汽油车稳态工况法缺点解析

张安忠

摘 要：笔者结合自身工作实践，对汽油车目前普遍使用的稳态工况尾气检测方法检测原理、检测流程进行了论述，对其缺点进行了分析和归纳，提出了改进建议。希望建立更为先进、科学的汽油车排气检验检测方法，为汽油车排气检测监管提供技术支撑。

关键词：汽油车;稳态工况法;解析

2018年底，全国机动车保有量达3.27亿辆，其中汽车2.4亿辆，比2017年增加2285万辆，增长10.51%。随着人们生活水平的快速提高，汽车数量还将逐年增加。研究、建立和使用更为先进、科学的汽油车排气检验检测方法，准确识别和筛选出高排放高污染车辆，为生态环境部门准确掌握汽油车污染物排放情况、行使行政决策提供技术依据是当前技术工作者亟待解决的课题。

一、汽油车检测方法概述

目前，汽油车最常用的排气检验检测方法主要有双怠速法、稳态工况检测法和道路遥感检测法三种。双怠速法检测成本低，操作维护简便，使用范围广，设定的排放限值較松，且仅检测尾气中的CO和HC两种污染物，准确率低，检测结果容易篡改，能检测无负荷状态下的排气情况。道路遥感检测法对测量环境和工况的要求过于苛刻，单车重复性差，存在无效数据，对HC无法检测，仅用于筛选高排放和清洁车辆，遥感检测数据不能作为判定超标排放的直接依据，还需标准检测站进行最终确定。双怠速法和遥感监测法大多用于监督抽测。因而稳态工况法属于有负荷检测，测试结果更能接近实际排放，因具有设备成本低、测量稳定、操作简单、能够较好的代表车辆真实排放状况，能检测CO、NO和HC等优点，已在全国范围内普遍被使用。

二、稳态工况法检测的基本原理及流程

（一）基本原理

将经预热的汽油车置于底盘测功机上，使待检车辆的驱动轮与滚筒保持贴合，然后按系统提示车速在底盘测功机上模拟“道路”行驶，此时底盘测功机会根据所检测车辆的报检信息参数加载一定的功率到测功机上，期间驱动轮需保持固定车速“行驶”，以此模拟汽车实际行驶工况。同时，尾气采样分析装置采集尾气，分析出尾气中相关污染物的排放浓度。汽油车尾气CO、HC采用不分光红外法（NDIR）测量，NO的测量采用电化法。

（二）检测流程

可见，在底盘测功机上的测试运转循环由ASM5025和ASM2540两个工况组成，每个工况进行测试前均经过一个快速检查工况测试过程。

1.ASM5025工况

经预热后的车辆，加速至25km/h，然后系统根据测试车辆基准质量自动向车辆驱动轮加载功率，期间车辆需稳定在25±2.0km/h范围内运转，待车速稳定后控速5s，开始自动计时t=0s，系统根据分析仪的响应时间采样（若分析仪响应时间为10s），即10s后开始采样，持续采样10s，频率为逐秒取样，若测量结果合格，即ASM5025快速检查工况结束（t=20s）。否则，继续运行至90s，ASM5025工况结束（t=90s）。期间车速及测功机扭矩误差均要求在规定允许范围内，否则，检测将被停止或重新开始。

2.ASM2540工况

车辆从25 km/h加速至40 km/h，系统根据测试车辆基准质量自动向车辆驱动轮加载功率，车速需稳定在 40km/h±2km/h 范围内并控速5s，接着系统根据分析仪的响应时间（若分析仪响应时间为10s），即t=10s后开始快速检查工况并取样，取样时长为10s，频率为逐秒取样，在计时器t=20s时分析仪器取样结束，若测量结果合格，即ASM2540快速检查工况结束，否则检测工况将继续运行至90s，则ASM2540工况结束（t=90s）。期间车速及测功机扭矩误差均要求在规定允许范围内，否则，检测将被停止或重新开始。

在上述测量过程中，任意连续10s内每秒车速变化相比第一秒小于±1 km/h，测试结果才有效。快速检查工况 10s内的排放检测结果等于或低于限值的50%，则检测通过，工况结束;否则，应继续进入下一工况，若此过程中所有检测污染物经尾气分析仪得出的检测结果均低于或等于限值，则通过工况，检测合格; 反之检测结果超过限值则不合格，工况结束。任意连续10s内的任一污染物排放检测结果高于限值的500%，则检测不通过，检测结束。

三、稳态工况法缺点

（一）ASM方法对超标车辆的误判率相对较高。有研究表明：用怠速法、稳态工况法和瞬态法测试对同一批车辆进行测试，其中怠速法测得超标车辆62辆，稳态工况法73辆，瞬态工况法182辆。在瞬态工况法测试超标的182辆汽油车当中，稳态工况超标车辆有58辆，怠速法测试超标车辆有47辆。而稳态工况法测试超标的车辆，怠速法测试超标车辆占16.4%，而瞬态法测试超标车辆则占了79.5%。由此表明：稳态工况法比怠速法先进科学，但相对瞬态工况法而言，ASM误判率明显偏高。

（二）ASM检测工况单一。稳态工况法检测从车辆检测运转情况来看，只有两个较低速度的等速等负荷运动（行驶速度为25km/h和40km /h），同时发动机转速也是恒定的，而汽车的实际行驶情况比较复杂，速度、负荷和发动机转速都是处于动态变化中，所以该工况检测只能较片面地检测出汽车处于某一行驶状况的污染物排放情况，与道路实际行驶情况还有较大的差异。

（三）ASM工况法易被监测作弊。该工况法检测只需驱动轮“行驶”在底盘测功机的转鼓上，另外两轮处于静止状态及车辆检测时驱动轮转向角度小、车辆震动、车外压力等情况，某些汽车生产厂商针对此工况的检测设定，利用行车电脑采集汽车行驶的实时数据，判断汽车是否处于尾气检测工况的“行驶”状态，从而开启相关汽车尾气作弊软件使其通过尾气检测关。

四、改进建议

基于ASM工况法存在误判率较高、检测精确度较低、与实际行驶工况关联性差等弊端，提出如下改进建议：

（一）完善检测设备及工况流程，降低误判率。与较先进的检测方法（瞬态法）相比，ASM工况出现误判率偏高的情况，故建议在ASM的检测设备基础上，增加检测精确度较高的设备，完善采样工况阶段，建议增加加速、减速、怠速和等速四个行驶工况的尾气排放数据，这样才能全面地反映出车辆在实际行驶状态时尾气的真实排放状态，从而更好地掌握和监测机动车的排放状况。让原来误判的车辆显现出真实尾气排放状况，从而降低误判率，使高排放车辆无所遁形。

（二）改变污染物定量方法。由于ASM工况的检测结果以排放浓度表示，导致排放浓度相同的条件下，部分大排量车辆排放总量明显高于排量小的车辆，有失公允。建议改变排放污染物的测算方法，污染物应采取单位排放质量（g/km、g/s）表示，这样才能较直观反映车辆排气状况。故建议在ASM基础上增加一个排气质量分析系统，测试各工况的排气流量和密度，结合五气分析仪的各污染物的排气浓度，进而计算出所检测机动车每秒各种污染物的排放质量。

（三）改良和优化尾气污染物测定设备。对于ASM工况采用的检测设备及污染物检测原理检测精确度较低，建议采用更先进和精确度较高的测量设备检测尾气污染物的排气参数，如：HC的测定可参考采用氢离子火焰法测定，NOx的测定则参考采用化学发光法等，这样有助于获取更精准的机动车尾气排放数据。

（四）增加发动机最大功率测试项目及车辆软硬件检视工作。为了防止机动车检测时人为调整喷油量、喷油时间或高档位低转速行驶等改变机动车正常行驶工况状态的操作行为，以牺牲发动机性能换取通过尾气检验，建议增加发动机最大功率测试判定项目，杜绝部分检测人员利用ASM检测工况的漏洞进行作弊。同时增加对车辆OBD检查，识别车辆发动机控制软件，探查其中相关电控单元内是否存在切断装置。