【文章內容簡介】 整個測試系統(tǒng)中，除了主控計算機系統(tǒng)與硬件結合較少外，其他子系統(tǒng)均與硬件結合緊密；而各個子系統(tǒng)之間都采用標準的通訊接口和協(xié)議。因此相比而言，主控計算機系統(tǒng)基本上是以軟件為主，通過標準的通訊協(xié)議發(fā)送專門的指令到各個子系統(tǒng)中，就可以驅動、控制各個子系統(tǒng)進行工作，完成排放法規(guī)要求的測試循環(huán)。另外由于在進口的成套系統(tǒng)中，主控計算機系統(tǒng)的成本也占很大比重。同時，進口的系統(tǒng)中，采用純英文操作界面，相關操作手冊和技術資料也由英文或德文印刷，因此對使用者，特別是對一線試驗人員的掌握 、熟悉以及使用系統(tǒng)帶來很大困難。如果能開發(fā)出一套優(yōu)秀的主控計算機系統(tǒng)，能憑借低成本、純中文化操作界面等特點，可以快速進入市場，獲得用戶認可與接受。另外，在筆者實際工作中，也接觸到一些國內單位，由于初期成本考慮，在引進排放測試系統(tǒng)時，沒有引進主控計算機系統(tǒng)，在實際測試中，采用操作人員手工控制的方式或自行開發(fā)簡單的主控計算機系統(tǒng)，不僅勞動強度大、效率不高，而且同步性差、數(shù)據(jù)重復性差，以及數(shù)據(jù)誤差較高，已經不能滿足現(xiàn)階段科學研究的需要。因此，這部分單位也是自主開發(fā)主控計算機系統(tǒng)的潛在用戶?？v觀國內外排放測試技術的 發(fā)展要求和趨勢，在排放測試系統(tǒng)中運用計算機控制技術，確保測試控制精度和提高測試自動化水平愈加重要。具有自動控制功能，同時進行數(shù)據(jù)采集、顯示和存儲，并自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、試驗曲線的繪制及報表的輸出等功能的排放測試系統(tǒng)是汽車排放測試系統(tǒng)的發(fā)展方向。 汽車排放種類 汽車有害排放物一般包括燃料燃燒后排出的廢氣、曲軸廂串氣、機油蒸發(fā)、燃料箱和化油器（供油裝置）的燃油蒸發(fā)排放等 [2]，其成分主要有 CO、 HC、 10 NOX、 SOX 顆粒（碳煙、鉛化物、油霧）和臭氣（甲醛、丙烯醛）。汽車排放污染帶來環(huán)境保護問題越來越重視， 世界各國制定限制汽車排放污染法規(guī)日趨嚴格。為滿足排放法規(guī)的要求及生產研究需要，國內外很多研究單位及生產廠家都建立排放試驗室。汽車排放污染物對人體及環(huán)境的危害是非常顯著的，簡單列舉如表 1 所示。 日益嚴重的汽車尾氣問題已經引起社會各界的高度重視，各級政府越來越重視汽車排放的治理。治理在用車排放污染物問題是一項重大復雜的系統(tǒng)工程，就汽車技術而言，控制汽車排放的措施主要包括兩個方面：一是制定嚴格且可行的汽車排放法規(guī)，推動汽車生產企業(yè)開發(fā)和應用汽車排放控制新技術，開發(fā)新能源動力汽車，降低出廠新車的污染物排放量 ；二是對在用汽車執(zhí)行嚴格的 I/M（ Inspection/Maintenance 檢測 /維護）制度，確保在用汽車排放控制系統(tǒng)正常工作[4][6]，因此在用車排放的檢測 [7][10]越來越受到重視。 所謂汽車 I/M 制度，就是以汽車排放控制為核心的在用汽車檢測與維護制度其基本原則是抓住 10%～ 15%的高排放汽車，強制進行維護和修理治理，使汽車排放控制裝置保持良好的技術狀況，實現(xiàn)在用汽排放污的總體控制。 I/M 制度的作主要表兩個方面：（ 1）是通一定的檢測法別出在用總數(shù) 10％～ 15％、排控系狀態(tài)佳、排放顯 標的高排汽車 (美國加州車維修局認為超過標準 2 倍的汽車即為高排放汽車 )；二是加汽車 (重點針排放汽車 )排超標故障診，根據(jù)診斷結果采取相應的維護或修理措施，使這些車的排放平到接近達到原車最佳水平，保證在汽車的整個生命周期中，排放控制系統(tǒng)能直正常發(fā)效用，充分發(fā)揮汽車自的排放凈化能力。 在國外，美國被公認為在 I/M 制度方面是世界領先的，其 I/M 制度的排放檢內容一般包括三大項：目視檢查、功能檢測和排氣污染物檢測。目視檢測主要 11 檢查排放系各部件有無丟失、脫落或外觀損壞；功能檢測主要檢測發(fā)動機燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)工作 是否正常、系統(tǒng)點火正時是否準確、 EGR 系統(tǒng)工作是否正常、車載診斷系統(tǒng)故障指示燈是否亮等；排氣污染物檢測主要檢測尾氣中 CO 、 HC 和 NOx 的排放情況。三項檢測中任一項不合格就判定整個排放檢測不合格，其中排氣污染物檢測是排放檢測中最關鍵的項目，只有這項檢測才能裁定被檢汽車是否是高排放汽車。由此可以看出，尾氣檢測與監(jiān)控是實施 I/M 制度的關鍵。而根據(jù)檢測的方法和參數(shù)不同，尾氣檢測大致可以分為怠速和雙怠速法，簡易工況法，遙感檢測法三大類 [11][13]。目前美國根據(jù)排放檢測的效果和可行性，簡易工況法較 為良好。 為滿足實施 I/M 制度的要求，在用車排氣污染物檢測正由傳統(tǒng)的怠速法向簡易工況法方向發(fā)展。我國相關法規(guī)不斷在發(fā)展和完善： 2020 年以前，我國一直在使用怠速法； 2020 年以后，對安裝了閉環(huán)電噴和三元催化凈化系統(tǒng)的汽車，部分城市才開始采用雙怠速法；怠速和雙怠速都是車輛無負載時進行測，因此檢測出排放結與車輛際運行時排狀態(tài)仍存在較大的差距，且怠法乎不能檢測出汽排氣 NOX，各檢測結的代表性和真實性較差。隨著環(huán)要求的提高?，F(xiàn)代高新技術在汽車應用：控燃油噴、三效化器等技術，簡的無負檢測法已經無能力識出這類現(xiàn) 技術制造的汽車的排放故障，因此，怠速或雙怠速法不能滿足目前我國 I/M 制度實施要求。參照美國環(huán)境保護局 EPA— AA— RSPD— IM— 96— 2《加速模擬工況試驗規(guī)程、排氣標準、質量控制要求及設備技術要求技術導則》 (1996 年 7 月 )，國家質量技術監(jiān)督局 2020 年 12 月頒布了 GB182852020《在用汽車排氣污染物限值及測試方法》，標準提出對按 GB 14761(現(xiàn)已被 GB 18352 代替 )通過 B 類認證的 M M2 和 N1 類在用汽油車，排氣污染物測試采用雙怠速或 ASM 試驗 (ASM5025 和 ASM2540)的要求。 GB/T 18565— 2020《營運車輛綜合性能要求和檢驗方法》、 GB/T 18344— 2020《汽車維護、檢測、診斷技術規(guī)范》和 JT/T 19— 2020《營運車輛技術等級劃分和評定要求》中都引用了這一標準。北京市于 2020 年 8 月發(fā)布了 DB 11/122— 2020《汽油車穩(wěn)態(tài)加載污染物排放標準》和 DB 11/ 1232020《輕型汽油車簡易瞬態(tài)工況污染物排放標準》，提出在用汽車 ASM 試驗 (BASM5024 和 BASM2540) 和 VMAS195 試驗。 2020 年國家質量技術監(jiān)督局對 GB 182852020 進行了修訂，發(fā)布了 GB182852020《點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物限值及測量方法 (雙怠速法及簡易工況法 )》，提出 ASM 穩(wěn)態(tài)工況法，IM195 瞬態(tài)工況法和 VMAS195 瞬態(tài)工況法。目前我國北京上海南京無錫蘇州等大中城市采用 ASM 工況法進行排放檢測，根據(jù)排放檢測的效果和可行性，目前 ASM 工況法運用比較廣泛。 排放標準制定的背景 我國從 2020 年 7 月起已全面禁止使用含鉛汽油，為改善我國大氣環(huán)境的重金屬鉛污染掃 清了障礙，汽油車才有條件采取較為嚴格的尾氣排放控制技術 — 電控汽油噴射加三元催化器，為降低新車排放污染物濃度創(chuàng)造了條件。 為了促進我過汽車制造業(yè)的技術發(fā)展，迎接我國加入 WTO 后面臨的汽車工作新挑戰(zhàn)，自 2020 年 9 月 1 日起，我國已實施新的法規(guī)：所有化油器轎車及 5人座客車，在我國停止生產與銷售。既日起，我國將拒絕以上污染物排放重的新車領去行車排照，從“流動源”污染的新車源頭開始控制機動車排放污染。促始汽車制造廠才用新技術，生產電噴車。 自 2020 年 1 月 1 日起，我國頒布的《輕型汽車污染物排放標準》開 始實施 12 歐盟 I 號水平標準，只有電噴汽油車加三元催化器才可達到歐盟 I 號排放標準。到新車第二控制階段，即到 2020 年實施達到歐盟 II 號水平的標準限值；國家對新車頒布的《車用柴油機污染物排放標準》于 2020 年 6 月發(fā)布，其排放標準限值于 2020 年 9 月 1 日起實施，達到歐盟 I 號排放水平。柴油車第二階段，即到2020 年實施歐盟 II 號水平的排放標準。我國在制定新車排放標準體系時，根據(jù)我國的實際國情，一直沿用歐盟新車排放標準體系。 中國實施新車排放標準將從中國的汽車工業(yè)的技術發(fā)展水平，材料，工藝可達到的要求，市場的需 求狀況等綜合確定。與美國，日本，德國等先進國相比，起步晚，技術較落后，存在差距。但有后發(fā)優(yōu)勢，只要在發(fā)展中堅持采用高起點，高效能，低污染的技術，是可以在較短時間內迎頭趕上的。 我國在制訂新車排放標準時，主要考慮到汽車制造業(yè)的技術進步，排放標準逐漸加嚴。 國內內燃機的排放限制及測試標準 我國 1982 年頒布大氣質量標準，從 1983 年開始陸續(xù)制定并頒布了汽油機、柴油機及和摩托車的排放值限制標準及測量標準。我國在吸收了發(fā)達國家的經驗后，制定了一條適合我國國情的內燃機排放標準路線，對汽油機先實行“怠速 法”，再實施“強制裝置法”，即對曲軸箱排放和燃油蒸發(fā)進行控制。最后實行工況法控制，對柴油機則先實行“自由加速法”及“全負荷法”控制煙度，然后再與汽油車同步實施工況法。第三步考慮制定柴油車顆粒排放標準。除車用內燃機外，對其它用途的柴油機先實行控制穩(wěn)態(tài)排氣煙度，然后實行工況法限制。對摩托車排放實行“怠速法”及工況控制法。我國現(xiàn)有發(fā)動機排放限值標準體系見表 我國發(fā)動機排放值標準體系 序號 標準項目 標準及編號 適用范圍 1 輕型汽車污染物排放標準及測量方法 限值方法 GB — 93 GB 1164289 400Kg〈 =總質量 〈 3500Kg 2 車用汽油機排氣污染物排放標準及測量方法 限值方法 GB — 93 GB/T 1476293 總質量 3500Kg 的汽油車 3 汽油車燃油蒸發(fā)物排放標準及測量方法 限值方法 GB — 93 GB/T 1476293 汽油車 4 汽油車曲軸箱污染物排放標準及測量方法 限值方法 GB — 93 GB 1134089 汽油車 5 汽油車怠速污染物排放標準及測量方法 限值方法 GB — 93 GB/T 384593 汽油車 6 柴油車自由加速煙度排放標準及測量方法 限值方法 GB — 93 GB/T 384693 柴油車 7 汽車柴油機全負荷煙度排放標準及測量方法 限值方法 GB — 93 GB/T 384783 柴油車 8 柴油機穩(wěn)態(tài)及測量方法 GB 948688 柴油車 9 柴油機排放限值及測量方法 限值方法 GBn 267— 87 GB 6456— 86 GB 818787 10 摩托車污染物排放標準及測 量方法 限值方法 GB14621— 93 GB/T14622— 93 GB/T 546693 13 （ 1）輕型汽車污染物排放標準及測量規(guī)程： 本標準適用于最大總質量為 400~3500kg，最大設計車速在大于或等于50Km/h，裝點燃式四沖各及壓燃式發(fā)動機的轎車、貨車與客車，冷啟動后排氣污染物的排放標準值。 排放污染物，是指汽車排氣管排出的 CO， HC 、 NOX(以 NO2 當量表示 )。排放標準見下表，分為型式認證和產品一致性檢查試驗標準，后者的 CO,NOx 比前增加 20%， HC 增加 30%。 試驗標準值（括號內為產品一 致性標準） 基準質量（ Rw） (Kg) CO HC（當量） NOx(NO2 當量 ) Rw=750 65(78) () () 750=Rw=850 71(85) () () 850=Rw=1020 76(91) () () 1020=Rw=1250 87(104) () () 1250=Rw=1470 99(119) () () 1470=Rw=1700 110(132) () () 1700=Rw=1930 121(145) () () 1930=Rw=2150 132(158) () () 2150=Rw 143(172) () () 注：排放物的單位為 g/每次試驗?；鶞寿|量 =整車質量 +100Kg 排放污染物的測試為 15 工況法試驗，是模擬汽車城市繁華地區(qū)的行駛模式，其運轉循環(huán)祥見下表 ，被測汽車放置于底盤測功機上每次測量共為 13min，包括4 個循環(huán)，中間不得有間斷。 每個循環(huán)包括 15 種工況，行駛距離為 ，平均速度為 Km/h。 15 工況試驗運轉循環(huán) 工況 序號 工況次序 速度 (Km/h) 加速度 (m/s2) 每次時間（ s） 累計時 間 （ s） 變速器擋位 運轉 工況 1 1 怠速 —— —— 11 11 11 6sA+5sB 2 2 加速 015 4 4 15 1 3 3 等速 15 8 8 23 1 4 4 減速 1510 2 5 25 1 5 減速，離合器脫開 100 3 28 B 5 6 怠速 —— —— 21 21 49 16sA+5sB 6 7 加速 015 5 12 54 1 8 換檔 2 56 2 9 加速 1532 5 61 2 7 10 等速 32 —— 24 24 85 2 8 11 減速 3210 8 11