崔寶成,胡兆金
(榆樹(shù)市環(huán)境保護(hù)局,吉林 榆樹(shù) 130400)
近年來(lái),隨著我國(guó)汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,汽車保有量不斷攀升,已經(jīng)成為全球最大的汽車生產(chǎn)國(guó)和銷售國(guó)。機(jī)動(dòng)車排放的CO、HC、NOx、CO2已成為我國(guó)城市大氣污染的主要污染源。因此,開(kāi)發(fā)和使用更加科學(xué)的汽車尾氣排放檢測(cè)方法已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法作為一種新的汽車排放檢測(cè)方法,具有很大的優(yōu)越性和推廣前景,不僅具有較高的識(shí)別率,能夠測(cè)量出汽車排放污染物的質(zhì)量,并且具有檢測(cè)效率高,檢測(cè)費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用都較低等優(yōu)點(diǎn)。
2.1 概念
簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法(以下簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)易瞬態(tài)法)是使用汽車底盤(pán)測(cè)功機(jī)等設(shè)備,通過(guò)在轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)上模擬汽車在道路上的實(shí)際行駛狀況,對(duì)汽車排氣污染物進(jìn)行測(cè)試的一種方法,也是GB18285-2005標(biāo)準(zhǔn)推薦使用的方法之一。
2.2 簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法特點(diǎn)
(1)簡(jiǎn)易瞬態(tài)法是一種帶負(fù)荷的測(cè)試方法,檢測(cè)結(jié)果能良好地反映車輛在道路上的實(shí)際排放狀況,是科學(xué)、先進(jìn)、實(shí)用的檢測(cè)方法。與目前采用的雙怠速檢測(cè)方法相比,具有誤判率較低,能有效防止調(diào)校作弊行為,同時(shí)也能對(duì)汽車的氮氧化物排放進(jìn)行檢測(cè),可為在用車監(jiān)管提供更加科學(xué)、客觀的依據(jù)。
(2)簡(jiǎn)易瞬態(tài)法采用了與新生產(chǎn)車輛一致性檢測(cè)相同的15工況法測(cè)試方法,與新生產(chǎn)車的檢測(cè)結(jié)果相關(guān)性較好。
(3)簡(jiǎn)易瞬態(tài)法的測(cè)量結(jié)果為汽車單位行駛里程的污染物排放量(測(cè)量結(jié)果單位為g/km),有利于機(jī)動(dòng)車排放因子的計(jì)算,以及建立機(jī)動(dòng)車排放清單,有利于對(duì)機(jī)動(dòng)車排氣污染物實(shí)施總量控制。
(4)簡(jiǎn)易工況法可快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)分析出車輛尾氣中CO、HC、CO2、O2、NOx等組分的濃度,不僅適用范圍廣,而且檢測(cè)精度高于怠速法3~4倍。
簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法的設(shè)備主要包括:底盤(pán)測(cè)功機(jī)、排氣取樣系統(tǒng)、五氣分析儀、氣體流量分析儀和自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)。
3.1 底盤(pán)測(cè)功機(jī)
主要用于模擬車輛道路行駛的各種工況,要求能夠模擬車輛在道路上行駛的加速慣量,即底盤(pán)測(cè)控機(jī)通過(guò)控制功率吸收單元模擬車輛在道路上勻速、加速工況和減速工況只通過(guò)基本飛輪部分模擬,或者能夠模擬車輛在道路行駛的全慣量。
3.2 排氣取樣系統(tǒng)
包括水氣分離系統(tǒng)、顆粒過(guò)濾裝置、取樣泵和流量控制單元。應(yīng)保證其可靠耐用無(wú)泄漏且易于維護(hù),與取樣氣體接觸的制造材料不能與取樣氣體反應(yīng)且不污染取樣氣體或改變被分析氣體的特性。
3.3 五氣分析儀
直接對(duì)排放氣體進(jìn)行采樣分析。其中一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、碳?xì)浠铮℉C)采用不分光紅外法(NDIR);氮氧化物(NOx)采用電化學(xué)法或其他等效方法。五氣分析儀應(yīng)能滿足至少5Hz的排放濃度測(cè)試能力,并且每次開(kāi)始測(cè)試前,應(yīng)對(duì)環(huán)境溫度、濕度進(jìn)行測(cè)量,至少每秒測(cè)量一次。
3.4 氣體流量分析儀
主要用來(lái)即時(shí)地測(cè)量排放氣體的流量,由氣室、蝸旋流量傳感器、氧氣傳感器、抽氣機(jī)、溫度和壓力傳感器等組成。氣體流量分析儀將測(cè)量稀釋后的氣體的氧含量與原排放氣體中的氧含量相比較,求得質(zhì)量稀釋的比例,通過(guò)稀釋比和氣體流量分析儀測(cè)得的流量,計(jì)算出每一秒的排放體積。然后根據(jù)排放體積和五氣分析儀測(cè)量出來(lái)的排放濃度來(lái)計(jì)算汽車每秒排放的污染質(zhì)量。
3.5 自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)
根據(jù)輸入的車輛參數(shù)自動(dòng)設(shè)置加載載荷和選擇排放標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)程序、數(shù)據(jù)采集和分析判斷檢測(cè)結(jié)果都由自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)自動(dòng)完成。
表1舉出了國(guó)標(biāo)GB18285—2005中規(guī)定的4種在用汽油車測(cè)量方法的比較。
表1 國(guó)標(biāo)GB18285-2005中規(guī)定的4種汽油車測(cè)量方法比較
由表1可以看出,雙怠速法的設(shè)備成本低,操作簡(jiǎn)便,技術(shù)比較成熟,穩(wěn)態(tài)工況法成適中,技術(shù)相對(duì)成熟。這兩種方法的缺點(diǎn)是測(cè)量工況簡(jiǎn)單,雙怠速的測(cè)量工況僅為低怠速和高怠速兩個(gè)工況,穩(wěn)態(tài)工況法僅為25km/h和40km/h兩個(gè)勻速工況,測(cè)量的都是車輛在穩(wěn)定工況下的排放濃度,無(wú)法表征車輛排量對(duì)大氣污染的貢獻(xiàn)率,誤判率相對(duì)都較高。
但由于雙怠速方法是處于無(wú)負(fù)荷狀況下測(cè)量,而穩(wěn)態(tài)工況法則是在有負(fù)荷狀況下測(cè)量,與車輛的實(shí)際行駛狀況接近,因此其誤判率相對(duì)雙怠速方法低。簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法設(shè)備成本比穩(wěn)態(tài)工況法設(shè)備成本稍高,相對(duì)來(lái)講技術(shù)成熟性也不如穩(wěn)態(tài)工況法,但檢測(cè)結(jié)果是單車排放量,測(cè)量單位為g/min,測(cè)量工況相對(duì)復(fù)雜,采用的是與新生產(chǎn)車測(cè)量工況相同的15工況法,也是在加載狀況下測(cè)量,能有效重現(xiàn)車輛在實(shí)際路面上的行駛狀況,方法更加科學(xué)。瞬態(tài)工況法的測(cè)量工況、加載方法等與簡(jiǎn)易瞬態(tài)基本相同,測(cè)量結(jié)果也是排放總量,設(shè)備的技術(shù)等級(jí)較高,所采用的測(cè)量方法、原理等均優(yōu)于簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法,其測(cè)量精度、誤判率等也都優(yōu)于簡(jiǎn)易瞬態(tài)方法,國(guó)外技術(shù)也較成熟,但設(shè)備復(fù)雜、昂貴,是穩(wěn)態(tài)工況法和簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法設(shè)備的幾倍,甚至近10倍,維護(hù)使用費(fèi)用也較高,國(guó)內(nèi)目前無(wú)生產(chǎn)能力。
就其它幾種簡(jiǎn)易工況法來(lái)說(shuō),雖然中國(guó)目前標(biāo)準(zhǔn)所采用的方法都是世界上一些國(guó)家和地區(qū)已在使用的方法,檢測(cè)方法本身應(yīng)是無(wú)可質(zhì)疑的。但由于中國(guó)除北京全面實(shí)施了穩(wěn)態(tài)工況法外,其它地方目前基本仍停留在實(shí)施探索和研究階段,雖各地都希望能積極推動(dòng)簡(jiǎn)易工況法的實(shí)施,但在方法選擇方面,存在檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備不成熟等擔(dān)憂,特別是簡(jiǎn)易瞬態(tài)方法國(guó)內(nèi)還沒(méi)有成功使用的經(jīng)驗(yàn),致使各地各部門(mén)在方法選擇方面存在許多爭(zhēng)議。爭(zhēng)論最多、也是爭(zhēng)論焦點(diǎn)的是穩(wěn)態(tài)工況法與簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法的選擇問(wèn)題。
方法的選擇應(yīng)重點(diǎn)從地方管理、地方經(jīng)濟(jì)、地方技術(shù)條件和機(jī)動(dòng)車排氣監(jiān)管發(fā)展方向進(jìn)行綜合考慮,以滿足中國(guó)環(huán)境管理發(fā)展需要為基礎(chǔ)。雖簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法設(shè)備成本比穩(wěn)態(tài)工況法設(shè)備貴,但價(jià)格適中,可以為一些經(jīng)濟(jì)條件較好的地區(qū)所接受,且其具有與新車標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)性好,測(cè)量結(jié)果為排放量,便于進(jìn)行機(jī)動(dòng)車排放因子、排放總量和排放分擔(dān)率計(jì)算等優(yōu)點(diǎn),這對(duì)地方制定有關(guān)環(huán)境管理政策是十分有益的。因此,條件許可的地方建議使用簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法。
綜上所述,簡(jiǎn)易工況法機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)系統(tǒng)能較有效地檢測(cè)排放污染物總量,不僅為環(huán)保監(jiān)測(cè)提供強(qiáng)有力的定量檢測(cè)手段,并且能根據(jù)對(duì)排放物濃度的分析,判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況,進(jìn)行油耗經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的考核,診斷車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的故障等。
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