【摘要】 目前我国常用的汽油车尾气检测方法有怠速法、双怠速法和简易工况法，另外还有最近几年发展的遥感监测方法和车载尾气检测法。本文通过分别介绍这几类检测方法的原理及其优缺点来进行比较分析。
关键词： 汽油车尾气 检测方法 比较分析
Comparison and Analysis on Exhaust Gas Measuring Methods for Vehicles with Gasoline Engine in China
【Abstract】Presently our country's commonly used exhaust gas measuring methods are Idle state method、Double idle state method and Simple driving mode. In addition , Remote Emission Sensing and real time detection method of off-gas carried by car develop rapidly in recent years. This paper describes the principle of these different detection methods and their advantages and disadvantages compared to analysis.
Key Words: Gasoline vehicle exhaust Detection method Comparison
前言
随着经济的快速发展，人们对机动车辆的需求与日俱增，国内机动车的生产量及保有量急剧增加。汽车排放污染的压力越来越大。在整个大气污染中，汽车尾气排放的“贡献”高达60%~70%，特别是像北京、上海、广州等大城市，机动车排放已成为城市大气污染的一个主要来源。机动车尾气检测是控制机动车尾气污染的有效手段，因此，先进、准确的尾气检测方法十分重要。本文将通过介绍几种的常见检测方法的原理及发展状况使读者对于我国汽油车尾气检测方法有大致的了解。 1．汽油车尾气检测方法的分类
目前世界上在用汽油车的最常用的检测方法分为四大类：无负荷测试方法（怠速法和双怠速法）、工况法（稳态工况法、瞬态工况法和简易瞬态工况法）、还有最近几年发展的道路遥感监测方法以及车载检测技术。
防爆蓄电池2.无负荷测试方法
怠速法是世界各国对在用车排放的最初检测方法。欧洲在92/55/EEC指令和修订的77/14
自动投篮机3/EEC指令中规定了在用车排放检测采用怠速法。由于怠速时混合气偏浓，因此会影响三效催化转换器的效率,为了检测因催化器转化效率降低而造成的汽车排放恶化，对装有三效催化转化器和氧传感器的车辆要进行高怠速试验。
怠速是指发动机处于无负载运转状态，即离合器处于接合位置、变速器处于空挡位置(配备自动变速器的车辆应处于“停车”或“P”档位)。怠速法即检测汽油车处于怠速状态时的尾气排放，检测的污染物主要为CO（一氧化碳）和HC（碳氢化合物），检测结果只能以浓度表示。在怠速状态下，用油门踏板将发动机转速稳定控制在50%额定转速或制造厂技术文件中规定的高怠速转速，即为高怠速。双怠速法就是在怠速方法的基础上增加了高怠速检测。双怠速法对使用闭环控制电子燃油喷射系统和三元催化转化器技术的汽车还增加了过量空气系数λ（燃料燃烧时实际供给的空气量与理论空气量之比）的测量，通过对λ值的测量，可以及时判断车辆的控制和尾气净化系统是否处于正常的工作状态，及时发现和维修车辆故障，从而达到有效减少尾气排放的目的。
无负载检测方法的优点是成本低、设备简单、操作维护简单和适用范围广，但是这种方法最突出的弊端就是检测结果并不能反映车辆在道路上行驶时的实际排放状态，且怠速法
和双怠速法都无法真实地检测到氮氧化物的排放浓度，而我国的城市污染正是以氮氧化物为特征并存在光化学污染的危险。
3.工况法
工况法是将车辆置于底盘测功机上，车辆按规定车速在底盘测功机上“行驶”，驱功轮带动滚筒转动，底盘测功机按检测标准事先设定的程序通过滚筒向驱动轮施加一定的负荷，来模拟机动车在道路（负荷）行驶工况的各种状态，同时检测机动车排放的主要废气污染物CO（一氧化碳）、HC（碳氢化合物）、NOX（氮氧化合物）等。常用的工况法检测技术主要包括稳态加速模拟工况（ASM）、瞬态加载工况（IM240）和简易瞬态工况法(VMAS)。
在加速运行时，发动机的大部分输出功率都用来克服车辆的惯性阻力。如果在底盘测功机上利用功率吸收装置对车辆加载，使测功机的总加载功率在数值上等于发动机输出的用于加速车辆的功率，就可把车辆的加速工况转换成等速工况来研究。这就是稳态加速模拟工况测试的基本原理。检测设备主要由底盘测功机、
尾气分析仪和控制电脑三部分组成。ASM最大的特点是试验设备充分简化，可使用在怠速法中广泛使用的直接取样浓度分析仪，成本低且操作及维修简单。但是该方法只有稳定的匀速过程，加载保持固定值，所以与新车认证检测结果关联性差，而且这种技术仍然是浓度测量。
瞬态加载工况（IM240）采用美国联邦新车型式认定用测试规程FTP曲线前0～333秒的两个峰，经修改缩短为240秒，底盘测功机因车辆要变负荷变车速运行。采样装置与分析仪器与新车试验一致，采样系统为定容稀释取样，一氧化碳用非分散型红外分析仪（NDIR），碳氢化合物用氢离子火焰分析仪（FID），氮氧化物用化学发光分析仪（CLD），最后的测试结果以克／公里表示。IM240是一种技术含量高的检测方法，设备费用昂贵，维护比较复杂，检测时间较长，对检测人员有较高的要求。
简易瞬态工况法（VMAS）使用与IM240相同的底盘测功机，它吸取了IM240开关信号瞬态工况、测量稀释排气量最终可得出污染物排放质量的优点，也吸取了ASM直接利用简便式尾气分析仪就可对各个污染物浓度测试的长处，采用一个被称为“气体流量分析仪”的装置来测得汽车的排气流量（经稀释），经处理计算，最终也可得出每种污染物每公里的排放质量。这
种检测技术不仅能反映车辆实际行驶时的排放特征，与新车检测有高的相关性，价钱也仅比ASM略高。因为它能检测一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物3种污染物，并以g／km表示，有利于归纳排放因子，估算和统计某城市机动车污染物排放总量，因此对该城市制定机动车污染控制规划具有实际意义。VMAS在美国有很好的使用基础，但是由于它的技术较新，我国几乎没有使用经验。
4.道路遥感监测方法
机动车尾气遥测技术采用长光程吸收光谱法,it运维系统详细设计即光源发射器将光源直接发射到道路对面的反光镜，再反射到检测器中，当车辆通过光束时，排放尾气对特定波长光线具有吸收作用，光源检测器通过分析接收光的光谱变化计算通过车辆瞬时的排放浓度。由于机动车尾气管排出的污染物自排出时刻起就会迅速扩散到周围空气中, 尾气浓度会持续稀释且不断变化；然而对于同一尾气烟羽来说, 各污染物组分的相对体积比系数在扩散过程中是基本恒定的。因此遥测技术并不直接测量各污染物的浓度,而是以CO2 作为参比气体, 直接进行CO、HC 和NO 对CO2 浓度比率的测量, 进而利用燃烧化学方程计算得到各污染物排放的浓度值。同时这种技术的不足之处就是它只能得到污染物排放浓度数据(% 或ppm) , 无法直接得到污染物排放质量( g/ s 或g/ km) 。
道路遥感监测设备主要由尾气排放分析系统、行驶状况检测系统、车牌信息记录系统和数据处理与显示系统四部分构成，用于检测行驶汽车的排放情况。这种方法的测试过程便捷高效, 自动化程度高, 检测时间短, 极大地降低了测试费用，并且因为测试过程对交通没有任何妨碍, 可在驾驶员不知晓且车辆正常行驶过程中完成, 避免了人为因素影响, 所以能够很好地反映车辆的实际行驶和排放状况。另外，它可以对大量不同类型车辆进行实时检测, 对于道路行驶车辆的实际组成及排放水平具有广泛的代表性。同时，由于不同类型车辆受工况影响不同，所以遥测技术的检测精度低。
美国作为机动车尾气遥测技术的发展先驱, 充分利用了该技术的独特优势涡轮压缩机, 同时制定了完善的政策法律来保证和推动其推广应用；但我国由于引进遥测技术的时间晚且数据积累少, 在区域机动车污染和I/ M 制度实施效果评估方面的研究缺乏系统性和延续性, 同时由于缺少环保部门的政策推动和法律保证, 在车辆路上实时检测方面的研究还停留在理论研究阶段, 所测得的数据并没有得到系统的整理和充分利用。
5.车载尾气检测技术
由于底盘测功机应用的局限性, 使得人们开始考虑使用更为先进的汽车排放污染物测试途径-
--便携式排放测量系统(PEMS)。由于这些便携式排放测量系统主要是通过直接在车辆上进行安装、测试，所以也被称为车载排放测量系统。PEMS技术可以摆脱实验室内不能模拟实时路上行驶工况的缺陷, 并突破遥感监测定点尾气收集数据的局限性, 能够方便快捷地获得不同路段、不同车型、不同时段的尾气排放数据。
车载排放测量系统通过将排气尾管直接连接到车载气体污染物和微粒测量装置上, 对车辆尾气进行直采, 实时测量整车排放的体积浓度和质量流量排量自熟粉丝机, 得到气体污染物的质量排放量和微粒排放量。通过对测量的瞬时排放数据、环境参数以及GPS 数据进行处理的结果, 形成对被测车辆排放水平的评估。这种技术的应用不仅可以保证测试的精确度和可靠性, 而且可以节约大量的测试时间和测试成本。特别是由于这套系统具有重量轻、体积小的特点, 能够放在被测车辆上, 可以在实际道路运行条件下对车辆排放进行实时测量，这样就能够反映外界环境条件的变化对车辆排放的影响。
车载尾气检测技术还可应用于基于实时数据的尾气量化模型开发、车辆的微观排放特性分析及尾气排放时空分布规律分析等，因此具有很大的发展前景。
6.结语
我国机动车排放法规的建立与实施起步较晚，我国在2000 年1月1 日实施(欧1 号)的汽车尾气排放标准，欧洲在1992 年左右就实施了，检测方法较为落后。目前，我国只有北京、上海等少数城市在用汽油车排放检测采用工况法，其余大部分城市和地区均采用无负荷法。我国的城市污染是以氮氧化物为特征，而NOx的排放与车辆负荷几乎成几何级数关系,在车辆静态无负荷状态下的NO x 排放很低，因此无负荷法对于我国许多城市而言很不合理。工况法具有显著的优点，随着排放法规的日趋严格，加以北京、上海利用工况法的成功经验，工况法用于我国汽油车排放检测应该是大势所趋。
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