摘要：近年来，随着经济社会的快速发展和城镇化进程的推进，我国机动车保有量的不断攀升导致其所排放污染物总量不断增加，已成为破坏我国大中城市空气质量的主要因素之一。因此，加大力度治理机动车尾气污染已是势在必行，改变观念、重视源头机动车检测监督管理更是治标治本的根本方针。
关键词：PEMS测量、机动车尾气
1 前言
随着我国机动车保有量的大幅增加，机动车尾气排放所造成的生态环境污染问题也日益严峻，将直接影响到空气环境质量及人们的身体健康。为了改善环境、达到排放限制的目的，我国政府相继出台了多个有关标准，对机动车尾气排放限值做出了明确要求，对尾气检测不达标的车辆做出相关处罚并令其整改。为了对机动车尾气排放做出科学、准确的检测，严格控制机动车尾气排放，进一步加大机动车污染治理力度，必须加强对在用机动车排气污染的检测。
2 我国机动车尾气排放检测方法分析
在用车定期检查保养，对在用车进行尾气排放检测是机动车尾气排放控制的重要一环，它能有效地保障车辆的排放控制系统在整个使用寿命期内能够正常工作。目前我国常用的尾气检测方法有简易工况法、双怠速法、加载减速工况法、自由加速法等。
2.1 简易工况法
简易工况法是针对机动车的复杂工况，利用底盘测功机模拟机动车在道路（负荷）行驶工况的各种状态，并检测排放的主要污染物CO、HC、NOx等，从而发现高排放车辆，对在用的机动车辆实施机动车排放污染控制。该方法是1994年美国研究开发的，经过多年来的发展，已经成为国际上广泛采用的检测方法之一。
简易工况法检测技术主要包括稳态加载模拟工况(ASM),瞬态加载工况（VMAS）和简易质量测试。稳态加速模拟工况可识别80%的CO和HC高排放的车辆，且无须使用较低的限值，但设备要求比较复杂，需要化学发光型分析仪、定容取样仪等。瞬态加载工况建立在真实的工况基础之上，从而得到污染物的质量排放,与稳态测试方法相比，错判、漏检率降低，但测量时间较长，费用较高。简易质量测试结合了VMAS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，但尚处于研究试用阶段。
总体来说，简易工况法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。它能检测出机动车尾气排放中的NOx等主要污染指标的参数，如测量车辆排放的污染物的浓度和排放量。简易工况法检测出的车辆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。
2.2 双怠速法
双怠速法是指发动机在无负载运转状态下，利用不分光红外分析法NDIR与电化学电池法检测怠速和高怠速运转时排放CO、HC等污染物的浓度，并在高怠速状态下，对使用闭环控制电子喷射系统和三元催化转化器技术的汽车进行过量空气系数的测定。按照《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)CGB18285-2005)的定义，怠速就是发动机处于无负荷运转状态，也就是离合器在接合位置，变速器在空档或停车档、P档位置，油门踏板在完全松开位置。高怠速是通过油门踏板，将发动机转速稳定控制在额定转速的50%或规定的转速。GB18285-2005规定高怠速转速:轻型汽车为2500±100r/min;重型汽车为1800±100r/mim;
该检测方法属于无负荷测试方法，以其成本低、试验设备简单、测试方法容易掌握、检测费用低廉、适用范围广等优点获得广泛应用。但是双怠速法并不能检测N0，只能检测无负荷的简单工况，不能反映汽车实际工作时的排放情况，对高排放车辆的识别率比较低，因此在应用上存在一定的局限性。
2.3 加载减速工况法
加载减速工况法是一种在模拟车辆负载运行时测量柴油车排气可见污染物的方法。该方法在3个加载工况点测试烟度，分别是最大功率点，最大功率对应转速的90%转速点和最大功率对应转速的80% 转速点测试设备主要包括底盘测功机、不透光烟度计和发动机转速传感器等，由中央控制系统集中控制。该方法能较真实客观地评价在用柴油车的污染物排放水平，对于发现高排放的“黑烟车”更为有效。
2.4自由加速法
自由加速法是指从怠速状态突然加速至高速空载转速过程中进行排气烟度测量一种方法。对于车辆有负载时的排放情况难以反映出来，但该方法具有检测操作简便易行、测试仪器价格便宜、便于携带以及检测时间短等优点，因而被广泛应用于柴油车的年检和路检。
从上面的分析可以看出，上述的检测方法各有优缺点，根据实际情况，在用车按以下方法进行检测:点燃式轻型汽油车采用简易瞬态工况法，点燃式重型汽车采用双怠速法进行检测，压燃式轻型汽车采用加载减速工况法，压燃式重型汽车采用自由加速法，摩托车采用怠速法进行检测。
3 油耗与污染物排放的相关性分析
首先，在建立模型之前，需要对燃油消耗和各污染物排放之间的数据进行相关性分析，然后通过回归分析建立起燃油消耗和各污染物排放之间的模型。本数据选取的是多种典型小型客车的基于车载检测设备(PEMS)实际工况下的相关实验而测量的数据。实验选用若干款能够代表小型客车的车型，因此其得到的预测模型只针对实际工况(不含怠速工况)下的小型客车的尾气排放。
根据数据参数以及建模需要的变量，对机动车燃油消耗量和尾气排放作相关性分析。而相关性系数是此分析中使用的统计量，对其做皮尔森相关系数和斯皮尔曼相关系数的统计，皮尔森相关系数用于评价线性相关的变量间相关程度，而斯皮尔曼相关系数用于评价非线性相关的变量间相关程度。表1是计算出的燃油消耗与各污染物排放之间相关系数的结果。
从表1中可以得出以下结论:1)燃油消耗量与污染物CO和NO的排放紧密相关。这主要表现为油耗与污染物CO和NO排放之间的皮尔森相关系数和斯皮尔曼相关系数在0.1—O.9之间。2)对于上述两种污染物来说，油耗和排放的关系更倾向于非线性，因为它们的斯皮尔曼相关系数比皮尔森相关系数大得多。3)燃油消耗与污染物HC的排放之间的相关系数较小，这暗示着HC污染物的成因有待更多数据的进一步研究，用此方法研究此种污染物排放预测模型行不通，后续可尝试采用其他方法进行分析。
4 结束语
随着我国经济的持续发展，机动车尾气排放污染已经成为越来越多城市大气污染的首要污染源，这已成为我国人民和政府共同而临的最大挑战。我国幅员辽阔，各地区的经济发展水平也相对不平衡，所以我们必须科学地分析判断本地区的实际情况，既要考虑到机动车尾气排放检测的科学性、先进性、实用性，在切实执行“国标”的前提下，对于已颁布并实施“地方标准”的地区需要灵活结合“地标”的执行检测情况，同时还须充分考虑各车辆的检测成本和车主的承受能力，采用恰当的检测方法，不要搞重复检测、多项检测。随着排放标准越来越规范和严格，对排放检测也提出了新的挑战和要求。我国作为一个排放标准实施比较晚的国家，虽然经过了20多年的发展，但我们仍然还有许多不完善的地方，离欧美国家还有很大的差距，在检测技术上还需下更多的功夫，努力让那些不达标的机动车远离我们的视线，还我们一个良好的生存环境。
参考文献：
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[4]王素格,郭晓敏,张少霞.基于模糊关联规则的汽车评价知识构建及应用[J].山西大学学报(自然科学版),2016,39(03):423-428.
论文作者:王瑞阳,潘朝梁,蒙隆基,杨金帅
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/25
标签：工况论文; 机动车论文; 尾气论文; 污染物论文; 系数论文; 转速论文; 车辆论文; 《防护工程》2018年第34期论文;