柴油汽车排放物的环保检测方式分析

毛慧娟 易盈盈

重庆仕益产品质量检测有限责任公司 重庆 400000

有数据显示，截至2017年底，我国机动车保有量达到3.1亿辆，汽车2.17亿辆，其中柴油车保有量1956.7万辆，仅占机动车保有量的6.3%、汽车保有量的9%。但柴油车排放了占机动车排放总量63.4%的氮氧化物和95.9%的颗粒物[1]。柴油车尤其是柴油货车，已经成为机动车污染防治的重中之重。我国柴油汽车在保有量不高的情况下产生这么多污染物，是因为我国大型柴油车主要扮演生产工具的角色，承担运输功能。以柴油车为主的中大型客车和货车，承担了七八成的旅客运输和货物运输，行驶的强度高、里程多。而只有了解柴油汽车的排放物情况才能针对性的采取环保的检测方式。

1 柴油汽车的排放物分析

汽油机进气时进入的是汽油和空气的混合。而柴油机进入的只是空气，然后在活塞压缩气体到上止点后，汽油机靠火花塞点燃油气混合物，而柴油机直接喷油，由于压缩气体产生高温，柴油喷进去之后直接燃烧。柴油汽车是扩散燃烧，在缸内直接喷燃料，燃料分子链较大，汽化时间短，因此汽化效果远没有汽油机好，容易产生PM[2]。

柴油汽车的排放物主要包括：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物（NOx）、二氧化硫、烟尘微粒（某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾）、臭气（甲醛等）。柴油机尾气具有复杂的化学组成，并且随着发动机的工况变化，尾气的组成也显著不同，其排放的污染物中含有碳烟颗粒物（PM）、烃类（HC）、CO和NOx等。因为排放物中O2含量较高，故HC和CO排放量较少，一般只有汽油机的1/10。需要关注的是，柴油汽车排放物中PM的排放量约为汽油机的几十倍。此外，柴油机排气中还含有H2O，O2，N2，少量SO2和大量的CO2等气体。

2 处理柴油汽车排放物的措施

目前市场上针对柴油汽车排放物的处理措施，主要有以下几点：

（1）优化燃烧+SCR路线，先通过强化机内燃烧来降低微粒排放，再用SCR来降低因燃烧优化而产生的NOx排放。

（2）EGR+DPF路线，先通过EGR降低燃烧温度以降低机内NOx生成，再用DPF捕集因使用EGR而略微增加的颗粒物，从而达到同时降低NOx和PM的效果。

（3）NOx后 处 理 系 统 为 SCR（Selective Catalytic Reduction），通过向尾气中喷射尿素溶液，分解产生的氨气（NH3）与NO或NO2发生中和反应，产生无害的氮气（N2）和水。

虽然有部分柴油汽车搭载了OBD车载诊断系统，用于监控发动机的运行情况和尾气后处理系统的工作状态，一旦发现有可能引起排放物超标的情况，就会马上发出警示，但是OBD一旦失效或者被人为破坏，排放物超标也无法判断，因此需采取更加有效的检测。

3 柴油汽车排放物的环保检测方式

实现对柴油汽车排放物的环保检测不仅仅保证了检测工作的可持续性，另外还确保了检测工作符合现阶段构建环境友好型社会的要求。具体的检测方式包括以下几点：

3.1 不透光烟度法

利用不透光烟度法进行排放物检测的过程中，需要将柴油汽车的油门踏板迅速地踩踏到底，并且将其状态保持在五秒以上再松开。其中通过利用不透光烟度法进行检测。其指标就是按照指定容量的过滤纸染黑程度决定[3]。在整个检测过程中，维持怠速运转的状态需要达到15秒，每个循环持续20秒时间，通过利用上述试验得到的数据，就能够计算出烟度指数。合格的柴油汽车其烟度指数不能超过 5.0m-1。

3.2 工况法

所谓的工况法就是利用工况模型对汽车燃油以及排放等性能进行检测或测量的方法。目前广泛应用的检测方法中，工况法应用比较广泛[3]。而其中加载减速工况测试相当于柴油发动机全负荷工况检测内容，主要测量工作素材由在满负荷时3个速度点的不透光烟度，同时针对车辆的最大轮边功率。通过利用该种检测方法，能够有效检测出黑烟车。

3.3 车载排放测试系统

车载排放测试系统是直接将该设备安装在柴油汽车上，针对汽车在行驶过程中排放出来的物质进行有效的采集并分析。该车载排放物测试系统由颗粒物数量测试系统模块、气体分析系统模块、采样控制系统模块、电子流量计及相应的附件组成[4]。该系统不仅能够实现每一个模块的单独使用，还能够与其他模块或者所有模块结合在一起，满足检测需求。这种检测方式稳定性高、抗震性好、检测结果准确。其主要检测的指标包括CO、CO2、PM、HC、NOx等。这种方式不仅环保有效，另外极大程度的缩短了检测的时间，保证了检测的效率，能够为相关检测工作提供强而有力的技术支持。.

4 目前我国排放物检测工作局限性及未来发展趋势

伴随着汽车行业的快速发展，环境污染形势也日益严峻。近年来，大气污染对于人居环境已经产生严重影响，而汽车尾气中颗粒物和氮氧化物的排放，是造成雾霾和臭氧污染的重要因素。根据当前环境保护的形势要求，六阶段排放标准进一步加严氮氧化物和颗粒物的排放限值，总体目标是在五阶段排放标准基础上加严30%。早在2015年北京就开始实施黄标车标准，规定8类重型柴油车采用DPF技术路线，重型车需要使用OBD系统（车载诊断系统）。但是针对排放物的检测还是要考虑中国的国情，要确保这个标准能够可行、可用，要考虑到中国实际典型的路矿、油品的条件、驾驶习惯，通过采取有效手段改善环境质量。

5 结语

由于大气污染的日益严重，加上我国环保意识的不断增强，对汽车排放量的控制将会变得越来越严格。从通过从多个方面实现对柴油汽车排放物的检测，并始终注意整个检测过程中的环保有效，在保证检验工作有效开展的同时，注重其环保性，不仅仅对构建生态友好型环境友好型社会有重要意义，特别是对于柴油汽车而言，通过利用高效、环保的检测方式，有效保证我国汽车尾气的排放质量，实现环境的可持续发展以及经济的绿色发展。