閔浪 鄭永明 李世峰

摘 要：隨著目前我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車輛已經(jīng)在我國居民中廣泛的普及，同時(shí)隨著機(jī)動(dòng)車輛的銷售量和保有量在市場(chǎng)中的快速增加，汽車運(yùn)行過程中的尾氣排放已對(duì)當(dāng)前我國的大氣造成了嚴(yán)重的污染。因此為了應(yīng)對(duì)汽車尾氣污染這一問題，我國當(dāng)下對(duì)輕型車輛上加裝了用于監(jiān)測(cè)汽車排放系統(tǒng)的車載診斷OBD系統(tǒng)，本文中主要研究了汽油品質(zhì)對(duì)汽車排放及OBD系統(tǒng)的影響，文中首先分析了我國現(xiàn)階段輕型汽車排放限值及測(cè)量方法，然后對(duì)排放控制車載診斷OBD系統(tǒng)的基本概述進(jìn)行分析。之后再對(duì)汽油品質(zhì)對(duì)汽車排放的相關(guān)因素影響和汽油品質(zhì)對(duì)OBD系統(tǒng)的影響進(jìn)行闡述，來為我國的汽車尾氣排放治理提供一些參考意見。

關(guān)鍵詞：汽油品質(zhì);汽車排放;OBD系統(tǒng);具體影響

1 引言

汽車尾氣排放已經(jīng)成為當(dāng)前我國社會(huì)中對(duì)大氣造成較為嚴(yán)重污染的一個(gè)因素，這主要源于汽車尾氣中含有大量的一氧化碳、二氧化氮、一氧化氮的有毒氣體。同時(shí)隨著居民收入不斷提高，消費(fèi)不斷升級(jí)，城市化逐步推進(jìn)我國目前已經(jīng)成為世界第一大汽車生產(chǎn)國和消費(fèi)國，目前市場(chǎng)上的汽車保有量和增長(zhǎng)量還將持續(xù)的增加，所以現(xiàn)階段做好汽車尾氣的排放保護(hù)工作，可以進(jìn)一步促進(jìn)我國城市的可持續(xù)發(fā)展。在這個(gè)過程中，就需要逐步的提高當(dāng)前我國城市車輛的排放標(biāo)準(zhǔn)，來對(duì)機(jī)動(dòng)車車輛的污染進(jìn)行源頭的控制。在結(jié)合歐美等其他發(fā)達(dá)國家對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行控制的過程中可以發(fā)現(xiàn)，這些國家對(duì)新車的排放標(biāo)準(zhǔn)和汽車的使用具有極大的限制，歐美國家每隔3～4年就會(huì)將汽車的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行提高。所以我國在對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣排放進(jìn)行治理的過程中，也在根據(jù)自身的國情對(duì)機(jī)動(dòng)車的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定和分階段實(shí)施，只有這樣才可以進(jìn)一步的提高我國城市區(qū)域大氣環(huán)境的綜合質(zhì)量。

在本次研究中主要調(diào)查了汽油品質(zhì)對(duì)汽車尾氣排放及OBD系統(tǒng)的影響，通過本次研究便可以更好的在汽車使用過程中，通過應(yīng)用OBD系統(tǒng)來監(jiān)測(cè)汽車尾氣污染物質(zhì)的排放水平，控制對(duì)劣質(zhì)油品的使用。

2 我國現(xiàn)階段輕型汽車污染排放限值

在2016年12月底，我國環(huán)境保護(hù)部門與國家質(zhì)量監(jiān)督檢查檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了國六排放標(biāo)準(zhǔn)《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國第六階段）》（本文主要討論標(biāo)準(zhǔn)中車載診斷OBD系統(tǒng)部分，簡(jiǎn)稱為國六OBD法規(guī)），其中公布了第6階段對(duì)輕型汽車的排放OBD控制要求。同時(shí)規(guī)定在2020年7月1日起，我國市場(chǎng)上的所有銷售及注冊(cè)登記新型汽車都應(yīng)符合國六標(biāo)準(zhǔn)。

3 排放控制車載診斷OBD系統(tǒng)的基本概述

OBD系統(tǒng)在車輛應(yīng)用過程中可以準(zhǔn)確的識(shí)別車輛使用過程中的故障區(qū)域，這主要源于OBD系統(tǒng)是由診斷軟件、傳感器、執(zhí)行器這三個(gè)部分組成，是對(duì)排放相關(guān)的功能和元器件，利用硬件或軟件進(jìn)行監(jiān)控，并以MIL燈和DTC故障碼的形式提醒駕駛員進(jìn)行相應(yīng)檢查維修的一個(gè)系統(tǒng)，其最初是為了滿足環(huán)保法規(guī)，而檢測(cè)車輛排放是否超標(biāo)的一個(gè)系統(tǒng)。車輛中通過裝備OBD系統(tǒng)便可以在車輛使用期限內(nèi)，識(shí)別導(dǎo)致車輛尾氣排放超標(biāo)的故障，并對(duì)車輛發(fā)生故障的損壞類型和故障可能存在的位置進(jìn)行大致預(yù)估，同時(shí)OBD系統(tǒng)還可以將車輛發(fā)生的具體故障，以故障代碼的方式，將該信息儲(chǔ)存在電控單元存儲(chǔ)器內(nèi)。

當(dāng)前在我國機(jī)動(dòng)車市場(chǎng)中通過應(yīng)用OBD系統(tǒng)和尾氣排放新標(biāo)準(zhǔn)，便可以較好的控制機(jī)動(dòng)車在使用過程中的尾氣污染問題，同時(shí)進(jìn)一步的改善當(dāng)前我國的大氣環(huán)境。此外，OBD系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中可以對(duì)車輛使用中的排放限制要求和控制性能耐久性進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，這樣就可以確保車輛全生命周期應(yīng)用過程中的車載診斷系統(tǒng)和相應(yīng)的設(shè)備功能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 汽油品質(zhì)對(duì)汽車排放的相關(guān)影響因素

4.1 汽油中辛烷值對(duì)汽車排放的影響

汽油中的辛烷是衡量汽油抗震抗爆的指標(biāo)，在我國的汽油品種中如果汽油中的辛烷值達(dá)到了100，那么便是屬于抗爆性能較好的異辛烷，屬于C8H18類型;如果汽油中的辛烷值為0，那么便是屬于抗爆性能較差的正庚烷，屬于C7H16類型，同時(shí)這兩種類型的辛烷在應(yīng)用過程中的功能也不盡相同。依測(cè)定條件不同汽油中的辛烷值可以分別從馬達(dá)法辛烷值和研究法辛烷值，研究中發(fā)現(xiàn)研究法辛烷值測(cè)定在低速下具的爆震工況，而對(duì)于馬達(dá)法辛烷值在應(yīng)用過程中則具有較高的敏感性。

同時(shí)汽車的燃油系統(tǒng)也是根據(jù)某一特定的辛烷值進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整，如果用戶在使用汽車過程中所加的汽油內(nèi)部辛烷值低于相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，那么就可能導(dǎo)致汽車在使用過程中出現(xiàn)爆震的可能，從而導(dǎo)致汽車發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞。在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部安裝了爆震傳感器的汽車，在ECU控制下可以推遲點(diǎn)火的時(shí)間從而減輕爆震。但是這樣往往會(huì)導(dǎo)致汽車尾氣排放劣化，發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)表明，在均質(zhì)混合汽油機(jī)的過量空氣系數(shù)范圍內(nèi)，推遲點(diǎn)火角后，缸內(nèi)混合氣燃燒不均勻度增加，非正常燃燒加劇，導(dǎo)致HC排放大大增加，CO和NOx生成量也會(huì)明顯增大。同時(shí)由于動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性下降明顯，實(shí)際駕駛中會(huì)猛踩油門，導(dǎo)致瞬間噴油量增加，整車排放和油耗也會(huì)持續(xù)升高。

4.2 汽油的揮發(fā)性對(duì)汽車排放的影響

國六法規(guī)中加嚴(yán)了汽車蒸發(fā)排放限值和特別增加加油污染物排放試驗(yàn)及相應(yīng)的OBD監(jiān)測(cè)。汽油中的揮發(fā)性主要是用來表示汽油汽化過程中的傾向指標(biāo)，汽油的揮發(fā)性在發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用過程中可以說直接決定著汽車的尾氣排放、蒸發(fā)加油排放和汽車的使用性能，如果汽車所使用的汽油揮發(fā)性較高，那么便會(huì)提高汽油的蒸汽壓強(qiáng)，從而使汽車中的汽油機(jī)易于啟動(dòng)，但是會(huì)增加汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部氣阻傾向和汽油揮發(fā)量。如果汽車在低溫下為了保證汽車可以順利的發(fā)動(dòng)，使用揮發(fā)性較大的汽油，需要保證較高的蒸汽壓。研究顯示蒸汽壓的大小直接取決于汽車的排放量，揮發(fā)性過強(qiáng)會(huì)引起汽油蒸發(fā)和加油排放污染物增加，加重燃油蒸發(fā)控制炭罐的工作負(fù)荷，以及導(dǎo)致氣阻、油耗上升，高溫駕駛性變差等問題，而揮發(fā)性過弱又會(huì)導(dǎo)致冷啟動(dòng)性能差，預(yù)熱暖車、低溫排放量的巨大增加。

4.3 汽油的芳烴含量對(duì)汽車排放的影響

汽車汽油中的芳烴含量主要是指至少有一個(gè)苯環(huán)的燃油分子，從理論意義上分析汽油中主要是有芳烴組合而成，芳烴同時(shí)也是組成汽油的高能密度燃油分子。但是如果汽油中的芳烴含量如果過大，便會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在應(yīng)用過程中的沉積物增多，同時(shí)由于重芳烴和其他高分子量化合物進(jìn)行同時(shí)使用過程中，會(huì)進(jìn)一步的增加汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的沉積物，這樣就會(huì)增加汽車尾氣的排放量，主要是會(huì)增加汽車尾氣排放中的HC、NOX、CO2等廢氣污染物的排放。

有關(guān)科學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)，汽油中的芳烴含量減少那么就可以有效的降低汽車在應(yīng)用過程中的尾氣排放量，同時(shí)在美國AQIRP調(diào)查實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，汽油中所使用的芳烴是汽車尾氣排放中毒物影響最大的一個(gè)因素，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)將實(shí)驗(yàn)中汽油總芳烴量從45%下降至20%，那么就可以明顯的發(fā)現(xiàn)汽車尾氣排放中的有毒成分減少28%。

5 汽油品質(zhì)對(duì)OBD系統(tǒng)的影響

5.1 汽油中的硫含量對(duì)催化監(jiān)測(cè)器的影響

汽油中的硫化物對(duì)汽車尾氣的排放具有較大程度的影響，這主要取決于汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用過程中的催化劑配方和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)所給汽油提供的運(yùn)行環(huán)境。隨著當(dāng)前我國環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車尾氣排放的要求逐漸嚴(yán)格，我國國六汽油車燃料中所使用的硫含量已經(jīng)控制在10mg/kg的低水平，這樣才可以降低汽車尾氣中污染物質(zhì)的排放。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)汽油中的硫化物，即使在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部經(jīng)過充分的燃燒，那么也會(huì)氣排放的過程中以二氧化硫的形式存在，因此對(duì)于中低排量的車輛來說，汽油中的硫化物會(huì)對(duì)車輛的尾氣排放產(chǎn)生顯著的影響，在實(shí)踐過程中，如果汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)化效率下降，那么低排量車輛在尾氣排放中的有毒物質(zhì)會(huì)明顯下降20%～30%。

同時(shí)汽車OBD系統(tǒng)中催化器的OBD診斷策略主要基于催化器儲(chǔ)氧能力來診斷催化器的轉(zhuǎn)化效率，安裝于催化器上下游的兩個(gè)氧傳感器可以通過精確的控制策略對(duì)催化器的儲(chǔ)氧能力進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，當(dāng)進(jìn)入適宜的診斷工況，系統(tǒng)通過混合氣控制以及氧傳感器信號(hào)變化可以計(jì)算得到催化器的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)氧量，當(dāng)催化器失效時(shí)，儲(chǔ)氧量降低，系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)報(bào)出故障的后氧傳感器的響應(yīng)速率。如果汽車內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)的催化器在過量的硫環(huán)境下工作，使催化劑性能降低，這就會(huì)導(dǎo)致汽車發(fā)動(dòng)機(jī)催化劑的儲(chǔ)存氧能力下降，OBD故障率會(huì)大大增加。如果增加OBD系統(tǒng)系統(tǒng)中的后氧傳感器指數(shù)，那么當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中硫含量增加時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的催化劑配方、催化劑和后氧傳感器的運(yùn)行環(huán)境都會(huì)受到一定的干擾。所以，汽油中的硫含量增加或者是減少，那么都會(huì)對(duì)汽車中OBD系統(tǒng)的后氧傳感器指數(shù)的增長(zhǎng)和下降產(chǎn)生一定的影響，并且會(huì)增加相對(duì)于原來數(shù)倍的測(cè)試試驗(yàn)數(shù)據(jù)來盡可能的提高數(shù)據(jù)可靠性以及診斷機(jī)會(huì)（IUPR），同時(shí)也要建立更為精確的儲(chǔ)氧量計(jì)算模型，標(biāo)定開發(fā)工作量也急劇上升。

5.2 汽油中的有害物質(zhì)對(duì)OBD系統(tǒng)的影響

當(dāng)前我國汽油中的烯烴含量由國二時(shí)期的20%左右下降至國六基準(zhǔn)油的10%～15%之間，這也是我國汽車尾氣排放中污染物改善較明顯的原因之一。同時(shí)明確表示汽車燃油中的清洗膠質(zhì)不能超過5mg/100ml，汽車燃油中的未清洗膠質(zhì)不能超過30mg/100ml，避免了汽車在使用過程中的烯烴和膠質(zhì)發(fā)生堆積，造成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口處形成積炭，從而降低汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油嘴堵塞等使用性能，并且也影響了汽車運(yùn)行的排放和耐久性的OBD監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

6 結(jié)束語

本文研究了汽油品質(zhì)對(duì)汽車排放及OBD系統(tǒng)的影響，也發(fā)現(xiàn)車用燃油的標(biāo)準(zhǔn)不僅決定著當(dāng)前我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用過程中的性能，同時(shí)還決定著最新汽車污染物的排放控制標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行。

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