基于穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）環(huán)保檢測不合格影響因數(shù)分析

黃鵬超，唐　焱，黃鎮(zhèn)財

（1.桂林電子科技大學(xué)機電工程學(xué)院，廣西桂林　541004；2.柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系，廣西柳州　545006）

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基于穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）環(huán)保檢測不合格影響因數(shù)分析

黃鵬超1.2，唐焱1，黃鎮(zhèn)財2

（1.桂林電子科技大學(xué)機電工程學(xué)院，廣西桂林541004；2.柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系，廣西柳州545006）

摘要：為了使機動車污染物排放得到更為有效的控制，就要對各個地方現(xiàn)階段汽車環(huán)保情況進行檢測.穩(wěn)態(tài)工況法是環(huán)保檢測中采用的主要檢測方法，但在檢測過程中，存在一些細節(jié)性因素卻會影響到檢測的最終裁定結(jié)果，使檢測結(jié)果缺失公正性.文章根據(jù)檢測站遇到的實際問題，從檢測人員、被檢車輛、檢測設(shè)備操作、選用的檢測方法、檢測場地所處的環(huán)境等5個方面來分析其對檢測結(jié)果的影響，并提出一些處理意見.

關(guān)鍵詞：穩(wěn)態(tài)工況法；排放檢測；環(huán)境影響；排氣污染

0　引言

為加強機動車排氣污染防治，加大機動車氮氧化物排放減排力度，改善環(huán)境空氣質(zhì)量，各地實施核發(fā)機動車環(huán)保分類標志和機動車排氣污染檢測工作.從2015年6月1日起，柳州將在全市范圍內(nèi)正式實施機動車排氣污染檢測、黃標車限行和無環(huán)保合格標志車輛禁行等強制措施.規(guī)定要求總質(zhì)量大于3.5噸或底盤過低或?qū)崟r四驅(qū)的車輛采用雙怠速法進行機動車排氣污染檢測外，其余汽油車一律采用穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）進行機動車排氣污染檢測；但是在環(huán)保檢測過程中，發(fā)現(xiàn)一些問題會影響最終的檢測結(jié)果.現(xiàn)對ASM工況檢測過程影響檢測結(jié)果因數(shù)進行探討.

1　穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）檢測方法

穩(wěn)態(tài)工況法（Acceleration Simulation Mode，簡稱ASM）是指將車輛預(yù)熱到規(guī)定熱狀態(tài)后加速到規(guī)定速度，通過底盤測功機根據(jù)汽車穩(wěn)定車速時的加載負荷進行加載，使車輛保持等速運轉(zhuǎn)工況，用尾氣分析儀測得汽車排放的HC、CO、O2、NOx和CO2的濃度.穩(wěn)態(tài)工況法包括ASM5025和ASM2540兩個典型的等速有負荷穩(wěn)態(tài)工況.我國的排放標準采用ASM作為在用汽油車排氣檢測的一種簡易工況法.

其測試原理為：被檢車輛驅(qū)動輪停放到底盤測功機上，車輛啟動，由檢驗員將車速控制穩(wěn)定到規(guī)定工況速度（25km/h及40km/h兩個工況），由電氣控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)功率吸收裝置，使得加載到滾筒表面的總吸收功率THP為測試工況下的給定加載值時，車輛穩(wěn)定帶載荷運行.五氣分析儀測量車輛的尾氣排放中各成份的含量、通過分析儀自帶的環(huán)境測試單元測取溫度、濕度、氣壓參數(shù)，計算出稀釋系數(shù)（DF），然后計算出校正后的CO、HC、NO排放濃度值，并給出合格性評價.ASM5025和ASM2540車輛在底盤測功機上測試操作規(guī)程，如圖1所示［1］.

圖1　ASM測試操作規(guī)

2　穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）排氣污染物排放限值

標準HJ/T240-2005《確定點燃式發(fā)動機在用汽車簡易工況法排氣污染物排放限值的原則和方法》中按照汽車的生產(chǎn)年份進行了最低、最高限值.2000年7月1日以前生產(chǎn)的第一類輕型汽車，以及2001年10月1日以前生產(chǎn)的第二類輕型汽車適用Ⅰ類限值見表2；2000年7月1日以后生產(chǎn)的第一類輕型汽車，以及2001年10月1日以后生產(chǎn)的第二類輕型汽車適用Ⅱ類限值見表3［2］.

表1　穩(wěn)態(tài)工況（ASM）排氣污染物排放I類限值（單位：ppm=10-6）

表2　穩(wěn)態(tài)工況（ASM）排氣污染物排放Ⅱ類限值（單位：ppm=10-6）

3　穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）環(huán)保檢測不合格影響因數(shù)分析

隨著汽車檢測技術(shù)的自動化、智能化程度越來越高，檢測結(jié)果也越來越準確，但是車輛基本信息錄入錯誤、設(shè)備維護操作不規(guī)范、檢測方法選取不正確，會影響檢測的最終裁定結(jié)果，環(huán)保尾氣檢測過程中存在以下問題.

3.1車輛信息錄入錯誤對檢測結(jié)果的影響

ASM檢測方法中，電氣控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)功率吸收裝置自動根據(jù)車輛自身的基準質(zhì)量（基準質(zhì)量=整備質(zhì)量+100 kg）來確定加載功率值，使得加載到滾筒表面的總吸收功率為測試工況下的給定加載值時，車輛穩(wěn)定帶載荷運行.如果建立車輛檔案的時候?qū)z測車輛的整備質(zhì)量參數(shù)和生產(chǎn)年份信息錄入錯誤，將會對檢測結(jié)果產(chǎn)生直接的影響.整備質(zhì)量錄入值小了，底盤測功機加載功率值也會相應(yīng)減小，導(dǎo)致原本排放不合格的車輛易于合格通過，相反若錄入大了，底盤測功機加載功率值變大，檢測結(jié)果則不易于合格通過［3］.國家標準限值對于不同出廠日期的車輛，采用新車新標準，舊車就標準，對比表2、表3可以發(fā)現(xiàn)不同出廠日期、不同基準質(zhì)量的車CO、NO限值差別比較大.

其次，尾氣分析儀在進行尾氣檢測時，CO、H C 和NO最終檢測結(jié)果需要根據(jù)發(fā)動機所燃燒的燃料進行稀釋校正，而不同的燃料計算系數(shù)有很大的差別，如汽油的燃料計算系數(shù)為4.664，液化氣燃料計算系數(shù)為5.39，天然氣的燃料計算系數(shù)為6.64，燃料計算系數(shù)小的稀釋校正系數(shù)大，最終檢測結(jié)果值變大.如把采用天然氣作為燃料的汽車錄入為汽油燃料，則難以合格通過，相反則易于合格通過.為了避免尾氣分析儀出現(xiàn)稀釋校正錯誤，汽車發(fā)動機燃料類別錄入不能出現(xiàn)錯誤，以免影響檢測結(jié)果［4］.

3.2輪胎氣壓對檢測結(jié)果的影響

《GB18285-2005點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法》提出了檢測車輛輪胎表面應(yīng)符合有關(guān)標準，驅(qū)動輪輪胎氣壓應(yīng)符合生產(chǎn)廠家的標準.輪胎在底盤測功器上運轉(zhuǎn)時，輪胎氣壓過低時與硬質(zhì)的滾筒相比，輪胎的變形會比較大，滾動過程中產(chǎn)生的遲滯損失增加，從而增大了車輪的滾動阻力.系統(tǒng)設(shè)備的加載是根據(jù)車輛信息模擬出相應(yīng)的阻力，為了減少驅(qū)動輪引起檢測誤差，在車輛上線檢測前必須檢測胎壓并充至標準值.

3.3檢測儀器自身性能對檢測結(jié)果的影響

底盤測功機和尾氣分析儀是構(gòu)成穩(wěn)態(tài)工況法檢測的重要檢測設(shè)備，穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）檢測方式是通過底盤測功機功率吸收裝置模擬汽車在道路上正常勻速行駛時遇到的各種環(huán)境阻力，真實有效反映各類基準質(zhì)量汽車不同工況排放情況，

底盤測功機每天使用前必須進行預(yù)熱和自檢，對于ASM系統(tǒng)，選擇33～17km/h和48～32km/h滑行區(qū)間進行加載滑行檢查，其中當(dāng)加載滑行相對誤差絕對值〈7%，加載滑行檢查合格.若多次出現(xiàn)加載滑行誤差不合格，須轉(zhuǎn)到日常標定進行測功機寄生功率滑行測試，完成后再進行加載滑行檢查.如果沒有通過預(yù)熱和自檢就對車輛進行檢測，底盤測功機運轉(zhuǎn)時，在各個傳動部件、摩擦副間會產(chǎn)生一定摩擦阻力，這種摩擦阻力產(chǎn)生的寄生功率得不到準確檢測測量值會影響到底盤測功機的加載，影響到定載荷滑行的檢測，最終導(dǎo)致檢測不能通過.檢測站應(yīng)該每天對底盤測功器進行潤滑、升降實驗、加載滑行實驗，使其各轉(zhuǎn)動部件的摩擦達到良好的傳動狀態(tài).

尾氣分析儀在每天開機使用時必須預(yù)熱30min，不可跳過該項操作，必須使其歸零及CO、CO2、HC、和NO的讀數(shù)誤差在范圍.預(yù)熱結(jié)束后進行檢漏環(huán)節(jié)，連接管線或接口漏氣會造成儀器測量誤差，通常HC、CO、CO2和NO的濃度測量值會偏小，O2的濃度測量值偏大.因此儀器啟動后應(yīng)立即執(zhí)行檢查泄漏操作，檢漏通過后才能對車輛進行檢測操作，以確保測量的準確性.

一輛車檢測完成后要將系統(tǒng)調(diào)零，或是檢測人員在發(fā)現(xiàn)儀器吸入新鮮空氣后，讀數(shù)偏移較大時，需要對儀器進行調(diào)零，如果不清零，檢測后一輛的車輛便會以殘留值作為標準，例如儀器的殘留值為5pppm，當(dāng)后檢測車輛的HC排放量≤5ppm時，后面車輛的檢測結(jié)果顯示可能會低于零或者負值.出現(xiàn)此類情況的原因是由于尾氣分析儀反吹設(shè)備不能自動調(diào)零，或者反吹時間太短.尾氣分析儀反吹時間一般要達到在40秒左右，才能滿足儀器內(nèi)HC殘留量的清除［3］.

3.4檢測方法對檢測結(jié)果的影響

GB18285-2005/B.2.5.2和B2.5.3款規(guī)定，穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）加載恒功率要求在車速穩(wěn)定的狀態(tài)下測試.加載功率與車速呈負相關(guān)性，即減小車速時檢測設(shè)備自動加載力變大，而增加車速則檢測設(shè)備自動加載力變小，以此保持檢測過程中加載功率恒定.該控制方式對于手動檔車輛必須由檢測人員通過控制節(jié)氣門開度來控制車速，但檢測人員很難滿足車速處于穩(wěn)定狀態(tài)，達不到檢測要求.對于自動變速器的車輛，即使油門位置正確且穩(wěn)定時，但車速仍然會根據(jù)驅(qū)動輪上的載荷發(fā)生變化，而載荷的變化又會影響車速.車速穩(wěn)態(tài)狀態(tài)會一直受到測功機加載恒定功率的破壞，使節(jié)氣門開度無所適從，為了達到穩(wěn)定狀態(tài)，檢測員便會通過調(diào)整油門踏板的位置使車速再次保持穩(wěn)定車速，在此情況下車輛實際在非穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下進行檢測，嚴重影響測試的準確性.

GB18285-2005/4.3規(guī)定，使用閉環(huán)電噴控制系統(tǒng)和裝有三元催化轉(zhuǎn)換的汽車必須進行過量空氣系數(shù)的檢測，全時四驅(qū)的越野汽車，以及無法關(guān)閉或不能完全關(guān)閉ASR、TCS、ESP、DSC、VSC等的汽車在采用動態(tài)類工況法無法檢測的車輛，檢測站可以根據(jù)文件要求降級使用雙怠速檢測.

這些配置相對高車輛在檢測CO和HC值都能達標甚至很低，但對過量空氣系數(shù)值λ檢測時，過量空氣系數(shù)λ值卻高過限值（1.00±0.03）的最高標準1.03，反而導(dǎo)致檢測裁定結(jié)果很難通過.例如，一輛2010年10 月18日登記的寶馬牌BMW7251M1型號電噴閉環(huán)汽油車，行駛里程55625km，在采用雙怠速法檢測結(jié)果如表4.CO和HC值都能達標，但是過量空氣系數(shù)為1.06，最終裁決結(jié)果不合格.

表4　雙怠速檢測檢測數(shù)據(jù)及裁決

同理對于采用發(fā)動機稀薄燃燒新技術(shù)車輛，其空燃比（A/F）通常大于18:1，甚至超過20:1，這些車輛的過量空氣系數(shù)肯定要高于最大限制1.03.理論空燃比為14.8:1時對應(yīng)的過量空氣系數(shù)為1，當(dāng)稀燃技術(shù)的空燃比為20:1時過量空氣系數(shù)值則為1.351，λ值明顯超標，此時再采用λ值在0.97～1.03的限值范圍作為檢測標準就有點不合理，建議此類車輛應(yīng)該采用簡易瞬態(tài)工況法進行檢測.

3.5場地環(huán)境參數(shù)對檢測結(jié)果的影響

檢測線所在地在不同的天氣情況下環(huán)境相對濕度也會對檢測結(jié)果造成一定影響.GB18285-2005/B.2.6明確規(guī)定，ASM排放試驗的CO，HC，NO測量值應(yīng)乘以稀釋修正系數(shù)（DF）予以修正，NO測量值應(yīng)同時乘以相對濕度修正系數(shù)（KH）加以修正.如根據(jù)濕度校正系數(shù)計算公式，H=在大氣壓力（PB）變小時，絕對濕度（H）變大，從而導(dǎo)致濕度校正系數(shù)（KH）相應(yīng)增大［5］.當(dāng)濕度校正系數(shù)達到1.7時，實際顯示的測量結(jié)果也放大了1.7倍.因此，車輛進行檢測時，必須在環(huán)境條件符合相關(guān)測量技術(shù)要求時才能進行，不符合環(huán)境求時不要進行車輛檢測，以減小環(huán)境參數(shù)的影響，確保檢測結(jié)果符合實際標準.

綜合分析所述，以上5點因素對穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）檢測結(jié)果都會產(chǎn)生一定的影響，足以影響最終的裁決結(jié)果，穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）尾氣檢測因其檢測技術(shù)含量高、流程比較復(fù)雜，檢測站和檢測工作人員應(yīng)該嚴格執(zhí)法，注重檢測流程細節(jié)，應(yīng)該仔細核對車輛基準數(shù)據(jù)，注重檢測設(shè)備的日常維護校正，不斷提高檢測質(zhì)量，完善檢測條件，保障檢測結(jié)果客觀公正，達到削減機動車污染物排放，提升環(huán)境空氣質(zhì)量.

［參考文獻］

［1］吳曉林.在用汽油車穩(wěn)態(tài)工況法排氣污染物檢測和標準修訂［D］.長安大學(xué)，2012.

［2］GB18285—2005點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）［S］.北京：中國標準出版社，2005.

［3］黃鵬超.汽車使用性能檢測技術(shù)［M］.北京：北京交通大學(xué)出版社，2010.

［4］梁德和.穩(wěn)態(tài)工況法尾氣檢測結(jié)果影響因素的探討［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（2）：144-145.

［5］張梅華，劉彬.穩(wěn)態(tài)工況法尾氣檢測結(jié)果影響因素的探討［J］.能源與節(jié)能，2013（3）：76-79.

（責(zé)任編輯：李潔坤）

中圖分類號：X831

文獻標識碼：A

文章編號：2096-2126（2016）03-0153-04

［收稿日期］2016-03-19

［基金項目］2014年廣西教育廳科研項目“汽油機瞬態(tài)工況空燃比模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制仿真研究”（LX2014536）。

［作者簡介］黃鵬超（1984—），男，湖南邵陽人，講師，研究方向：汽車尾氣排放控制。

The Influence Factor Analysis of Environmental Protection Test Based on Acceleration Simulation Mode（ASM）

HUANG Pengchao1，2，TANG Yan1，HUANG Zhencaio2
（1.School of Mechanical Engineering，Guilin University of Electronic Technology，Guilin，Guangxi，541004 China；2.Department of Automobile Engineering，Liuzhou Vocational&Technical College，Liuzhou，Guangxi，545006 China）

Abstract:In order to control the motor vehicle exhaust pollutant more effectively，the present automobile environmental protection situation should be tested in different region.Acceleration Simulation Mode（ASM）is the main detection method used in environmental de?tection.But in the process of testing，there are some detailed factors affecting the testing results of final decision to make test results lack impartiality.Combining with the actual work，from the testing personnel，vehicle detection，testing equipment，detection method，testing en?vironment influence of five aspects.This paper combines with the practical problems in the testing station during the period of secondment from the five aspects of testing personnel，vehicles，detection equipment operation，selection of test method and test environment to analyze the effects of ASM test results and puts forward some suggestions for improvement.

Key words:Acceleration Simulation Mode；exhaust gas detection；environmental impact；exhaust pollution