来源：汽车维修 作者：佚名 2013-06-19 06:44:25
近年来，随着汽车工业的飞速发展，汽车保有量不断攀升，已经成为全球最大的汽车生产国和销售国，汽车污染物已经成为我国许多大城市面临的重要环境问题。现在我国使用的汽油车尾气排放检测方法主要是以双怠速法为主，这种检测方法虽然使用简单，价格低廉，但缺点也十分明显，即其识别率非常低，而且无法检测尾气中氮氧化物的含量。简易瞬态工况法作为一种新的汽车排放检测方法，具有很大的优越性和推广前景，不仅具有较高的识别率，能够测量出汽车排放污染物的质量，并且具有检测效率高，检测费用和设备费用都较低等优点。
一、概念
简易瞬态工况法（以下简称简易瞬态法）是使用汽车
底盘测功机等设备，通过在转鼓试验台上模拟汽车在道路上的实际行驶状况，对汽车排气污染物进行测试的一种方法，也是GB18285-2005标准推荐使用的方法之一。
二、特点
1．简易瞬态法是一种带负荷的测试方法，检测结果能良好地反映车辆在道路上的实际排放状况，是科学、先进、实用的检测方法。与目前采用的双怠速检测方法相比，具有误判率较低，能有效防止调校作弊行为，同时也能对汽车的氮氧化物排放进行检测，可为用车提供更加科学、客观的依据。
2．简易瞬态法采用了与新生产车辆一致性检测相同的巧工况法测试方法，与新生产车的检测结果相关性较好。
3．简易瞬态法的测量结果为汽车单位行驶里程的污染物排放量（测量结果单位为g/km），有利于机动车排放因子的计算，以及建立机动车排放清单，有利于对机动车排气污染物实施总量控制。
4．简易工况法可快速、准确的检测分析出车辆尾气中CO,HC,CO2,O2, NOx等组分的浓度，不仅适用范围广，而且检测精度高于怠速法3-4倍。
三、基本原理
汽车排气质量分析系统在传统尾气浓度分析系统的基础上，加上流量分析的功能，根据尾气的浓度与流量计算得到尾气排放的质量。如图1所示，稀释气体由排放尾气和环境空气混合而成，利用空气中的氧气浓度数据，五气分析仪测得的尾气中的O2浓度以及稀释气体中的O2浓度，可以得到进人流量计的排放尾气被空气稀释的比例；流量测量的结果经温度和压力修正，获得标准体积流，结合尾气的稀释比例，进而计算排放尾气的实际流量。根据尾气的成份浓度（由五气分析仪测量得到）和尾气的流量，可测出汽油车尾气中排放污染物的质量含量（五气分析仪抽取的尾气流量很小，对流量测量不造成影响）。此数据和
底盘测功机测得的发动机的实际输出功率相结合，可实时分析车辆在道路负荷工况下排气污染物的排放质量，对于全面评价车辆的排放状况、估算机动车污染物排放总量及制定切实可行的机动车污染控制规划具有重要意义。
四、主要设备
简易瞬态工况法的设备主要包括：
底盘测功机、排气取样系统、五气分析仪、气体流量分析仪和自动检测控制系统。
1．
底盘测功机底盘测功机主要用于模拟车辆道路行驶的各种工况，要求能够模拟车辆在道路上行驶的加速惯量，即
底盘测功机通过控制功率吸收单元模拟车辆在道路上匀速和加速工况，减速工况只通过基本飞轮部分模拟，或者能够模拟车辆在道路行驶的全惯量。
2．排放取样系统
排放取样系统包括水气分离系统、颗粒过滤装置、取样泵和流量控制单元。应保证其可靠耐用，无泄漏且易于维护，与取样气体接触的制造材料不能与取样气体反应且不污染取样气体或改变被分析气体的特性。此外，取样系统应能耐高温、耐腐蚀。
3．五气分析仪
五气分析仪直接对排放气体进行采样分析。其中一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、碳氢化物（HC）采用不分光红外法（NDIR）氮氧化物（NOx）采用电化学法或其他等效方法。五气分析仪应能满足至少5Hz的排放浓度测试能力（即能够满足至少每0.2s进行一次排放浓度测试），并且每次开始测试前，应对环境温度、湿度进行测量，至少每秒测量一次。
4．气体流量分析仪（VMAS）
气体流量分析仪是简易瞬态工况法所特有的检测设备。它的基本结构如图2所示。
它由气室、蜗旋流量传感器、氧气传感器、抽气机、温度和压力传感器等组成。主要用来即时地测量排放气体的流量。气体流量分析仪将测量稀释后的气体的氧含量与原排放气体中的氧含量相比较，求得质量稀释的比例，通过稀释比和气体流量分析仪测得的流量，计算出每一秒的排放体积。然后根据排放体积和五气分析仪测量出来的排放浓度来计算汽车每一秒排放的污染质量。
5．自动检测控制系统
根据输入的车辆参数自动设置加载载荷和选择排放标准。检测程序、数据采集和分析判断检测结果都由自动检测控制系统自动完成。
五、检测流程
1．车辆预检
待检车辆完成车辆检测登记后，引车员应将车辆驾驶到
底盘测功机前等待检测，并进行车辆的预先检查。预先检查的目的是核实受检车辆是否和行驶证相符，并评价车辆的实际状况是否能够进行简易瞬态工况法检测。在进行预先检查时，如果发现受检车辆的车况太差，不适合进行简易瞬态工况法检测，必须进行修理后才能进行检测。
2．实验设备准备和标定
①取样系统进行至少15min的连续清洗，若为反吹清洗则不少于5min。将取样探头插入汽车排气管250mm，若深度不能保证应加长排气管。
②对五气分析仪和气体流量分析仪进行预热，使其在通电后30min达到稳定。在每次开始实验前，分析仪器完成自动调零，测定环境污染水平和HC残留量。采集的环境背景样气应满足以下条件：HC<7x 10-6,CO<0.02%,NOx<25x 10-6，且取样系统中HC残留量浓度高出环境背景氧气浓度不超过7x10-6时，仪器可以使用。
③在对测功机进行预热之后，进行滑行试验，在滑行试验合格后方可进行简易瞬态工况法的排放检测。计算机系统根据车辆参数自动设定测功机载荷或根据基准值来设定试验工况的吸收功率值。
3．进行检测
起动发动机，使发动机保持怠速运转40s，然后进行进行试验。按照图3所示的试验循环进行试验。在试验过程中应注意：
①怠速运行工况。对于手动或半自动变速器，怠速期间，离合器接合，变速器置于空挡；为了按正常循环进行加速，车辆应在循环的每个怠速后期，加速开始前5s离合器脱开。对于自动变速器，在试验开始时，放好挡位选择器后，在试验期间任何时候不再操作挡位选择器。
②加速运行工况。在整个工况过程中进行加速时，尽可能使加速度恒定。若加速度未能在规定时间内完成，如有可能，超出的时间应从工况改变的复合公差的时间中扣除；对于自动变速器，若加速不能再规定时间内完成，应按照手动变速器的要求，操作挡位选择器。
③减速运行工况。在减速工况时，应使加速踏板完全松开，离合器接合，当车速降至10km/h时，离合器脱开，但不操作变速杆。如果减速时间比响应工况规定的时间长，则应使用车辆的制动器，以使循环按照规定的时间进行。如果减速时间比响应时间规定的时间短，则应在下一个等速或怠速工况时间中恢复到理论循环规定的时间。
④等速运行工况。从加速过渡到下一等速工况时，应避免猛踏加速踏板或关闭节气们。等速工况应采用保持加速踏板位置不变的方法实现。
4．检测完毕
循环终了时，车辆停止在转鼓上，变速器置于空挡，离合器接合。同时停止取样。
六、结果计算及判定
在简易瞬态工况法中，计算排放气体质量全部由系统自行进行。计算过程如下：
1．气体流量分析仪将测量稀释后排放气体的氧气含量与原来未稀释排气的氧气含量进行比较，得出稀释比例K；通过稀释比例K与其体流量分析仪测得的稀释后的流量V0,得出实际每一秒的车辆的排放气体体积V1，再根据五气分析仪测得P的浓度得到每一秒排放气体的质量M。如下列公式所示：
K=（Co2-C’o2）／（Co2-C’o2）①
（式中：K-稀释比例；Co2-环境O2浓度；'o 2-稀释后排放气体中O2浓度；Co2-原始O2浓度）
V1-V0×5 ②
M=P×p×V1 ③
（式中：p-气体的密度）
2．将计算所得到的每秒排放气体的质量M转换成单位里程下的排放质量即排放因子M1。
排放因子（g/km） M1=(M/S) ④
（式中：M-单位时间排放质量g/s;S-车辆单位时间当量行驶距离km/s）
3．结果判定
将测量所得的排放因子与简易瞬态工况法的排放限值相比较，获得车辆最终的检测结果。排放限值应根据各地的实际情况，结合车辆的基准质量、车龄、车辆类型等来制定。
七、应注意的问题
在瞬态加载简易工况法（VMA引的操作中，有几个问题应该特别注意：
1．如果使用的是电涡流
底盘测功机必须配备机械惯量补偿装置（即惯性飞轮组合）。
2．检测系统的进气口应该与被检车辆的排气口保持适当的距离，让足够的环境空气进入软管，以达到稀释效果。
3．操作过程中应避免通气管弯折阻碍气体流量。
4．对双排气口的汽车，应该对每个排气口分别测量，结果累加后作为最后的测量结果。
5．对使用三效催化转化器的车辆，在进行检测前应当先进行必要的预处理充分预热三效催化转化器。
6．对系统内部进气道应该进行定期清洁，特别是扰流柱体。
八、结束语
通过对汽车尾气排放瞬态工况法（VMAS）的原理和结构的介绍，可以说该方法是现有条件下，能够较好地对汽车的尾气排放进行全面客观评价的方法之一，对我们控制机动车排放污染、保护环境有着重要意义。
