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- - 1 1 - - 机动车排气污染物检测培训教材 第一章第一章 机动车排气污染控制机动车排气污染控制基础知识基础知识 近几年来，我国汽车产业迅速发展，汽车保有量越来越大。汽车主要集中在城市，成为城市大气污 染物的主要来源。如何防治、控制汽车的排气污染，已成为摆在我们面前的重要课题。 1.11.1 机动车尾气的来源及危害机动车尾气的来源及危害 工业排放大多为高空排放，有较好的扩散与输送能力。其中，还有很多大型的污染源离城市较远。 而机动车体积小，流动性大，很多车辆行驶在城市的大街小巷，污染物集中排放在人群之中，污染着千 家万户，特别是在上、下班的高峰时间，人潮滚滚，人车并行，遇上红灯信号，一排排的汽车和黑压压 的人群被堵在路口，绿灯一亮，汽车喷吐着尾气缓缓而行，众多的人群在刺鼻的汽车尾气中前进。与固 定污染源相比，汽车尾气排放的高度与人群呼吸带相同，排出的污染物长时间在街道、楼群中滞留，而 由于儿童的个子低矮，故儿童吸入的汽车尾气是成人的两倍，所以说机动车污染对人体健康的危害最直 接。 机动车排放的尾气主要是燃料在燃烧过程中产生的，有 co、hc、nox 和碳烟颗粒等有毒有害物质和 强致癌物，它对人体产生极大的危害，其中： 1一氧化碳（co） co 是燃料燃烧的中间产物，主要是在局部缺氧或低温 条件下，由于不完全燃烧而产生，混在废气中排出。当汽车 负重过大、慢速行驶或怠速时，燃料不能充分燃烧，废气中 一氧化碳含量会明显增加。 吸入过量的一氧化碳会使人发生 气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。 2碳氢化合物(hc) hc（也称烃类）包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油 及其裂解产物和部分氧化物，如苯、醛、烯和多环芳香族碳 氢化合物等 200 多种复杂成分。主要来自三种排放源，对汽 油机来说，约 55%65%的 hc 来自排气管排放，20%25%来 自曲轴箱泄漏，15%20%来自燃料系统的蒸发（燃油蒸发） 。 hc 是引起光化学烟雾的重要物质。 3氮氧化物（nox） nox 大部分是燃烧过程中高温条件下生成的，如 no、no2、n2o3、n2o5 等，总称 nox。氮氧化物的排 放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素。燃烧排放的氮氧化物中，一氧化氮（no）约占 95%，其余的 是二氧化氮（no2） 。no 是无色无味气体，只有轻度刺激性，毒性不大，高浓度时会造成中枢神经系统轻 度障碍，no 可以被氧化成 no2。no2 是一种棕红色强烈刺激性的有毒气体，它对人体健康毒害较大。 4碳烟颗粒 碳烟颗粒主要来自柴油机，是柴油在燃烧过程中，由于高温缺氧而产生的，是产生臭味和黑烟的主 要原因。它对人体健康的危害程度与颗粒的大小及组成有关，颗粒越小（直径小于 0.3 微米） ，悬浮在空 气中的时间越长，进入人体后的危害越大。碳烟颗粒除了对人的呼吸系统造成危害以外，由于其存在孔 隙，能粘附 so2、未燃的 hc、nox 及苯并芘等有毒物质，因而对人体的健康造成更大的危害。 5光化学烟雾 光化学烟雾的形成主要是由大气中的氮氧化物、碳氢化合物在强烈太阳光的作用下，发生光化学反 应而形成的。光化学烟雾是以 o3 为代表的刺激性二次污染物，多出现在逆温层和低风速、空气接近停滞 排气管排放 曲轴箱泄漏 油箱、化油器蒸发 图图 1 1- -1 1 汽油机的三种排放源汽油机的三种排放源 第一章 机动车排气污染控制基础知识 - - 2 2 - - 状态、阳光充足的气象条件下。一般发生在温度较高的夏季晴天，峰值出现在中午或刚过中午，夜间消 失。 光化学烟雾是白色或淡棕色烟雾，有特殊气味，对人体有很大的刺激性和毒害作用，曾导致成千上 万人受害或死亡。1943 年,美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件,此后,在北美、日本、澳大 利亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。1952 年，伦敦发生的“光化学烟雾”事件，4 天中死亡人数 较常年同期约多 4000 人，45 岁以上的死亡人数约为平时的 3 倍；1 岁以下的约为平时的 2 倍。 在城市， 特别是在拥挤的街道上， 汽车尾气污染日益严重， 空气中 90%95%的 co、 80%90%的 hc+nox 以及大部分颗粒物来自于汽车（汽油机和柴油机） ，成为人类健康和自然环境的最大威胁。 1.21.2 机动车污染排放控制机动车污染排放控制 1.2.1 1.2.1 机动车与环境污染机动车与环境污染 作为交通工具的机动车是人类工业文明的产物，从 19 世纪末世界上第一辆汽油机汽车诞生以来，机 动车经历了一个多世纪的发展，现在已经成为人类现代生活不可缺少的组成部分。截止 1995 年全世界汽 车保有量为 6.5 亿辆，平均 100 人拥有 10 辆汽车；根据目前的估计，2010 年之前全世界机动车保有量可 能达到 8.16 亿辆(不包括两轮和三轮的机动车)（见图 1）;到 2050 年全球将拥有 30 亿辆汽车。汽车工业 的发展不仅为社会解决交通问题创造了条件，而且带动了汽车相关产业的发展，进而推动了国民经济的 增长和就业机会的增加。汽车进入家庭，为人们提供了便捷、高效的交通方式，提高了人民的生活水平 和生活质量。 汽车诞生 100 多年来，虽然在制造工艺等方面取得了巨大的进步，但作为动力装置的发动机技术却 没有发生根本性的变化。目前以汽油机、柴油机为 代表的内燃机仍是各种道路机动车发动机的主流技 术。 汽车是重要的现代化交通工具，而环境质量又 是构成生活质量的重要因素，如何在发展经济、提 高人民生活水平的同时，处理好汽车与环境保护这 对矛盾， 是机动车工业发展过程中无法回避的问题， 因此，控制尾气排放成为防治机动车污染的主要目 标，低排放甚至零排放汽车将成为未来汽车工业的 发展方向。制定和实施更加严格的排放标准，降低 排放负荷是解决机动车污染问题的必然选择和有效 手段。 1.2.2 1.2.2 机动车尾气排放法规体系机动车尾气排放法规体系 从理论上讲，强制性标准与经济刺激相比有许多不足之处，但由于它易于实施和管理，大多数国家 和地区依然选择它作为控制机动车排放的主要手段。 机动车尾气排放法规出现在汽车诞生 70 年后，说明机动车污染问题在相当长的时间内并没有显现出 来，虽然那时汽车的排放负荷很大，但由于保有量少，因此没有造成十分严重的环境污染。20 世纪 40 年 代以后，由于机动车数量急剧增长，污染问题日趋严重，机动车排放法规应运而生。最早的机动车尾气 排放法规是在 20 世纪 50 年代中期，由美国加利福尼亚州制定的。 对于不同的国家和地区，由于经济基础、社会状况等具体条件不同，排放法规也不相同。若排放法 图图 1 1- -2 2 世界汽车保有量（世界汽车保有量（1970197020102010） - - 3 3 - - 机动车排气污染物检测培训教材 规过于严格，会导致初期投资和运行费用急剧增加；若法规过于宽松，则失去了建立法规、保护环境的 意义，因此各个国家制定的排放法规也不尽相同。目前，美国、日本和欧洲的汽车排放法规和标准是当 今世界三个主要的法规体系，它经历了由简到繁、由粗糙到完善，控制车型范围不断扩大的发展过程。 如： （a) 在控制车型方面，由轻型汽车发展到重型汽车，再到摩托车和轻便摩托车以及非道路车辆、机 动船舶等； （b) 在燃料方面，由最初的汽油车，到柴油车，再到气体燃料车、两用燃料车、双燃料车、混合动 力车等； （c) 在排放测量方法方面，经历了由简单工况法（如：怠速法、双怠速法、自由加速法等）到稳态 工况法，再到瞬态工况法，进而采用非循环工况法的过程；由仅控制新车的模拟排放控制性能，到对车 辆排放控制性能的耐久性提出要求，进而要求采用车载诊断系统（obd）和非循环工况来监控车辆实际使 用过程中的排放状况等。 机动车排放法规作为法律体系的组成部分，是行政管理和执法部门依法管制机动车排污行为的技术 依据，具有强制力。排放法规属于法律法规范畴，在法律效力、制定机关、实施方式等方面均与标准化 工作有本质区别。 为与排放控制技术发展相适应，污染物的排放限值不断降低。如轻型汽车，欧洲第一阶段排放限值 比初始阶段降低 80%,第二阶段进一步降低到 90%,到第三阶段又降低到 95%（见表 1-1） 。 表表 1 1- -1 1 欧盟汽车排放法规实施时间表欧盟汽车排放法规实施时间表 项项 目目 欧洲欧洲 i i 欧洲欧洲 iiii 轿车 1992.7.1. 1996.1.1 其他轻型车 1993.10.1 1997.7.1 重型柴油车 1993.10.1 1996.10.1 1.2.3 1.2.3 机动车排放控制技术机动车排放控制技术 控制技术作为机动车排放污染控制的基础和手段，伴随着机动车污染控制进程的推进，得到了长足 的发展。目前，根据控制方向和对象的不同，机动车排放控制技术主要划分为： 1 1控制燃油蒸发排放控制燃油蒸发排放 汽油车 hc 排放污染的一个重要来源是车辆燃油蒸发的泄漏。目前为了防止燃油蒸发泄漏的控制技术 主要包括：曲轴箱密闭（将曲轴箱强制通风，采用 pcv 方式的曲轴箱通风系统） ，燃油蒸气的贮存和吸附 （将汽车产生的燃油直接送入进气系统或将燃油蒸气直接贮存起来，等到某种运转工况时，再进入进气 系统。 贮存燃油蒸气有两种方法： 一种是曲轴箱贮存， 一种是吸收罐贮存利用活性碳对 hc 的吸附力） 。 2 2机内净化技术机内净化技术 机内净化控制排放就是利用发动机本身的工作过程来降低机动车排放污染物。该措施是从有害排放 物的生成机理出发，对空燃混合气的燃烧方式和过程进行改进，从而控制污染物质的产生。机内净化作 为治理机动车排放污染的根本措施之一，受到了广大汽车内燃机研究设计人员的关注。 3 3机外净化技术机外净化技术 在机内控制基础上，辅之以末端治理为目的的机外控制技术（主要是指催化净化技术） ，将机动车污 染影响控制在极小的范围内。 第一章 机动车排气污染控制基础知识 - - 4 4 - - 催化净化是在催化剂的作用下，使排放气体中 hc、co、nox 通过化学反应，然后以 co2、h2o、n2 的 形式进入大气。催化转化技术虽然目前尚不能完全消除排放有害气体，但已使有害物质的含量大幅降低， 是目前应用比较广泛，且技术较为成熟的方法。 4 4柴油发动机的排放控制技术柴油发动机的排放控制技术 柴油发动机排放物中 hc、co 含量很低，一般只有汽油发动机的几十分之一，但其 nox 排放量和汽油 机大致处于同一数量级甚至更高。柴油机的微粒排放量相当高，约为汽油机的 3080 倍。柴油机微粒排 放物可分为两部分，即碳微粒和可溶性碳氢化合物。其中可溶性碳氢化合物主要来自未燃烧的燃油和润 滑油，这些高分子的碳氢化合物在冷凝过程中吸附在碳微粒的表面，成为柴油机微粒排放物的一部分， 在微粒排放物中，一般是碳微粒占 30%左右，碳氢化合物和硫与水各占 35%。柴油发动机排气净化的三条 有效途径： （1）前处理：对燃料和空气在进入气缸燃烧前预先进行处理，以改变缸内的燃烧反应过程，从而降 低有害排放量。前处理方法主要改变燃料性质，即在柴油中加入消烟添加剂（含有钡的添加剂，产生的 氯化钡有毒性） 、进气管喷水或柴油掺水、增加中冷技术（最有效的措施之一）等。 （2）机内净化：对燃烧过程本身进行改进，以减少有害气体的产生，机内净化方法主要有推迟喷油、 提高喷油速率、加强进气涡流、采用分隔式燃烧室等。 （3）后处理：用各种除尘滤清净化装置（微粒过滤器、静电式微粒收集器、hc 收集器） 、催化反应 方法对排气进行最后处理，可进一步降低有害排放物。 5 5车载诊断系统（车载诊断系统（obdobd） 车载诊断系统是一种新型的机动车排放检测和控制装置。主要目的包括三个方面：一是减少由于排 放控制装置的失效造成排放的增加；二是在线诊断故障设备，提醒司机快速修理和更换故障部件；三是 帮助维修人员发现故障原因。该系统对 nox 的控制特别有效，常规的怠速（双怠速）等检测法较难对 nox 的排放做出准确的分析。 以美国为例，美国的车载诊断系统已经发展到了第二代：第一代在美国 1988 年以后生产的车型中应 用，主要包括三部分，即发动机控制的检测部分，燃料计量部分和废气再循环（egr）检测部分；第二代 在美国的 1994 年以后生产的车辆中应用，同第一代相比，对排放控制系统和电子系统中更多的部件进行 检测，而且确定了组件和整个系统故障的标准，该标准一般以超过基本排放水平的一定限度来确定，同 时通过计算机增加信息显示以帮助检测。 6 6涡轮增压器涡轮增压器 发动机工作的两个要素是空气和燃油。无论怎样设计发动机，要想提高发动机的功率和扭力，无非 是提高发动机的供油量和进气量。增加供油量比较容易，但是增加进气量就难了。因为，空气有特定的 物理特性，仅仅靠自然吸气能力是有限的。于是，为了增加进气量，就采用了涡轮增压技术。 发动机按照进气方式，可以分为自然吸气和增压吸气两种方式。自然吸气，顾名思义就是发动机的 进气不经过任何外力的辅助，完全通过气缸的真空吸入空气。增压吸气，就是增加进气压力，常用的增 压方式有两种：即机械增压和废气涡轮增压方式。 （1）机械增压：机械增压装置安装在发动机上，由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得 动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹入进气歧管。其优点是涡轮转速和发动机相同，没有 滞后现象，动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面，因此消耗部分动力，增压的效果并不 高。 （2）废气涡轮增压：最常见的涡轮增压装置，通过压缩空气来增加进气量。增压器与发动机无任何 机械联系，实际上是一种空气压缩机，发动机在工作中排出的废气是高温高压的，通常会通过三元催化、 消音器、排气管白白排出车外，废气涡轮增压技术正是利用了发动机排出的废气来推动涡轮增压器的涡 - - 5 5 - - 机动车排气污染物检测培训教材 轮旋转，当发动机转速增快，废气排出的速度与涡轮转速同步增快，进气涡轮通过高速旋转，对空气进 行压缩，使其压力和密度大大增加，空气压力和密度的增大可以使燃料更加充分燃烧，提高发动机的功 率和燃烧效率。一般而言，增压后发动机的功率要增大 20%30%，以 1.8t 废气涡轮增压发动机为例，可 以等同于 2.3l 的自然吸气发动机。小排量，大功率，代表着当前发动机技术的最高水平。 随着尾气排放要求的越来越严格，汽车制造商必须满足环保要求，涡轮增压器正好能降低排放并提 高燃油经济性。增压会给燃烧室提供更多的空气，使燃烧更彻底，排放更干净。对于汽油机，尾气排放 与相同功率的自然吸气发动机相比要少 10%-20%。其他好处还有：在高海拔地区也能满足空气供给；在冷 启动时使三元催化更快地进入工作等。 1.2.4 1.2.4 机动车排放控制技术的特点机动车排放控制技术的特点 1采用源头消减，如采用稀薄燃烧技术、废气再循环技术等。 2采用末端治理技术，如采用三元催化装置等。 3运用现代的电子技术，对整车进行综合监控和调节，使得尾气排放污染更少，行驶状态更佳，如 安装电子点火系统，车载诊断系统（obd）等。 4汽油车以电喷加三元催化为主导，重型车也适用。 5稀薄燃烧发动机的低排放车型已经开始部分生产（例如日本丰田公司） 。 6车载诊断系统（obd）成为近年发展的重点。 7发展超低排放混合动力车和“零排放”燃料电池汽车。 1.3 1.3 机动车尾气检测技术的发展机动车尾气检测技术的发展 机动车是重要的现代化交通工具，而环境质量又是构成生活质量的重要因素，如何在发展经济、提 高人民生活水平的同时，处理好机动车与环境保护这对矛盾，是世界机动车工业发展过程中无法回避的 问题。为妥善解决机动车的污染问题，世界各国尤其是机动车工业比较发达的国家，纷纷采取措施，提 高机动车排放检测技术，控制机动车污染。 最早的汽车污染物检测始于 20 世纪 60 年代中期的美国加州。美国加州的汽车维修办公室，英文缩 写简称 bar，相当于中国的维修行业管理部门，在世界汽车污染物检测中占有举足轻重的地位，它制定的 汽车尾气分析仪技术标准，被称为 bar 标准。 在用车尾气排放的有载荷检测始于美国，测试项目包括碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化 物。1996 年美国环保局认可了简易工况法，美国一些车辆检测机构和维修行业采用了简易工况法（asm 工况） ，并规定试验方法、设备要求、排放标准等。2001 年美国环保局认可了纽约州使用的 vmas 工况检 测法。 为遏制机动车排放污染加剧的趋势，提高机动车污染物排放控制水平，我国采取了许多措施，如制 定相关污染防治法律，制定排放技术法规，实施新车型式核准与生产一致性检查制度等，为保证在用车 处于良好的技术状态，把那些高排放的“病”车抓出来，我国实行在用机动车定期检查与维护制度。 从上世纪 80 年代以来， 我国对在用机动车尾气排放检测已进行了 20 多年， 经历了由简单工况法 （如： 怠速法、双怠速法、自由加速法等）到稳态多工况法，再到瞬态工况法的过程；由仅控制新车的模拟排 放控制性能，到对车辆排放控制性能的耐久性提出要求，进而要求采用车载诊断系统（obd）来监控车辆 实际使用过程中的排放状况。 在用车的检测方法要求简便、快速、低成本，并且要求与新车出厂时的检测结果具有一定的相关性。 由于机动车排放污染物的法规（93 标准）已经使用了很多年，赶不上形势发展对环境保护工作的要求， 2005 年 7 月 1 日，国家颁布的 gb18285-2005 和 gb3847-2005 两项在用机动车控制标准正式实施。标准中 第一章 机动车排气污染控制基础知识 - - 6 6 - - 规定了不同时期生产的在用机动车的排放限值和基准测量方法（双怠速法和自由加速烟度法） ，同时为适 应我国当前各地经济发展水平和污染防治工作方面的差异，推荐了更为科学的轻型汽油车“稳态工况法、 瞬态工况法、简易瞬态工况法和加载减速烟度法”等四种有负载的检测法（即“简易工况法” ） ，逐步取 代现行的汽油车双怠速检测法和柴油车自由加速烟度法，供各地选择使用。同时，为指导地方采用简易 工况法对在用车进行监控，筛选高排放车，国家环保总局又颁布了环境保护行业标准 hj/t240-2005确 定点燃式发动机在用汽车简易工况法排气污染物排放限值的原则和方法和 hj/t241-2005确定压燃式 发动机在用汽车加载减速法排气烟度排放限值的原则和方法等两项指导性标准，规定了简易工况的测 量方法，并推荐了简易工况的限值。 1.4 1.4 机动车污染排放控制标准机动车污染排放控制标准 中国幅员辽阔、人口众多、经济持续高速发展、社会交通需求量大，这些都给机动车尤其是汽车工 业提供了广阔的发展空间。由于机动车是一种对环境依赖度非常高的特殊商品，其使用要受到诸多外部 条件的限制，如城市道路容量、燃料、安全、环境保护等，也是由于此，我国在 1999 年 7 月 1 日环境保 护重点城市实现了车用汽油无铅化；2000 年 7 月 1 日全国实现车用汽油无铅化，无铅化率达到 99.97%， 淘汰含铅汽油，减少向城市空气中排放铅 1500 吨以上。2001 年 1 月 1 日实施车用汽油有害物质控制标 准 ，对铅、苯、硫、烯烃、锰等种有害物质或成分做出了明确规定，为进一步实施新的尾气排放标准， 以及电子燃油控制和三元催化转化技术创造了条件，奠定了基础。 由于国内汽车产销量迅速增长，加上国家延长了汽车报废年限，老旧汽车淘汰速度放慢，使国内汽 车保有量持续快速增长，在一些特大型城市已经出现车满为患的局面。2001 年国家环保总局下发关于 限期停止生产销售化油器类轿车及 5 座客车的通知 （环发200197 号） ，通知要求 2001 年 5 月 31 日起 禁止生产化油器类轿车及 5 座客车，2001 年 9 月 1 日在全国范围内禁止销售化油器类轿车及 5 座客车， 公安交通管理部门不予办理注册登记手续。 1.4.11.4.1 新车排放新车排放标准标准 我国于 1983 年颁布了第一批汽车污染物控制标准，十几年来逐步加严和完善，但真正较严格的控制 应该说刚刚开始，在全国实现汽油无铅化之后，国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局颁布了一系 列新车排放标准，使机动车污染得到了进一步控制，如： 2001 年颁布的 gb18352.12001轻型汽车污染物排放限值及测量方法（） ，其排放限值和测试 水平相当于欧洲 90 年代初实施的轻型车欧洲号标准。规定：自 2001 年 10 月 1 日起，所有新生产的 3.5 t 以下的轻型机动车（包括客车和货车）必须达到标准中所要求的排放限值。 2001 年颁布的 gb18352.2-2001轻型汽车污染物排放限值及测量方法,从 2004 年 7 月 1 日起， 新车排放污染物控制执行轻型车欧洲号标准。 表表 1 1- -2 2 轻型汽车污染物排放限值轻型汽车污染物排放限值实施时间表实施时间表 名名 称称 颁布时间颁布时间 标准号标准号 实施时间实施时间 相当于相当于 国标准 2001 年 gb18352.1-2001 2001 年 10 月 1 日 欧洲号标准 国标准 gb18352.2-2001 2004 年 7 月 1 日 欧洲号标准 国标准 2005 年 gb18352.3-2005 2007 年 7 月 1 日 欧洲号标准 国标准 2010 年 7 月 1 日 欧洲号标准 表表 1 1- -3 3 重型重型车污染物排放限值车污染物排放限值实施时间表实施时间表 - - 7 7 - - 机动车排气污染物检测培训教材 名名 称称 颁布时间颁布时间 标准号标准号 实施时间实施时间 相当于相当于 国标准 2001 年 gb17691-1999 2001 年 欧洲号标准 国标准 2001 年 gb17691-2001 2004 年 欧洲号标准 国标准 2005 年 gb17691-2005 2008 年 欧洲号标准 国标准 2010 年 欧洲号标准 国标准 2012 年 欧洲号标准 2001 年颁布的 gb17691-2001车用压燃式发动机排气污染物限值及测量方法, 对自 2001 年 9 月 1 日起所有新生产的、装用压燃式发动机的、大于 3.5t 的重型车辆及车用发动机（包括柴油车和柴油与天 然气混烧的客车及货车）的排放污染物进行限制。 2005 年 4 月发布了 gb18352.3-2005轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国、阶段） 、 gb17691-2005车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国、 、阶段） ，国、机动车排放标准，其污染物排放限值相当于欧、欧、欧机动车排放 标准（见表 1-2、表 1-3） 。 国机动车排放标准与现行的国标准相比，在技术内容上做了重大调整，进一步降低了污染物排 放限值，如轻型车国标准污染物排放限值比国标准降低约 50%；对发动机控制精度、净化器质量，低 温排放控制提出了更高要求；同时要求车载诊断系统（obd）具备提示功能，随时提示车主车辆排放是否 符合标准。 1.4.2 1.4.2 在用车排放标准在用车排放标准 80 年代初期，原城乡建设环境保护部颁布了我国第一批机动车排放标准和检测方法标准，90 年代， 原国家环保局对机动车排放标准进行了全面的修订和完善，制定了汽油车怠速污染物排放标准 （gb14761.5-93） 、 汽油车排气污染物的测量 怠速法 （gb/t3845-93） 、 柴油车自由加速烟度排放标 准 （gb14761.6-93） 、 柴油车自由加速烟度的测量 滤纸烟度法 （gb/t3846-93）等 8 项标准。 1999 年，环保总局制定了车用汽油有害物质控制标准和相当于欧洲号和欧洲号排放法规的国家 第 1、2 阶段轻型汽车和重型车用压燃式发动机排气污染物排放标准，使我国的汽车污染物排放标准的控 制水平向前推进了 20 年。2005 年 5 月 30 日国家环保总局和国家质检总局颁布了两个针对在用车的新标 准，即 gb18285-2005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） 和 gb3847-2005车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法 。对在用低速汽车 和三轮汽车按 gb18322-2002农用运输车自由加速烟度排放限值及测量方法,摩托车的检验按 gb14621-2002摩托车和轻便摩托车排气污染物限值及测量方法（怠速法） 执行。 1 1、主要相关标准、主要相关标准 针对在用车检验，主要由机动车检验机构进行检验，在用车排放检测方面的国家及环保行业标准主 要有： （1）技术方法类标准 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） gb 3847-2005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法 gb 14621-2002 摩托车和轻便摩托车排气污染物排放限值及测量方法(怠速法) gb 19758-2005 摩托车和轻便摩托车排气烟度排放限值及测量方法 gb 18322-2002农用运输车自由加速烟度排放限值及测量方法 第一章 机动车排气污染控制基础知识 - - 8 8 - - hj/t240-2005 确定点燃式发动机在用汽车简易工况法排汽污染物排放限值的原则和方法 hj/t241-2005 确定压燃式发动机在用汽车加载减速法排气烟度排放限值的原则和方法 （2）设备制造类标准 hj/t289-2006 汽油车双怠速法排气污染物测量设备技术要求 hj/t291-2006 汽油车稳态工况法排气污染物测量设备技术要求 hj/t290-2006 汽油车简易瞬态工况法排气污染物测量设备技术要求 hj/t292-2006 柴油车加载减速工况法排气烟度测量设备技术要求 （3）计量检定或校准类标准 jjg 847-1993 滤纸式烟度计 jjg 976-2002 透射式烟度计检定规程 jjg 688-2007 汽车排放气体测试仪检定规程 正在制订的国家计量标准：jjf*-2009 机动车排放检测用底盘测功机校准规范 jjf*-2009汽油车稳态加载污染物排放检测系统校准规范 2 2、gbgb182851828520052005 简介简介 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） 代替汽油车怠速 污染物排放标准 （gb14761.5-93） 、 汽油车排气污染物的测量 怠速法（gb/t3845-93） 和在用汽车 排气污染物排放限值及测量方法（gb18285-2000） 中的点燃式发动机汽车部分；2005 年 5 月 30 日公布， 自 2005 年 7 月 1 日起实施，是强制性标准，机动车尾气检测必须按此标准执行。 点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法规定了点燃式发动机汽车怠速和高怠速工况 下排气污染物排放限值及测量方法；又规定了发动机轻型车稳态工况法、瞬态工况法、简易瞬态工况法 三种简易工况测量方法； 适用于装用点燃式发动机的新生产和在用汽车。 对装配点燃式发动机的在用汽车的定期检验，依据 gb18285-2005 要求，至少应该用双怠速检验法， 在机动车保有量大、污染严重的地区，各省市也可采用工况法检测。 工况法检测适用于最大总质量不大于 3500kg 的 m 类、n 类车辆。 与 93 标准比较，主要区别在于： （1）新标准要求：点燃式发动机在用汽车均采用双怠速法或简易工况法检测；旧标准（93 标准）用 怠速法检测。 （2）新标准增加了过量空气系数（ ）进行测定。 标准要求对使用“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，在高怠速工况时要 求测试过量空气系数（ ） 。 3 3、gb3847gb384720052005 简介简介 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法 2005年5月30日公布， 2005 年 7 月 1 日起实施，属于强制性标准。 gb38472005 规定了车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车的排气烟度排放限值及测量方法。适用 于压燃式发动机排气烟度的排放，包括发动机型式核准和生产一致性检查。适用于按 gb14761.6-93柴 油车自由加速烟度排放标准生产制造的在用汽车。适用于污染物排放符合 gb18352 的装用压燃式发动 机的轻型汽车。不适用于低速载货汽车和三轮汽车。 对装配点燃式发动机的在用汽车车，依据 gb3847-2005 要求， ： 对于 2001 年 10 月 1 日起生产的在用汽车，应按要求进行自由加速试验，用透射式烟度计测得排气 光吸收系数(k)。 对于 2001 年 10 月 1 日前生产的在用汽车，应按要求进行自由加速试验，用滤纸式烟度计测得烟度 值（rb） 。 - - 9 9 - - 机动车排气污染物检测培训教材 与 93 标准比： （1）新标准要求：压燃式发动机在用汽车排气烟度采用自由加速法或加载减速法检测；旧标准只有 自由加速滤纸式烟度法（93 标准） 。 （2）新标准增加了自由加速不透光烟度法。 1.5 1.5 相关术语和定义相关术语和定义 1.5.11.5.1 车辆部分车辆部分 1 1、车辆分类、车辆分类 m1 类车：至少有 4 个车轮或有三个车轮且厂定最大总质量超过 1000kg，除驾驶员座位外，乘客座位 不超过 8 个的载客车辆。 m2 类车：至少有四个车轮或有三个车轮且厂定最大总质量超过 1000kg，除驾驶员座位外，乘客座位 超过 8 个，且厂定最大总质量不超过 5000kg 的载客车辆。 n1 类车：至少有四个车轮，或有三个车轮且厂定最大总质量超过 1000kg，厂定最大总质量不超过 3500kg 的载货车辆。 轻型汽车：指最大总质量不超过 3500kg 的 m1 类、m2 类、n1 类车辆。 第一类轻型汽车：设计乘员数不超过 6 人（包括司机） ，最大总质量=2500kg 的 m1 类车。 第二类轻型汽车：除第一类轻型汽车外的其它所有轻型汽车。 重型汽车：最大总质量超过 3500kg 的车辆。 2 2、新生产汽车、新生产汽车 指制造厂合格入库或出厂的汽车。 3 3、在用汽车、在用汽车 指已经登记注册并取得号牌的车辆。 4 4、基准质量、基准质量 指整车整备质量加 100 kg 质量。 5 5、最大总质量、最大总质量 指汽车制造厂规定的技术上允许的车辆最大质量。 6 6、气体燃料、气体燃料 指液化石油气（lpg）或天然气（ng） ） 。 7 7、两用燃料车、两用燃料车 指能用汽油和一种气体燃料作燃料的汽车。 8 8、单一燃料车、单一燃料车 指能燃用汽油和一种气体燃料，但汽油仅用于紧急情况或发动机起动用，且汽油箱容积不超过 15l 的车辆。 9 9、净功率、净功率 第一章 机动车排气污染控制基础知识 - - 10 10 - - 按 gb/t 17692 测得的发动机净功率。 1010、压燃式发动机、压燃式发动机 采用压燃原理工作的发动机（如：柴油机） 。 1111、冷启动装置、冷启动装置 通过其工作临时增加发动机供油量和用于辅助发动机启动的装置。 1 12 2、发动机标定功率、发动机标定功率 同发动机额定功率。 1.5.1.5.2 2 测功机部分测功机部分 1 1、底盘测功机基本惯量、底盘测功机基本惯量 dynamometer inertia weight, diwdynamometer inertia weight, diw 指考虑到底盘测功机的各转动件转速与滚筒转速的速比后，其实际基本惯量除以滚筒半径的平方后 所得的商等效的汽车质量。 2 2、底盘测功机最大允许轴荷、底盘测功机最大允许轴荷 指底盘测功机允许承载的最大质量。 3 3、底盘测功机最大吸收功率、底盘测功机最大吸收功率 指底盘测功机 1 min 持续时间可吸收的最大功率。 4 4、底盘测功机最大车速、底盘测功机最大车速 指底盘测功机允许测试的最大车速。 5 5、底盘测功机功率吸收装置、底盘测功机功率吸收装置 power absorb unitpower absorb unit，paupau 指能吸收作用在底盘测功机滚筒上的被试车辆轮边功率的装置，包括电力式和电涡流式。 6 6、电惯量、电惯量 指底盘测功机功率吸收装置通过其励磁电流形成的加载阻力，该阻力用来补偿被试车辆在底盘测功 机上作变速运动时的惯量。 7 7、总吸收功率、总吸收功率 ththp p 指底盘测功机作用于被试汽车驱动轮的阻功率，包括指示功率和寄生功率两部分。 8 8、指示功率、指示功率 ihpihp 指底盘测功机功率吸收装置的加载功率。 9 9、寄生功率、寄生功率 plhpplhp 指底盘测功机的转动件的摩擦功率。 1010、加载滑行时间计算值、加载滑行时间计算值 calculated cost down timecalculated cost down time，ccdtccdt 指底盘测功机在 pau 一定加载功率下执行某一速度段减速滑行的理论计算时间值。 - - 11 11 - - 机动车排气污染物检测培训教材 1111、加载滑行时间实测值、加载滑行时间实测值 actual cost down timeactual cost down time，acdtacdt 指底盘测功机在 pau 一定加载功率下执行某一速度段减速滑行的实测时间值。 1212、轮边功率、轮边功率 指汽车在底盘测功机上运转时驱动轮实际输出功率的测量值。 1313、最大轮边功率、最大轮边功率 指按照 gb38472005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法的规 定，在功率扫描过程中得到的实测轮边功率最大值。 1414、发动机最大转速、发动机最大转速 指按照 gb38472005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法的规定， 柴油车发动机油门处于全开位置时测得的发动机最大转速。 1515、最低额定转速、最低额定转速 maxrpmmaxrpm 发动机下列三种转速中最高者：45%最高额定转速；1 000r/min；怠速控制器允许的最低转速。 或 制造厂要求的更低转速。 1616、实测最大轮边功率时、实测最大轮边功率时转鼓转鼓线速度线速度 velmaxhpvelmaxhp 指按照 gb38472005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法的规定， 在功率扫描试验中，实际测量得到的最大轮边功率点的转鼓线速度。 注：转鼓线速度即滚筒线速度。 1.5.3 1.5.3 分析仪部分分析仪部分 1 1、排气污染物、排气污染物 指汽车排气管排放的气体污染物，通常指一氧化碳（co） 、碳氢化合物（hc）和氮氧化合物（nox） 。 2 2、 一氧化碳（一氧化碳（coco） 、碳氢化合物（） 、碳氢化合物（hchc）和一氧化碳（）和一氧化碳（nono）的体积分数）的体积分数 排气中的一氧化碳（co）的体积分数以“vol”为单位表示； 排气中的碳氢化合物（hc）的体积分数以“106vol”为单位表示； 排气中的一氧化氮（no）的体 积分数以“106vol”为单位表示。 3 3、过量空气系数（、过量空气系数（ ） 燃烧 1kg 燃料的实际空气量与理论上所需空气量之质量比。 4 4、排气烟度、排气烟度 描述由汽车发动机燃烧产生并经其排气管排出的气体和固体混合物黑暗程度的物理量，通常使用绝 对光吸收单位 k 和线形分度单位 n 来计量。 5 5、线形分度单位、线形分度单位 描述光束被单位长度的排烟衰减的单位，以光全通过为 0%，以光全遮挡为 100%。 第一章 机动车排气污染控制基础知识 - - 12 12 - - 6 6、光吸收系数（、光吸收系数（k k） 表示光束被单位长度的排烟衰减的一个系数，它是单位体积的微粒数 n、微粒的平均投影面积 a 和微 粒的消光系数 q 三者的乘积。 k 值的测量范围一般为 09.99m-1。 7 7、波许烟度（、波许烟度（rbrb） 利用一种装置，从柴油机排气管中抽出一定容量的排气，使之通过一张白色滤纸，废气中的炭烟存 留在滤纸上，使滤纸染黑，然后用检测装置测定滤纸的染黑度，即代表柴油机的排气烟度。 滤纸的染黑 度用 010 波许单位表示，规定白色滤纸的波许单位为 0，全黑滤纸的波许单位为 10，从 010 之间均 匀分度。 8 8、五气分析仪、五气分析仪 指能进行汽车排气中 hc、co、co2、o2、和 no 体积分数测量的仪器。能计算出“ ”値。 9 9、四气分析仪、四气分析仪 指能进行汽车排气中 hc、co、co2、o2 体积分数测量的仪器。能计算出“ ”値。 1010、不透光烟度计、不透光烟度计 又称投射式烟度计， 指按照 gb38472005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值 及测量方法附录 g 规定用于连续测量柴油车排气的绝对光吸收系数的仪器。 1 11 1、流量计、流量计 指测量被环境空气稀释后的汽车排气的体积流量的仪器。 1.5.4 1.5.4 测试方法部分测试方法部分 1 1、稳态工况、稳态工况 acceleration simulation modeacceleration simulation mode，asmasm 指 gb182852005 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） 附录 b 规定的测试工况，包括 asm5025 和 asm2540 两个测试工况。 2 2、简易瞬态工况、简易瞬态工况 shot transient loadedshot transient loaded modemode 指 gb182852005 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） 附录 d 规定的测试工况，包括 15 个测试工况。 3 3、加载减速工况、加载减速工况 lug downlug down modemode 指 gb3847-2005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法 附录 j 规定 的测试工况，柴油车发动机油门处于全开位置，通过对柴油车驱动轮强制加载迫使柴油车减速运行的工 况。 1.5.5 1.5.5 控制系统部分控制系统部分 1 1、中央数据库、中央数据库 vehicle information databasevehicle information database，vid vid 指由环保管理部门管理的机动车排放信息系统。 - - 13 13 - - 机动车排气污染物检测培训教材 2 2、本地数据库、本地数据库 指由检测站管理的机动车排放信息系统。 1.6 1.6 在用机动车检测与维修（在用机动车检测与维修（i/mi/m）制度）制度 i/m 制度是英语 inspection maintenance program 的缩写，其主要内容是：以法律、法规为依据， 建立在用车排放监督、检测体系和维护、维修网络，通过对在用车的定期检测和随机抽查，确定其尾气 排放超标的原因，有针对性的采取维修措施，使车辆保持正常的技术状态，最大限度的发挥车辆自身的 尾气排放净化能力，减少污染物排放。 1.6.1 1.6.1 实施实施 i/mi/m 制度的意制度的意义义 大量的调查分析结果表明，在用车排放污染物来自一小部分高排放车辆。据统计，在用车中 5%的高 排放车的污染物占总排放量的 25%，20%的车辆的排放量占到总排放量的 59%，对于没有特殊排放控制系 统的化油器车，主要影响 hc 和 co 的排放量，调整好与坏的车辆，其排放差值可达 4 倍以上。对安装了 催化转换器等排放控制系统的先进车型，部分高高排放的污染物甚至高出 5 倍以上。 通过 i/m 制度发现高排放车辆，对削减在用车的排放非常有效。比如催化器或氧传感器损坏，虽然 部影响驾驶性能， 但可使尾气中的 hc 和 co 的排放量增加 20 倍以上。 通过发现维护不善的车辆予以维修， 平均可以降低排放 30%50%。 实施 i/m 制度，可督促车主自觉地加强对在用车的维护保养，通过对在用车的正常维护，使车辆保 持良好的技术状态，减少污染物的排放；通过提高排放限值、标准，查找和治理高排放车，削减机动车 污染物的排放总量。 i/m 制度治理在用车排放不但效果突出，而且具有更广泛的适用性，无论是电喷车还是化油器车，其 尾气排放都可在 i/m 制度中得到有效控制，通过治理 10%15%的高污染车，控制了在用车 50%60%的排放 量。 i/m 制度并不强求在用车上安装新型净化装置，而是对排放净化系统故障进行检测与排除，是减少机 动车尾气排放的关键所在，使在用车达到自身的、最佳的尾气净化水平。 一套成功的 i/m 制度应该包括的技术要素有： （1）合适的测试程序，并设定必要的检查内容。 （2）对不合格车辆的强制实施机制 （3）加强维修程序管理和机械技能培训 （4）检测数据的收集和定期的质量考核 （5）对车种和车龄进行优化，注重老旧车的检测 （6）对检测员和修理工的培训 （7）进行周期性的评估以发现和解决问题 由于 i/m 制度的综合性很强，既要注重技术问题，又要充分发挥管理机制的作用，因此需要尽心设 计，并保证足够的资金投入和政策法规支持，以及配备足够的技术和管理人才。 实践证明，实施 i/m 制度能最大限度地发挥车辆自身的净化能力，是保证在用车污染物排放长期、 稳定达标的科学、经济、有效的措施，有效控制在用车污染物排放的关键步骤。 1.6.2 1.6.2 建立并实施适合我国的建立并实施适合我国的 i/mi/m 制度制度 实施 i/m 制度时一定要建立适合我国国情的 i/m 制度管理体系，包括汽车尾气治理管理体系、汽车 第一章 机动车排气污染控制基础知识 - - 14 14 - - 维修行业和企业的质量保证体系、标准体系、培训体系和尾气治理反馈体系等，来确保 i/m 制度的有效 实施，以达到治理汽车尾气的目的。 1 1、国外的、国外的 i/mi/m 制度制度 在控制在用车排放污染的策略中，世界公认 i/m 制度是一种系统工程，它包括在用车排放污染的检 测方法（检测设