浅谈“双碳”背景下的机动车尾气排放检验方法与设备计量

江 鲲，张洪宝，郑晓晓，林夕腾，施嘉炜

（上海市计量测试技术研究院，上海 201203）

机动车尾气排放检验是评价机动车性能和筛查排放超标车辆的重要手段，包括车辆定期年检、不定期路检抽查、定点检测、在线实时监测等方式。机动车尾气排放检验设备量值的准确可靠对于机动车尾气排放监管十分重要，需经计量机构定期检定、校准或检测，以保障测量数据的准确性。随着国家“碳达峰、碳中和”为目标的交通运输绿色低碳发展趋势和政策支持，机动车尾气排放的检验方法和监管方式面向双碳监管、智能化、物联网、实时在线监测等方向发展[1]，检验设备的计量技术也在快速跟进，为计量器具的量值统一和准确可靠提供计量技术支撑。

1 机动车定期年检及设备计量

1.1 尾气排放检测和计量方法

根据《道路交通安全法实施条例》，机动车检验机构依据GB 3847—2018《柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）》和GB 18285—2018《汽油车污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）》对法定年限要求的机动车定期进行年检，检测机动车尾气的体积分数（HC、CO、CO2、NO、O2）、氮氧化物（NOx）、不透光度、光吸收系数等是否符合排放限值要求，以保障在用机动车尾气排放性能满足国家标准。

尾气排放检验用设备主要包括汽车排放气体测试仪、透射式烟度计、柴油车氮氧化物检测仪、OBD诊断仪等，计量机构依据JJG 688—2017《汽车排放气体测试仪检定规程》、JJG 976—2010《透射式烟度计检定规程》、JJF 1873—2020《柴油车氮氧化物（NOx）检测仪校准规范》等建立计量标准，开展相关计量器具的计量工作，有效保障机动车尾气排放检验设备的量值准确可靠。设备校准过程如图1所示。

图1 柴油车氮氧化物（NOx）检测仪校准过程图

机动车尾气排放检测设备的测量项目和技术指标众多，其中，CO、CO2、不透光度、光吸收系数等指标主要反映尾气中碳排放的体积分数。HC、NO、NOx、NO-NO2转化率等指标主要表征尾气中对环境产生污染的温室气体的体积分数。

通过对尾气中多组份气体项目的检测和设备计量，可以直观反映机动车的尾气排放性能，有效保障检测数据的量值准确。尾气检测主要设备的技术指标如表1所示。

表1 尾气检测主要设备的技术指标

1.2 新型尾气检测设备及标准

OBD诊断仪是GB 3847—2018和GB 18285—2018中新增的检验设备，可以检验机动车OBD系统（车载诊断系统）环保相关的数据流、故障码、IUPR率、就绪状态等是否符合要求，并作为评判机动车尾气排放量值合格与否的依据[2-3]。2021年，环保部发布HJ 1237—2021《机动车排放定期检验规范》，对OBD诊断仪的功能、协议及使用要求等作了具体要求，加强对OBD诊断仪的检测与监管日渐迫切。目前，中国计量协会发布了团体标准T/CMA JD 042—2021《机动车排放检验用OBD诊断仪检验项目和方法》，填补了国内机动车排放检验用OBD诊断仪缺乏检验方法的空白，为OBD诊断仪的检测和监管提供了有效手段，对于规范OBD诊断仪的生产和使用、保障OBD诊断仪的数据准确可靠具有重要意义。

OBD诊断仪检验方法和过程如图2所示。

图2 OBD诊断仪检验方法和过程图

2 机动车日常监管及设备计量

2.1 尾气排放监测和计量方法

国家环保监管部门十分重视机动车尾气排放的日常监管，主要分为3种方式，即路检抽查、定点检测和在线实时监测。路检抽查主要由环境监测中心（站）依据GB 36886—2018《非道路柴油移动机械排放烟度限制及测量方法》等，使用汽车排放气体测试仪、透射式烟度计、手持式林格曼黑度仪等不定期对在用机动车或非道路柴油移动机械的尾气排放量值进行检测。对于定点监测，环保监管部门在车辆密集交通路口定点安装机动车尾气遥感检测系统、黑烟车电子抓拍系统等设备，可以快速对行驶机动车的尾气检测进行抓拍并实时上传，有效筛查高排放、高污染车辆。在线实时监测一般由环保监管部门依据GB 17691—2018《重型柴油车污染物排放限值及测量方法》对部分柴油车强制安装OBD在线监测模块，实时监控机动车尾气排放的氮氧化物、排气烟度等指标并上传至环保局，实时监测尾气排放量值是否符合要求。2020年起，浙江省等地区要求对安装OBD在线监测模块并与生态环境部门联网且稳定达标排放的柴油车，可采纳环保监测数据并作为车辆年检的依据。

机动车尾气遥感检测系统、黑烟车电子抓拍系统是近几年新兴的计量器具，可对尾气中HC、CO、CO2、NO、林格曼黑度等指标进行检测。计量机构依据JJF 1835—2020《机动车尾气遥感检测系统校准规范》、JJF（京）72—2019《黑烟车电子抓拍系统校准规范》等建立对相关设备的计量能力，为相关设备的量值溯源保驾护航[4]。设备校准过程如图3、图4所示。

图3 机动车尾气遥感检测系统校准图

图4 黑烟车电子抓拍系统校准图

机动车尾气排放检测设备的测量项目主要包括HC、CO、CO2、NO、林格曼黑度等，监测设备通过高科技技术手段可以实时监测路上行驶的机动车的尾气排放指标，从而实现对高污染排放车辆和黑烟车的筛查和治理。目前，机动车尾气遥感检测系统、黑烟车电子抓拍系统已经在全国范围内推广应用，为城市交通污染治理和碳排放监测起到了重要的技术支撑作用。尾气监测主要设备的技术指标如表2所示。

表2 尾气监测主要设备的技术指标

2.2 新型监测设备和方法研究

重型柴油车OBD在线监控系统属于机动车尾气数字化新型监管设备，目前缺乏计量技术规范。上海市计量测试技术研究院已立项《重型柴油车OBD在线监控系统校准方法及关键技术研究》课题，开展数字计量方法研究，并牵头推进长三角一体化计量规范制定和实施工作，该项目已纳入长三角一体化发展工作计划。另外，北京市计量检测科学研究院、上海市计量测试技术研究院等计量机构正积极开展手持式林格曼黑度仪、柴油车车载烟度计校准方法研究等课题，在机动车尾气排放检验设备的计量领域走在了行业前列，为机动车行业的健康发展和机动车检验提供了强有力的计量技术支撑，对于加强机动车尾气碳排放监管具有重要的现实意义。

3 总结

目前，国家对机动车尾气环保和检验设备计量的重视程度越来越高，市场监管总局发布的《计量发展规划（2021—2035）》指出：面向交通强国、质量强国等国家重大需求，围绕交通运输等重点领域的迫切计量需求，开展关键核心计量技术攻关；重点针对环境监测对计量技术的迫切需求，提高环境监测数据准确度。机动车尾气排放检验设备计量正朝着双碳计量、远程校准、数字化、物联网等方向发展。然而，机动车检验设备计量发展还有不足之处，如部分新兴数字化计量器具的数字计量方法还不健全、不同地区采用的校准方法不统一、各个计量机构的计量能力参差不齐等。应加强对机动车尾气排放检验设备的计量和研究，为环境监管部门有效进行机动车排放超标筛查和治理提供计量技术支撑，助力交通运输绿色低碳发展。