顧冬明

（上海鴻舸機(jī)動(dòng)車排放監(jiān)測(cè)技術(shù)有限公司,上海,201108）

1 引言

近幾年來我國(guó)的汽車保有量增長(zhǎng)迅速,其中私家車的比例逐年上升,尤其在北京、上海等特大城市中這種現(xiàn)象更為明顯。隨著汽車保有量的增加,一系列問題也隨之而來。其中比較嚴(yán)重的就是機(jī)動(dòng)車排放污染物造成的大氣污染,并引起了很多全球性的環(huán)境問題。治理汽車尾氣排放污染的問題刻不容緩。上海市為加大治理機(jī)動(dòng)車排放污染力度,上海市環(huán)保局已制定VMAS汽車污染物排放標(biāo)準(zhǔn),選用簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況檢測(cè)法用于上海市在用車污染物治理,但尚未在全市檢測(cè)站推廣。

2 VMAS檢測(cè)系統(tǒng)的組成及工作原理

2.1 本系統(tǒng)主要有:底盤測(cè)功機(jī)、五氣分析儀、氣體流量分析儀、主控計(jì)算機(jī)、溫濕度計(jì)、大氣壓力計(jì)、司機(jī)助、打印機(jī)等。

2.2 VMAS(Vehicle Mass Analysis System)系統(tǒng)采用類似于IM240方法的底盤測(cè)功機(jī)，工況采用瞬態(tài)工況。采樣為直接采樣測(cè)出排放成份濃度，系統(tǒng)中的流量計(jì)VMAS測(cè)量經(jīng)環(huán)境空氣稀釋后的尾氣排放流量，通過計(jì)算得到排放因子（克/公里）見圖2.2.1。

圖2.2.1 VMAS測(cè)試系統(tǒng)

2.3 流量計(jì)VMAS的結(jié)構(gòu)和工作原理。在圖2.2.1中標(biāo)有VMAS的設(shè)備是一種價(jià)廉的瞬態(tài)排放流量測(cè)試裝置，由美國(guó)Sensors公司1998年成功開發(fā)。流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖2.3.1，其中的測(cè)速元件工作原理見圖2.3.2。當(dāng)稀釋過的廢氣流進(jìn)入VMAS后，擾動(dòng)桿使氣流產(chǎn)生擾流漩渦，發(fā)射元件發(fā)出超聲波，接收元件接收受到干擾的超聲波并計(jì)算出單位時(shí)間通過的旋渦數(shù)進(jìn)而測(cè)出氣流的流速。此即為卡曼流量計(jì)。

圖2.3.1 VMAS流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2.3.2測(cè)試擾流漩渦數(shù)的壓電元件工作原理圖

2.4 排氣中某成份質(zhì)量流量Qi，mas計(jì)算方法

a）稀釋因子DR

b）廢氣流量QEX

其中QMt為VMAS流量計(jì)測(cè)得的經(jīng)稀釋后廢氣流量

c）排氣中某一成份的質(zhì)量流量Qi，mas

因此，Qi,mas=QMt·DR·Ci（i＝CO，HC和NOX）

3 VMAS系統(tǒng)與IM240的測(cè)試結(jié)果誤差分析

1）尾氣管中直接取樣,未經(jīng)稀釋,測(cè)得的廢氣成份與排入大氣后的廢氣成分有差別,產(chǎn)生誤差ε1；

2）尾氣管中直接取樣,濃度不均,產(chǎn)生取樣誤差ε2；

3）用環(huán)境空氣直接稀釋,本底有害成份濃度影響測(cè)試精度,產(chǎn)生誤差 ε3；

4）HC采用非分散型紅外法,產(chǎn)生誤差ε4；

5）測(cè)功機(jī)精度比IM240采用的測(cè)功機(jī)低,產(chǎn)生誤差ε5；

6）VMAS測(cè)量廢氣流量前,己被抽取一部分廢氣,產(chǎn)生誤差ε6；

7）操作中若使一部分廢氣未進(jìn)入VMAS流量計(jì)時(shí),產(chǎn)生誤差 ε7；

因此,相對(duì)IM240,VMAS的總誤差εVMAS；

4 VMAS系統(tǒng)的測(cè)量精度

盡管按上述分析,VMAS有一系列誤差,但2001年dKC公司測(cè)試結(jié)果VMAS與IM240相關(guān)因子達(dá)到：HC——93%，C0——99.3%，NOX——99.2%。美國(guó)環(huán)保局EPA認(rèn)可的VMAS與IM240相關(guān)因子如下：HC——95%，CO——99%，NO——99%?？梢?VMAS與IM240具有相當(dāng)好的相關(guān)性,圖4.1、4.2、4.3是VMAS與IM240的相關(guān)性測(cè)試結(jié)果。由下圖可以看出,從測(cè)試精度而言,VMAS是IM240十分理想的替代方法。

圖4.1 VMAS與IM240 CO相關(guān)關(guān)系圖

圖4.2 VMAS與IM240 NO相關(guān)關(guān)系圖

圖4.3 VMAS與IM240 HC相關(guān)關(guān)系

5 結(jié)束語

汽車污染是當(dāng)前人們最為關(guān)心和急需解決的重要課題之一。作為汽車排氣污染物的檢測(cè)的重要方法,簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法（VMAS法）滿足了GB18285-2005《點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法(雙怠速法和工況法)》和HT/T290-2006《汽車簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法排氣污染物測(cè)量設(shè)備技術(shù)要求》的要求?？梢越y(tǒng)計(jì)排放總質(zhì)量,監(jiān)控車輛的真實(shí)排放情況,設(shè)備成本不高,測(cè)量比較準(zhǔn)確,與新車認(rèn)證檢測(cè)結(jié)果具有相關(guān)性,可以檢測(cè)NO相關(guān)因子等一系列優(yōu)點(diǎn),成為人們研究的熱點(diǎn)。VMAS檢測(cè)方法在美國(guó)和歐洲都有很好的應(yīng)用基礎(chǔ)。

目前,全國(guó)很多地方采用VMAS工況法,如遼寧、山東、河南、浙江等,為上海的推廣應(yīng)用起到了積極作用。

1 GB18285-2005.點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排放污染物排放限制及測(cè)量方法(雙怠速及工況法)[S].國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局,2005

2 上海地方標(biāo)準(zhǔn).DB31/357-2006在用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)輕型汽車簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況排氣污染物排放限值[S].上海市環(huán)保局,2006

3 劉勇等.關(guān)于在用車的工況法尾氣排放檢測(cè)[J].北京汽車,2004(01)

4 錢人一.美國(guó)在用車尾氣排放的工況法檢測(cè)[J].汽車技術(shù),2001

5 上海地方標(biāo)準(zhǔn).DB31/357-2006在用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)輕型汽車簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況排氣污染物排放限值[S].上海市環(huán)保局,2006