基于稳态工况法（ASM）环保检测不合格影响因数分析

黄鹏超，唐　焱，黄镇财

（1.桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林　541004；2.柳州职业技术学院汽车工程系，广西柳州　545006）



基于稳态工况法（ASM）环保检测不合格影响因数分析

黄鹏超1.2，唐焱1，黄镇财2

（1.桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004；2.柳州职业技术学院汽车工程系，广西柳州545006）

摘要：为了使机动车污染物排放得到更为有效的控制，就要对各个地方现阶段汽车环保情况进行检测.稳态工况法是环保检测中采用的主要检测方法，但在检测过程中，存在一些细节性因素却会影响到检测的最终裁定结果，使检测结果缺失公正性.文章根据检测站遇到的实际问题，从检测人员、被检车辆、检测设备操作、选用的检测方法、检测场地所处的环境等5个方面来分析其对检测结果的影响，并提出一些处理意见.

关键词：稳态工况法；排放检测；环境影响；排气污染

0　引言

为加强机动车排气污染防治，加大机动车氮氧化物排放减排力度，改善环境空气质量，各地实施核发机动车环保分类标志和机动车排气污染检测工作.从2015年6月1日起，柳州将在全市范围内正式实施机动车排气污染检测、黄标车限行和无环保合格标志车辆禁行等强制措施.规定要求总质量大于3.5吨或底盘过低或实时四驱的车辆采用双怠速法进行机动车排气污染检测外，其余汽油车一律采用稳态工况法（ASM）进行机动车排气污染检测；但是在环保检测过程中，发现一些问题会影响最终的检测结果.现对ASM工况检测过程影响检测结果因数进行探讨.

1　稳态工况法（ASM）检测方法

稳态工况法（Acceleration Simulation Mode，简称ASM）是指将车辆预热到规定热状态后加速到规定速度，通过底盘测功机根据汽车稳定车速时的加载负荷进行加载，使车辆保持等速运转工况，用尾气分析仪测得汽车排放的HC、CO、O2、NOx和CO2的浓度.稳态工况法包括ASM5025和ASM2540两个典型的等速有负荷稳态工况.我国的排放标准采用ASM作为在用汽油车排气检测的一种简易工况法.

其测试原理为：被检车辆驱动轮停放到底盘测功机上，车辆启动，由检验员将车速控制稳定到规定工况速度（25km/h及40km/h两个工况），由电气控制系统控制调节功率吸收装置，使得加载到滚筒表面的总吸收功率THP为测试工况下的给定加载值时，车辆稳定带载荷运行.五气分析仪测量车辆的尾气排放中各成份的含量、通过分析仪自带的环境测试单元测取温度、湿度、气压参数，计算出稀释系数（DF），然后计算出校正后的CO、HC、NO排放浓度值，并给出合格性评价.ASM5025和ASM2540车辆在底盘测功机上测试操作规程，如图1所示［1］.

图1　ASM测试操作规

2　稳态工况法（ASM）排气污染物排放限值

标准HJ/T240-2005《确定点燃式发动机在用汽车简易工况法排气污染物排放限值的原则和方法》中按照汽车的生产年份进行了最低、最高限值.2000年7月1日以前生产的第一类轻型汽车，以及2001年10月1日以前生产的第二类轻型汽车适用Ⅰ类限值见表2；2000年7月1日以后生产的第一类轻型汽车，以及2001年10月1日以后生产的第二类轻型汽车适用Ⅱ类限值见表3［2］.

表1　稳态工况（ASM）排气污染物排放I类限值（单位：ppm=10-6）

表2　稳态工况（ASM）排气污染物排放Ⅱ类限值（单位：ppm=10-6）

3　稳态工况法（ASM）环保检测不合格影响因数分析

随着汽车检测技术的自动化、智能化程度越来越高，检测结果也越来越准确，但是车辆基本信息录入错误、设备维护操作不规范、检测方法选取不正确，会影响检测的最终裁定结果，环保尾气检测过程中存在以下问题.

3.1车辆信息录入错误对检测结果的影响

ASM检测方法中，电气控制系统控制调节功率吸收装置自动根据车辆自身的基准质量（基准质量=整备质量+100 kg）来确定加载功率值，使得加载到滚筒表面的总吸收功率为测试工况下的给定加载值时，车辆稳定带载荷运行.如果建立车辆档案的时候将检测车辆的整备质量参数和生产年份信息录入错误，将会对检测结果产生直接的影响.整备质量录入值小了，底盘测功机加载功率值也会相应减小，导致原本排放不合格的车辆易于合格通过，相反若录入大了，底盘测功机加载功率值变大，检测结果则不易于合格通过［3］.国家标准限值对于不同出厂日期的车辆，采用新车新标准，旧车就标准，对比表2、表3可以发现不同出厂日期、不同基准质量的车CO、NO限值差别比较大.

其次，尾气分析仪在进行尾气检测时，CO、H C 和NO最终检测结果需要根据发动机所燃烧的燃料进行稀释校正，而不同的燃料计算系数有很大的差别，如汽油的燃料计算系数为4.664，液化气燃料计算系数为5.39，天然气的燃料计算系数为6.64，燃料计算系数小的稀释校正系数大，最终检测结果值变大.如把采用天然气作为燃料的汽车录入为汽油燃料，则难以合格通过，相反则易于合格通过.为了避免尾气分析仪出现稀释校正错误，汽车发动机燃料类别录入不能出现错误，以免影响检测结果［4］.

3.2轮胎气压对检测结果的影响

《GB18285-2005点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法》提出了检测车辆轮胎表面应符合有关标准，驱动轮轮胎气压应符合生产厂家的标准.轮胎在底盘测功器上运转时，轮胎气压过低时与硬质的滚筒相比，轮胎的变形会比较大，滚动过程中产生的迟滞损失增加，从而增大了车轮的滚动阻力.系统设备的加载是根据车辆信息模拟出相应的阻力，为了减少驱动轮引起检测误差，在车辆上线检测前必须检测胎压并充至标准值.

3.3检测仪器自身性能对检测结果的影响

底盘测功机和尾气分析仪是构成稳态工况法检测的重要检测设备，稳态工况法（ASM）检测方式是通过底盘测功机功率吸收装置模拟汽车在道路上正常匀速行驶时遇到的各种环境阻力，真实有效反映各类基准质量汽车不同工况排放情况，

底盘测功机每天使用前必须进行预热和自检，对于ASM系统，选择33～17km/h和48～32km/h滑行区间进行加载滑行检查，其中当加载滑行相对误差绝对值〈7%，加载滑行检查合格.若多次出现加载滑行误差不合格，须转到日常标定进行测功机寄生功率滑行测试，完成后再进行加载滑行检查.如果没有通过预热和自检就对车辆进行检测，底盘测功机运转时，在各个传动部件、摩擦副间会产生一定摩擦阻力，这种摩擦阻力产生的寄生功率得不到准确检测测量值会影响到底盘测功机的加载，影响到定载荷滑行的检测，最终导致检测不能通过.检测站应该每天对底盘测功器进行润滑、升降实验、加载滑行实验，使其各转动部件的摩擦达到良好的传动状态.

尾气分析仪在每天开机使用时必须预热30min，不可跳过该项操作，必须使其归零及CO、CO2、HC、和NO的读数误差在范围.预热结束后进行检漏环节，连接管线或接口漏气会造成仪器测量误差，通常HC、CO、CO2和NO的浓度测量值会偏小，O2的浓度测量值偏大.因此仪器启动后应立即执行检查泄漏操作，检漏通过后才能对车辆进行检测操作，以确保测量的准确性.

一辆车检测完成后要将系统调零，或是检测人员在发现仪器吸入新鲜空气后，读数偏移较大时，需要对仪器进行调零，如果不清零，检测后一辆的车辆便会以残留值作为标准，例如仪器的残留值为5pppm，当后检测车辆的HC排放量≤5ppm时，后面车辆的检测结果显示可能会低于零或者负值.出现此类情况的原因是由于尾气分析仪反吹设备不能自动调零，或者反吹时间太短.尾气分析仪反吹时间一般要达到在40秒左右，才能满足仪器内HC残留量的清除［3］.

3.4检测方法对检测结果的影响

GB18285-2005/B.2.5.2和B2.5.3款规定，稳态工况法（ASM）加载恒功率要求在车速稳定的状态下测试.加载功率与车速呈负相关性，即减小车速时检测设备自动加载力变大，而增加车速则检测设备自动加载力变小，以此保持检测过程中加载功率恒定.该控制方式对于手动档车辆必须由检测人员通过控制节气门开度来控制车速，但检测人员很难满足车速处于稳定状态，达不到检测要求.对于自动变速器的车辆，即使油门位置正确且稳定时，但车速仍然会根据驱动轮上的载荷发生变化，而载荷的变化又会影响车速.车速稳态状态会一直受到测功机加载恒定功率的破坏，使节气门开度无所适从，为了达到稳定状态，检测员便会通过调整油门踏板的位置使车速再次保持稳定车速，在此情况下车辆实际在非稳态状态下进行检测，严重影响测试的准确性.

GB18285-2005/4.3规定，使用闭环电喷控制系统和装有三元催化转换的汽车必须进行过量空气系数的检测，全时四驱的越野汽车，以及无法关闭或不能完全关闭ASR、TCS、ESP、DSC、VSC等的汽车在采用动态类工况法无法检测的车辆，检测站可以根据文件要求降级使用双怠速检测.

这些配置相对高车辆在检测CO和HC值都能达标甚至很低，但对过量空气系数值λ检测时，过量空气系数λ值却高过限值（1.00±0.03）的最高标准1.03，反而导致检测裁定结果很难通过.例如，一辆2010年10 月18日登记的宝马牌BMW7251M1型号电喷闭环汽油车，行驶里程55625km，在采用双怠速法检测结果如表4.CO和HC值都能达标，但是过量空气系数为1.06，最终裁决结果不合格.

表4　双怠速检测检测数据及裁决

同理对于采用发动机稀薄燃烧新技术车辆，其空燃比（A/F）通常大于18:1，甚至超过20:1，这些车辆的过量空气系数肯定要高于最大限制1.03.理论空燃比为14.8:1时对应的过量空气系数为1，当稀燃技术的空燃比为20:1时过量空气系数值则为1.351，λ值明显超标，此时再采用λ值在0.97～1.03的限值范围作为检测标准就有点不合理，建议此类车辆应该采用简易瞬态工况法进行检测.

3.5场地环境参数对检测结果的影响

检测线所在地在不同的天气情况下环境相对湿度也会对检测结果造成一定影响.GB18285-2005/B.2.6明确规定，ASM排放试验的CO，HC，NO测量值应乘以稀释修正系数（DF）予以修正，NO测量值应同时乘以相对湿度修正系数（KH）加以修正.如根据湿度校正系数计算公式，H=在大气压力（PB）变小时，绝对湿度（H）变大，从而导致湿度校正系数（KH）相应增大［5］.当湿度校正系数达到1.7时，实际显示的测量结果也放大了1.7倍.因此，车辆进行检测时，必须在环境条件符合相关测量技术要求时才能进行，不符合环境求时不要进行车辆检测，以减小环境参数的影响，确保检测结果符合实际标准.

综合分析所述，以上5点因素对稳态工况法（ASM）检测结果都会产生一定的影响，足以影响最终的裁决结果，稳态工况法（ASM）尾气检测因其检测技术含量高、流程比较复杂，检测站和检测工作人员应该严格执法，注重检测流程细节，应该仔细核对车辆基准数据，注重检测设备的日常维护校正，不断提高检测质量，完善检测条件，保障检测结果客观公正，达到削减机动车污染物排放，提升环境空气质量.

［参考文献］

［1］吴晓林.在用汽油车稳态工况法排气污染物检测和标准修订［D］.长安大学，2012.

［2］GB18285—2005点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）［S］.北京：中国标准出版社，2005.

［3］黄鹏超.汽车使用性能检测技术［M］.北京：北京交通大学出版社，2010.

［4］梁德和.稳态工况法尾气检测结果影响因素的探讨［J］.中国新技术新产品，2014（2）：144-145.

［5］张梅华，刘彬.稳态工况法尾气检测结果影响因素的探讨［J］.能源与节能，2013（3）：76-79.

（责任编辑：李洁坤）

中图分类号：X831

文献标识码：A

文章编号：2096-2126（2016）03-0153-04

［收稿日期］2016-03-19

［基金项目］2014年广西教育厅科研项目“汽油机瞬态工况空燃比模糊神经网络控制仿真研究”（LX2014536）。

［作者简介］黄鹏超（1984—），男，湖南邵阳人，讲师，研究方向：汽车尾气排放控制。

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