机动车尾气排放的I/M制度检测方法研究

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【摘要】I/M制度是保证汽车处于良好的技术状况，投资最少、最有效、最根本的途径。文章介绍了适用于我国道路运输行业现状的I/M制度在实施时所能采用的检测方法。并且对这些检测方法进行了详细的分析及比较。

【关键词】I/M制度；稳态加载加速模拟简易工况法（ASM）；瞬态工况法（IM195）；简易瞬态工况法（IG195）；柴油车加载减速法

为了响应国家关于加强道路运输节能减排的工作，推动全国道路运输系统开展节能降耗、减少排放的工作，以缓解能源瓶颈制约，促进经济社会的可持续发展，全国很多省市交通运输行业开始推行I/M制度，治理污染物排放超标车辆，最大限度地降低在用车辆能源消耗，实现交通运输行业节能减排总体目标。

所谓I/M，I是Inspect的简称，检查之意，M是Maintenance的简称，维修之意，合起来就是检测与维修制度，是美国在1986年通过的《空气清洁法》的基础上，对汽车排放进行全面控制的一套法规，是对所有在用汽车实施的一种检测与维修制度，该制度通过立法、标准、科学的质量控制、质量保证体系和管理机制，对在用车定期进行强制排放检测，发现排放超标车辆或篡改排放控制装置的车辆将责令其车主限期对其进行修理，使在用车最大限度的发挥自身的排放净化能力，减少排放量、降低能耗。欧洲及日本的I/M制度，除了对受检测车辆的排放情况进行检测，还要对受检车辆的安全性能也进行检测。

1.我国现行检测方法的弊端

我国现行的在用车检测方法，除北京地区外，通常用的检测方法有两种，汽油车为怠速法或双怠速法，柴油车为自由加速烟度法。

怠速法反映的只是车辆在怠速状态下空负荷排放的情况，此时的发动机为贫氧偏浓燃烧，主要产生CO和HC。标准限值和测试方法对化油器车型尚可进行高排放筛选。但根据我国目前的状况，化油器车型已禁售，而怠速法限值过于宽松，工况也远远落后于电喷加三元催化的汽车排放控制技术发展，对新生产的车况较好的在用车，怠速法检测结果几乎为零。

鉴于此，国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局于2005年联合了新的双怠速法和简易工况法的国家标准。汽油车双怠速法是指发动机在怠速工况及高怠速工况下，测量尾气中CO和HC的浓度排放值。其特点是系统造价低，检测简单易行。这种方法对于电喷加三元催化器的车辆，采用五气分析仪检测。同时规定，发动机为高怠速转速时，λ应为1.00±0.03（或制造厂规定的范围），从而能够在相对便捷的情况下检测车辆氧传感器的工作状态。

对于柴油车采用自由加速工况和滤纸式烟度法。柴油发动机处于怠速状态、将油门迅速踏到底，维持4s后松开。在该工况下，从排气管抽取规定长度的排气柱所含的碳烟，用光电法确定清洁滤纸被染黑的程度。该检测法的不确定性较大，重复性差。

不管是怠速法还是自由加速法，他们都存在一个共同的缺点即检测时车辆无载荷，检测结果的代表性与真实性差。而简易工况法则可以解决这个问题。根据车辆的实际使用情况，制订出合适的简化程序，利用相对低廉的设备就可以完成检测，同时对操作人员的要求又不高，并且还可以模拟汽车道路行驶阻力。

2.适合我国现状的检测方法

目前比较适合我国采用的检测方法，主要有以下几种：稳态加载加速模拟简易工况法（ASM）、瞬态工况法（IM195）、简易瞬态工况法（IG195）、柴油车加载减速法（LUGDOWN）以及车辆尾气遥感检测法等。除了检测排放之外，对于油耗也应进行检测。油耗的检测可以采用碳平衡法，轻型车可以利用简易瞬态工况法IG195进行测量后换算得到油耗值。

2.1稳态加载加速模拟简易工况法（ASM）包括ASM5025和ASM2540两个典型的等速有负荷运行工况。

2.1.1ASM5025工况测试速度为25km/h，加速度为1.475m/s2（FTP-75循环中的最大加速度）时的输出功率的50%作为加载功率。为了实际操作方便，标准规定按实验车辆的基准质量加载，这时加载功率P5025=车辆的基准质量/148。

2.1.2ASM2540工况测试速度为40km/h，加速度为1.475m/s2时的输出功率的25%作为加载功率。实际操作时，按车辆的基准质量加载，加载功率P2540=车辆的基准质量/185。

此检测法采用的污染物分析仪器为：CO、HC和CO2采用不分光红外法（NDIR），NO和O2采用电化学法。

优点：设备使用和维护费用相对较低，操作简单。

缺点：采用等速等负荷的稳态工况，与采用瞬态工况的新车工况差异较大；直接对尾气进行取样分析，造成测量结果为浓度而非质量排放；ASM与新车工况以及其它瞬态加载简易工况的相关性较差。

2.2瞬态工况法（IM195）IM195测试工况与GB18352.1-2001《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（Ⅰ）》中规定的新车型式认证工况的第一阶段即城市工况的第一个循环工况完全相同，排气采样与排气分析方法与GB18352.1-2001中的工况法排放测试方法相同，采用定容采样方法，测试结果为排放质量浓度，循环测试时间为195s，故称IM195。它包含了怠速、加速、减速、稳速共15种工况，较为全面地模拟了车辆在路面的行驶情况。

此检测法采用的污染物分析仪器为：CO采用不分光红外法测量、HC采用氢火焰离子法测量、NOx采用化学发光法测量。

优点：测量精确，与新车认证检测结果相关性好，能有效检测NOx排放，同时可以进行碳平衡油耗计算。

缺点：设备成本高，维修复杂。

2.3简易瞬态工况法（IG195）IG195简易瞬态工况法是GB18285-2005中提出的一种简易瞬态工况法，国内通常把IG195称为VMAS。该方法是由IM195方法转换而来。测试工况和底盘测功机与IM195方法相同。测试结果也为排放质量浓度。但排气采样为直接非稀释采样，用流量计计量排气流量，用不分光红外法测量CO、HC，用电化学方法测量NOX，该方法相对IM195方法更简易。