随着机动车保有量的不断增加，机动车污染物问题也日益严重。现阶段的排放法规认证阶段都是基于实验室环境的数据，而机动车在行驶过程中工况较为复杂，这就使得排放受实际工况的影响比较大，使得认证工况点与实际行驶工况点之间存在着较大的差异，实验室数据可能并没有真实反映发动机实际的排放工况。在这种背景之下PEMS（portable emissions measurement system）系统应用而生，PEMS是指实际道路行驶测量，将排放检测设备安装在实际道路行驶的机动车上，测量得到车辆在实际行驶过程中的排放和特性。
PEMS发展历程
早在上个世纪国际上就广泛应用类似于PEMS系统进行车载测试，被称为第一代PEMS。第一代PEMS系统主要应用于汽油机，分析轻型汽油车的排放特征以及排放速率。相比于第一代PEMS系统，第二代PEMS系统测试精度以及测试准确性得到了大幅提升，对发动机常规的气体排放实现了全覆盖，同时也考虑了湿度对于排气成分的影响。第二代PEMS系统能够实现颗粒物质量以及数量的测量。第一代PEMS系统见图1，第二代PEMS系统见图2。
图1 第一代PEMS
图2 第二代PEMS
PEMS测试限值
我国的重型车国六排放标准首次增加了PEMS测试，PEMS测试见表1。由表可知，PEMS测试排放限值不仅对常规的排放物进行了限制，同时也对颗粒物的数量进行了限制。在PEMS测试试验中，规定了有效点，有效数据点是指当发动机的冷却液温度在70℃以上，或者是当冷却液的温度在PEMS测试开始后，五分钟之内的变化小于2℃（以先到为准，但不能晚于发动机启动后20分钟），至试验结束的所有测试数据点。
表1 整车试验排放限值
PEMS试验程序
在PEMS试验程序中规定了试验车辆必须要具有代表性，应该是基准车或是可量产的车辆。在进行试验时，应证明ECU数据流的可获得性以及符合性。测试的条件包括有效载荷、环境条件、冷却液温度、燃料、润滑油、反应剂等，其中车辆的有效载荷在国六a阶段与国六b阶段不同，6a阶段应为最大载荷的50%-100%；6b阶段应为最大载荷的10%-100%，6b的有效载荷范围向小负荷范围扩展。
法规对试验路线进行了规定，车辆试验路线应包括：市区路、市郊路和高速路，不同车辆类型三种路线的比例见表2，允许实际构成比例有±5%的偏差。试验开始点和结束点之间的海拔高度之差不得超过100m， 并且试验车辆的累计正海拔高度增加量应不大于1200 m/100 km。
表2 PEMS测试试验路线比例分布
测试要求
PEMS应在车辆启动前开始采样，测量排气参数并记录发动机及环境参数。在测试开始时发动机冷却液温度不得超过30℃；如果环境温度高于30℃，测试开始时发动机冷却液温度不得高于环境温度2℃。当发动机的冷却液温度在70℃以上， 或者当冷却液的温度在5分钟之内的变化小于2℃时，以先到为准，但是不能晚于发动机启动后20分钟，测试正式开始。
在测试期间， 应持续进行排气取样、 测量排气参数以及记录发动机和环境数据。 发动机可以停车或重新启动， 但是在整个测试过程中排气取样应持续进行。测试过程中，至少每隔2小时对分析仪运行状态进行检查，以确认分析仪正常工作，但检查期间记录的数据应做好标记且不能用于排放计算。试验结束时，应预留足够的时间保证PEMS的响应时间。测试参数以及测试设备原理见表3。
表3 测试参数以及测试设备
随着国六法规的开始实施，发动机厂家不仅要关注实验室测试的数据，同时也应关注实车测试数据，从而开发出满足国六排放法规的发动机。同时有关PEMS测试的相关研究将会更加深入，机动车的排放也会更加清洁，从而满足更高的排放法规。参考文献[1]葛蕴珊, 王爱娟, 王猛,等. PEMS用于城市车辆实际道路气体排放测试[J]. 汽车安全与节能学报, 2010, 01(2):141-145.
[2]重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）
[3]https://max.book118.com/html/2016/0604/44801106.shtm 《内燃机学报》是由中国内燃机学会主办的国家级高级学术刊物，是国务院学位委员会与研究生教育中文重要期刊，是中国科技论文统计用刊，被工程索引(EI)等多个国内外数据库收录，多年来一直位居我国“中文核心期刊要目” 能源与动力工程类前列。《内燃机学报》主要刊载内燃机方面有较高学术价值和应用价值的学术性论文，在海内外有广大的读者群，是内燃机工作者的良师益友，欢迎登录《内燃机学报》官方网站(www.transcsice.org.cn)投稿。
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