人民共和國大氣污染防治法》公布，自2016年1月1日起施行。

這部被稱為“史上最嚴”的大氣污染防治法，第三節從第五十條至第六十七條，闡述了機動車船的排放要求及管理要求，與上一版相比，不僅在法條數量上幾近翻一倍，內容上也基本對所有現行法條作出修改。

近幾年來，全國大部分地區，特別是秋冬季節幾乎每天都被一片厚重的陰霾所籠罩，這也使得“空氣質量”“PM2.5”等詞成為媒體常態話題。霧霾襲城，大霧籠罩下，汽車尾氣排放成為引發霧霾的罪魁禍首之一，一時間成為眾矢之的。

隨著人們生活水平不斷提高，汽車保有量的迅速增加，汽車在帶給人們生活快捷和方便的同時，也給人類帶來了許多嚴重的問題：如噪聲污染、有害氣體排放、大量固體廢物產生和交通事故等。其中汽車排放的廢氣是一種流動分散污染源，它常常聚積在繁華地帶和居民集居的地方。科學分析表明，汽車尾氣中含有上百種不同的化合物，其中的污染物有固體懸浮微粒、CO、CO2、HC、NO、Pb及SO2等。由于汽車排放物的排放高度在地面附近，處于人們呼吸區域，嚴重污染人類生活空間及呼吸層的同時，還容易形成霧霾層。

隨著汽車保有量井噴式的增長，汽車尾氣排放檢測方法也與時俱進，過去的怠速法、雙怠速法已經不能滿足人體健康對汽車尾氣的檢測要求，而穩態工況法（ASM）尾氣檢測則應運而生。它是在底盤測功機上，以滾筒代表汽車行駛路面，以加載裝置反映汽車行駛阻力，以飛輪模擬汽車行駛慣量，通過控制功率吸收裝置單元模擬車輛在道路上行駛的勻速和加速工況，實時分析車輛在ASM5025和ASM2540（GB18285-2005《點燃式發動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法》附錄B2.1.1）兩個工況下尾氣排放的污染情況。

ASM5025工況：經預熱后的車輛加速至25.0km/h，測功機以車輛速度為25.0 km/h，加速度為1.475 m/S2時的輸出功率的50%作為設定功率對車輛加載。工況計時器開始計時（t=0s）。車輛以25.0 km/h±1.5 km/h的速度持續運轉5s，如果底盤測功機模擬的慣量值在計時開始后持續3s超出所規定誤差范圍，工況計時器將重新開始計時（t=0s）。如果再次出現該情況，檢測將被停止。系統將根據分析儀最長響應時間進行預置，（如果分析儀響應時間為10s，則預置時間為10s，t=15s）然后系統開始取樣，持續運行10s（t=25s）即為ASM 5025快速檢查工況。ASM5025快速檢查工況結束后繼續運行至90s（t=90s）即為ASM5025工況。

ASM5025工況檢測結束后車輛立即加速至40.0 km/h，測功機以車輛速度為40.0 km/h，加速度為1.475 m/S2時的輸出功率的25%作為設定功率對車輛加載。工況計時器開始計時（t=0s）。車輛以40.0 km/h-1.5 km/h的速度持續運轉5s，如果底盤測功機模擬的慣量值在計時開始后持續3s超出所規定誤差范圍，工況計時器將重新開始計時（t=0s）。如果再次出現該情況，檢測將被停止。系統將根據分析儀最長響應時間進行預置，（如果分析儀響應時間為10s，則預置時間為10s，t=15s）然后系統開始取樣，持續運行10s（t=25s）即為ASM 2540快速檢查工況。ASM2540快速檢查工況結束后繼續運行至90s（t=90s）即為ASM 2540工況。

采用ASM穩態工況法對尾氣含量進行檢測，是希望更準確地檢測出汽車尾氣各個工況下的排放狀況，盡量減少環境、人、設備等因素對檢測結果的影響，對汽車的排放情況作出科學、公正、準確的檢測判定。本文重點分析影響ASM穩態工況法檢測結果的幾個重要因素，并提出相應的預防對策。

1　車輛登錄信息的影響及對策

1.1生產日期、基準質量對檢測傖值的影響及對策

在穩態工況法檢測中，每輛車都有它“特定”的檢測標準限值。生產日期、基準質量的不同，排放檢測的限值及加載功率也不相同。舉例：江蘇省地方標準DB32/966-2006《在用點燃式發動機輕型汽車穩態工況法排氣污染物排放限值》中規定。

對于 2000 年 7 月 1 日以前生產的第一類輕型汽車和 2001 年 10 月 1 日以前生產的第二類輕型汽車，穩態工況法試驗污染物排放限值見表1。

對于 2000 年 7 月 1 日起生產的第一類輕型汽車和 2001 年 10 月 1 日起生產的第二類輕型汽車， 穩態工況法試驗污染物排放限值見表2：

從表1和表2可以看出，即使是同一車型，由于生產日期不同，其穩態工況法排氣污染物排放限值可能并不相同，這一點在車輛信息錄入時務必引起重視，不能隨意錄入車輛出廠日期，否則極有可能影響排放標準限值。

表1 穩態工況法排氣污染物排放傖值

表2 穩態工況法排氣污染物排放傖值

車輛在檢測過程中測功機加載功率的大小，是由基準質量決定的，由下面的計算公式可以看出工況設定功率值P為：

以滾筒直徑為218mm的測功機加載計算

P5025-2=RM/148 P2540-2=RM/185

RM——基準質量，kg；

P5025-2——滾筒直徑為218mm的測功機ASM 5025工況設定功率值，kW；

P2540-2——滾筒直徑為218mm的測功機ASM 5025工況設定功率值，kW；

從上公式可看出，基準質量RM不變，可推得P5025-2＞ P2540-2

由以上兩點也可推知為什么注冊日期和基準質量相同，但ASM5025工況和ASM2540工況下NO限值存在差異。NO常常發生在高溫、大負荷的情況下，而P5025-2＞ P2540-2，因此在NO的排放限值設定上ASM5025工況比2540工況略高。

為了防止生產日期和基準質量輸入錯誤，應才采取以下幾個措施：

①建立車輛型號庫。車輛檢測信息錄入時，車輛基準質量自動直接從數據中調取，減少人工錄入工作量；

②加強檢測信息復核。對于車輛檢測信息復核有以下幾個方面：一是登錄員錄入車輛信息時，務必認真校核錄入信息與車輛出廠合格證、車輛產權登記證書、行駛證等相關資料的一致性；二是檢驗員在檢測前，應核對車輛與登錄信息是否一致，如果不一致，應及時糾正；三是授權簽字人把好最后一關，發現信息錄入錯誤，及時糾正信息，并重新檢驗車輛。

1.2燃料類別的影響及對策

排放測試結果因進行稀釋校正及濕度校正，而稀釋校正即為排放試驗的CO、HC、NO測量值乘以稀釋系數（DF）予以校正。

DF=C_（CO_2 修）/C_（CO_2 測）

C_（CO_2 修）=［X/（α+1.88X）］．100

X=C_（CO_2 測）/（C_（CO_2 測）+C_CO測 ）

公式中：

DF——修正系數；

CCO2修——CO2排放濃度測量修正值，%

CCO2測——CO2排放濃度測量值，%

CCO測——CO排放濃度測量值，%

α——燃料計算系數，根據燃料種類選取下列值：

汽油——4.644

CNG ——6.64

LPG ——5.39

車輛在一次檢測中，CCO2測和CCO測這兩個量可以看成不變，由上式可知，CCO2修的值由燃料計算系數α決定，若燃料系數增大則CCO2修值減小，相應的稀釋系數（DF）變小，排放校正的結果也變小。

因此，在車輛基本信息錄入時，燃料類別不能錄入錯誤。雙燃料車輛檢測時，檢測系統輸入的燃料類別一定要與檢測工況下燃燒的燃料一致，避免稀釋修正的錯亂。登錄員在檢測信息輸入時，務必要把車輛信息核實正確，否則一旦登錄錯誤，整個檢測數據、判定結果將全部失真。

2　輪胎的影響及對策

輪胎的影響可分為輪胎花紋深度和輪胎氣壓的影響兩個方面。輪胎花紋深度會影響輪胎滾動半徑的大小。在車輪轉速不變的情況下，輪胎滾動半徑的大小直接影響車輪行駛的線速度。相同的線速度下，輪胎滾動半徑越小，輪胎的轉速越高，發動機的轉速必然提高。因此，同一檢測速度，即使采用同樣的擋位，發動機因輪胎的滾動半徑大小不相同，必然會導致發動機轉速不相同，輸出功率不相同，進而影響尾氣排放檢驗結果。因此，在車輛檢測前，檢查輪胎滾動半徑是否符合要求非常重要。

輪胎氣壓對滾動阻力影響很大，輪胎氣壓低時在硬質滾筒上輪胎變形大，滾動時遲滯損失增加，從而增大了車輪阻（滯）力。在檢測過程中，滾動阻力需要消耗一定的功率，該功率的增大，必然增加發動機的負擔，增大尾氣排放值。為了減少該項所引起的檢測誤差，要求車輛在尾氣排放檢測前必須將驅動輪輪胎氣壓充至標準氣壓。另外，輪胎氣壓對輪胎滾動半徑也有影響，輪胎氣壓高，滾動半徑大，輪胎氣壓低，滾動半徑小。

3　檢測步驟的影響及對策

3.1車輛預熱的影響及對策

案例：冬天，一輛注冊日期為2016年的觀致1.6LMT致享型轎車，整備質量為1320kg，行駛0.2萬公里，ASM5025檢測結果其中NO為1425×10-6，限值為1300×10-6，判斷結果為不合格。詢問車主使用情況后，讓其車不熄火，盡快的復檢一下，結果NO的值下降為132×10-6，檢測通過。

上述案例是車輛在檢測前沒有充分預熱好的顯著特征，特別是三元催化裝置的預熱。三元催化劑最低要在350℃時才能工作，溫度過低時，轉換效率急劇下降；而催化劑的活性溫度（最佳的工作溫度）是400℃到800℃左右，過高也會使催化劑老化加劇。NO經過三元催化裝置的催化，還原反應后排出排氣管；如果此時三元催化劑的溫度低于活性溫度就起不到催化的效果，導致NO的值異常高。

案例中讓發動機不熄火，盡快安排復檢，是因為該車已經在ASM工況下經過一段時間的負載運行，相當于已經對發動機預熱，達到理想工作溫度，此時三元催化裝置很好發揮催化作用，讓NO經過還原反應后，使大部分的NO被轉化為N2排放出來，因而NO值能降的很低。

不少檢測糾紛往往因此而起。在甲檢測機構檢測，尾氣排放數值很高，不合格；到乙檢測機構檢測，同樣的檢測方法，車輛沒有經過任何維護，尾氣排放一下子就合格了，并且數值很低，有甚者兩家檢測的NO數值相差幾十倍。因此，尾氣排放檢測的公正性在社會上收到極大的負面影響和質疑。如果發動機不預熱，還會導致HC異常高。

為避免這種現象的發生，檢測駕駛員在檢測前一定要預熱好車輛，使其各總成的熱狀態符合汽車技術條件的規定，并保持穩定。

檢測機構可在發動機上安裝冷卻液和潤滑油測溫計等測試儀器，通過與計算機聯網，由檢測系統判別并監督，當溫度達不到規定的技術測試溫度時，則檢測程序終止，這樣可有效的保證每輛車的正常檢測溫度。

3.2附屬裝備及檔位的影響及對策

空調、暖風及音響等附屬裝備會消耗發動機功率及油耗，因此，駕駛員在對車輛進行檢測前，應關閉空調、暖風、音響等影響發動機負載的附屬裝備。

安裝自動變速器的車輛應使用前進檔進行試驗。如果2擋至3擋的換擋速度區間在40km/h左右，應將變速器的擋位至于2擋，否則檢測速度不能控制，導致檢測時間延長。

安裝手動變速器的車輛應使用二檔，如果二檔所能達到的最高車速低于 45km/h 可使用三檔。檢測過程中，未能正確使用對應的檢測檔位，會使發動機超負荷運作或產生大量積碳，使排放的尾氣含量偏離正常的檢測值。

如果檢測速度在技術要求的區間范圍內，而發動機轉速忽高忽低，會致使燃燒的中間產物CO的大量產生，同樣會使排放的尾氣含量偏離正常的檢測值。

因此引車員在檢測過程中不規范操作，會對檢測結果造成很大的影響，檢驗機構應注重提高引車員的工作業務水平，加強監控，確保檢測工作的嚴謹性。

4　檢驗設備技術狀態的影響及對策

4.1底盤測功機技術狀態的影響及對策

底盤測功機的內阻會嚴重影響尾氣排放檢驗結果。該內阻需要消耗發動機的功率和燃料，影響發動機的尾氣排放值。

因此，底盤測功機應每天進行日常預熱、寄生功率滑行試驗和加載滑行試驗等，使其傳動部件之間的摩擦阻力符合正常工作要求。此外，應每一個月進行一次力和速度標定，正常情況下每一年由第三方監督檢驗計量機構進行標定，保證總吸收功率誤差在HJ/T291-2006《汽油車穩態工況法排氣污染物測量設備技術要求》規定的技術范圍內。

4.2尾氣分析儀技術狀態的影響及對策

尾氣分析儀光學平臺有一定正常工作溫度，通過預熱來保證。如果不進行預熱，將不能正常檢驗尾氣成分。部分廠家的尾氣分析儀有跳過預熱的功能，這是不可取的。

尾氣分析儀每天開機后自動預熱30min，不可跳過預熱，要使其零位及HC、CO、NO和CO2的量距讀數穩定在誤差范圍之內。預熱結束后進入到取樣檢漏環節，若檢漏不通過或未檢漏，系統應鎖定不能檢測。一旦取樣管路有泄漏，則CO2的測試值變小，也會導致稀釋系數（DF）的校正錯誤。調零狀態下，當各氣體含量的值超過自動調整范圍內時系統應能設計成智能判別，對其重新反吹調零，而不是強行歸零。

現在大多數ASM穩態工況法上使用的尾氣分析儀，在設計上把NO傳感器和O2感器的位置，安裝在尾氣分析儀內部取樣檢測管路的最末端，尾氣經過這兩個傳感器后就由對應的NO出氣口和O2出氣口排出分析儀了。需要注意的是尾氣分析儀運行時要保證這兩個排氣口的排氣通暢，排氣受阻將會影響到NO的檢測值。

4.3環境參數采集的影響及對策

GB18285-2005里要求，ASM穩態工況法需配備濕度計、溫度計、氣壓計等測量裝置，每天須根據濕度計、溫度計、氣壓計的顯示值校準分析儀上面的環境參數值。因為NO測量值除稀釋校正外還應同時乘以相對濕度校正系數可kH予以修正。

k_H=1/［1-0.0047（H-75）］

H=（43.478×Ra×Pd）/（P_B-（Pd×Ra/100））

公式中：kH——濕度校正系數；

H——絕對濕度，水/干空氣（g/kg）；

Ra——環境空氣的相對濕度，%；

Pd——環境溫度下飽和蒸氣壓，kPa，如果溫度大于 30℃，應用 30℃飽和蒸氣壓代替；

PB——大氣壓力，kPa。

由上式可知，濕度、溫度、氣壓對濕度校正系數kH的影響，特別是濕度，濕度變化越大，則kH的修正就越大，NO的檢測值被放大縮小的就越大。晴雨天的濕差大，特別要注意對環境參數的校準。

5　結論

本文針對影響穩態工況法排放性能檢驗的因素，分析其成因及預防對策。從上述因素來看，人在檢驗過程中的因素是最重要的因素。只有參與檢驗的人員有足夠的責任心、耐心和細心，方能保證檢驗過程不失真，只有檢驗過程不失真，檢驗結果才有真實可言。

能夠影響ASM穩態工況法檢測結果的因素還有很多，在遇到具體問題時還需加以具體的分析，找出影響ASM穩態工況法檢測結果的內在因素，使檢測結果更具科學性、公正性、合理性。

Influence factors and preventive measures of ASM emission performance testing

DAI Xiaofeng
（Yangzhou Polytechnic Institute，Yangzhou225127，China）

Automotive exhaust emission is the main cause of generating haze， which has become the target of public criticism. Component of automobile exhaust is complex and influenced by many factors. Therefore， the accuracy of emission performance testing of automotive exhaust is related to the credibility of emission testing department， which has become a hot issueof society. In this paper， the influence factors of ASM emission performance testing are analyzed and corresponding preventive measures are proposed.

Haze； automobile； exhaust emission testing； ASM