評定國六輕型汽車蒸發污染物排放試驗不確定度

陳龍 董正祺 胡克容

中汽研汽車檢驗中心（武漢）有限公司 湖北省武漢市 430058

1 引言

根據《輕型汽車污染物排放限值及測量方法( 中國第六階段)》(GB 18352.6-2016)（簡稱國六標準）中附錄F 的規定，汽油車蒸發污染物排放量為熱浸損失與兩晝夜換氣損失THC 排放之和（取24h 和48h 兩次結果的較大值）。本文對該試驗影響因素進行了全面分析，進行了不確定度的評定。本文主要用到的設備是堀場的HFID 分析儀和ENGIE 的密閉室（室容積為156.7m）。

2 數學模型

2.1 建立模型

根據國六標準，碳氫化合物質量的計算公式為：

熱浸試驗：

晝夜換氣試驗：

式中： ：碳氫化合物質量，g；： 密閉室內的碳氫化合物濃度，ppmC；V：經汽車容積（車窗和行李廂打開）校正后的密閉室凈容積，如果未確定車輛容積，則從密閉室內部容積中減去1.42m；T：密閉室內的環境溫度，K；P：大氣壓力，kPa；k=1.2(12+H/C)；H/C：氫碳比，對于晝夜換氣試驗損失，H/C 取2.33；對于熱浸損失，H/C 取2.20。i 為初始讀數；為終止讀數；

在實際應用中對于可變容積的密閉室，只是簡單地將公式中M,—M設為零（密閉室內外無氣體交換）。這樣蒸發排放試驗中的碳氫化合物計算公式被簡化為

蒸發污染物排放總質量計算公式為：

式中：M- 汽車蒸發排放碳氫化合物總質量，g；M- 晝夜換氣試驗時碳氫化合物排放質量，g（M和M中的較大值作為M）；M熱浸試驗時碳氫化合物排放質量，g。

2.2 輸出量M總的不確定度來源

輸出量M的不確定度來源有5 個方面（見圖1）：

圖1 蒸發污染物排放量不確定度因果關系圖

2.3 靈敏系數

上述5 方面的影響因子靈敏度系數均取1，則蒸發污染物排放量的相對合成標準不確定度為：

2.4 樣品情況（表1）

表1 樣品參數表

2.5 測試設備（表2）

表2 設備匯總表

3 影響因素分析及評定方法的確定

3.1 密閉室內碳氫化合物濃度（CHC）

碳氫化合物濃度直接參與結果的計算（分析系統和標氣的不確定度分量兩部分）均采用B 類不確定度進行評價，然后再合成（C）的不確定度。

3.2 密閉室內大氣壓力（P）、溫度（T）、濕度（H）

核查報告確定測量誤差，均采用B 類不確定度進行評價。

3.3 分析設備讀數誤差（f）

分析設備的讀數誤差的影響采用A 類不確定度評定。

3.4 炭罐脫附量

在脫附處理過程中炭罐的脫附量會影響到炭罐的工作能力。但實測中炭罐吸附處理，不影響后續試驗。所以可忽略不計。

4 測試結果不確定度的評定

根據國六標準對樣品進行10 次測試，熱浸試驗和晝夜呼吸損失試驗結果的不確定度有關的結果（10 次試驗的平均值）分別如表3和表4：

表3 熱浸試驗

表4 晝夜呼吸損失試驗

4.1 蒸發污染物不確定度

由兩部分合成，分析設備、標準氣體。標準氣體丙烷（CH）的濃度為89.2ppm，相對擴展不確定度為0.01，k=2，則標準氣體引入的標準不確定度：

兩個分量互不相關，其合成標準不確定度為：

密閉室內碳氫化合物濃度C的相對標準不確定度為：

熱浸試驗測量結果的算術平均值

所以讀數誤差的標準不確定度

讀數誤差的相對標準不確定度

所以讀數誤差的標準不確定度

讀數誤差的相對標準不確定度

將所有來源的不確定度值和靈敏系數代入，得到合成相對標準不確定度：

本次試驗的M=0.106+0.259=0.365g，則蒸發污染物排放量的合成標準不確定度是：

取包含因子k=2，則擴展不確定度為：

5 報告結果

6 結語

本文對輕型汽油車蒸發污染物排放結果進行了不確定度評定，通過分析試驗影響因子，搭建數學模型，分析計算該試驗排放結果的擴展不確定度，為該試驗的研究提供參考價值。