《汽車維護(hù)與修理》雜志社 李東江

在國(guó)內(nèi)外汽車燃料資源日益枯竭和節(jié)能環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)的背景下，世界各國(guó)逐漸開始研發(fā)和應(yīng)用新能源汽車，如氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車、燃料電池汽車、純電動(dòng)汽車等，以期能夠降低對(duì)燃油的消耗和減少尾氣排放。機(jī)動(dòng)車排放的尾氣中含有大量的鉛化合物、二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NOx）、碳?xì)浠衔铮℉C）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）及顆粒物等，會(huì)對(duì)人體及自然環(huán)境造成巨大的危害。目前，世界各國(guó)都制定了機(jī)動(dòng)車尾氣排放的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，如果采用的尾氣檢測(cè)方法不合理，勢(shì)必會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，導(dǎo)致尾氣超標(biāo)的機(jī)動(dòng)車上路行駛，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此，為了嚴(yán)格控制機(jī)動(dòng)車尾氣排放，公安交通管理部門、生態(tài)環(huán)境部門及國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理部門應(yīng)該充分發(fā)揮自身的作用，對(duì)多種尾氣檢測(cè)方法的優(yōu)劣進(jìn)行比較，以選擇出更加科學(xué)、合理的尾氣檢測(cè)方法。

1 機(jī)動(dòng)車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施情況

與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)機(jī)動(dòng)車尾氣排放法規(guī)起步較晚，但隨著機(jī)動(dòng)車尾氣污染的日趨加重，越來(lái)越深受人們的關(guān)注。2013年7月1日起所有生產(chǎn)、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車必須符合國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)的要求。接下來(lái)，又分別于2017年7月1日起和2018年1月1日起全面實(shí)施重型柴油車國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)和輕型柴油車國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)。2016年，國(guó)家環(huán)境保護(hù)部發(fā)布了《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第六階段）》（GB 18352.6—2016），規(guī)定從2020年7月1日起所有銷售和注冊(cè)登記的輕型汽車全面實(shí)施輕型汽車國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)。2018年，國(guó)家生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《重型柴油車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第六階段）》（GB 17691—2018），規(guī)定從2021年7月1日起所有生產(chǎn)、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的重型柴油車全面實(shí)施重型柴油車國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)。生態(tài)環(huán)境部和國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局于2018年9月發(fā)布了《汽油車污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）》（GB 18285—2018）和《柴油車污染物排放限值及測(cè)量方法（自由加速法和加載減速法）》（GB 3847—2018），分別代替了2005版的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2 常用機(jī)動(dòng)車尾氣排放檢測(cè)方法解析

常見的機(jī)動(dòng)車尾氣排放檢測(cè)方法有無(wú)載荷檢測(cè)法、有載荷檢測(cè)法和遙感檢測(cè)法等幾種。

2.1 無(wú)負(fù)荷檢測(cè)法

無(wú)負(fù)荷檢測(cè)法就是在對(duì)車輛進(jìn)行尾氣檢測(cè)時(shí)車輛沒有負(fù)載，檢測(cè)被檢車輛處于怠速狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的尾氣排放結(jié)果。無(wú)負(fù)荷檢測(cè)法主要包括怠速法（汽油車）、雙怠速法（汽油車）和自由加速法（柴油車）等。

2.1.1 怠速法

怠速法是通過(guò)便攜式尾氣檢測(cè)儀，在被檢車輛（汽油車）怠速工況下檢測(cè)其污染物排放濃度的一種方法。怠速法反映的只是汽油車在怠速狀態(tài)下空負(fù)荷時(shí)的尾氣排放情況，此時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)為貧氧偏濃燃燒，主要產(chǎn)生CO和HC，所測(cè)得的排放結(jié)果與汽車實(shí)際運(yùn)行時(shí)所排放的尾氣中的有害物質(zhì)的含量有較大差異，特別是無(wú)法檢測(cè)NOx，這是因?yàn)镹Ox是汽車處在大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)才產(chǎn)生的一種有害氣體，在怠速時(shí)，由于其排放量較小很難檢測(cè)到。怠速法的工況遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電控燃油噴射+三元催化轉(zhuǎn)化器的汽油車排放控制技術(shù)發(fā)展，對(duì)新生產(chǎn)的、車況較好的在用汽油車，怠速法的尾氣排放檢測(cè)結(jié)果幾乎為零。

2.1.2 雙怠速法

汽油車雙怠速法是指在用車在怠速工況（汽車發(fā)動(dòng)機(jī)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工況，即離合器處于接合位置，變速器處于空擋位置，自動(dòng)變速器車處于P擋，加速踏板處于完全松開位置）和高怠速工況（即離合器處于接合位置，變速器處于空擋位置，自動(dòng)變速器車處于P擋，用加速踏板將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制在規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速，輕型車的高怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定為2 500 r/min±200 r/min，重型車的高怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定為1 800 r/min±200 r/min）下，測(cè)量尾氣中CO和HC體積濃度排放值的方法。它是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織在ISO3929中提出，各國(guó)普遍認(rèn)可并采用。在生態(tài)環(huán)境部和國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局頒布的在用汽油車排放法規(guī)——《汽油車污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）》（GB 18285—2018）中，雙怠速法作為基本的尾氣排放測(cè)量方法，該方法等同于歐盟92/55/EEC法規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)。雙怠速法測(cè)量的主要污染物是CO和HC。GB 18285—2018規(guī)定氣體分析儀應(yīng)至少能測(cè)量汽車排氣中的CO、CO2、HC和O2等4種成分的體積分?jǐn)?shù)（或濃度）；對(duì)使用閉環(huán)控制電子燃油噴射系統(tǒng)和三元催化轉(zhuǎn)化器技術(shù)的車輛，還應(yīng)能根據(jù)上數(shù)參數(shù)的測(cè)量結(jié)果同時(shí)計(jì)算出過(guò)量空氣系數(shù)（λ）的數(shù)值；CO、CO2、HC的測(cè)量應(yīng)采用不分光紅外線法（NDIR），O2可采用電化學(xué)電池法或其他等效方法。雙怠速法的主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)測(cè)試儀器的要求不高，簡(jiǎn)單易行，對(duì)高排放車輛的尾氣測(cè)量有一定的辨識(shí)率。

用雙怠速法進(jìn)行尾氣排放檢測(cè)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)應(yīng)裝有空氣濾清器，排氣系統(tǒng)應(yīng)裝有排氣消聲器和排氣后處理裝置，排氣系統(tǒng)不允許有泄漏，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液或潤(rùn)滑油溫度應(yīng)不低于80 ℃（或達(dá)到汽車使用說(shuō)明書規(guī)定熱狀態(tài)）；通常是在被檢測(cè)機(jī)動(dòng)車空檔狀態(tài)下，將發(fā)動(dòng)機(jī)從怠速狀態(tài)加速至70%額定轉(zhuǎn)速（或企業(yè)規(guī)定的暖機(jī)轉(zhuǎn)速），運(yùn)轉(zhuǎn)30 s后降至高怠速狀態(tài)，將雙怠速法排放測(cè)試儀取樣探頭插入排氣管中，深度不少于400 mm，并固定在排氣管上；維持15 s后，由具有平均值計(jì)算功能的雙怠速法排放測(cè)試儀讀取30 s內(nèi)的平均值，此值即為高怠速污染物測(cè)量結(jié)果。對(duì)使用閉環(huán)控制電子燃油噴射系統(tǒng)和三元催化轉(zhuǎn)化器技術(shù)的車輛，還應(yīng)能根據(jù)上數(shù)參數(shù)的測(cè)量結(jié)果同時(shí)計(jì)算出過(guò)量空氣系數(shù)（λ）的數(shù)值。發(fā)動(dòng)機(jī)從高怠速降至怠速狀態(tài)15 s后，由具有平均值計(jì)算功能的雙怠速法排放測(cè)試儀讀取30 s內(nèi)的平均值，此值即為怠速污染物測(cè)量結(jié)果。在測(cè)試過(guò)程中，如果任何時(shí)刻CO與CO2的濃度之和小于6.0%，或發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，應(yīng)終止測(cè)試，排放測(cè)量結(jié)果無(wú)效，需要重新進(jìn)行測(cè)試。若為多排氣管車輛，應(yīng)取各排氣管測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果。

2.1.3 怠速法和雙怠速法在實(shí)際使用中存在的問題

無(wú)論是怠速法還是雙怠速法在實(shí)際使用中都存在如下問題。

（1）用怠速法和雙怠速法測(cè)試舊的、技術(shù)落后車輛的尾氣排放會(huì)取得很好的效果；但在測(cè)試電控汽車、裝有三元催化轉(zhuǎn)化器和氧傳感器的車輛時(shí)，對(duì)高污染測(cè)量的識(shí)別率不高，因?yàn)樵谌呋D(zhuǎn)化器效率下降時(shí)，轉(zhuǎn)速相對(duì)較低的怠速工況時(shí)其轉(zhuǎn)換效率可能仍然較高，而轉(zhuǎn)速相對(duì)較高的中、大負(fù)荷工況，其轉(zhuǎn)換效率會(huì)急劇下降。

（2）怠速法和雙怠速法不適合測(cè)試NOx的排放量。因?yàn)樵诘∷倩蚋叩∷俟r下，NOx的排放量小，很難檢測(cè)到。

（3）怠速法和雙怠速法只是對(duì)汽車不具代表性工況進(jìn)行尾氣排放測(cè)試，不能反映汽車實(shí)際工作時(shí)的尾氣排放情況。

（4）怠速法、雙怠速法和工況法的相關(guān)性較差，對(duì)高排放車輛的識(shí)別率比較低。

2.1.4 自由加速法

壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)主要是柴油機(jī)。柴油車與汽油車相比，主要有以下兩個(gè)特征：一是在小負(fù)荷或中等負(fù)荷下，柴油機(jī)中混合氣體的平均濃度比汽油機(jī)中混合氣體濃度小很多，也就是說(shuō)在這種情況下柴油機(jī)中混合氣包含有足夠的氧氣，從而排放的尾氣中HC和CO就比較少；二是在重負(fù)荷或大負(fù)荷情況下，柴油機(jī)噴油量增大，在高溫高壓下產(chǎn)生大量的炭煙，有時(shí)會(huì)看到冒黑煙。

2019年5月1日開始實(shí)施的《柴油車污染物排放限值及測(cè)量方法（自由加速法和加載減速法）》（GB 3847—2018）規(guī)定：在采用自由加速法進(jìn)行柴油車尾氣檢測(cè)時(shí)，首先要通過(guò)目測(cè)進(jìn)行車輛排氣系統(tǒng)相關(guān)部件泄漏的檢查，并將發(fā)動(dòng)機(jī)充分預(yù)熱（在發(fā)動(dòng)機(jī)油標(biāo)尺孔位置測(cè)得的機(jī)油溫度至少為80 ℃）；在正式進(jìn)行排放測(cè)量前，應(yīng)采用3次自由加速過(guò)程或其他等效方法吹拂排氣系統(tǒng)，以清掃排氣系統(tǒng)中的殘留污染物；有手動(dòng)選擇行駛模式功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車應(yīng)切換到最大燃料消耗模式進(jìn)行測(cè)試，如無(wú)最大燃料消耗模式，則切換到混合動(dòng)力模式進(jìn)行測(cè)試，在測(cè)試時(shí)若發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)熄火自動(dòng)切換到純電模式，無(wú)需中止測(cè)試，可進(jìn)行至測(cè)試結(jié)束；發(fā)動(dòng)機(jī)（包括廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)）在每個(gè)自由加速循環(huán)的開始點(diǎn)均處于怠速狀態(tài)，對(duì)于重型車用發(fā)動(dòng)機(jī)，將加速踏板松開后至少要等待10 s；在進(jìn)行自由加速測(cè)量時(shí)，必須在1 s時(shí)間內(nèi)，將加速踏板連續(xù)完全踩到底，使供油系統(tǒng)在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大供油量；對(duì)每個(gè)自由加速測(cè)量，在松開加速踏板前，發(fā)動(dòng)機(jī)必須達(dá)到斷油轉(zhuǎn)速；對(duì)于使用自動(dòng)變速器的車輛，應(yīng)達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（如果無(wú)法達(dá)到，不應(yīng)小于額定轉(zhuǎn)速的2/3）。檢測(cè)結(jié)果取最后3次自由加速煙度測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值。采用該方法可以簡(jiǎn)單有效判斷被檢車輛的供油系統(tǒng)是否工作正常。

對(duì)于柴油車就是在自由加速工況采用柴油車煙度計(jì)（不透光煙度計(jì)）進(jìn)行尾氣排放的檢測(cè)。GB 3847—2018要求，不透光煙度計(jì)顯示儀表應(yīng)有兩種計(jì)量單位，一種為絕對(duì)光吸收系數(shù)單位，從0到趨于∞（m-1），另一種為不透光度的線性分度單位，從0%到100%，兩種計(jì)量單位的量程均應(yīng)以光全通過(guò)時(shí)為0，全遮擋時(shí)為滿量程。在每次檢測(cè)前都要對(duì)不透光煙度計(jì)進(jìn)行0%和100%點(diǎn)的不透光度檢查。

不透光式煙度計(jì)是根據(jù)煙光線通過(guò)尾氣的程度來(lái)計(jì)量尾氣排放的，也成為光吸收系數(shù)，其單位為m-1。自由加速法在操作時(shí)人為影響因素比較大，在檢測(cè)過(guò)程中，要求必須在1 s時(shí)間內(nèi)，將加速踏板連續(xù)完全踩到底，使供油系統(tǒng)在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大供油量，不同檢測(cè)人員踩加速踏板的速度、力量的差異很難控制，不確定性較大，從而造成檢測(cè)結(jié)果的重復(fù)性很差。更重要的是自由加速測(cè)量過(guò)程中不帶負(fù)荷，不能真實(shí)反映汽車行駛過(guò)程中的情況，有時(shí)候自由加速法會(huì)出現(xiàn)冒黑煙和抽氣泵抽氣時(shí)間不一致的現(xiàn)象，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果偏差太大。2019年5月1日開始實(shí)施的《柴油車污染物排放限值及測(cè)量方法（自由加速法和加載減速法）》（GB 3847—2018）增加了氮氧化物排放限值的檢測(cè)，而自由加速法不能檢測(cè)氮氧化物。

無(wú)論是汽油車的怠速法/雙怠速法，還是柴油車的自由加速法，由于進(jìn)行尾氣排放檢測(cè)時(shí)車輛均無(wú)負(fù)荷，因此都存在一個(gè)共同的缺點(diǎn)，那就是尾氣檢測(cè)結(jié)果的代表性和真實(shí)性差，而采用有負(fù)荷檢測(cè)法進(jìn)行機(jī)動(dòng)車尾氣檢測(cè)則可以解決上述問題。

2.2 有負(fù)荷檢測(cè)法

為了滿足NOx的排放控制，需要用有負(fù)荷的測(cè)試方法對(duì)在用車尾氣排放進(jìn)行檢測(cè)。在用車有負(fù)荷檢測(cè)法是將車輛置于底盤測(cè)功機(jī)上（一種加載裝置），車輛按規(guī)定車速在底盤測(cè)功機(jī)的滾筒上“行駛”。驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，底盤測(cè)功機(jī)會(huì)按照檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)事先設(shè)定向滾筒、最終向驅(qū)動(dòng)輪施加一定的負(fù)荷，來(lái)模擬汽車道路行駛阻力。車輛按一定的速度、克服一定的阻力走完試驗(yàn)工況，同時(shí)測(cè)量尾氣中污染物含量。與新車有載荷法試驗(yàn)相比，設(shè)備、儀器進(jìn)行了簡(jiǎn)化，試驗(yàn)時(shí)間也縮短很多，稱為在用車尾氣檢測(cè)的“工況法”。

所謂工況法是指按照常用的工況模型測(cè)量或檢測(cè)汽車燃油、排放等性能的一種試驗(yàn)方法。顧名思義就是模擬被檢測(cè)車輛在道路上實(shí)際運(yùn)行時(shí)的怠速、加速、減速等工況下污染物排放量情況，并據(jù)此檢測(cè)其所排放的污染物濃度。工況法主要有穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）、瞬態(tài)工況法（IM240/IM195）、簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法（IG240/IG195）、柴油車加載減速法（Lug Down）、中國(guó)典型城市公交工況法等。除了檢測(cè)排放之外，對(duì)于油耗也應(yīng)該進(jìn)行檢測(cè)。油耗的檢測(cè)可以采用碳平衡法，輕型車可以利用簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法（IG195）進(jìn)行測(cè)量后換算得到油耗值。

2.2.1 穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）

穩(wěn)態(tài)工況法（ASM，Acceleration Simulation Mode）是最簡(jiǎn)單的有負(fù)荷測(cè)試方法，它是1988年由美國(guó)加州西南研究所和Sierra研究所共同研究開發(fā)的一種由5025和2540兩個(gè)穩(wěn)態(tài)工況的組合工況。2019年5月1日正式實(shí)施的《汽油車污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法和簡(jiǎn)易工況法）》（GB 18285—2018）提出采用ASM作為在用車排放檢測(cè)的一種簡(jiǎn)易工況法，在底盤測(cè)功機(jī)上的測(cè)試運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)由ASM5025和ASM2540兩個(gè)典型的等速有負(fù)荷運(yùn)行工況組成。

ASM5025工況測(cè)試時(shí)，應(yīng)關(guān)閉車輛的空調(diào)、暖風(fēng)等附屬裝備，對(duì)具有牽引力控制功能的車輛，應(yīng)關(guān)閉牽引力控制裝置；將排氣分析儀取樣探頭插入排氣管中（插入深度至少為400 mm）；經(jīng)預(yù)熱（車輛無(wú)負(fù)荷的狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)在2 500 r/min轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)240 s；車輛在測(cè)功機(jī)上，按ASM5025工況連續(xù)運(yùn)行60 s）后的車輛（對(duì)于自動(dòng)變速器車輛應(yīng)置于D擋，對(duì)于手動(dòng)變速器車輛應(yīng)使用2擋，如果2擋所能達(dá)到的最高車速低于45 km/h可使用3擋），讓被檢車輛在底盤測(cè)功機(jī)上以25.0 km/h的速度穩(wěn)定運(yùn)行（在測(cè)試工況計(jì)時(shí)過(guò)程中不允許對(duì)車輛制動(dòng)），系統(tǒng)根據(jù)測(cè)試車輛的基準(zhǔn)質(zhì)量自動(dòng)施加規(guī)定的載荷，測(cè)試過(guò)程中應(yīng)保持施加的轉(zhuǎn)矩恒定，車速控制在規(guī)定的誤差范圍（±2 km）內(nèi)。ASM5025工況的時(shí)間長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)90 s，整個(gè)測(cè)試工況最大時(shí)間長(zhǎng)度不能超過(guò)145 s。如果所有檢測(cè)污染物連續(xù)10 s的平均值經(jīng)修正后均不大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，則被檢車輛應(yīng)被判定為ASM5025工況排放檢驗(yàn)合格。如果任何一種污染物連續(xù)10 s的平均值修正后超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，則應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行ASM2540工況檢測(cè)。

ASM5025工況排放檢驗(yàn)不合格的量，需要繼續(xù)進(jìn)行ASM2540工況排放檢驗(yàn)。被檢車輛在ASM5025工況結(jié)束后應(yīng)立即加速運(yùn)行至40.0 km/h，測(cè)功機(jī)根據(jù)測(cè)試車輛的基準(zhǔn)質(zhì)量自動(dòng)施加規(guī)定的載荷，測(cè)試過(guò)程中應(yīng)保持施加的轉(zhuǎn)矩恒定，車速控制在規(guī)定的誤差范圍（±2 km）內(nèi)。如果所有檢測(cè)污染物連續(xù)10 s的平均值經(jīng)修正后均不大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，則被檢車輛應(yīng)被判定為ASM2540工況排放檢驗(yàn)合格。如果任何一種污染物連續(xù)10 s的平均值修正后超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，則判定為排放測(cè)試結(jié)果不合格。

ASM5025和ASM2540工況的時(shí)間長(zhǎng)度均不應(yīng)超過(guò)90 s，整個(gè)測(cè)試工況最大時(shí)間長(zhǎng)度不能超過(guò)145 s。穩(wěn)態(tài)工況測(cè)試中，在任何時(shí)刻，如果CO與CO2濃度之和小于6.0%，或發(fā)動(dòng)機(jī)在任何時(shí)間熄火，應(yīng)終止測(cè)試，排放測(cè)量結(jié)果無(wú)效。無(wú)論是在哪個(gè)測(cè)試工況下，測(cè)試結(jié)果均取最后一次的10 s內(nèi)經(jīng)過(guò)修正的平均值。

穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）采用的排氣分析系統(tǒng)應(yīng)由至少能自動(dòng)測(cè)量HC、CO、CO2、NO、O2等5種氣體濃度的分析儀器組成。對(duì)CO、HC和CO2的測(cè)量推薦采用不分光紅外線法（NDIR）；對(duì)NO的測(cè)量?jī)?yōu)先采用紅外線法（IR）、紫外線法（UV）或化學(xué)發(fā)光法（CLD），采用電化學(xué)法的NO分析儀將于2020年5月前停止使用；對(duì)O2的測(cè)量可以采用電化學(xué)法或其他方法。

穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）是有負(fù)荷測(cè)試，能夠測(cè)量判斷車輛NOx排放的好壞，對(duì)高排放車輛的識(shí)別能力要好于怠速法或雙怠速法，且其設(shè)備使用和維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較低，操作簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)，一是其測(cè)試工況只有兩個(gè)車速，工況單一，與汽車實(shí)際行駛時(shí)的排放狀況仍有差異，這兩個(gè)工況下的排放即使合格，并不能保證車輛在其他工況下的排放也合格；二是由于采用等速等負(fù)荷的穩(wěn)態(tài)工況，與采用瞬態(tài)工況新車工況差異較大；三是車輛在實(shí)際使用過(guò)程中排放較差的加速、減速工況所占的比例較大，因此這種方法并不能判別加減速過(guò)程中的排放優(yōu)劣；四是由于直接對(duì)尾氣進(jìn)行取樣分析，造成檢測(cè)結(jié)果為濃度排放而非質(zhì)量排放，發(fā)動(dòng)機(jī)排量小的車輛排放質(zhì)量少，排量大的車輛排放質(zhì)量多，但其排放濃度卻有可能相同，因此用ASM對(duì)不同發(fā)動(dòng)機(jī)排量的車輛進(jìn)行尾氣檢測(cè)是欠公允的；五是ASM與新車工況及其他瞬態(tài)加載簡(jiǎn)易工況的相關(guān)性較差。

2.2.2 瞬態(tài)工況法和簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法

2.2.2.1 IM240瞬態(tài)工況法和IG240簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法

IM240瞬態(tài)工況法和IG240簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法是相對(duì)于美國(guó)新車型式認(rèn)證的簡(jiǎn)易工況，其試驗(yàn)工況采用美國(guó)聯(lián)邦新車型式認(rèn)定用測(cè)試規(guī)程FTP（聯(lián)邦測(cè)試局）曲線前0 s～333 s的2個(gè)峰，經(jīng)修改縮短為240 s。

IM240瞬態(tài)工況法的測(cè)試設(shè)備的工作原理同新車試驗(yàn)的要求一致。采樣系統(tǒng)為定容稀釋取樣（Constant Volume Sampling，簡(jiǎn)稱CVS），HC的測(cè)量采用火焰離子檢測(cè)法（FID），CO和CO2的測(cè)量采用非擴(kuò)散型紅外線法（NDIR），NOx的測(cè)量采用化學(xué)發(fā)光法（CLA）。最后的尾氣排放測(cè)試結(jié)果以g/km表示。IM240的優(yōu)點(diǎn)是尾氣測(cè)試結(jié)果與FTP結(jié)果有很好的相關(guān)性，CO的相關(guān)因子為91.8%，HC的相關(guān)因子為94.7%，NOx的相關(guān)因子為84.3%，因此，采用IM240對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣進(jìn)行檢測(cè)的錯(cuò)叛率很低。但是，IM240是一種技術(shù)含量高的尾氣檢測(cè)方法，設(shè)備費(fèi)用昂貴，維護(hù)比較復(fù)雜，檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)檢測(cè)人員的要求較高。

IG240簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法是相對(duì)于IM240瞬態(tài)工況法而言的，IG240與IM240的試驗(yàn)循環(huán)完全相同，兩者不同的是采用系統(tǒng)和氣體分析儀采用的原理。IM240采用的是CVS定容取樣，而IG240采用的是汽車排放總量分析系統(tǒng)（Vehicle Mass Analysis System，簡(jiǎn)稱VMAS），因此業(yè)內(nèi)人士通常又稱簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法IG240為VMAS。VMAS和CVS系統(tǒng)所測(cè)量的汽車排放污染物都是以g/km為單位的，測(cè)出車輛在規(guī)定的循環(huán)工況下的排放總質(zhì)量，這較之以前的基于濃度測(cè)試的簡(jiǎn)易工況法（怠速法、雙怠速法和穩(wěn)態(tài)工況法）具有較好的科學(xué)性和較高的識(shí)別率。

2.2.2.2 IM195瞬態(tài)工況法和IG195簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法

IM195瞬態(tài)工況法和IG195簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法是相對(duì)于我國(guó)新車型式認(rèn)證的簡(jiǎn)易工況，測(cè)試循環(huán)時(shí)間為195 s。

原國(guó)家環(huán)?？偩衷谠谟密嚺欧艠?biāo)準(zhǔn)《點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法和簡(jiǎn)易工況法）》（GB 18285—2005）中提出了IM195瞬態(tài)測(cè)試工況，2019年5月1日正式實(shí)施的《汽油車污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法和簡(jiǎn)易工況法）》（GB 18285—2018）沿用了該瞬態(tài)檢測(cè)工況。IM195瞬態(tài)測(cè)試工況與《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（Ⅰ）》（GB 18352.1—2001）中規(guī)定的新車型式認(rèn)證工況的第一階段（即城市工況）的第一個(gè)循環(huán)工況完全相同，包含了怠速、加速、減速、穩(wěn)速共15種工況，能較為全面地模擬車輛在路面上的行駛情況，由于其循環(huán)測(cè)試時(shí)間為195 s，因此稱之為IM195，IM195排氣采樣與排氣分析方法采用定容采樣方法，THC（總碳?xì)浠衔铮┑臏y(cè)量采用火焰離子檢測(cè)器法（FID），CO和CO2的測(cè)量采用不分光紅外線法（NDIR），NOx的測(cè)量采用化學(xué)發(fā)光法（CLA），測(cè)試結(jié)果為排放質(zhì)量濃度，最后的尾氣排放測(cè)試結(jié)果以g/km表示，測(cè)量精確，與新車認(rèn)證檢測(cè)結(jié)果的相關(guān)性好，能有效檢測(cè)NOx的排放，且同時(shí)可以進(jìn)行碳平衡油耗計(jì)算。但I(xiàn)M195是一種技術(shù)含量高的尾氣檢測(cè)方法，設(shè)備費(fèi)用昂貴，維護(hù)比較復(fù)雜，對(duì)檢測(cè)人員的要求較高，因此國(guó)內(nèi)并無(wú)實(shí)際應(yīng)用。

簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法IG195也是《點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法和簡(jiǎn)易工況法）》（GB 18285—2005）中提出的一種簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法，2019年5月1日正式實(shí)施的《汽油車污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法和簡(jiǎn)易工況法）》（GB 18285—2018）沿用了該瞬態(tài)檢測(cè)工況。它采用的試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)與IM195瞬態(tài)工況法相同，兩者的主要區(qū)別也是在于采樣系統(tǒng)和氣體分析儀采用的原理不同。IG195簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法同IG240簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法一樣，采用的是汽車排放總量分析系統(tǒng)（Vehicle Mass Analysis System，簡(jiǎn)稱VMAS），因此業(yè)內(nèi)人士通常也把簡(jiǎn)易瞬態(tài)工況法IG195稱為VMAS。CO、HC和CO2的測(cè)量采用不分光紅外線法（NDIR）；NOx的測(cè)量有限采用紅外線法（IR）、紫外線法（UV）或化學(xué)發(fā)光法（CLD），采用電化學(xué)原理的NOx測(cè)試儀將于2020年5月前停止使用；O2的測(cè)量可以采用電化學(xué)法或其他等效方法。VMAS的設(shè)備投資中等，且測(cè)試精度與工況法的相關(guān)性較好，準(zhǔn)確率高，誤判率在5%以下（以IM240的準(zhǔn)確率為100%計(jì)算），因此隨著排放法規(guī)的日趨嚴(yán)格，這種測(cè)試方法將是我國(guó)在用車排放檢測(cè)方法發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2.2.3 ASM和VMAS的比較

ASM最大的特點(diǎn)是試驗(yàn)設(shè)備充分簡(jiǎn)化，可使用在怠速法中廣泛使用的直接取樣濃度分析儀。但是ASM的誤判率偏高，誤判率最高可達(dá)35%左右，且其排放測(cè)量是基于污染物排放濃度而不是排放質(zhì)量。

為了克服ASM與FTP相關(guān)性差，IM195雖與FTP的相關(guān)性好但其費(fèi)用太高、不利于推廣的困難，出現(xiàn)了VMAS檢測(cè)方法，這種方法吸取了IM195瞬態(tài)工況測(cè)量稀釋排氣量最終可得出污染物排放質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，也吸取了ASM直接利用便攜式氣體分析儀就可對(duì)各個(gè)污染物濃度進(jìn)行測(cè)試的長(zhǎng)處，采用了一個(gè)被稱為“氣體流量分析儀”的裝置來(lái)測(cè)得汽車的排氣流量，經(jīng)處理計(jì)算，最終可得出每種污染物每千米的排放質(zhì)量。VMAS具有以下主要特點(diǎn)：試驗(yàn)循環(huán)包含了怠速、加速、勻速和減速工況，能反映車輛實(shí)際行駛時(shí)的排放特征；由于是瞬態(tài)工況，如果因?yàn)殡妵娷嚨难鮽鞲衅饔袉栴}而造成空氣與燃料比失控，增加尾氣排污，采用ASM法很難檢測(cè)出來(lái)，但采用VMAS法則非常容易便可檢測(cè)出來(lái)；VMAS法與新車檢測(cè)有較高的相關(guān)性，尾氣檢測(cè)準(zhǔn)確率高，誤判率低（僅為5%以下）；VMAS法能檢測(cè)CO、HC和NOx三種污染物，并以g/km表示，有利于歸納排放因子，估算和統(tǒng)計(jì)城市機(jī)動(dòng)車污染物排放總量，對(duì)城市制訂機(jī)動(dòng)車污染控制規(guī)劃具有實(shí)際意義。

2.2.4 柴油車加載減速工況（Lug Down）法

根據(jù)環(huán)境保護(hù)部出臺(tái)的《中國(guó)機(jī)動(dòng)車環(huán)境管理年報(bào)（2017）》的數(shù)據(jù)，2016年我國(guó)機(jī)動(dòng)車顆粒物排放量為53.4萬(wàn)t，氮氧化物577.8萬(wàn)t，全國(guó)柴油車排放的顆粒物超過(guò)汽車排放總量的90%，氮氧化物接近70%，柴油車是大中城市大氣污染治理的重點(diǎn)。

柴油車主要以貨運(yùn)為主，往往處于滿載甚至超載的狀態(tài)下運(yùn)行，此時(shí)柴油車的功率和排放都達(dá)到了極致狀態(tài)。柴油車加載減速工況（Lug Down）法正是針對(duì)該行駛狀況設(shè)計(jì)的一種排氣檢測(cè)方法，通過(guò)底盤測(cè)功機(jī)加載模擬車輛在道路上的高負(fù)荷運(yùn)行工況，測(cè)試過(guò)程更貼近柴油車高負(fù)載實(shí)際行駛狀況，測(cè)試結(jié)果能更有效地表征柴油車的真實(shí)排放狀況。

2019年5月1日開始實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《柴油車污染物排放限值及測(cè)量方法（自由加速法和加載減速法）》（GB 3847—2018）增加了NOx排放限值的檢測(cè)，而自由加速法不能檢測(cè)NOx，只能用加載減速（Lug Down）法進(jìn)行檢測(cè)。

柴油車加載減速工況（Lug Down）法是中國(guó)香港根據(jù)柴油車行駛與排放特點(diǎn)設(shè)計(jì)的一種排氣檢測(cè)方法，主要由不透光煙度計(jì)、氮氧化物分析儀、底盤測(cè)功機(jī)檢驗(yàn)臺(tái)、計(jì)算機(jī)軟件控制系統(tǒng)等設(shè)備組成，有功率掃描和排氣測(cè)量2個(gè)測(cè)試過(guò)程。柴油車加載減速工況（Lug Down）法在選定的最大車速接近70 km/h的測(cè)試擋位下，讓被檢車輛在轉(zhuǎn)鼓上按正常路面行駛阻力達(dá)到最高車速，然后通過(guò)底盤測(cè)功機(jī)對(duì)高速運(yùn)行的被檢車輛逐步加載使車輛減速和發(fā)出滿負(fù)荷功率，尋找輪邊功率P的最大值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)鼓運(yùn)行線速度VelMaxHP值。獲得VelMaxHP值并完成掃描過(guò)程后，再次改變底盤測(cè)功機(jī)加載，將被檢車輛的車速按順序分別穩(wěn)定控制在VelMaxHP值的100%、90%和80%三個(gè)速度工況，用不透光式煙度計(jì)測(cè)量各速度工況下排氣的光吸收系數(shù)k（m-1）及100%VelMaxHP速度工況的功率值（kW），并以此判斷被檢車輛的排放是否達(dá)標(biāo)。

壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車加載減速試驗(yàn)不透光煙度檢驗(yàn)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱Lug Domn系統(tǒng)），分輕型車與重型車檢測(cè)系統(tǒng)。輕型車檢測(cè)系統(tǒng)基于輕型車（總質(zhì)量為3 500 kg以下的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車）煙度排放的測(cè)試系統(tǒng)，應(yīng)能測(cè)試最大單軸軸荷為2 750 kg的車輛。重型車檢測(cè)系統(tǒng)基于重型車（總質(zhì)量為3 500 kg以上的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車）煙度排放的測(cè)試系統(tǒng)，應(yīng)能測(cè)試最大單軸軸荷為8 000 kg以下的車輛或最大總質(zhì)量為14 000 kg的車輛；對(duì)于用于三軸六滾筒的底盤測(cè)功機(jī)應(yīng)能測(cè)試最大雙軸軸荷為22 000 kg的車輛。

用底盤測(cè)功機(jī)對(duì)被檢車輛在最接近70 km/h車速的擋位加載測(cè)量，測(cè)取與評(píng)價(jià)VelMaxHP、90%VelMaxHP、80%VelMaxHP工況下的煙度值。與自由加速法相比，柴油車加載減速工況（Lug Down）法是加載負(fù)荷的工況法，更能真實(shí)模擬汽車行駛狀況，檢測(cè)結(jié)果也更加準(zhǔn)確。但其不足是設(shè)備造價(jià)較高，且在加載檢測(cè)時(shí)車速必須達(dá)到70 km/h，安全要求比較高，對(duì)被檢車輛要做好安全防護(hù)。另外，重型柴油車加載檢測(cè)時(shí)要用到三軸六滾筒測(cè)功機(jī)，成本比較高，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。車輛檢測(cè)時(shí)也存在替代車輛進(jìn)行排氣檢測(cè)，修改車輛額定功率、額定轉(zhuǎn)速及登記日期等重要參數(shù)以改變適用標(biāo)準(zhǔn)限值；檢測(cè)操作方面主要表現(xiàn)采樣探頭插深不夠或安裝假排氣口，車輛操作不規(guī)范，車輛測(cè)試擋位選擇不正確，測(cè)試時(shí)加速踏板不踩到底，出現(xiàn)因加速踏板控制不穩(wěn)導(dǎo)致Lug Down速度與功率檢測(cè)過(guò)程曲線異常波動(dòng)情況等作弊現(xiàn)象。

2.2.5 中國(guó)典型城市公交工況法

由于城市客車（公交車）在實(shí)際道路行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速集中區(qū)域和現(xiàn)階段發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)工況（ETC）循環(huán)工作區(qū)域存在較大差異，因此發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果不能完全反映城市公交車在實(shí)際道路中的排放特性。《重型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量消耗量試驗(yàn)方法》（GB/T 19754）中提出了中國(guó)典型城市公交循環(huán)（CCBC循環(huán)，表1），對(duì)于城市客車，推薦采用2次重復(fù)的中國(guó)典型城市公交循環(huán)作為試驗(yàn)的行駛循環(huán)。關(guān)于中國(guó)典型城市公交工況法在機(jī)動(dòng)車尾氣排放中的應(yīng)用還有待進(jìn)一步的研究。

2.3 遙感檢測(cè)法

遙感檢測(cè)法是利用光學(xué)原理遠(yuǎn)距離感應(yīng)測(cè)量行駛中汽車污染物的方法，是一種不影響道路正常通行的排放測(cè)試方法，適用于在用車排放監(jiān)控抽測(cè)。

汽車尾氣排出后，會(huì)迅速擴(kuò)散形成“煙羽”。尾氣遙感檢測(cè)利用原子或分子吸收光譜法，測(cè)量煙羽中的CO2、CO、NO、HC污染物濃度；利用光通過(guò)煙羽前后的強(qiáng)度變化，測(cè)量不透光度。目標(biāo)是為了篩選5%左右的高排放車，篩選高排放車并維修治理達(dá)標(biāo)后，每年將大幅削減機(jī)動(dòng)車污染物排放。機(jī)動(dòng)車出廠及年檢等檢測(cè)，更偏重于理想狀況下的排放；遙感設(shè)備檢測(cè)到的是機(jī)動(dòng)車實(shí)時(shí)排放數(shù)據(jù)，可以積累大量數(shù)據(jù)作為后續(xù)制定新的政策，或者進(jìn)行處罰的依據(jù)，同時(shí)還可以支持保險(xiǎn)公司提高超排車輛保險(xiǎn)費(fèi)率等措施，可以評(píng)價(jià)車輛年檢機(jī)構(gòu)是否存在人為手段影響檢測(cè)結(jié)果等。但遙感檢測(cè)受使用氣候、環(huán)境等因素限制，雨雪天、霧天、揚(yáng)塵、環(huán)境溫度、氣壓、風(fēng)速等對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)有影響，而且有單車重復(fù)性差，存在無(wú)效數(shù)據(jù)等缺點(diǎn)；由于周圍環(huán)境的影響，再加上擴(kuò)散作用，煙羽會(huì)不斷地被稀釋，直接測(cè)量排氣煙羽中的各成分濃度不能有效地反映車輛的實(shí)際排放狀況，為消除煙羽擴(kuò)散對(duì)尾氣中各成分濃度的影響，通過(guò)引入燃燒方程，使用CO2作為參比氣體進(jìn)行各種排氣污染物的測(cè)量?？紤]到以車輛通過(guò)遙感檢測(cè)點(diǎn)的單次檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判定不準(zhǔn)確，可以采用2臺(tái)及以上遙感檢測(cè)設(shè)備同時(shí)檢測(cè)，有2次及以上同種污染物有效檢測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放限值，判定為不合格。不具備2臺(tái)及以上遙感檢測(cè)設(shè)備同時(shí)使用條件時(shí)，以連續(xù)3次有效檢測(cè)數(shù)據(jù)為1組，每組數(shù)據(jù)中2次及以上同種污染物檢測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放限值，判定為不合格。

表1 中國(guó)典型城市公交工況循環(huán)

遙感檢測(cè)有固定式遙感檢測(cè)和移動(dòng)式遙感檢測(cè)，其中固定式遙感檢測(cè)分為垂直式遙感檢測(cè)（光路鉛垂方向安裝）和水平式遙感檢測(cè)（光路水平方向安裝）。遙感檢測(cè)法的原理是使用攝像系統(tǒng)記錄和存儲(chǔ)車輛牌照信息，使用速度傳感器測(cè)量汽車通過(guò)時(shí)的速度和加速度，利用分析吸收光譜法測(cè)量煙羽中的CO2、CO、NO和HC的體積排放濃度，利用光通過(guò)煙羽前后的強(qiáng)度變化測(cè)量不透光度，經(jīng)程序反演后得到汽車污染物排放濃度和煙度。對(duì)于遙感檢測(cè)系統(tǒng)的安裝應(yīng)選擇合適的檢測(cè)地點(diǎn)，要是受檢車輛具有微小載荷，最好選擇具有一定坡度的上坡路段，不應(yīng)在下坡路段進(jìn)行測(cè)量。