空气净化装置DAR在轻型车排放测量中的应用

牟建勇

(厦门环境保护机动车污染控制技术中心，厦门 361023)

传统轻型车使用定容取样系统 (Constant Volume Sampling System，简称CVS)进行排放测量.随着排放法规不断加严，低排放和超低排放车辆相继出现 (如美国ULEV、SULEV)，在对这些车辆进行排放测试时，定容取样系统气袋内污染物的分析浓度和稀释空气的背景浓度非常接近，甚至出现气袋内污染物浓度低于背景浓度的情况，导致实验精度降低、重复性变差[1-2].因此，传统的CVS系统需要进行改造来满足测试的精度要求[3].稀释空气精致系统 (Dilution Air Refine System，简称DAR)是解决上述缺陷的有效手段之一，简述了DAR系统的工作原理，并以轻型汽油车为例，分析了DAR在CVS系统应用中对排放测试精度的影响.

1 DAR系统

DAR系统的基本原理图如图1所示.逆流控制气泵把稀释空气泵入精致装置中进行预加热，预加热由一个气体-气体的热交换器完成.预加热后的稀释空气进入加热器加热到规定的温度，然后进入催化反应炉.在反应炉内，稀释空气中的HC和CO被催化剂氧化为CO2和H2O.净化后的稀释空气被送入一个空气-水热交换器中冷却，然后被送入NOx吸收装置去除NOx，由此得到洁净空气.

图1 DAR原理框图

2 实验方案

2.1 实验仪器与设备

使用以下设备对排气污染物进行测量分析，排气分析仪:MEXA-7400LE;定容取样系统:CVS-7200S;稀释空气精致系统:DAR-1400.

2.2 实验方法

车辆测试循环按照国家标准《轻型车污染物排放限值及测量方法 (中国Ⅲ、Ⅳ阶段)GB18352.3-2005》[4]规定的运转循环进行.即实验样车在 (25±2)℃的实验室环境中静置12小时后，在底盘测功机上进行整车排放国家标准中的Ⅰ型实验 (冷启动后排气污染物实验)，实验采样系统如图2所示.实验车辆为汽油车，排量为1.6升，已行驶里程17 591公里.

图2 实验采样系统框图

3 实验结果讨论

表1给出了原CVS系统和DAR-CVS系统的稀释空气中各污染物的背景浓度测量结果.

表1 两个系统稀释空气中常规污染物的背景浓度 g/km

数据结果表明DAR系统对HC和NOx的净化效果很好，使用DAR系统净化之后稀释空气的HC浓度平均降低了96.71%，NOx浓度平均降低了93.96%.由于环境空气中的CO浓度小于2/106，基本检测不到，因此，系统对稀释空气中的CO检测准确度基本没有影响.实验中常规污染物的比排放结果如表2所示.

表2 汽油车常规污染物比排放结果 g/km

从表2的数据可以看出:常规污染物在使用DAR系统后的3次排放结果波动较小，重复性好.这是因为表1中所显示的DAR系统能够降低稀释空气中污染物的背景浓度，减少了稀释空气对排气尾气测量结果的影响.常规污染物测量结果的具体偏差分析见表3.

表3 汽油车常规污染物的测量偏差

使用DAR稀释空气精致系统后，3种常规污染物的测量标准偏差和相对标准偏差值都小于使用传统CVS系统的偏差，测量结果重复性较好.可见DAR系统能够减少对3种常规污染物的分析误差，提高排放测量的精度.

4 结论

1)随着排放法规的不断加严，由于稀释空气背景浓度的影响，传统CVS系统不能满足超低排放测量的需要.

2)DAR系统在轻型车排放测试中，能够将稀释空气的背景浓度的影响降低到最小甚至消除，该系统能够提高低排放车辆各种污染物的测量精度，在超低排放车辆的排放测试中有重要应用价值.

[1] 石则强，王 伟，靖苏铜，等.全流定容取样对排气污染物测量精度的影响研究 [J].汽车技术，2011(6):11-14.

[2] Thiel， W Woegerbauer R and David Eason BMW Group.Measuring NearZero Automotive Exhaust Emissions-Zero Is a Very Small Precise Number[C]，SAE Technical Paper Series，2010 No.2010-01-1301.

[3] 许立兵，俞小莉，葛蕴珊.用于测量轻型车超低排放的分流稀释气袋取样系统 [J].汽车工程:2004，26(6):652-654.

[4] 国家环境保护总局，GB18352.3-2005.《轻型汽车污染物排放限值及测量方法 (中国Ⅲ、Ⅳ阶段)》[S].北京:中国标准出版社，2005.