汽车尾气检测简易瞬态工况法实施的探讨

崔宝成，胡兆金

（榆树市环境保护局，吉林 榆树 130400）

1 引言

近年来，随着我国汽车工业的飞速发展，汽车保有量不断攀升，已经成为全球最大的汽车生产国和销售国。机动车排放的CO、HC、NOx、CO2已成为我国城市大气污染的主要污染源。因此，开发和使用更加科学的汽车尾气排放检测方法已经成为当务之急。简易瞬态工况法作为一种新的汽车排放检测方法，具有很大的优越性和推广前景，不仅具有较高的识别率，能够测量出汽车排放污染物的质量，并且具有检测效率高，检测费用和设备费用都较低等优点。

2 简易瞬态工况法

2.1 概念

简易瞬态工况法（以下简称简易瞬态法）是使用汽车底盘测功机等设备，通过在转鼓试验台上模拟汽车在道路上的实际行驶状况，对汽车排气污染物进行测试的一种方法，也是GB18285-2005标准推荐使用的方法之一。

2.2 简易瞬态工况法特点

（1）简易瞬态法是一种带负荷的测试方法，检测结果能良好地反映车辆在道路上的实际排放状况，是科学、先进、实用的检测方法。与目前采用的双怠速检测方法相比，具有误判率较低，能有效防止调校作弊行为，同时也能对汽车的氮氧化物排放进行检测，可为在用车监管提供更加科学、客观的依据。

（2）简易瞬态法采用了与新生产车辆一致性检测相同的15工况法测试方法，与新生产车的检测结果相关性较好。

（3）简易瞬态法的测量结果为汽车单位行驶里程的污染物排放量（测量结果单位为g/km），有利于机动车排放因子的计算，以及建立机动车排放清单，有利于对机动车排气污染物实施总量控制。

（4）简易工况法可快速、准确的检测分析出车辆尾气中CO、HC、CO2、O2、NOx等组分的浓度，不仅适用范围广，而且检测精度高于怠速法3～4倍。

3 使用简易瞬态工况法检测主要设备

简易瞬态工况法的设备主要包括：底盘测功机、排气取样系统、五气分析仪、气体流量分析仪和自动检测控制系统。

3.1 底盘测功机

主要用于模拟车辆道路行驶的各种工况，要求能够模拟车辆在道路上行驶的加速惯量，即底盘测控机通过控制功率吸收单元模拟车辆在道路上匀速、加速工况和减速工况只通过基本飞轮部分模拟，或者能够模拟车辆在道路行驶的全惯量。

3.2 排气取样系统

包括水气分离系统、颗粒过滤装置、取样泵和流量控制单元。应保证其可靠耐用无泄漏且易于维护，与取样气体接触的制造材料不能与取样气体反应且不污染取样气体或改变被分析气体的特性。

3.3 五气分析仪

直接对排放气体进行采样分析。其中一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、碳氢化物（HC）采用不分光红外法（NDIR）；氮氧化物（NOx）采用电化学法或其他等效方法。五气分析仪应能满足至少5Hz的排放浓度测试能力，并且每次开始测试前，应对环境温度、湿度进行测量，至少每秒测量一次。

3.4 气体流量分析仪

主要用来即时地测量排放气体的流量，由气室、蜗旋流量传感器、氧气传感器、抽气机、温度和压力传感器等组成。气体流量分析仪将测量稀释后的气体的氧含量与原排放气体中的氧含量相比较，求得质量稀释的比例，通过稀释比和气体流量分析仪测得的流量，计算出每一秒的排放体积。然后根据排放体积和五气分析仪测量出来的排放浓度来计算汽车每秒排放的污染质量。

3.5 自动检测控制系统

根据输入的车辆参数自动设置加载载荷和选择排放标准。检测程序、数据采集和分析判断检测结果都由自动检测控制系统自动完成。

4 汽油车测量方法的比较分析

表1举出了国标GB18285—2005中规定的4种在用汽油车测量方法的比较。

表1 国标GB18285-2005中规定的4种汽油车测量方法比较

由表1可以看出，双怠速法的设备成本低，操作简便，技术比较成熟，稳态工况法成适中，技术相对成熟。这两种方法的缺点是测量工况简单，双怠速的测量工况仅为低怠速和高怠速两个工况，稳态工况法仅为25km/h和40km/h两个匀速工况，测量的都是车辆在稳定工况下的排放浓度，无法表征车辆排量对大气污染的贡献率，误判率相对都较高。

但由于双怠速方法是处于无负荷状况下测量，而稳态工况法则是在有负荷状况下测量，与车辆的实际行驶状况接近，因此其误判率相对双怠速方法低。简易瞬态工况法设备成本比稳态工况法设备成本稍高，相对来讲技术成熟性也不如稳态工况法，但检测结果是单车排放量，测量单位为g/min，测量工况相对复杂，采用的是与新生产车测量工况相同的15工况法，也是在加载状况下测量，能有效重现车辆在实际路面上的行驶状况，方法更加科学。瞬态工况法的测量工况、加载方法等与简易瞬态基本相同，测量结果也是排放总量，设备的技术等级较高，所采用的测量方法、原理等均优于简易瞬态工况法，其测量精度、误判率等也都优于简易瞬态方法，国外技术也较成熟，但设备复杂、昂贵，是稳态工况法和简易瞬态工况法设备的几倍，甚至近10倍，维护使用费用也较高，国内目前无生产能力。

5 实施简易瞬态工况法遇到的问题及建议

就其它几种简易工况法来说，虽然中国目前标准所采用的方法都是世界上一些国家和地区已在使用的方法，检测方法本身应是无可质疑的。但由于中国除北京全面实施了稳态工况法外，其它地方目前基本仍停留在实施探索和研究阶段，虽各地都希望能积极推动简易工况法的实施，但在方法选择方面，存在检测技术和设备不成熟等担忧，特别是简易瞬态方法国内还没有成功使用的经验，致使各地各部门在方法选择方面存在许多争议。争论最多、也是争论焦点的是稳态工况法与简易瞬态工况法的选择问题。

方法的选择应重点从地方管理、地方经济、地方技术条件和机动车排气监管发展方向进行综合考虑，以满足中国环境管理发展需要为基础。虽简易瞬态工况法设备成本比稳态工况法设备贵，但价格适中，可以为一些经济条件较好的地区所接受，且其具有与新车标准相关性好，测量结果为排放量，便于进行机动车排放因子、排放总量和排放分担率计算等优点，这对地方制定有关环境管理政策是十分有益的。因此，条件许可的地方建议使用简易瞬态工况法。

6 结语

综上所述，简易工况法机动车排气检测系统能较有效地检测排放污染物总量，不仅为环保监测提供强有力的定量检测手段，并且能根据对排放物浓度的分析，判断发动机的运行状况，进行油耗经济性指标的考核，诊断车辆发动机的故障等。

［1］刘勇，胡于进，李成刚.关于在用车的工况尾气排放检测［J］.北京汽车，2004，（1）.

［2］江宇红.汽车排放检测新技术研究［J］.中国环境监测，2004，（2）