环境与发展
中国环境科学研究院 韩应健
摘要：我国对在用车尾气排放检测已进行了20年，现行的检测方法已难以跟上国内一些大城市环保加严的需要，国外更先进的“简易工况检测法”强烈地吸引着我们。本文就传统的检测方法及其弊端、国外简易工况法和我国关于简易工况法的政策、标准与发展现状等方面进行综述与介绍。
一、为什么要对在用车进行尾气检测
上世纪80年代以来我国汽车保有量迅速增长，机动车造成的空气污染不断加重，在大城市中尤为突出，引起了社会公众的广泛关注。
国外成功经验表明，有效控制汽车污染需作好两方面的工作。一是实施新车排放法规，从新车开始就控制好污染物的排放水平；二是对在用车搞好监管，实行车辆排放的检测／维护制度（I／M制度）。前者是机动车低污染的前提条件，后者是为了保证车辆排放处于正常状态。
由于以下原因，对在用车的排放检测成为十分重要：
a.大部分新车使用一段时间后，排放量会增高。这既有正常的劣化，也有新车本身的质量、可靠性就存在问题。
b.一些地方汽油、柴油质量混乱。特别是一些加油站假冒伪劣、以次充好，车主对劣质燃油防不胜防，致使发动机工作异常，排放增多。
c.相当一部分车主、司机缺少必要的汽车维护知识，没有定期检查保养的习惯，汽车常带“病”行驶，尾气为高排放状态。
为保证在用车处于良好的技术状态，把那些高排放“病”车抓出来，我国强制实行尾气年检，不合格者进行调修、保养，达标后方可行驶。
二、国家现行的检测方法
我国对在用车的尾气检测是在实施年检制度中执行的。通常用的检测方法，汽油车为怠速法（或双怠速法），柴油车为自由加速烟度法。都属于无负载检测法，测试价格便宜，试验方法简单快捷。
1.汽油车怠速检测法
我国现行的在用汽油车的排放标准为GB14761.5－93《汽油车怠速污染物排放标准》，相应的测试方法为GB／T3845－93《汽油车排气污染物的测量（怠速法）》。
什么是怠速怠速工况是汽车多种工况的一种，指车辆变速箱位于空档、离合器为接合位置、发动机油门松开、低速空转的状态。在汽车启动后的稳定、暖机时，十字路口等红灯及交通堵车时，汽车为怠速工况。怠速检测主要用于在用车。对于新车主要用于车间新车下线后的检测。
测试方法发动机由怠速工况加速至0.7额定转速，维持60s后降至怠速。将取样探头插入排气管中，维持15s后开始读取30s
内的最高值和最低值，取平均值。
怠速检测特点只能反映车辆怠速状态下空负荷排放情况，这时发动机为贫氧偏浓燃烧，主要产生CO和HC，产生少量或不产生NOx。操作方便快捷，价钱便宜。广泛使用于检测场车辆年检、环保部门进行路检以及修理厂对车辆的检修工作等方面。帮助环境监管人员、车辆维修人员判断发动机是否处于正常的工作状态。
车辆正常的排放范围正常排放的范围见表1。可以看出，标准限值很宽松。如果排放接近或超标，说明发动机严重偏离正常燃烧。应当尽早检修和保养。
怠速检测法传统的怠速测量法有很大的局限性，一些国家为了监控因化油器量孔磨损、或因催化器转化效率降低造成的汽车排放恶化，近年来，普遍采用双怠速测量方法。ISO3929标准中也相应制订了双怠速测量法。为满足我国需要，GB／T3845－93《汽油车排气污染物的测量（怠速法）》将ISO3929中的双怠速测量程序列于附录C，供各地环保系统参考使用。据此，北京市1994年就发布了汽油车双怠速污染物排放标准。
对于电喷加三元催化器汽车，需用五气分析仪，由测量尾气中的O2含量给出空气过量系数（λ）。发动机为高怠速转速时，λ应为1.00±0.03（或制造厂规定的范围）。
2.柴油车自由加速烟度法
我国现行的在用柴油车的排放标准为GB14761.6－1993《柴油车自由加速烟度排放标准》，相应的测试方法为GB／T3846－1993《柴油车自由加速烟度的测量（滤纸烟度法）》。
自由加速工况与滤纸式烟度指柴油发动机于怠速、将油门迅速踏到底，维持4s后松开。在该工况下，从排气管抽取规定长度的排气柱所含的碳烟，用光电法确定清洁滤纸染黑的程度。
滤纸式烟度计的工作原理由取样系统和测量系统组成。抽气泵将一定容量的柴油车排气吸入，排出的污染颗粒被阻隔在滤纸上，形成污斑。将一束光照射在滤纸上，上方放置硒光电池。污斑越黑，照射光的反射越少，光电池光电压较小，仪表有示值显示。滤纸越黑。烟度计示值越大。
测试方法将取样探头固定于排气管内，插深于300mm以上，并使其中心线与排气管轴线平行。将抽气泵开关置于油门踏板上。完成滤纸走位、清除排气管残存的碳烟之后，将油门踏板迅速踏到底，维持4s后松开。按仪表指示读数。15秒后执行同一操作，连续测量4次，取后3次读数的算术平均值即为所测烟度值。
自由加速烟度测试特点该方法具有检测操作简便易行、测试仪器价格便宜和便于携带、以及检测时间短等优点，广泛应用与柴油车的年
检、路检。
车辆正常的烟度排放范围2001年，前生产的柴油车，在车况正常情况下，其自由加速的大多数烟度值通常在2.5～4.0Rb范围内。近年生产的柴油车，烟度值通常在3.0Rb以下。中等冒黑烟的车，烟度值在5.0Rb以上；严重冒黑烟的车，烟度值可超过8.0Rb。
三、现行检测方法的弊端
随着环保要求的提高，当前的在用车排放检测方法已显示出以下问题。
1.汽油车怠速检测法的弊端
a.怠速法不能全面反映出汽车真实的排放状况。一些排放达到欧Ⅰ或欧Ⅱ的车行驶了仅两万多公里，有负载的工况法检测表明其排放已超标，但怠速检测的CO和HC结果却仍然很低，达标并远有富余。甚至一些新车作排放匹配试验时，也出现过怠速排放很好，工况法检测却达不到欧Ⅰ或欧Ⅱ标准。化油器车也有类似情况：工况法检测CO很高，超出了新车标准，但怠速检测结果却正常。
b.怠速法检测车辆无负荷，不能反映NOX的排放。对于那些NOX排放已经很高的车，怠速法检测法无能为力。
c.对于化油器车留下作弊机会。检测超标的车本应通过维修、保养，使车况正常，从而降低CO、HC浓度。但一些车主在年检前自己将化油器怠速螺钉、节气门螺钉向混合气偏稀调整，偏离正常的怠速浓混合气设计状态。混过年检后，为不使车辆启动困难，再将化油器调整恢复到原状态。
2.柴油车自由加速烟度法的弊端
a.自由加速法在操作时，“将油门踏板迅速踏到底”中速度与力度的掌握不同，“维持4s后松开”中时间长短的掌握，使得测量的不确定性较大，重复性差；
b.自由加速不带负荷，不是汽车行驶的真实工况，也不是汽车短时间停驶维持怠速的工况。
c.有时会出现冒黑烟和抽气泵开始抽气的时间不同步的现象，这时测不到最大烟度值。
（文章连载下接9月19日第四版）
2003.09.16