朱治钢

摘要：大气环境是人们赖以生存的重要基础，是一切生命得以存在的保护伞。随着我国经济建设水平的不断提高，城市化进程大大加快。带来繁荣的同时也造成了一系列的环境问题。汽车作为使用最为广泛的交通工具，目前大部分汽车能量的来源仍是以化石能源的燃烧为主，在内燃机工作的过程中产生的废气严重影响了大气环境的质量，损害了人民的身体健康。为了加强对大气环境问题的管理，必须提高汽车排气污染物检测方法的研究和使用。

关键词：汽车排气;污染物;检测方法;应用进展

中图分类号：[U473.9]                                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）16-0123-02

0  引言

汽车排气污染物监测是我国环境保护工作中必不可少的重要组成部分，是保障人民生命健康，推动经济建设持续健康发展的重要工作内容。科学而完善的污染物检测技术可以精准定位排气中的各种污染物分布以及对大气污染的严重程度，从而分析出造成大气污染的原因。为环境治理工作的正常开展奠定坚实的基础。但目前我国排气检测的质量仍有一定缺陷和不足，必须采取科学而有效的解决方案进行改善，本文仅对四川区域采用的检验检测方法进行讨论及分析。

1  国外在汽车排气污染物检测方面的发展

汽车是目前人类使用的最为广泛的交通工具，汽车在行驶的过程中会排放气体污染物，对大气环境存在着一定的危害。因此，为了降低汽车排气污染物对大气造成的危害，世界各国都在积极的研究节能减排措施和污染物检测方法。目前国外在汽车的排放控制上，主要通过定期检查和维护制度。在美国地区，使用的是延续40年的I/M技术。目前，随着美国汽车使用量的增加，但汽车排放物在总排放物所占的百分比增长相对较缓，因此这是一种较为经济有效的节能减排方式。

2  我国在汽车排气污染物监测制度方面的规范

为了加强对我国机动车的检测与维护，我国政府单位基于美国的I/M制度建立了适用于我国的机动车检测与维护制度。在我国的机动车检测与维护制度中，要求检测机构必须具备市场监督管理部门颁发的资质证书，具备此资质证书之后，方可开展机动车排气污染物的检测工作。检测机构必须根据国家标准对汽车排气污染物进行检测，比如GB3847-2018、GB18285-2018等标准。随着技术的成熟和体系的完善，机动车排气污染物检测与防治水平逐步提升，在标准建设上也日益完善，完善了我国在机动车排气污染物检测上的缺陷。

3  燃料的種类及燃烧产生的废弃物

目前，我国大部分内燃机汽车使用化石能源燃烧获得能量，化石资源在燃烧的过程中，会产生大量的大气污染物，经排气管直接排出。而且，根据汽车燃料类型的不同，所排放的污染物组成也不同。当汽车的燃料类型为化石燃料时，经排气管排出的废气主要以一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、氧气、氮气等等。其中的部分排放物会对人体健康产生不良影响。当燃料类型为压缩天然气时，压缩天然气的主要化学组成为甲烷、乙烷、丙烷以及重质碳氢化合物。这种汽车燃料在燃烧的过程中产生的污染物相对较少，主要为少量的二氧化碳以及微量一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物。使用液化石油气作为燃料的汽车，该燃料热值高，杂质少，污染物质也相对较少。

4  检测制度的建立和发展现状

4.1 常用的汽车排气污染物检测方法

4.1.1 双怠速检测法

怠速工况是发动机的一种无负载状态稳定转速工况。双怠速检测法就是在汽车发动机处于两种规定的转速无负载运转时，进行汽车排气污染物的检测的一种方法。当发动机处于无负载运作的状态时，也就是离合器置于结合位置，同时汽车变速器置于空档，如果汽车为自动挡，此时变速器应放置为P档或停车档。第一个工况为怠速速工况，这种状态下就是加速踏板处于完全松开的位置，转速工况为车辆出厂所规定的数值。另一工况为高怠速工况，就是控制加速踏板的开启角度，将发动机的转速控制在需要的转速（即GB18285-2018标准规定的轻型车高怠速转速为2500±200r/min，重型车高带速为1800±200r/min），由测试系统自动对检测尾气中的各项废气浓度进行分析，以高怠速工况的λ值，高、低怠速工况的HC及CO取值阶段的平均浓度值判断排气污染物是否超标。双怠速法检测时为车辆静止检测操作较为简单，但是不能很好的模拟发动机道路行驶时的工作状况。

4.1.2 简易瞬态工况检测法

使用简易瞬态工况检测法，被测车辆需要按照指标中规定的车速在底盘测功机上运转。大多数情况下都是由驱动轮带动滚筒进行转动，并通过模拟车辆在行驶过程中遇见的阻力，确保被测车辆在运转的过程中承担一定的阻力，以规定的车速完成检测。由于本方法在瞬态工况法基础上对设备、仪器进行了简化，试验时间也缩短很多，因此被称为“简易瞬态工况法”。

在简易瞬态工况法检测时，完成整个195s的道路工况模拟，使用五气分析仪及NOX转化炉取得的尾气浓度与流量分析仪测得的稀释尾气体积再进行修正后得到最后的检测过程中的排放物质量。在使用简易瞬态工况法对车辆进行检验时，相对双怠速法而言，对车辆的技术要求相对较高，一些车辆主动控制系统不能解除的车辆及全时四驱、适时四驱等一些不适宜使用测功机检测的车辆都不能使用简易瞬态工况法进行检测，否则会有损坏车辆的风险。简易瞬态工况法能模拟发动机在道路行驶时的发动机工况，而且整个检测区间发动机转速不高，不能检测发动机高速运转时工况。使用简易工况法得到的检测数据项，主要由综合数据，环境数据以及简易瞬态工况数据等数据组成。综合数据包括检查的日期，检测的时间，检测站和检测员的相关信息被测车辆种类以及车辆的相关信息等数据所成。环境数据则是被测车辆运行的湿度，温度以及大气压力等数据，同时环境数据也会作为基础数据对检验检测的值进行修正，使检测结果更精准。

4.1.3 自由加速烟度检测法

自由加速烟度检测法是一种适用于柴油发动机的汽车排气污染物检测方法。指的是柴油汽车的发动机从怠速状态加速到发动机额定转速或断油转速（即最大供油量）的最大转速，此时松开油门使汽车正常恢复至怠速状态的工况。使用自由加速烟度检测法时，必须要将油门踏板在1s内踩至极限位置使发动机达到额定转速或断油转速，并确保在松开踏板前发动机已经达到额定转速，此时对排气的烟度数值进行检测（重复测量三次），对三次的检测结果取算术平均值作为最终测量结果。自由加速烟度检测法是目前使用的柴油发动机检测方法的一种，具有时间短，流程简单，设备价格低廉等优点。但也存在着一定的缺陷，主要表现在自由加速烟度检测法的自由加速工况是处于无负荷状态，很难反映真实行驶过程中的行驶情况。而且检测过程中被测车辆排放的黑烟高峰段与抽机泵采样阶段一致性较低，这就可能导致检测的结果会高于实际，对于未进行车辆预热和车况较差的车辆容易造成发动机故障或损坏。而且人为因素对检测结果的影响较大，驾驶员的误操作对结果会产生一定的影响。

4.1.4 加载减速法

加载减速法是另一种适用于柴油发动机的汽车排气污染物检测方法，此方法对车辆发动机有更高的要求，而且对车辆的变速箱和传动部分也有极高的要求。使用加载减速法检测时将车辆驱动轮置于测功机上，取得最大发动机转速后由低档位到高档位进行加档同时保证使用每个档位时保持油门开度最大使发动机达到最大供油量，选择车速最接近70km/h的最低档位保持油门开度最大，测功机自动进行检测，确定最大轮边功率，当最大轮边功率确定后进行VelMaxHP和80%VelMaxHP点两个速度段的检测，最后将两个速度段测到的光吸收系数k、VelMaxHP点轮边功率以及80%VelMaxHP点的NOX作为检测结果。加载减速法对车辆的综合技术性能要求较高，检测过程中测功机进行模拟车辆载重情况，且检测全程保持油门开度最大使发动机达到最大供油量，真实的模拟了载重汽车行驶工况，但此方法对车况稍差的车辆或年限稍长车辆因高速载重行驶有造成车辆损坏的风险。

4.2 汽车排气污染物检测方法的选择及指标项的确认

《柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）》（GB3847-2018）、《汽油车污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）（GB18285-2018）》是我国目前现行的汽车排气污染物的检测标准。我国地域广大，地区间的经济发展程度存在明显不均，道路状况也不一样，因此各地要因地制宜的选择合适的方法进行汽车排气污染物的检测工作，并且在此基础之上确认地方的检测方法和监控方案，就目前而言国内大部分地区均采用简易工况法（如四川使用簡易工况法的简易瞬态工况法）及加载减速法进行汽车排气污染物的检测，不能使用工况法检测的则采用双怠速法或自由加速法进行检测。在进行检测的过程中不可以对同一车型使用不同的检测方法，应采用首次检测的方法进行检测，确保检测的连续性。

4.3 提高汽车排气污染物检测的主要措施

提高检测人员的专业素养：人为因素是影响检测结果的重要因素，检测人员的专业素养直接影响着机动车检验检测工作的正常开展。因此，必须定期组织检测人员进行系统化的技术培训和道德培训及考核，不断提高技术人员的专业素养和责任意识，确保检测人员的职业水准符合要求

加大检测设备的自查力度：为了保障检测设备的可用性和运行稳定性，自查主要以计算机软件为辅，人工检测为主的方式，机构必须按照要求对检验设备进行自查，并采用计算机软件对检测的过程进行控制和记录，检测结果要及时进行归档，以备后期查验。对于在检测过程中出现指标不合格的设备，必须立即进行检修或更换，保障汽车排气检测结果的可靠性和科学性。

加大检验质量监管力度：目前随着民间资本的大量涌入，各地机动车检测机构数量迅速增加，有的区、县同时营业的达到4、5家检测机构，同时由于国家政策进一步便民使检测量锐减。不少机构为“保量增收”想方设法的提高检验合格率，让一大部分的不合格车辆变成合格车辆，这部分车辆给环境保护及治理带来了不利的影响。同时由于机动车检验机构数量剧增，各地域形成了不同情况的恶性竞争，不少机构通过降低价格、降低检验检验质量的方式投入竞争，也进一步让整个机动车检测行业陷入不能良性发展的局面，由此而见科学的监管、高技术人员的勘察、抽查、严厉打击弄虚作假的机构，清除一批不合格的检验机构才能促进机动车检验行业可持续发展。

5  结束语

在推动经济发展的同时，必须要提高大气环境监测的质量，汽车排气污染物作为较大污染源，车辆发动机技术状况严重威胁大气环境质量，完善现有汽车排气检测体系中的不足，学习外国先进经验，结合实际情况应用到实践之中。确保整个汽车排气检测体系高效可行，可以让监测人员结合汽车排气污染物检测情况了解到大气污染的实际情况，对造成大气污染的原因进行分析，为环境治理工作的正常开展奠定坚实的基础。贯彻落实科学发展观，推动经济发展与环境保护工作的共同进步。

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