摘要：本文介绍了机动车排放检测新技术简易工况法的检测原理、检测方法、检测设备及其技术特点，通过进行怠速法、双怠速法、简易工况法的实车对比测试，证明了简易工况法比现行国家标准怠速法的技术更先进和有效，它能模拟实际路况反映汽车尾气排放的污染程度，能区分在用车中的高排放车、超标率和达标车，根据检测数据辅助不合格车辆进行有效的治理。以减低机动车污染物的排放，增强机动车的性能，配合I/M制度的实施。
关键词：机动车；检测；技术；简易工况法
引言：近年来，汽车排放污染日渐严重，因此，对于汽车尾气排放的治理刻不容缓。从2008年7月1日起，在全国范围内正式实施欧Ⅲ标准，这意味着我国汽车的尾气排放治理进入了一个新阶段。对于汽车尾气排放的检测都是在年检制度中进行的，主要检测方法有怠速法和工况法.相对于怠速法，工况法为动态加载的检测方法，能够更加真实地模拟汽车实际运行情况，更好地检测出尾气排放中的CO，HC，NOx等3种有害物的排放，并对于装备电子燃油喷射系统和三元催化转化器轿车的检测也有明显效果.目前，工况法尚未在全国范围内普遍推广，主要原因是其技术问题以及由于各地方存在区域差异而难以制定一个统一的排放检测标准，仅有北京地区采用简易工况法（ASM）。经过几年的推广，已取得了较好的实用效果和大量使用的经验，并制定了较为适合的地方标准，而在国内其他地区推行实施工况法是发展趋势。鉴于此，在哈尔滨某检测站建立了ASM检测设备，通过近一年的运行取得了一定量的检测数据，并对运行一段时间后采集的检测数据进行分析。
一、我国关于在用车尾气检测的技术政策
我国政府几年前就对简易工况法给予了充分肯定，倡导和鼓励使用这种检测方法。国家环保总局、科技部、国家机械工业局于1999年联合发布了《机动车排放污染物防治技术政策》和《机动车排放污染防治技术指南》（环发〔1999〕134号文），其中指出：
“在用车排放检测方法及要求应该与新车排放标准相对应，除目前采用的怠速法或自由加速法控制外，对安装了闭环控制和三元催化净化系统，达到更加严格的排放标准的车辆，应采用双怠速法控制，并逐步以简易工况法代替。”并在《机动车排放污染防治技术指南》里进一步明确：
“实施车辆的检查/维护制度（I/M制度）是最经济、合理、科学、有效的控制在用车排放的措施。2000年以后，新生产的轻型汽油车将逐步采用闭环电喷和三元催化净化等技术，目前的怠速检测方法难以满足这部分车辆进行排放检测的需要，因此在2000年以后应尽快采用双怠速法检测，并检查空燃比控制是否正常。为此应尽早制定双怠速的测试方法和限值的国家标准。作为下一步，应采用简易工况法对这部分车辆进行排放测试。”
二、简易工况法检测技术
2.1 简易工况法检测技术的研究开发
美国在1994年研究开发的机动车尾气排放简易工况法检测技术，是集机械、电子、仪器仪表、工业控制和计算机系统等多项技术于一体的先进、有效的检测方法。整套检测系统经过了美国加州的BAR’ 97认证，在机动车检测行业得到成功应用并获得满意效果。
简易工况检测技术已在美国的25个洲普遍采用，并将在2003年后在所有空气质量存在问题的洲普及使用这种设备对在用车的排放进行检测。欧洲也在2000年后逐步推广使用简易工况法。
2.2 简易工况法检测技术的分类
简易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）和简易质量测试Vmas（IG240）。
稳态加速模拟工况（ASM）分为ASM5015和ASM2525，根据研究表明，这两种测试方法均可识别80%的CO和HC的高排放车。将ASM5015和ASM2525结合形成的ASM2测试方法，也是一种使用有负荷测功机的稳态的尾气浓度测试方法，通过测试得到尾气排放浓度与被测发动机排放量，能够得到近似的质量排放结果。
瞬态加载工况（IM240）是在保证车辆的测试工况与实际运行条件更加相似情况下，通过采集尾气的排放量，从而得到污染物的质量排放。与稳态测试方法相比，能提供较真实的CO、HC、NOX的测定值，检测技术更具先进性。
简易质量测试Vmas（IG240）是一种相对较新的瞬态检测方式，结合了IM240和ASM的特征，实时测量排放尾气的流量和密度，从而测得车辆排放的污染物质量。
三、不同类别车辆检测数据统计分析
目前，该设备已经在机动车检测站中运行。从机动车年检的检测数据中随机抽取1742个样本，分析采用该检测方法所得的数据特征。
如图1和图2所示，在所有检测未通过的样本中，轿车占12%，低于轿车在总体样本中的比例（18%）；不合格客车的样本占所有不合格车辆的58%，略低于客车在总体样本中的比例（60%）；而货车的合格率最低，不合格货车的样本占所有不合格车辆的30%，高于货车在总体样本中的比例（22%）。这可能与货车的整备质量和最大总质量较大及运行工况恶劣有关。
图1 不合格车辆类别比例图
图2 总体样本中车辆类别比例图
在不同换档方式的车辆中，手动档的车辆合格率较低，如图3、图4所示。所有不合格的车辆中，手动档比例高达93%，远高于手动档车辆在所有样本车辆中的比例（73%）。说明车辆行驶过程中，档位选择对于车辆排放有较大的影响。经验不足的驾驶员在驾驶手动档车辆的过程中，可能存在档位选择不合理的现象，致使车辆排放情况恶化。
图3不合格车辆换挡方式比例图
图4 各种车辆换档方式占总体样本比例图
对DB 11/122— 2006标准中规定的1999年1月以后注册的一类车和2000年以后注册的二类车排放情况进行统计。结果表明，对于CO的检测合格率，整备质量≤1250kg的车辆为93.5%；整备质量在1250～ 1700kg的车辆合格率为95.56%；整备质量> 1700kg的车辆合格率为93.08%。可见，CO的检测合格率普遍较高。
对于HC的合格率，整备质量≤ 1 250 kg的车辆较低，为53.6%；整备质量在1250～1700kg的车辆合格率为63.2%，高于整备质量≤ 1250kg的车辆合格率，但仍然偏低；整备质量> 1700kg的车辆合格率为69.81%。由此可见，随着车辆整备质量的增加，HC的合格率逐渐增大。这与ASM方法检测中采用体积分数（φ）检测有关。有害物排放量用体积分数来计量，使得整备质量小的车辆排放限值较严格，而整备质量大的车辆限值排放较宽松。
对于NOx的合格率，整备质量≤ 1250kg车辆的合格率为75.17%；整备质量在1250～ 1700kg的车辆合格率为63.2%；整备质量> 1700kg的车辆的合格率为83.02%。可见其检测结果波动较大，说明目前对于NOx的检测技术仍存在一定问题。
四、简易工况检测技术的先进性
长期以来，人们对在用汽油车的排放是用怠速和双怠速方法进行检测，只能检测车辆的CO和HC的排放状况，且都是在无负荷的状态下进行。但随着先进技术的采用，如电控汽油喷射加三元催化器，简单的怠速法已经不能够判断车辆的排放控制装置是否完全有效地工作，尤其是对NOX污染物的控制效果必须在一定负荷和车速下才能反映出来。因此，人们研究开发了简易工况法，通过测量，发现车辆燃烧控制系统或排放控制系统中的问题，从而达到对车辆污染物排放监控的目的。
4.1 简易工况法检测技术的特点
用于对在用机动车的排放检测和排放控制装置的效果判定测试；
检测过程是模拟车辆道路行驶实际工况的各种状态，测定车辆排放的污染物；
能检测出机动车尾气排放中的NOX污染物；
能测量车辆排放的污染物的浓度和排放量；
简易工况法检测出车辆的排放问题比怠速法检测的多4～5倍；
检测系统的数据通讯功能及数据处理功能实现了应用统计处理控制技术的及时分析；
检测的准确性非常高，避免了由于检测不准造成的索赔；
检测要求结合严谨的技术支持及资格认证措施，保证检测更有效，并能提供更经济的维修结果。
4.2 简易工况法的检测设备
简易工况法的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。
底盘测功机及其辅助设备为两轮驱动式多曲线底盘测功机、风冷电涡流功率吸收装置、惯量模拟装置。
尾气分析仪具备自动采集、综合分析、自动记录尾气排放浓度和排放量的功能。
计算机支持图形和文档显示和打印，具备网络通讯功能，支持无线遥控输入控制装置。
五、结语
针对我国目前对车辆的年审检测项目过于简单的现状，认为进行简易工况检查前，必须进行目视检查，如检查车辆发动机各个附件的状态、排气管连接、轮胎气压等，根据当地的车况情况制定具体的目视检查项目。此外，在应用ASM技术时，应进一步扩展其功能，例如，增加发动机最大功率测试项目，这样可以有效地综合判定某一在用车改造项目的可行程度。这种方法在国外汽车维修行业普遍使用。
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论文作者:王富强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/23
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