简易瞬态工况法尾气检测设备的检定与改进

１８

Ｈｉｇ＾叫口ｙｓ＆Ａ＂≠ｏｍｏｆｉ伽Ａｐｐ￡ｉｃｎｆｉｏｎｓ

…，公

馨．与．汽．熹

．

２００７年§月

第５期

简易瞬态工况法尾气检测设备的检定与改进

李全１，刘志强２，将泰毅２

（１．湖北交通职业技术学院，湖北武汉４３００７９；２．武汉四方光电科技有限☆司，湖北武汉４３００７４）

摘要：简易瞬态工巩ＩＧｌ９５是我国目前唯一可行的在用汽油车尾气检测方法。文中通过分析蔓目和我国简易瞬态工况ＩＧｌ９５设备的拴定方法度存在的问题，根据我国新的强制性在用车排放标准厦环保标准，对简易瞬态工况检测设备提出了改进建议。

关键词：汽车；简易瞬态工况法；尾气检测；检测设备

中围分类号：ｕ４７２．９

文献标识码：Ｂ

文章编号：１６７ｌ一２６６８（２００７】０ｓ一００１８一邮

由于我国缺乏ＩＭ２４０所需的ＦＩＤ氢火焰Ｈｃ受美国环保局认可的汽油车瞬态尾气检测技术分析仪及ｃＬＤ化学发光ＮＯ。分析仪，目前，简易瞬有ＩＭ２４０、ＲＧ２４０和ＶＭＡＳ。ｖＭＡｓ是一种采用态工况法（ＩＧｌ９５，即ｖＭＡＳ＞是我国唯一采用的汽ＢＡＲ一９７尾气分析仪，通过测量尾气流量进行尾气油车排放质量检测方法。我国还没有有关简易瞬态质量分析的技术，已在马塞诸赛、纽约、罗得岛等州工况法设备的检定规程，ＩＧｌ９５实际上是引进国外使用。我国简易瞬态工况法使用ＶＭＡｓ技术。

的ＶＭＡｓ技术。因此，分析国外简易瞬态工况法检马塞诸赛州环保局（ＤＥＰ）根据ＥＰＡ的要求，确测设备的检定方法及存在的问题，对提高我国简易定了ＶＭＡｓ检定内容（见表１）。２００３年马塞诸赛瞬态工况法尾气检测的准确性具有现实意义。

州ＤＥＰ９１３个检定站的检定结果见表２。１

美国简易瞬态工况法设备的检定

１．２主要部件的检定１．２．１尾气检测平台

１．１检定状况

尾气分析仪必须满足ＢＡＲ一９７的要求，检定

表ｌ

ｖＭＡｓ检定的主要内窖

项目

检定内容

项目检定内容

外观目测

检查电源、连接、标签和铭牌等

ＶＭＡＳ流量计

ＶＭＡＳ流量计对３种流量的精度

尾气分析仪外观娶样管、连接管、过滤器、标准气和零气规范

气体分析单元篙暂韶兽蒜嚣罾、∞“

气象站温度、湿度和大气压的精度

ＶＭＡＳ流量计外观

ＶＭＡＳ安装及管路连接泄漏检查转速

麓黼０Ｂ叫在７００

原始尾气采样系统泄漏检查

密封性检查

仪器具备自动判断密封性功能

ｒ／商ｎ和２

５０。

ＶＭＡｓ氧传感器：擀竽惑器对于３种。浦准

ｏ剐读码器舞犏黧憋惫最裂期慧检

气体传输时间

尾气达到尾气分析仪的响应时间

衰２

２００３年ｖＭＡｓ检定结果

项ｓ通过数；：；；馨紧不通过率，％

项ｓ通过数巢；ｉ冀雾不通过率，“

外观９７６７０６．７转速钳８４０１６１．９尾气分析外观

６０４３１７３４．４ＯＢＤⅡ转速８４５９１．１气象站４７８４２４４７．００ＢＤⅡ读码器功能

８１７４５５，２泄漏５４４４３３４４．３ｖＭＡＳ外观６２ｌ１５６２０．１尾气响应时间３８８４５１０．４ｖＭＡｓ氧传感器４５７２０９３１．４首次尾气检定７３３２０ｌ２１．５ｖＭＡＳ流量计５８４７４１１．２第二次尾气检定３２

１００７５．８

所有项检定

１８３８６３８２．５密封性检查

８１５１７ｌ

１７．３

…暑簧竺錾墨。６４９。～

３９７…

３８．ｏ…”

ｖＭＡＳ流量系统

万　

方数据

总第１２２期

与运汽

Ｈｉｇ矗ｚ蝴３，５＆Ａ“￡。ｍ。矗口ｅＡ声户Ｚｉｃ口“ｏｎｓ

公

路

１９

用气体和技术要求见表３。假如尾气分析模块检定中有任何一项不合格，检定人员将对仪器进行标定后作第二次检定。２００３年，马塞诸赛州９３４个检定站中，２０１个未能一次通过检定；未能通过第一次检定的１３２个站中，１００家未能通过第二次检定。由于ＤＥＰ使用的尾气检定精度要求高于ＥＰＡ，致使尾气检定不通过率较高，因此，从２００３年１１月开始，使用表３中修改的精度要求。

表３尾气分析仪检定用标准气体殛技术要求

检定气体ａ标浓度允嚣差

慧嚣

ＨＣ／ｐｐｍ

Ｏ士８（绝对）

士９（绝对）ＣＯ／％

０士Ｏ．０４（绝对）士０．０４（绝对）零气

ＣＯｚ／％

０土Ｏ．６（绝对）士Ｏ．６％（绝对）ＮＯ／ｐｐｍ

０±２６（绝对）士２６（绝对）ｑ／％２０．９士１０（相对）士１０（相对）ｌ蹦０２／％

１．０

士０．２（绝对）

±Ｏ．２（绝对）

眦。巍２。：．苫“笔委嚣’髻要嚣’

川

ｃ０２／％

６．０±６（相对）土Ｏ．３６（绝对）

你

Ｎｏ

３００

ｐｐｍ士８“（相对）士２８ｐｐｍ（绝对）

呲。况９６：．苫“笔ｉ嬲’笔誓嚣’

引

Ｃ０２／％

３．６士６（相对）士Ｏ．３４（绝对）中低

Ｎ０

９００

ｐｐｍ土８％（相对）

士８％（相对）

嗽。巍１９磐“笔：嬲’笔篓嚣’

一９７

ＣＯｚ／％

７．２士６（相对）士６（相对）中高

Ｎ０１８００ｐｐｍ±８％（相对）

士８％（相对）

Ｈｃ

３２００

ＢＡＲ

ｐｐｍ士１０％（相对）士８％（相对）

．

ｃ０／％

８．Ｏ士６（相对）士６（相对）

Ｃ０３／蹦

１２．０土６（相对）

士６（相对）

鼎

Ｎ０

３ＯｏＯ

ｐｐｍ士８％（相对）士８％（相对）

１．２．２

ＶＭＡｓ稀释氧传感嚣

ｖＭＡｓ稀释氧传感器采用表４所示气体进行检定，其中２０．８％Ｏ。可采用新鲜空气。２００３年，马塞诸赛州共有３１．４％的ＶＭＡｓ稀释氧传感器未能通过检定。本检定中没有分析ｃＯ、Ｈｃ对（）。测量准确性的影响。

表４稀释氧传｛蠡器的检定要求类型ＤＥＰ精度要求／％８％０２士５．３（相对）１５％Ｏ。士５．３（相对）２０．８蹦０２

土５．３（相对）

１．２．３

ＶＭＡＳ流量计

ＶＭＡｓ流量计的检定采用表５所示的方法。

万　

方数据２００３年，马塞诸塞州共有１１．２％的ＶＭＡｓ流量计未能通过流量检定。

表５

ｖＭＡＳ流量计的检定要求

项目

ＤＥＰ精度要求／％

最大流量（０．１８８～０．２１２ｍ３／ｓ）

土１０（相对）中间流量

士１０（相对）最小流量（Ｏ．１０６ｍ３／ｓ）

±１０（相对）

１．２．４转速传感器

马塞诸赛州允许采用转速钳和感应式转速传感

器对未安装ＯＢＤⅡ的车辆进行双怠速转速测量。ＤＥＰ采用转速信号发生器模拟检定转速传感器在

７００ｒ／ｍｉｎ和２５００

ｒ／ｍｉｎ时的精度。该州也允许

采用ＯＢＤⅡ读码器检定１９９６年以后生产的车型在

７００

ｒ／ｍｉｎ和２

５００

ｒ／ｍｉｎ时的精度。表６是检定精

度要求。排除意外原因，一般都可通过转速检定。

表６转速传藤器的榆定要求

转速／（ｒ・ｍｉｎ＿１）

ＤＥＰ精度要求／％７００士３．３（相对）２５００

土３．３（相对）

１．２．５

ＯＢＤⅡ读码器

ＤＥＰ采用ＯＢＤⅡ模拟器产生ＭＩＬ、ＤＴＣｓ及数据流等，用于模拟汽车的ＯＢＤⅡ系统。排除意外因素，总体上ＯＢＤⅡ的可靠性较高。

２我国简易瞬态工况法检测设备技术要求

及存在的问题

我国《汽油车简易瞬态工况法排气污染物测量

设备技术要求》（ＨＪ／Ｔ２９０

２００６）对尾气分析模块、

流量计、稀释氧传感器等提出了要求，但对转速、ＯＢＤⅡ等没有过多涉及。２．１尾气分析仪

我国ＩＧｌ９５设备对尾气的技术要求见表７。我

表７尾气分析仪量程范围和误差要求

：。２０

魄。金ｙ，参Ａ。急砸嘉Ａｐ磊删渤；

Ｈｉｇ＾叫４ｙ５＆Ａ越≠ｏｍｏ矗训ｇ

Ａｐｐｚｉｆ口ｔｉｏ月ｓ

。。裤镕月

２０西车丐片

国检定标准比美国的严格，但我国的仪器大都从国外进口，因此易产生矛盾。国外检定表明，即使采用比国内较宽松的技术要求，也有２１．５％的仪器不能通过检定，如果换成国内标准＋估计不通过率还将上升。从我国目前的技术水平和测试要求来看，过高的低端测量精度要求对于ＩＧｌ９５本身没有必要，反而可能迫使一些厂家为了达标而作假。

２．２

ＩＧｌ９５流量计

从国外对流量计的检定来看，ＶＭＡｓ提供的

流量计精度较差，即使按１０％的精度检定，也有

１１．２“的仅器不能通过。我国速度式流量计的最小

精度是５蹦，从我国实际情况来看，将精度改为士５％完全可行。我国尾气检定标准要求被检流量

计与标准流量计在ｏ℃和１０１．３ｋＰａ大气压状态下

的读数相对误差不大于士５％，中间量程流量检查测试要求被检流量计和标准流量计读数的相对误差不太于±１０％。实际运行结果表明，ｖＭＡＳ的流量在测试过程中基本稳定，因此，将误差标准定为±５％

是合理的。为提高流量测量准确性，有必要使用国

产化的流量计或在ＶＭＡｓ的基础上进行改造。２．３稀释氧传感器

我国标准要求稀释氧传感器测试范围为０．５％～２２．５％，绝对误差为±０．１％，相对误差为５％（取大值），分辨力为ｏ．１％。实际上，由于采用空气稀释测量，即使测量６．ｏＬ发动机，稀释尾气中的氧气含量也会超过１０％。因此，国外ＶＭＡＳ氧气测量的低端定为８％是科学的。我国一些检定机构将氧

传感器测量低端定为１％，容易造成稀释氧传感器

检定失败。国外ＶＭＡｓ稀释氧传感器的精度要求为士５．３％，即使按最低氧气含量８％计算，绝对误差在ｏ．４２％以上，稀释比误差在２％以上。我国以

小排量车为主，１．６Ｌ发动机的怠速稀释比只有２％

左右。稀释氧气的浓度为２０．５％左右，按照５．３％的误差，氧气测量在１９．５％～２１．５％都算正常。

为了提高稀释比测量误差，建议从两个方面着手：①降低稀释空气抽排量，并可自动调整，使任意车型的怠速稀释比处于４％～６％，５０ｋｍ／ｈ时的稀释比为２０％～２５％。稀释比太大，水分会冷凝；稀

释比太小，测量精度低。②提高稀释氧传感器的高

端测量精度，如将稀释氧传感器测试范围改为８％～２ｌ％，分辨力为ｏ．０１％，相对误差为３％。

万　

方数据２００４年，ＶＭＡＳ设备提供商ｓｅｎｓｏｒｓ发现

Ｈｃ、ｃＯ对稀释氧传感器读数有盟显影响，并在美

国规范中进行了补充。如果只采用Ｑ标准气体进

行检定，不能发现Ｈｃ、ｃ０对稀释氧传感器的影响。建议国家标准增加稀释氧传感器对ＨＣ、ｃＯ的抗干扰实验。

２．４转速和ＯＢＤⅡ

我国对转速传感器有精度要求，但没有统一的检定方法。有的采用转速钳法，有的采用点烟器、振动噪声原理的转速传感器，由于缺乏实验室可行方法，检定较复杂。建议对车辆转速表进行改装，安装标准的发动机转速计，通过发动机的实际运行检定

不同类型转速传感器。

随着我国欧洲Ⅲ标准的实施，一些省份强制车辆安装ＯＢＤⅡ。通过ＯＢＤⅡ也可得到转速。随着ＯＢＤⅡ车辆的增加，采用ＯＢＤⅡ判断尾气排放状况十分重要，而且快速。建议在配置ＩＧｌ９５设备时就要求提供ＯＢＤⅡ的测试功能并对其进行检定。

３结语

ＶＭＡｓ是一种比较适合我国国情的在用汽油车瞬态工况排气污染物检测方法，但其流量测量精度低，易受稀释氧传感器精度的影响，其气体分析单元检定要求比我国宽松。我国ＩＧｌ９５检测设备的检定要求比美国高，但设备是依据美国的仪器设计的，因此，存在诸多不合理之处。建议放宽尾气检测平台的检定精度。

针对进口ｖＭＡＳ的不足，我国有必要根据小排量车为主的实际情况进行创新，自主开发测试精

度高、适合小排量车的流量计，并缩小稀释氧传感器

的量程范围、提高测量精度要求，增加ｃＯ、Ｈｃ对氧传感器影响的自动修正。参考文献：

［１］ＧＢｌ８２８５

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）［ｓ］．［２］葛蕴珊，杨志强，张学敏，等．在用汽油车瞬态工况排放

测试方法研究［Ｊ］．汽车工程，２００７（３）

［３］钱人一．美国在用车尾气排放的工况法检测［Ｊ］．汽车

技术，２００１（６）．

收稿Ｂ期：２００７

０９—１０

简易瞬态工况法尾气检测设备的检定与改进

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

李全， 刘志强， 将泰毅

李全(湖北交通职业技术学院,湖北,武汉,430079)， 刘志强,将泰毅(武汉四方光电科技有限公司,湖北,武汉,430074)

公路与汽运

HIGHWAYS & AUTOMOTIVE APPLICATIONS2007(5)

参考文献(3条)

1. 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)2. 葛蕴珊;杨志强;张学敏 在用汽油车瞬态工况排放测试方法研究[期刊论文]-汽车工程 2007(03)3. 钱人一 美国在用车尾气排放的工况法检测[期刊论文]-汽车技术 2001(06)

本文读者也读过(9条)

1. 王爱国. WANG Ai-guo 195 s简易瞬态工况法的改进[期刊论文]-汽车科技2009(5)

2. 李允平. 刘泽砚. LI Yun-ping. LIU Ze-yan 影响简易瞬态工况法(VMAS)测量精度因素分析[期刊论文]-农业装备与车辆工程2009(1)

3. 蔡锐彬. 陈丹青. 孙国斌. 俞明. 陈子健 采用Vmas系统检测分析汽车排放物的研究[期刊论文]-车用发动机2003(3)4. 孙晓辉. 黄万友. 唐向臣. 田学松. 程勇. SUN Xiao-hui. HUANG Wan-you. TANG Xiang-chen. TIAN Xue-song. CHENG Yong 简易瞬态工况法底盘测功机控制系统的开发[期刊论文]-内燃机与动力装置2009(6)

5. 隋修武. 杜玉红. 李阳. 李庆贺. 谢望. SUI Xiu-wu. DU Yu-hong. LI Yang. LI Qing-he. XIE Wang 机动车工况法排放检测用气体流量分析仪[期刊论文]-传感器与微系统2009,28(5)

6. 周四宝. ZHOU Si-bao 一种新型的汽油车简易瞬态工况排放分析系统[期刊论文]-城市管理与科技2006,8(1)7. 钟科. 朱荣福. 韩秀坤. Zhong Ke. Zhu Rongfu. Han Xiukun VMAS排放测试系统的应用研究[期刊论文]-汽车工程2007,29(3)

8. 赵林 汽车有害排放物植物净化实验室研究设计[学位论文]2007

9. 葛蕴珊. 张学敏. 高力平. 韩秀坤. 钟科. Ge Yunshan. Zhang Xuemin. Gao Liping. Han Xiukun. Zhong Ke 简易瞬态工况法测量准确度影响因素研究[期刊论文]-汽车工程2006,28(4)

引用本文格式：李全. 刘志强. 将泰毅 简易瞬态工况法尾气检测设备的检定与改进[期刊论文]-公路与汽运 2007(5)