新标准下柴油车加载减速法的浅析

顾星星 缪志龙

摘 要：本文简单论述了柴油车加载减速工况法与检测设备的组成功用以及要求，剖析了柴油车检测CO2浓度过低的原因。

关键词：柴油车;加载减速法;检测设备;检测原理

1 现代柴油车尾气检测技术综述

1.1 柴油车尾气排放检测的意义

随着交通运输的快速发展，柴油车辆由于马力大、经济性能好，目前是旅客与货物的主要公路运输工具。但柴油车的尾气排放对生活环境的污染日益严重，对大气环境及人们的健康构成了严重的威胁。因此柴油车尾气排放检测的准确性为尾气排放维修提供了扎实的依据。

1.2 基本检测方式

柴油车尾气排放检测方式主要有自由加速法和加载减速法。一般情況下柴油车采用加载减速法进行尾气排放检测，但对于无法中断车辆主动型制动功能和扭矩控制功能的车辆以及对紧密型多驱动轴的车辆，或全时四驱驱动车辆等，不能进行加载减速检测的，应进行自由加速法放检测。

柴油车加载减速法排放检测主要测量参数有：轮边功率、光吸收系数、氮氧化物，其中只要有一项不合格，尾气排放结果判定为不合格。

在用车尾气排放检测应符合限值a，对于汽车保有量达到500万辆以上，或机动车为当地首要空气污染源，或按照法律法规设置低排放控制区的城市，应在充分征求社会各方面意见基础上，经省级人民政府批准，并依法经国务院生态环境主管部门备案后，可提前选用限值b，但应设置足够的实施过渡期。

2 加载减速法检测平台的构成与原理分析

加载减速法是一种车辆在道路上模拟了滚动阻力、坡度阻力，加速阻力，空气阻力等状态下测量车辆尾气排放污染物的方法。该方法在100%实测最大轮边功率时转鼓线速度（VelMaxHP）时测量排气光吸收系数K值，在80%VelMaxHP时测量排气光吸收系数K值、氮氧化物以及修正的轮边功率。检测系统的设备主要有：底盘测功机、透射式烟度计、氮氧分析仪、电机变频器、计算机主控柜、发动机转速仪、司机助手仪、车辆散热风扇等组成。

2.1 底盘测功机的功用与结构

底盘测功机主要由转鼓、功率吸收单元（PAU）、惯量模拟装置等组成，是一种不仅对汽车动力性进行检测，还能够在多种运行工况下测量排放指标的重要室内台架检测设备。它模拟了汽车在道路上实际行驶的情况，检测了汽车尾气排放的性能。检测时，驾驶被检车辆停在举升器上，举升器下降后，车辆驱动轮落在滚筒之间。车辆驱动轮带动滚筒转动，测功机中的转速传感器测量车辆驱动轮转速，车辆驱动轮的驱动力由PAU中的力传感器测量，PAU模拟车辆在行驶过程的一切阻力，惯量模拟装置模拟车辆加速或滑行时的惯性力。电脑控制系统按照检测方法，依据测力与测速传感器中的反馈信息来调整电涡流测功机的电流大小，从而控制和调节PAU的吸收功率，实现了多种工况运行的检测条件。

2.2 不透光烟度计要求与原理

不透光烟度计采用分流式原理，采样的频率至少为10HZ，检测的光吸收系数K值需要精确到0.01m-1。采样系统应具有冷却装置，以保证采集的样气温度下降到不透光烟度计能处理的温度范围内。

不透光烟度计测量原理：当车辆排放的样气进入检测室后，检测室一端发出光源到达另一端光接收器前，流经被检测的样气，被检测样气含碳烟越多，光接收器的接收信号越弱。然后光接收到的信号经转化处理后输至显示器中，这样就可以测试气体的不透光程度或对光的吸收程度。

2.2.1 光吸收系数K值的计算公式：φ=φ0×e-KL，光吸收系数K值与不透光度N值的关系：K=-ln（1-），式中L为通过被测样气的光通道的有效长度，φ0为入射光通量，φ为出射光通量。

2.3 氮氧化物分析仪的设备要求和测试前的准备工作

2.3.1 设备要求

在加载减速试验中，氮氧化物分析仪可使用紫外或红外以及化学发光原理，不得采用化学电池原理。其中对NO2可以直接测量，也可以通过转化率转化为NO后进行测量，转化炉将NO2转化为NO时，转化效率应≥90%，转化效率要定期检验。

尾气排放分析仪量程和准确度要求应符合表1：

尾气排放分析仪传感器的响应时间应符合表2：

T90表示自传感器对输入气体有响应起至达到最终气体浓度读数90%所需要的时间。

T95表示自传感器对输入气体有响应起至达到最终气体浓度读数95%所需要的时间。

T10表示自传感器输出，指示开始下降起至达到气体稳定浓度读数的10%所需的时间。

T5表示自传感器输出，指示开始下降起至达到气体稳定浓度读数的5%所需的时间。

2.3.2 测试前的准备工作

尾气排放分析仪应每24小时按照GB3847-2018规定进行低浓度标准气体检查，分析仪读数不得超过上述表二中精确度的要求。如果单点检查不通过时，应使用高浓度标准气体进行标定（此时应同时对尾气排放分析仪传感器响应时间T90和T10进行计算和检查），然后使用低浓度标准气体进行检查，直到满足要求为止。当检查结果不符合上述表二规定的精确度要求时，分析仪重新进行调整和线性化，或者送厂维修，然后进行五点检查，直至检查通过为止方可投入使用。

2.4 振动式发动机转速仪原理

在加载减速试验中大都采用振动式发动机转速检测仪，它操作简单携带便捷，无需考虑各种车辆结构等因素而采用的不同检测手段，是一种间接式测量仪器。它的工作原理：发动机运转时气缸产生燃烧爆发时瞬时压力波动呈周期性的冲击与发动机曲轴转速成一定比例关系，当冲击传到缸盖时产生振动，被振动传感器采集，经过频谱分析处理并进行计算从而得到转速值。

3 加载减速试验中止的常见问题与解决办法

在尾气排放检测过程中，当排气中CO2的浓度低于2.0%时，检测程序中止，并提示CO2的浓度过低检测停止。这种情形首先注意查看取样探头是否插入深度不够或因振动而滑落，其次排除尾气排气分析仪采集管路是否存在泄露。首先通过车辆的比对，判断出车辆出现泄露还是检测设备出现泄露：如果用同一台设备连续检测两至三辆不同汽车都出现CO2浓度低于2.0%的情形，则判断尾气排放分析仪出现了泄露，此时应检查尾气排放分析仪的采样探头到尾气排放分析仪的管路是否有破损，接头是否松旷;试验操作中要注意刚刚从排气管中拔出的取样探头远离塑料采集管路，避免塑料管路被烫破。如果在检测不同车辆时有个别车辆出现CO2浓度低于2.0%的情形，基本可判定该车辆的排气装置存在泄露点，安排送检人员做好车辆返厂维修工作，待车辆排气装置泄漏点维修好后再来检测。

4 结束语

近年来随着国家对环境保护的重视，国家生态环境部和市场监督管理总局联合发布了新标准，补充了新的检测方法，具体规范了机动车尾气排放检验条件，对机动车尾气检测站、检验员提出了新的要求。希望本文能为机动车尾气排放检测工作提供一些帮助。

参考文献：

[1]生态环境部、国家市场监督管理总局.GB3847-2017《柴油污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）》中国环境出版集团.2018.

[2]杨万顺，张喆.浅谈柴油车加载减速工况法烟度测试[J].城市管理与科技，2003（02）：63-66.