机动车环保检测方法比较分析

腾庆虹

（大理州生态环境局，云南大理 671000）

0.引言

随着我国环境保护意识的不断加强，人们对周边环境质量和空气质量的要求都有了显著提升，为实现优良的空气质量，需提高对机动车尾气排放问题的重视[1]。机动车尾气检测方法主要分为3类：（1）有无负荷检测方法。主要包括有怠速法、双怠速法和自由加速测试法；（2）稳态检测方法。主要包括有稳态工况法（ASM）和BOSCH方法；（3）瞬态检测方法。主要包括瞬态工况法（IM）和简单瞬态工况法（VMAS）。各类检测方法均存在一定的优势与劣势，下文将对常用的检测方法进行阐述分析[2]。

1.机动车尾气的危害

1.1 CO（一氧化碳）

机动车尾气中占比最大的空气污染物为CO，其速度远高于O2，为此，其经人体呼吸后进入肺部，经血液吸收后，会迅速和红血蛋白发生反应，生成碳氧血红蛋白，使得人体血液中的含氧量显著降低，致使人体出现头晕、乏力、恶心以及意识模糊等症状，严重时甚至会导致死亡。

1.2 NOx（氮氧化物）

虽然机动车尾气中的NOx含量并不大，但其所具备的较强毒性，使得其经人体呼吸进入肺部后，生成HNO2（亚硝酸）与HNO3（硝酸），与血红蛋白中的Fe发生反应产生高铁血红蛋白，最终导致人体出现肺气肿。

1.3 HC（碳氢化合物）和NOx（氮氧化合物）

HC和NOx经阳光作用后形成O3（臭氧）以及光化学烟雾，是诱发人体出现慢性呼吸系统疾病的主要原因之一，同时该类物质会严重威胁到周围绿化植被以及农作物的存活率。当含量达到一定值时，会引发灰霾，严重影响到人们的正常出行。另外，HC中还含有一定的致癌物质，如苯并芘等，一旦其在空气中的含量达到每立方0.012μg时，会导致人体患肺癌的概率显著上升。此外，肺癌死亡率与车流量呈正比关系，即车流量越大，肺癌死亡认识你会越多，这也是城市中患肺癌概率高于农村的主要原因。

1.4 固体悬浮颗粒

固体悬浮颗粒通常含有较多的组成成分，且具备较强的吸附力，能吸附各类金属粉尘以及部分致癌物质。经人体呼吸进入肺部后，会停留在呼吸道的不同位置，诱发呼吸系统疾病。一旦人体吸入的固体悬浮颗粒量达到一定值时，则会诱发恶性肿瘤。

1.5 Pb（铅）

Pb为重金属元素，且具备较强的毒性，空气中一半以上的Pb均是源自燃油机动车的尾气。一旦人体内的铅浓度过大，则会诱发心血管系统疾病，继而导致人体身体器官受损，包括肝、肾等。此外，Pb所具有的较大比重，通常在1m范围内的空间浓度较大，为此，对儿童所造成的危害远高于成人。

2.机动车车况以及油品质量对尾气排放的影响

2.1 正常尾气

机动车尾气排放在正常状态时是闻不出气味的，且排放过程中排气管会伴有一些水汽，该种状态下的机动车运行状态无任何异常。

2.2 黑烟尾气

机动车运行过程中尾气的排放出现黑烟状况，主要在化油器的机动车上较为普遍。一般而言，电喷车尾气出现黑烟的概率较低，若出现黑烟，则主要是由于缸内故障所造成。一旦出现黑烟尾气，则表示有较多的燃油入缸后还未被燃烧就直接被排出。

2.3 白烟尾气

在非冬天环境下，机动车在正常运行过程中出现较多的白色水蒸气，且发动机运行稳定性较差、尾气中白色烟雾过重，则表述尾气中的含水量较高。造成该类现象的原因主要为燃油中的含水量较高，由于发动机的汽缸垫与缸套出现一定的损坏而导致的缝隙问题，致使散热器的大量水汽进入燃烧室，由于水的不可燃性，经较高温度作用后形成水汽排出。

2.4 蓝烟尾气

排气管出现蓝烟尾气，且机动车爆发力不足，无法正常加速，同时伴有较大噪音以及刺鼻气味儿时，其主要是由于发动机内部问题所造成，由于气缸内壁损耗较为严重，使得气缸与活塞间出现较大的缝隙，添加过量的机油后，机油顺着缝隙进入燃烧室，与燃油共同燃烧，气缸内较高的温度使得油底壳的机油变质，也就是烧机油。此时，润滑油在达不到润滑作用的同时，也对曲轴臂的正常运作造成了影响，整体能耗量显著增加，而还没被燃烧的机油排出后形成了蓝烟。

3.机动车尾气常用检测方法

3.1 汽油车检测方法

3.1.1 双怠速法

该种检测方法主要是检测处于空档状态的机车在加油至高速时的污染物情况以及加油至低速时的污染物情况。设备仅需一台能检测分析CO、HC、CO2、NOx以及O2含量的尾气分析仪。通过比较两种速度下汽车排放的污染物情况，对汽车的尾气污染物进行了解，同时结合高怠速时的过量空气指标，对燃料的控制状况进行分析，且针对该指标目前已有相关的标准规范。

3.1.2 稳态工况法（ASM）

该种检测方法所检测出数据的准确性和精准度更高，能更为清晰的了解机动车尾气中的污染物情况。机动车尾气排放过程中机动车始终处于运转状态，但道路荷载存在一定的可变性，和双怠速法相比较，稳态工况法添加了底盘测功机，能更加精准的仿照车辆运行状态下的相对数据，能对氮氧化物含量进行确定，能有效识别出高排放车辆。相对而言，检测方式更为简易，且具备更高的市场推广价值。

3.1.3 瞬态工况法（IM）

该种检测方法，针对氮氧化物排放量的检测具备较高的准确性以及检测效率，且相应的技术要求也较高，对应的检测数据也更为精准。

3.1.4 简单瞬态工况法（VMAS）

该种检测方法的应用主要是结合变速度和变负荷的运行曲线来进行检测。通过利用五气分析仪、底盘测功机和流量分析仪来进行相关数据的检测。其中，通过气体流量分析仪来检测机动车的排气流量，经计算后获得机动车每公里运行所排放的污染物情况。其主要的优势在于：（1）与稳态工况法相比，其添加了加档减档，能提高系统效仿车辆运行状况（包括车辆怠速、加速、匀速和减速等过程）的丰富性以及准确性。（2）流量分析仪的应用，能准确计算出尾气排放总量以及每秒的气流体积，并使得总重排放结果的单位为g/km，有效提升了对不同排量车型的检测精准性。

3.2 柴油车检测方法

3.2.1 检测机理

颗粒物是柴油车尾气排放中的主要组成成分，现阶段针对柴油车的检测设备主要为烟度计，包括滤纸式烟度计和不透光烟度计，其中又以不透光烟度计的使用居多。其检测机理为光经大气后，受吸收的和散射的影响，透光强度会有所降低，通过对比前后光强度状况来获取光吸收系数（k），继而对柴油车的尾气污染物情况进行分析。其计算公式为：

光吸收系数（k）=修整后的光通道长度（L）/光通道有效长度（LA，通常为0.43m）In（1-光通过实验区达到接收器时前后光度的衰减量（N）/100）

不透光度（N）=100-光通过充满被测尾气的实验区到达接收器的光度（I）/光通过充满洁净空气的同一实验区到达接收器的光度（IO）＊100

3.2.2 自由加速检测法

该种检测方法所需的设备较为简易，通常只需一台不透光烟度计，通过对静止状态下的柴油车进行3次连续快速加速时的尾气检测，来获取排气消光系数，并以此来对尾气污染物情况进行分析。由于检测始终处于静止状态，由此无法获取柴油车运行状态下的尾气排放情况。此外，由于不透光烟度计的简易设计原理，并不具备实时自检以及防作弊性能，假若驾驶员并没有根据规定快速将油门踩到底，又或是排气并没有插到位，都可能会对检测结果造成影响。

3.2.3 加载减速法

该种检测方法使用的设备主要有底盘测功机和不透光烟度计。通过检测柴油车在最大功率小太下的转鼓线速度，对轮边功率、发动机转速以及排气光吸收系统（k）进行计算，继而了解柴油车尾气的污染物情况。该种检测方法的优势主要包括两点：（1）由于底盘测功机的应用，能效仿柴油车处于运行状态时的尾气排放情况。（2）由于添加了发动机转速以及输出功率等需求，有效降低了造假概率，继而确保检测结果的准确性和有效性。

目前，国内针对不同车型的尾气检测方式主要为包括有：（1）针对荷载人数少于9人的小型汽油客车以及总重量低于3500kg的汽油货车的尾气检测方法通常为稳态工况法。（2）针对中、重型汽油车的尾气检测方法主要为双怠速法。（3）针对柴油车的尾气检测则主要为不透光烟度法。针对机动车检测种类以及检测周期则需按照相关标准要求开展初次检检测、定期检测、外籍检测以及延缓报废检测，以最大程度上的降低尾气排放对大气造成的污染。

4.机动车尾气检测方法比较分析

4.1 汽油车检测方法比较分析

4.1.1 双怠速法

该种检测方法所采用的主要检测设备为尾气分析仪。优点主要包括有：1）整体投入成本最低；2）操作设备最为简易；3）设备操作与维护较为简易；4）使用于较多类型机动车的尾气检测。缺点则主要为针对各类污染物含量的检测，只能为无负荷工况，且只能对碳氢化合物以及一氧化碳的含量进行检测，无法检测出氮氧化合物的含量，无法适用于高级机动车的检测，极易出现造假现象。

4.1.2 稳态工况法

该种检测方法所采用的主要检测设备为尾气分析仪和底盘测功机。

优点主要包括有：（1）稳态加载；（2）动态检测；（3）设备成本较为适中；（4）操作技术已较为成熟；（5）整体操作较为简易；（6）便于推广。

缺点则主要包括有：（1）针对割裂污染物含量的检测，无法公平对待排量不同的机动车；（2）检测数据出错概率较高，且与新车认证检测结果的相关性较差。

4.1.3 简易瞬态工况法

该种检测方法所采用的主要检测设备为尾气分析仪、底盘测功机和流量分析仪。

优点主要包括有：（1）瞬态加载；（2）以质量为单位；（3）与FTP新车认证检测结果以及TM240相关联，同时也能对氮氧化物的排放量进行检测。

缺点主要包括有：（1）整体所需投入的成本较高；（2）较高的技术要求，以及对新技术的不断更新和完善；（3）除美国外，还不具备大规模的实际应用经验。

4.2 柴油车检测方法比较分析

4.2.1 自由加速法

该种检测方法所采用的主要检测设备为不透光烟度计。

优点主要包括有：（1）操作设备较为简易；（2）设备操作方式简单；（3）对作业人员的要求较低；（4）适用范围较广。

缺点则主要包括有：（1）该种检测方法属于静态检测方法，无法切实反应处机动车运行状态下尾气污染物排放的情况；（2）受人为因素的影响较大，不具备防造假措施，造假可能性较高。

4.2.2 加载减速法

该种检测方法所采用的主要检测设备为底盘测功机和不透光烟度计。优点主要包括有：

（1）该种检测方法属于动态检测方法，能有效反映出机动车运行状态下尾气污染物的排放情况；（2）有效降低造假概率。

缺点则主要包括有：（1）整体检测成本较高；（2）对新技术的掌握难度较大；（3）对作业人员的专业技术要求较高，且相应的检测时长有所增加。

5.结语

随着我国环境保护意识的不断增强，我国对机动车尾气排放的检测标准也有了更高的要求。尾气检测方法选用的是否合理，直接关系到后期机动车尾气的检测结果的真实性和有效性，一旦出现偏差，则会导致尾气超标的机动车增多，加剧大气污染。为此，相关部门必须对机动车尾气排放标准予以足够的重视，通过采用科学、合理的尾气检测方法来确保机动车的尾气排放符合标准要求。