张健松
天津市东丽区机动车排污检控站， 天津东丽区 300300
摘要：简要论述了柴油车的加减速工况和检测设备的组成、功能和要求，分析了柴油车检测CO2浓度低的原因。
关键词：柴油车；加载减速法；检测设备；检测原理
引言：加载减速法，简单说就是待检车辆在底盘测功机上，按照规定的加载减速检测程序，检测最大轮边功率和相对应的发动机转速和滚筒表面线速度，并检测最大轮边功率点和80%最大轮边功率点的排气光吸收系数及80%最大轮边功率点的氮氧化物。
1现代柴油车尾气检测技术综述
1.1柴油车尾气排放检测的意义
随着交通运输的快速发展，柴油车因其马力大、经济性能好而成为主要的道路客货运输工具。然而，柴油车的尾气排放日益污染生活环境，对大气环境和人民健康构成严重威胁。因此，柴油车尾气排放检测的准确性为尾气排放维护提供了坚实的基础。
1.2基本检测方法
柴油车尾气排放检测主要有自由加速法和加载减速法。一般情况下，柴油车采用负荷减速法进行尾气排放检测，但对于不能中断车辆主动制动功能和扭矩控制功能的车辆，紧凑型多驱动轴车辆，或全时四驱车辆等。，应使用自由加速法进行排放检测。
加载减速法检测柴油车排放的主要测量参数有:车轮功率、吸光系数、氮氧化物，其中一项不合格，则判定尾气排放结果不合格。
在用机动车尾气排放检测应达到限值a，对于机动车数量在500万辆以上的城市，或者机动车是当地大气污染的主要来源的城市，或者依法设立低排放控制区的城市，在充分征求社会各界意见，经省人民政府批准，并经国务院生态环境主管部门依法备案后，可以提前选择限值B，但应设定足够的实施过渡期。
2加载减速法的测试平台组成及原理分析
加减速法是车辆在道路上模拟滚动阻力、坡度阻力、加速阻力和空气阻力时测量车辆排气污染物的方法。在该方法中，当鼓线速度为测得的最大车轮功率(VelMaxHP)的100%时，测量排气光吸收系数k，当Velma XHP为80%时，测量氮氧化物和修正的车轮功率。检测系统的设备主要包括底盘测功机、传输烟度计、氮氧分析仪、电机变频器、计算机主控制柜、发动机转速表、驾驶员辅助仪表、车辆冷却风扇等。
加载减速法检测由三部分组成，第一部分为预检，主要是确认车辆身份及车辆技术状况；第二部分为检查检测系统及被检车辆是否适合进行检测；第三部分就是排放检测了，这个比较简单，按照系统提示操作即可。
2.1底盘测功机的功能和结构
底盘测功机主要由转鼓、动力吸收装置(PAU)、惯性模拟装置等组成。它是一种重要的室内台架试验设备，不仅可以测试汽车的动态性能，还可以测量各种工况下的排放指标。模拟汽车在道路上的实际行驶情况，测试汽车尾气排放性能。测试时，驾驶待测车辆并将其停在升降机上。升降机下降后，车辆的驱动轮落在滚轮之间。车辆驱动轮带动滚筒转动，测功机中的转速传感器测量车辆驱动轮的转速，车辆驱动轮的驱动力由PAU的力传感器测量，PAU模拟车辆行驶时的所有阻力，惯性模拟装置模拟车辆加速或滑行时的惯性力。本发明通过计算机控制系统根据来自力和速度传感器的反馈信息调节涡流测功机的电流，从而控制和调节PAU吸收功率，实现各种工况下的检测条件。
2.2不透光烟度计要求与原理
不透光烟度计采用分流式原理，采样的频率至少为 10HZ，检测的光吸收系数 K 值需要精确到 0.01m-1。采样系统应具有冷却装置，以保证采集的样气温度下降到不透光烟度计能处理的温度范围内。
不透光烟度计测量原理：当车辆排放的样气进入检测室后，检测室一端发出光源到达另一端光接收器前，流经被检测的样气， 被检测样气含碳烟越多，光接收器的接收信号越弱。然后光接收到的信号经转化处理后输至显示器中，这样就可以测试气体的不透光程度或对光的吸收程度。
2.2.1 光吸收系数 K 值的计算公式： φ=φ ×e-KL，光吸收系数 K 值与不透光度
N 值的关系：
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式中 L为通过被测样气的光通道的有效长度，φ0 为入射光通量，φ 为出射光通量。
2.3氮氧化物分析仪的设备要求和测试前的准备工作
2.3.1设备要求
在加载减速试验中，氮氧化物分析仪可使用紫外或红外以及化学发光原理，不得采用化学电池原理。其中对NO2 可以直接测量， 也可以通过转化率转化为 NO 后进行测量， 转化炉将 NO2 转化为 NO 时，转化效率应≥ 90%，转化效率要定期检验。
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尾气排放分析仪量程和准确度要求应符合表 1：
尾气排放分析仪传感器的响应时间应符合表 2：
T90 表示自传感器对输入气体有响应起至达到最终气体浓度读数 90% 所需要的时间。
T95 表示自传感器对输入气体有响应起至达到最终气体浓度读数 95% 所需要的时间。
T10 表示自传感器输出，指示开始下降起至达到气体稳定浓度读数的10% 所需的时间。
T5 表示自传感器输出，指示开始下降起至达到气体稳定浓度读数的 5% 所需的时间。
2.3.2测试前的准备工作
尾气排放分析仪应每 24 小时按照GB3847-2018 规定进行低浓度标准气体检查，分析仪读数不得超过上述表二中精确度的要求。如果单点检查不通过时，应使用高浓度标准气体进行标定（此时应同时对尾气排放分析仪传感器响应时间 T90 和 T10 进行计算和检查），然后使用低浓度标准气体进行检查，直到满足要求为止。当检查结果不符合上述表二规定的精确度要求时，分析仪重新进行调整和线性化，或者送厂维修，然后进行五点检查，直至检查通过为止方可投入使用。
2.4振动式发动机转速仪原理
在加载减速试验中大都采用振动式发动机转速检测仪，它操作简单携带便捷，无需考虑各种车辆结构等因素而采用的不同检测手段，是一种间接式测量仪器。它的工作原理： 发动机运转时气缸产生燃烧爆发时瞬时压力波动呈周期性的冲击与发动机曲轴转速成一定比例关系，当冲击传到缸盖时产生振动， 被振动传感器采集，经过频谱分析处理并进行计算从而得到转速值。
3加载减速试验中止的常见问题与解决办法
在尾气排放检测过程中，当排气中 CO2 的浓度低于 2.0% 时，检测程序中止，并提示CO2 的浓度过低检测停止。这种情形首先注意查看取样探头是否插入深度不够或因振动而滑落，其次排除尾气排气分析仪采集管路是否存在泄露。首先通过车辆的比对，判断出车辆出现泄露还是检测设备出现泄露：如果用同一台设备连续检测两至三辆不同汽车都出现 CO2 浓度低于 2.0% 的情形，则判断尾气排放分析仪出现了泄露，此时应检查尾气排放分析仪的采样探头到尾气排放分析仪的管路是否有破损，接头是否松旷；试验操作中要注意刚刚从排气管中拔出的取样探头远离塑料采集管路，避免塑料管路被烫破。如果在检测不同车辆时有个别车辆出现 CO2 浓度低于 2.0% 的情形，基本可判定该车辆的排气装置存在泄露点，安排送检人员做好车辆返厂维修工作，待车辆排气装置泄漏点维修好后再来检测。
4结束语
近年来随着国家对环境保护的重视，国家生态环境部和市场监督管理总局联合发布了新标准，补充了新的检测方法，具体规范了机动车尾气排放检验条件，对机动车尾气检测站、检验员提出了新的要求。希望本文能为机动车尾气排放检测工作提供一些帮助。
参考文献：
[1]GB3847-2018《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）》
[2]杨万顺，张喆 . 浅谈柴油车加载减速工况法烟度测试[J]. 城市管理与科技，2003（02）： 63-66.