牟建勇

(廈門(mén)環(huán)境保護(hù)機(jī)動(dòng)車(chē)污染控制技術(shù)中心，廈門(mén) 361023)

傳統(tǒng)輕型車(chē)使用定容取樣系統(tǒng) (Constant Volume Sampling System，簡(jiǎn)稱CVS)進(jìn)行排放測(cè)量.隨著排放法規(guī)不斷加嚴(yán)，低排放和超低排放車(chē)輛相繼出現(xiàn) (如美國(guó)ULEV、SULEV)，在對(duì)這些車(chē)輛進(jìn)行排放測(cè)試時(shí)，定容取樣系統(tǒng)氣袋內(nèi)污染物的分析濃度和稀釋空氣的背景濃度非常接近，甚至出現(xiàn)氣袋內(nèi)污染物濃度低于背景濃度的情況，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)精度降低、重復(fù)性變差[1-2].因此，傳統(tǒng)的CVS系統(tǒng)需要進(jìn)行改造來(lái)滿足測(cè)試的精度要求[3].稀釋空氣精致系統(tǒng) (Dilution Air Refine System，簡(jiǎn)稱DAR)是解決上述缺陷的有效手段之一，簡(jiǎn)述了DAR系統(tǒng)的工作原理，并以輕型汽油車(chē)為例，分析了DAR在CVS系統(tǒng)應(yīng)用中對(duì)排放測(cè)試精度的影響.

1 DAR系統(tǒng)

DAR系統(tǒng)的基本原理圖如圖1所示.逆流控制氣泵把稀釋空氣泵入精致裝置中進(jìn)行預(yù)加熱，預(yù)加熱由一個(gè)氣體-氣體的熱交換器完成.預(yù)加熱后的稀釋空氣進(jìn)入加熱器加熱到規(guī)定的溫度，然后進(jìn)入催化反應(yīng)爐.在反應(yīng)爐內(nèi)，稀釋空氣中的HC和CO被催化劑氧化為CO2和H2O.凈化后的稀釋空氣被送入一個(gè)空氣-水熱交換器中冷卻，然后被送入NOx吸收裝置去除NOx，由此得到潔凈空氣.

圖1 DAR原理框圖

2 實(shí)驗(yàn)方案

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

使用以下設(shè)備對(duì)排氣污染物進(jìn)行測(cè)量分析，排氣分析儀:MEXA-7400LE;定容取樣系統(tǒng):CVS-7200S;稀釋空氣精致系統(tǒng):DAR-1400.

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

車(chē)輛測(cè)試循環(huán)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《輕型車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法 (中國(guó)Ⅲ、Ⅳ階段)GB18352.3-2005》[4]規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)進(jìn)行.即實(shí)驗(yàn)樣車(chē)在 (25±2)℃的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中靜置12小時(shí)后，在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上進(jìn)行整車(chē)排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的Ⅰ型實(shí)驗(yàn) (冷啟動(dòng)后排氣污染物實(shí)驗(yàn))，實(shí)驗(yàn)采樣系統(tǒng)如圖2所示.實(shí)驗(yàn)車(chē)輛為汽油車(chē)，排量為1.6升，已行駛里程17 591公里.

圖2 實(shí)驗(yàn)采樣系統(tǒng)框圖

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

表1給出了原CVS系統(tǒng)和DAR-CVS系統(tǒng)的稀釋空氣中各污染物的背景濃度測(cè)量結(jié)果.

表1 兩個(gè)系統(tǒng)稀釋空氣中常規(guī)污染物的背景濃度 g/km

數(shù)據(jù)結(jié)果表明DAR系統(tǒng)對(duì)HC和NOx的凈化效果很好，使用DAR系統(tǒng)凈化之后稀釋空氣的HC濃度平均降低了96.71%，NOx濃度平均降低了93.96%.由于環(huán)境空氣中的CO濃度小于2/106，基本檢測(cè)不到，因此，系統(tǒng)對(duì)稀釋空氣中的CO檢測(cè)準(zhǔn)確度基本沒(méi)有影響.實(shí)驗(yàn)中常規(guī)污染物的比排放結(jié)果如表2所示.

表2 汽油車(chē)常規(guī)污染物比排放結(jié)果 g/km

從表2的數(shù)據(jù)可以看出:常規(guī)污染物在使用DAR系統(tǒng)后的3次排放結(jié)果波動(dòng)較小，重復(fù)性好.這是因?yàn)楸?中所顯示的DAR系統(tǒng)能夠降低稀釋空氣中污染物的背景濃度，減少了稀釋空氣對(duì)排氣尾氣測(cè)量結(jié)果的影響.常規(guī)污染物測(cè)量結(jié)果的具體偏差分析見(jiàn)表3.

表3 汽油車(chē)常規(guī)污染物的測(cè)量偏差

使用DAR稀釋空氣精致系統(tǒng)后，3種常規(guī)污染物的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值都小于使用傳統(tǒng)CVS系統(tǒng)的偏差，測(cè)量結(jié)果重復(fù)性較好.可見(jiàn)DAR系統(tǒng)能夠減少對(duì)3種常規(guī)污染物的分析誤差，提高排放測(cè)量的精度.

4 結(jié)論

1)隨著排放法規(guī)的不斷加嚴(yán)，由于稀釋空氣背景濃度的影響，傳統(tǒng)CVS系統(tǒng)不能滿足超低排放測(cè)量的需要.

2)DAR系統(tǒng)在輕型車(chē)排放測(cè)試中，能夠?qū)⑾♂尶諝獾谋尘皾舛鹊挠绊懡档偷阶钚∩踔料撓到y(tǒng)能夠提高低排放車(chē)輛各種污染物的測(cè)量精度，在超低排放車(chē)輛的排放測(cè)試中有重要應(yīng)用價(jià)值.

[1] 石則強(qiáng)，王 偉，靖蘇銅，等.全流定容取樣對(duì)排氣污染物測(cè)量精度的影響研究 [J].汽車(chē)技術(shù)，2011(6):11-14.

[2] Thiel， W Woegerbauer R and David Eason BMW Group.Measuring NearZero Automotive Exhaust Emissions-Zero Is a Very Small Precise Number[C]，SAE Technical Paper Series，2010 No.2010-01-1301.

[3] 許立兵，俞小莉，葛蘊(yùn)珊.用于測(cè)量輕型車(chē)超低排放的分流稀釋氣袋取樣系統(tǒng) [J].汽車(chē)工程:2004，26(6):652-654.

[4] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，GB18352.3-2005.《輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法 (中國(guó)Ⅲ、Ⅳ階段)》[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.