汽车排放试验及非稳态烟度测定的重要性

1.双怠速工况法

双怠速工况是怠速工况和高怠速工况的合称。怠速工况指离合器接合、变速器挂空档、加速踏板与手控节气门处于松开位置时的发动机运转工况；而高怠速工况指在怠速工况条件下，通过加大节气门开度，使转速升至50%额定转速时的发动机运转工况。双怠速工况排气污染物检测指在怠速和高怠速两个工况下对汽车排气污染物所进行的检测试验。

GB 18285—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）》规定采用双怠速法，对点燃式发动机汽车的排放污染物进行检测。所使用的检测仪器为不分光红外线气体分析仪，其检测程序为：

1）应保证被检测车辆处于制造厂规定的正常状态，发动机进气系统应装有空气滤清器，排气系统应装有排气消声器，并不得泄漏。

2）应在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测量仪器。测量时，冷却液和润滑油温度应不低于80℃。

3）发动机从怠速状态加速至70%额定转速，运转30s后降至高怠速状态。将气体分析仪取样探头插入排气管中，深度不少于400mm，并固定在排气管上。维持15s后，由具有平均功能的仪器读取30s内的平均值，或者人工读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为高怠速污染物测量结果。对于使用闭环控制电子燃油喷射系统和三元催化转化器技术的汽车，还应同时读取过量空气系数（α）的数值。

4）发动机从高怠速降至怠速状态15s后，由具有平均功能的仪器读取30s内的平均值，或者人工读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为怠速污染物测量结果。

5）若为多排气管时，取各排气管测量结果的算术平均值作为测量结果。

6）若车辆排气管长度小于测量深度时，应使用排气加长管。

2.工况法

工况法是将汽车若干常用工况和排放污染较重的工况结合在一起测量排放污染物的方法。工况法循环试验模式应最大限度重现汽车运行时的排放特性。

与怠速法相比，工况法检测结果能全面评价车辆的排放水平，但比怠速法复杂得多。用工况法试验时，要采用汽车底盘测功机及惯性模拟装置、气体分析仪等设备，和保证发动机按试验程序运转所需的程序自动控制系统。

根据GB 18285—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）》的规定，自2005年7月1日起，全国点燃式发动机在用汽车排放监控，采用双怠速法排气污染物排放限值及测量方法；在机动车保有量大、污染严重的地区，也可按规定采用简易工况法。常用的简易工况法为稳态工况法（ASM）和瞬态工况法。

（1）稳态工况法 稳态工况法（ASM）运转循环由ASM5025和ASM2540两个稳态工况构成，见图8-1。试验时，通过底盘测功机对车辆加载：ASM5025工况时，测功机以25.0km/h的速度、1.475m/s²的加速度时输出功率的50%作为设定载荷对车辆加载；ASM2540工况时，测功机以40km/h的速度、1.475m/s²的加速度时输出功率的25%作为设定载荷对车辆加载。使车辆在规定负荷下等速运转，直接采样测量排放浓度。

图8-1 稳态工况法（ASM）试验运转循环(www.xing528.com)

（2）瞬态工况法 瞬态工况法由多个瞬态工况构成。在底盘测功机上进行的测试运转循环见图8-2。测试时，将汽车放置在带有负荷和惯量模拟的底盘测功机上，并根据车辆参数自动设定测功机载荷，然后按规定的运转循环用直接采样法测量排放浓度。

3.自由加速烟度法

柴油机烟度检测工况有稳态和非稳态两种。

稳态烟度检测通常在柴油机全负荷稳定运转时进行。检测过程必须对柴油机加载，因此必须在试验台架上进行。同时，许多高强化的增压柴油机，由于在加速过程中排放的废气烟度很高，因此稳态烟度检测不能反映其排放特性的全貌。

柴油机在非稳态下的排气烟度受多种不稳定因素影响，为了客观公正地反映柴油车的排烟特性，对非稳态烟度测定应有严格控制的试验程序。目前，非稳态烟度测定有自由加速法和控制加速法两种规范，我国使用的是自由加速法。自由加速法指柴油机从怠速状态突然加速至高速空载转速过程中进行排气烟度测定的一种方法。由于自由加速法不需对柴油机加载，因此适应于检测站对在用柴油车的年检以及环保部门对柴油车的监测。

图8-2 瞬态工况运转循环图

（1）自由加速工况 自由加速工况指在发动机怠速下，迅速但不猛烈地踏下加速踏板，使喷油泵供给最大油量。在发动机达到调速器允许的最大转速前，保持此位置。一旦达到最大转速，立即松开加速踏板，使发动机恢复至怠速。应于20s内完成规定循环。自由加速试验循环见图8-3。其中，前三次自由加速过程清除排气系统中的积存物；后四次用于测量取样，并以后3次读数的算术平均值作为所测烟度值。

图8-3 自由加速烟度测试规范

（2）测试程序 自由加速烟度检测所用的仪器为：滤纸式烟度计或不透光烟度计。其测试程序为：

1）安装取样探头：将取样探头固定于排气管内，插深等于300mm，并使其中心线与排气管轴线平行。

2）吹除积存物：按自由加速工况进行3次，以清除排气系统中的积存物。

3）测量取样：将抽气泵开关置于加速踏板上，按自由加速工况及规定的循环测量4次，取后3次读数的算术平均值即为所测烟度值。

4）当汽车发动机出现黑烟冒出排气管的时间和抽气泵开始抽气的时间不同步的现象时，应取最大烟度值。