關于汽車排放檢測技術研究綜述

何毅波，陳 乾

（1.東風柳州汽車有限公司，廣西 柳州545006；2.廣西壯族自治區汽車拖拉機研究所有限公司，廣西 柳州545006）

0 引言

隨著我國經濟的迅猛發展，人們對于機動車的需求逐年上升，機動車的擁有量也在急劇增加，由此帶來的環境問題不容小覷。據不完全統計，2012年初，全國范圍內的機動車保有量達到3億，汽車則占據了大半，可以推斷出，在此后相當長的一段時間內我國的機動車擁有量將會以一種超速的狀態持續增長，這就導致汽車尾氣污染物問題日益嚴重，應該被環境保護部門提上管理日程。要想嚴格控制汽車尾氣的排放污染，就要建立更加先進的機動車尾氣排放檢測技術，簡易工況法這一新型技術在治理污染問題時表現出了自己強大的功能，檢測效果遠遠好于傳統的怠速法檢測效果，不斷推進該項技術研究的進展，提升該技術的應用效果，不僅可以改進傳統汽車尾氣監測技術的不足，還可以有效地改進汽車尾氣排放帶來的環境問題，為汽車行業的發展具有一定的建設性價值。

1 國內外機動車尾氣的排放標準

國際上機動車尾氣排放具體的體系分布在美國、歐洲和日本三個區域，各自有各自的排放標準，相對來說，美國對于尾氣排放的要求是最最嚴格的。根據車況進行排放標準的選擇是我國目前的做法，由于與歐洲機動車車況十分相似，所以我國的法律法規與歐洲的機動車排放法律大同小異。自工業革命結束以來，盡管物質生活得到極大水平的提高，但是科技發展帶來的環境污染問題也非常嚴重，尤其是空氣污染幾乎殃及整個歐洲。歐洲的大多數國家因此出臺了許多應對污染問題的法律制度，20世紀60年代末，瑞典等一些國家出臺了機動車怠速排放法律，對機動車怠速的HC和CO進行了有關限制排放，此后幾年出臺的幾項排放標準在1992年也都開始投入使用，最新的一項限制標準對所有的污染物都有嚴格的限制。同歐洲的一些發達國家比較，中國的尾氣排放制度歷史較晚，技術也較差，在20世紀90年代末頒布的控制標準才達到國外70年代的水準，盡管起步很晚，發展也比較緩慢，但是由于我國的科學家孜孜不倦，兢兢業業，仍擁有了一套相對完善的機動車尾氣排放標準體系。

2 對于簡易工況法檢測技術分析

2.1 對簡易工況法檢測技術的具體研究

簡易工況法檢測技術是由美國于1994年研發的一項機動車尾氣排放檢測工藝，它將機器設備、電子技術和計算機網絡技術融為一體，經過了美國權威機構的官方認證并且投入到應用中受到了廣泛認可。這項技術目前已被美國廣泛使用，歐洲的一些國家也逐漸開始應用簡易工況法。

2.2 簡易工況法檢測技術的分類

簡易工況法檢測技術分為穩態加速模擬工況、瞬態加載工況和簡單質量檢測三種工序[1]。穩態加速模擬工況可以較高比例辨別高排放量動車；瞬態加載工況是指車輛預計工況符合實際工況的情況下，將汽車尾氣排放量進行主動收集，進而得出尾氣的質量排放，于穩態檢測方式而言，提供的CO、HC、NOX數值更為準確真實，更加具有權威性。簡易質量測試Vmas（IG240）較為新型，對汽車尾氣的密度和流動量可以實時監測，可以獲得較為精確的車輛污染物排放質量。

2.3 簡易工況檢測技術的優點

傳統的怠速方法和雙怠速方法在對汽車尾氣排放檢測時，只能做到對CO和HC的檢測，還是在沒有負載的情況下進行操作的，隨著技術的發展，比如電控汽油噴射加三元催化器，一般的檢測方法并不能準確得到車輛的排放設備工作參數和具體工作狀況，污染物的檢測效果只有在固定的負載和車速之下才能顯現出來。簡易工況法就可以輕松做到這一目標，它可以檢測出車輛尾氣排放控制系統中的問題，就可以達到對機動車尾氣排放監控的目標。

2.4 簡易工況法技術的特征

簡易工況法技術有以下特點：

（1）工作過程中通過模擬汽車行駛路段的路況進行污染物的質量測定。

（2）可以準確檢測出傳統方法無法檢測的NOX污染物。

（3）汽車排放的所有污染物的密度和具體流量也可以檢測出來。

（4）簡易工況法可以將各種細微的數據放大，檢測出的問題數量遠遠高于傳統的怠速法數量，且準確性也非常高，避免了不必要的事故產生，減低事故成本。

（5）結合了權威的技術和保證措施，使得檢測結果科學合理，還可以達到更為經濟的修理效果。

2.5 簡易工況法的具體檢測配置

該裝置主要由底盤測功機、汽車尾氣分析儀和電腦控制系統三個部分構成[2]。底盤測功機屬于兩輪驅動式多曲線底盤測功機；輔助的裝備是風冷電渦流功率吸收裝備和慣量模擬裝置；汽車尾氣分析儀具有主動收集、整合分析處理、自主記錄汽車尾氣的排放濃度和排放量的特點。而電腦控制系統可以利用文檔和圖片打印的方式進行傳遞，具有訊息傳遞的特點。

3 對于雙怠速法的分析

雙怠速指的是機動車發動機在沒有負載的工作狀態下，使用不分光外計算法和電化學電池法結合，檢測怠速和高怠速運行時的污染物排放濃度，怠速是機動車發動機工作時候并沒有負載，離合器處于接合的位置，而變速器在空擋和P檔的位置，油門踏板則是松開的狀態。此種檢測方法歸為無負載檢測方式的一種，檢測成本低廉，裝備操作簡單，檢測方式較容易操作，運用的對象較為廣泛，但是有一項缺點，就是不能對NOX進行檢測，一些簡單的工況可以檢測，復雜的則不能反映汽車實際運行排放量，在大范圍的高排放汽車行業不能很好應用，存在著一定的局限性。

4 對于加載減速工況法的分析

加載減速工況法在模擬汽車負載工作時候較為常見，它是對柴油車排尾氣可見污染物進行測量，具體方式是在多個負載工況地點進行煙度的檢測，最大功率點算其一，其次是最大功率相應轉動速度的90%轉速點和最大功率對應轉速的80%轉速地點。檢測設備包括底盤測功機和機動車發動機轉動速率傳感器等，整體受中央控制系統的控制，柴油車的尾氣排放水準較為真實地顯露出來，可以及時檢測出高排放量的污染巨大的車輛，降低汽車尾氣污染程度。

5 對于自由加速法的分析

自由加速法是一種直接從怠速狀況下飆升到高速空載轉速的狀況進行污染物排放量的檢測方法，盡管在機動車有負載時比較難反映出來，但是由于具體操作簡易科學的優點，成本較為低廉和易于攜帶的多重優勢，被廣泛運用到機動車尾氣檢測行業里。

結合以上幾種的汽車排放檢測技術分析可以得出，在對機動車尾氣檢測時要結合具體車況進行檢測技術的合理選擇，做到成本合理的同時，還要保證結果的準確真實性[3]。比如在檢測點燃式輕型汽油車時采取簡易工況法，重型汽油車利用雙怠速法檢測，加載減速工況方法則適用于一些壓燃式輕型汽油車的檢測，壓燃式重型汽油車采取自由加速方法，綜上所述，各種檢測方法各有千秋，各自適用于不同類型的車輛，檢測部門結合實際情況進行選擇即可。

6 機動車尾氣遙測技術

機動車尾氣遙測技術具有檢測過程簡便、檢測消費成本低廉、檢測時間較短的優點，并且還不會對交通造成干擾，是一種切實可行的尾氣檢測技術。它運用光吸收的物理原理（光源發射器把光源直接投射到道路的反光鏡，經由反光鏡反射到檢測器之中，機動車行駛過光線，尾氣污染物就會對各種類型的光波進行吸收），由于頻率不一樣，吸收的程度也不一樣，光譜變化就可以展示出污染物的排放濃度。例如，拿二氧化碳作為依據，有關氣體一氧化碳、一氧化氮的濃度比例就可以得出各種尾氣污染排放物的濃度數據。機動車尾氣遙測設備包括汽車尾氣排放處理系統、行駛情況測量系統、機動車車牌信號記載系統和數據整理顯示系統四個部分。遙測技術已經在國際受到了廣泛應用，近些年來，我國的許多重點城市都已經把這項技術應用到機動車尾氣排放檢測工作之中，北京就是其中的主力部分，是我國對遙測技術應用最好的城市，于21世紀初就開展了遙測技術的研究工作，前期的工作中心是數據整合分析，對各方面的數據進行了詳細的科學實驗，后期技術逐漸走向成熟，也在實際工作中取得了很大成效，2011年出臺了專門的柴油汽車尾氣測量方法，明確把遙測技術運用到檢測之中，使得不合格的高排放量污染汽車受到處罰。

7 對于我國當前機動車尾氣排放控制方法的相關建議

第一，完善機動車尾氣排放的國際標準。和國際的尾氣排放標準相比，我國的排放標準比較低，導致了一些不法車輛有機可乘。標準寬松就會導致排放量檢測漏洞，再加上油質的區域性差異，排氣狀況的區別，更增加了管理難度，我國有關監管部門應該依據國家的基本國情進行自主的修訂機動車尾氣排放標準，增強執行能力，防止意外情況發生。

第二，引進一些更為先進的檢測方法，充分發揮積累的技術經驗，加強環保機構組織對新型檢測方法的使用力度，大面積推廣新型檢測技術，行業之間還可以進行經驗教訓交流。

第三，加強對相關檢測人員的職業道德教育。相關部門在進行檢測工作時，除了加強對機械設備的檢測之外，還應該注意對檢測人員的道德教育，因為相關檢測人員與操作方法息息相關。相關的檢測人員由于技術技能不足，無法對檢測結果做出準確判斷。還有一些檢測員缺乏專業的道德素養，在面對人情原因時容易作假，這大大影響了檢測結果的準確性。所以環保檢測部門應該要對相關的檢測人員進行技術方面的培訓和道德素養方面的教育，并對他們的工作進行定期指導和監督，制定出操作的規范制度，讓每個檢測員有規可依，使得檢測事故的發生率大大降低。

第四，大力推廣發展尾氣遙測技術。機動車尾氣遙測技術優點較多，并且成本較低，符合時代發展的要求，國家應該出臺相關的倡導政策，大力推廣遙測技術的實施，鼓勵相關部門對這些技術的研發，爭取促成一個較為完善的汽車尾氣排放控制體系，切實解決環境污染的嚴峻問題，解決民生問題。

8 結束語

隨著我國經濟的發展和社會的進步，人民生活得到提高的同時，汽車代步的生活方式也為環境帶來了許多問題，機動車尾氣污染問題應該受到政府和社會的高度重視，不僅對空氣環境有影響，還對人民的身體健康有著威脅，我國要加強引進新的尾氣排放檢測技術，及時淘汰不合格機動車，造福于社會，實現自身的健康發展。