双排气管点燃式汽车尾气排放检测方法探究

戴晓锋（扬州工业职业技术学院，扬州225127，中国）



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双排气管点燃式汽车尾气排放检测方法探究

戴晓锋
（扬州工业职业技术学院，扬州225127，中国）

双排气管点燃式汽车在进行双怠速法、稳态工况法及简易瞬态工况法检测时，插入几个取样探头、测量几次会影

响尾气检测结果中的成分浓度，文中从检测标准要求、比对实验方法验证、排气管构造解析三个方面进行了论证。关键词：双排气管；点燃式汽车；尾气排放检测；方法探究

0 引言

根据GB 18565-2005《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）》，我国机动车检验机构对点燃式发动机汽车尾气排放检测常采用的方法有三种：双怠速法、稳态工况法和简易瞬态工况法。双怠速法和稳态工况法检测的是尾气中CO、HC、CO2、O2、NO的体积浓度。简易瞬态工况法通过气体流量分析仪测量排放气体的流量。气体流量分析仪将测量稀释后的气体的氧含量与原排放气体中的氧含量比较，求得质量稀释的比例，通过稀释比和气体流量分析仪测得的流量，计算出每一秒的排放体积。然后根据排放体积和五气分析仪测量出来的排放浓度来计算机动车每一秒排放出来的污染物质量。

三种尾气排放检测方法都是通过尾气成分的浓度来直接或通过换算的结果显示在检测报告中，并以此结果判断送检车辆尾气排放是否合格。因此，如何能准确、科学地测试到尾气排放中各成分浓度是各检测方法的关键，也是本文论述重点。

1 点燃式汽车双排气管的结构

点燃式汽车双排气管类型可分为独立式（见图1）和非独立式（见图2）两类。

独立式双排气管往往与V型发动机相匹配，非独立式双排气管往往与直立式发动机相匹配。独立式双排气管一侧的排气管至对应于一侧的气缸，由于两侧的气缸工作状况不尽相同，所以两侧排气管尾气成分的浓度一般不相同，见图3。

非独立双排气管只是一个总排气管的两个分支，两个排气管中的浓度完全一致，见图4。

从结构图不难看出，双排气管点燃式汽车在尾气排放检验时并非都需要插双探头进行尾气检测。

通过双排气管构造图分析可知，本应插双探头的独立双排气管，如：奥迪A6（2.0L）等车型，若只使用了单探头插入其中一个排气管取样检测，则所测结果是不准确的；而非独立双排气管的车，如：大众帕萨特（1.8L）、福特致胜（2.3L）、丰田皇冠（3.0L）等车型，尾气测试插入一个探头和插入两个探头，检测结果却是一样的。日常工作中，双排气管车是否使用了双探头的取样方法进行环保尾气检测，是环保监管部门对检测机构操作是否规范的评价点之一。有认为双排气管车不需要插入双探头检测，亦有认为双排气管车必须要插入双探头检测，往往各持一词。通过分析可知关键是要判断好排气管是否为独立工作的双排气管和排气管具体的工作状况。

2 双排气管取样相关标准要求

GB 18285-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法》5.2.5“若为多排气管时，取各排气管测量结果的算术平均值作为测量结果。”该条款规定了双怠速法排放测量时，对于双排气管点燃式汽车应分别测量每个排气管的排气成分浓度，然后取其平均值。这种方法巧妙地避开了独立双排气管和非独立双排气的问题，检测结果为两排气管的平均值。HJ/ T289-2006《汽油车双怠速法排气污染物测量设备技术要求》要点4.2.1.2“对独立工作的汽车双排气管应采用Y型取样管的对称双探头同时取样。应保证两分取样管内的样气同时到达总取样管，两分取样管内的样气流速差异应不超过10%。”在这个方法里，强调了同时取样的必要性，很好解决了独立双排气管需要两次测量的问题。但是，这个方法里，回避了非独立双排气管的测量方法，也就是说，非独立双排气管的测量方法可以同时插入双探头，也可以插入一个探头。

GB 18285-2005附录B.2.5.1“对独立工作的多排气管应同时取样”及HJ/T291-2006《汽油车稳态工况法排气污染物测量设备技术要求》5.2.1.2“对独立工作的汽车双排气管应采用Y型取样管的对称双探头同时取样。应保证两分取样管内的样气同时到达总取样管，两分取样管内的样气流速差异应不超过10%。”这两个标准规定的方法与双怠速法是一致的。

GB 18285-2005附录D.2.4.5.4中对多排气管检测都有这样的表述：“对独立工作的多排气管应同时取样。”说明简易瞬态工况法对于独立双排气管点燃式汽车插入探头的方法是一致的。

以上标准中的“独立”二字是理解标准和操作指导的关键。即对独立工作的双排气管应同时插双探头进行取样检测（如图5），因为从理论上分析独立工作的双排气管排出的尾气含量的浓度，是由各排气管全部或最后一段独立的净化装置净化后排出的，净化效果的差异，导致各排气含量的浓度有差异；对于非独立工作的双排气则不需要插双探头取样，只需用一个取样探头插入其中任意一个排气管进行检测即可（如图6），因为从理论上分析非独立工作的双排气管排出的尾气没有全部或在最后一段经过独立净化装置净化后排出的，所以两个排气管排出的尾气含量的浓度应该是一样的。而通常所说的双排气管，正常是外观直接表露出的尾气出气端为两个的双排气管，它其实包含了独立双排气管和非独立双排气管两种检测类型，因此应区分双排气管形式，再决定插入双探头还是单探头。

3 双排气管浓度测试比对

对于非独立双排气管的排放浓度是否一致，笔者曾经做过一个比对试验，验证非独立双排气管排放的尾气浓度是一样的，所以只需一个取样探头插入非独立双排气管的其中之一进行尾气浓度检测即可得到准确的检测结果。以下是比对试验的过程：

车型：帕萨特SVW7183HJI注册日期：2008-05-23

4缸非独立双排气管 行驶18万km

实验准备：对实验车辆进行充分预热，保证车辆检测工况的稳定；对工况系统进行标定、检查，保证工况系统检测性能的稳定、准确；同人、同车、同设备、同一实验环境，最大限的降低检测结果的影响因素。

以上是稳态工况法单、双排气管取样检测的结果比对数据表（表1），检测顺序分别是先用单探头插入双排气管中的左排气管检测尾气值，然后使用双探头同时插入双排气管中检测尾气值（图5），最后用单探头插入排气管中的右排气管检测尾气值（图6）。对三次检测结果的比对数据进行分析，同时考虑到设备、人员操作等因素的误差，可认为非独立双排气管的车型，用单取样探头插入任意一个排气管中和用双探头同时插入双排气管取样的效果是一致的。

4 结论

在实际检测工作中，很难直观判断汽车的单、双排气管，一是因为环保尾气检测机构没有地沟等条件，很难观测到底盘下方的排气管构造，以致难以判断车辆是否为独立双排气管，所以不管是否为独立双排气管，只要看到双排气管就插入双探头，检测结果绝大多数是没有问题的，之所以说“绝大多数是没有问题的”是因为少数特殊车型需要具体问题具体分析。如进口宝马X6（3.0L）、双涡轮增压车型，因前后驱动不能分开而无法采用工况法检测，只能使用双怠速法检测，若用双探头同时插入双排气管采样检测，检测结果就是错误的。因为此类型车只有档位处于行进状态，转速在3000r/min以上，右侧排气管才会排气，即这侧气缸才会工作，而双怠速检测要求的车况状态是不满足这两个条件的，此时若插双探头进行双怠速检测就相当于右侧取样管路抽取了纯空气，必然导致检测数据失真。诸如此类的车还有不少，记住，只要是可变气缸的汽车，都会有这种现象，比如本田雅阁3.5L版也是可变汽缸的，也会出现这种现象；二是非V型发动机，一般都是非独立工作的双排气管，这部分车型约占双排气管车型的80%，若要在环保尾气检测过程中准确使用单、双探头采样，避免做插双探头的无用功，检测员就要收集整理出那约占20%的独立工作的双排气管车型，主要就是要注意V型发动机汽车和可变气缸汽车，做到有针对性地插入单、双探头，以此保证环保尾气检测的准确性。

表1 稳态工况法单、双排气管取样检测的结果

机动车环保尾气检测是监督车辆尾气状况的主要方法，在大气污染日趋严重的今天，准确地检测评价车辆尾气的排气状况，是环保检测机构的职责，更是环境大气的需要。研究双排气管车插入几个取样探头测试尾气浓度更精准，是保证检测准确各检测环节中的重要一环，也是体现追求科学、公正检测的积极态度。

Research on exhaust emission inspecting method of spark-ignition engine vehicle with double exhaust pipes

DAI Xiaofeng
（Yangzhou Polytechnic Institute，Yangzhou225127，China）

When double idle state method and ASM and Simple VMAS are used to inspect exhaust emission of spark-ignition engine vehicle with double exhaust pipes， the number of sampling probe and measurement will impact the concentration of emission test results. In this paper， testing standards requirements， comparison experiment method validation and exhaust pipe structure will be demonstrated.

Double exhaust pipes； spark-ignition engine vehicle； exhaust emission inspecting； method research