消音器及采样管路对车辆排放PM的影响研究

马毅 宫宝利 宋桂晓 蔡正雷 管炜

摘 要：为解决车辆排放检测试验过程中尾气排放物PM测量波动及误差问题，重点研究了在车辆排放检测试验中分别使用不同种材质消音器和尾气采样连接管路对PM的影响。试验结果表明，使用加工工艺更为精良的不锈钢材制消音器及热稳定性能优良的连接采样管路，可以有效解决车辆排放检测试验中的PM测量波动及误差，有利于汽车环保性能的提升。检测试验数据的有效性直接表明了为达到解决车辆排放检测试验PM测量误差的目的，推动各大主机厂采用更好材质、更好工艺的消音器及各检测机构改进采样管路的连接方式都非常必要。

关键词：PM;消音器;采样管路;排放检测试验

中图分类号：U467.1  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）15-137-03

Abstract： In order to solve the PM problem of measurement fluctuation and error in the process of vehicle emission test， we lay emphasis on the study of the influence of different materials muffler and tail gas sampling connection pipeline on PM in vehicle emission test .The test results show that the use of stainless steel muffler with better processing technology and the connected sampling tube with excellent thermal stability can effectively solve the PM measurement fluctuation and error in the vehicle emission test， which is beneficial to the improvement of the environmental protection performance of the vehicle.The validity of the test data directly shows that it is necessary to promote the automobile enterprise to adopt better mufflers with better materials and techniques and the test institutions to improve the connection mode of the sampling tube road in order to solve the PM measurement error of vehicle emission test test.

Keywords： PM; muffler; Sampling Pipeline; Exhaust Emission Test

CLC NO.： U467.1  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）15-137-03

1 前言

近年來，随着中国汽车工业的飞速发展及国民生活水平的整体提升，汽车已经慢慢成为人们生活中的必需品。但汽车保有量的大幅提升，随之而来的环境污染也日益严重，其中排放污染物中的颗粒物PM（Particulate Matter）更是导致雾霾发生的直接原因[1-2]。GB18352.6-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》（中国第六阶段）于2016年12月23日发布。轻型汽车六阶段排放标准的全面推进，PM限值在国五基础上的进一步缩小，导致各大主机厂在新车开发阶段满足国家标准均存在一定困难。现阶段研究表明：汽车排放PM高主要因为可燃物燃烧不充分[3-4]导致。但汽车排放其他附件，例如消音器、排气尾管等，也会对PM排放产生额外影响;同时PM的测试方法也会对测试的准确度产生影响。因此，通过实验手段，逐步分析PM的产生来源，提高测试精度，对于PM排放的精确分析，意义重大。

2 国六PM排放试验

国六PM排放试验即轻型汽车六阶段“常温下冷启动后排气污染物排放试验”。试验在实验室内进行，需要用到转毂、排放分析仪及环境仓等设备，转毂用来模拟道路阻力，排放分析仪用来收集汽车尾气并进行分析，环境仓用来提供恒定的温湿度环境，最后通过运行WLTC循环[5]模拟实际道路情况来进行测试。WLTC循环共包含四个阶段，即低速段、中速段、高速段及超高速段，完成整个循环测试共需1800s。

2.1 PM计算方法

在进行车辆的尾气排放检测试验中，对测试设备采集到的过程参数及结果数据，用如下公式计算颗粒物PM排放量：

2.2 PM标准限值

轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第五阶段）GB18352.5-2013规定PM限值为4.5mg/km[6]，在轻型车国六阶段，6a规定仍为4.5mg/km，但是6b阶段为3mg/km，加严了33%。因此主机厂为了达到限值，就需要增加GPF、DPF等收集装置用于降低颗粒物排放。

3 PM的影响因素

3.1 消音器对PM的影响

汽车排气消音器常用于降低排气歧管排除废气的压力及温度，以达到消除火星及减少噪音的目的。然而消音器在长时间使用后，本身会因受到高温排气的不断吹拂，在一定程度下会产生颗粒物[7]，从而影响车辆在排气检测试验中的PM测试值。