浅析整车排放试验室试运行

10.16638/ki.1671-7988.2019.13.025
浅析整车排放试验室试运行
卢浩宜
（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州511434）
摘要：文章论述了新建整车排放试验室试运行阶段验证项目。

从设备基本功能、动态测试验证、设备核查验证、比对试验验证等各个方面进行相关的阐述，以此为该类新建试验室的试运行验证工作提供参考。

关键词：新建整车排放试验室；试运行验证
中图分类号：U473.9 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)13-71-04
Analysis on the trial operation of the vehicle emission test room
Lu Haoyi
( Guangzhou Automobile Group Co., Ltd., Automotive Engineering Institute, Guangdong Guangzhou 511434 )
Abstract:This paper discusses the verification project of the trial run phase of the new vehicle emission test room. The relevant methods were elaborated and analyzed from the basic functions of the equipment, dynamic test verification, equipment verification and comparison test verification, etc., which provided reference for the trial operation verification of this new laboratory.
Keywords: New vehicle emission test room; Trial run verification
CLC NO.: U473.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)13-71-04
前言
随着国内排放法规的更新加严，到2020年7月1日起，将正式实施的中国国六排放标准（以下简称为“国六”），相比目前实施的国五排放标准，“国六”排放标准的各种气态污染物排放限值下降幅度达到33%至50%，并增加了N20排放污染物及汽油车颗粒物数量（PN）的测量，低温排放增加了对NOx排放污染物的测量。

“国六”排放标准更为严格的排放限值及新增的污染物测量项目，对排放分析设备的测量要求也越高。

整车级排放试验室的建立可作为应对新的排放法规测量要求的一种方式。

试验室的建设由土建、设备安装、调试及试运行四个阶段组成。

试运行阶段主要围绕设备技术协议书开展设备性能验证，从而验证调试效果是否达到验收要求。

并通过排放标准《GB 18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法》中设备要求对试验室设备进行核查验证，判定设备是否满足标准要求[1]。

并引用《GB/T 28043-2011利用实验室间比对进行能力验证的统计方法》中的统计方法及《CNAS-GL02能力验证结果的统计处理和能力评价指南》的能力评价对试验室测试结果比对分析判定，验证数据有效性[3-4]。

1 整车级国六排放试验室设备组成及功能
1.1 设备组成
整车级国六排放试验室采用A VL排放测试底盘测功机、WEISS环境模拟试验仓、HORIBA超低排放测试分析系统组成。

超低排放测试分析系统由普通量程分析单元、超低量程分析单元、N2O排放分析单元、颗粒取样单元、固体颗粒物计数系统、定容取样系统、稀释空气净化系统、气象站组成。

排放测试底盘测功机采用四驱底盘测功机。

环境模拟试验仓由温湿度模拟系统、日照模拟系统、废气排出及新风补偿系
作者简介：卢浩宜，就职于广州汽车集团股份有限公司汽车工程研
究院。

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汽车实用技术
72 统、安全报警及消防系统组成。

1.2 基本功能
超低排放测试分析系统用于收集及分析汽车排放尾气污染物。

排放测试底盘测功机用于车辆工况法排放试验、燃油经济性试验过程中车辆道路行驶阻力的模拟。

环境模拟试验仓提供了试验工况运行的环境模拟条件，包括温度、湿度、大气压力、光照强度等。

2 试验室试运行验证的目的
整车级排放试验室的建立需要不同的设备供应商提供的多种设备集合而成，多种设备同时运行才能实现其试验功能。

在调试阶段，各个设备供应商主要根据设备技术协议书制定的要求，对设备各项功能及性能指标进行调试。

所以设备调试结束后，进入试运行阶段，制定验证项目，可作为调试效果的评价指标，为终验收提供质量依据。

整车级排放试验室的建立，对设备的选型及设备性能指标等，国家排放法规中都有不同的要求，对排放测试底盘测功机的力测量系统、速度测量系统、滑行阻力误差，排放分析系统的分析过程及环境模拟试验仓的环境控制精度等都有明确的标准指标要求。

整车级排放试验室作为汽车产品开发过程中对排放尾气污染物检测的重要工具，在排放法规试验项目中，为了确保测试结果的有效性，在试验室试运行验证中，试验室开展比对验证，也是对试验室自身测评的重要有效手段。

3 验证项目策划依据
3.1 功能性验证
通过试运行，验证设备自身基本功能性是否满足试验要求。

3.2 可靠性、稳定性验证
通过试运行，验证试验室多种设备集成运行过程中，设备性能是否可靠，设定条件是否稳定，达到满足技术指标要求。

3.3 标准项验证
试运行期间，依据相关法规标准，开展设备核查，验证是否满足技术指标要求。

3.4 比对验证
采集排放试验数据，通过不同试验室间数据比对，验证数据有效性。

4 试验室试运行验证准备工作
准备工作的目的在于通过设备培训，掌握设备操作技能。

并对设备相关技术资料及试验相关法规标准的熟悉，掌握设
备基本参数、性能指标、试验项目要求等。

制定试运行验证项目，编制试运行管理计划，以便更好的把控试运行验证工作。

图1 准备工作流程图
5.1 试运行验证项目及主要内容
5.1.1 设备基本功能验证
汽车底盘测功机是目前汽车研发机构用于在室内模拟车辆在道路上行驶工况阻力的设备，精确的模拟车辆在道路上受到的各种力作为底盘测功机的基本功能，实现了在底盘测功机上开展整车类试验的道路阻力模拟作用。

车辆在底盘测功机上的模拟加载阻力通过滑行试验获得。

（表1所示滑行试验主要内容）
表1 整车滑行验证主要内容
环境模拟试验仓主要功能用于模拟试验环境条件。

温湿度环境模拟系统作为实现试验环境条件的重要系统，温湿度控制精度的稳定性直接关系到试验仓的性能优劣及试验环境条件的精确控制。

（图2所示温湿度静态验证流程图）
图2 温湿度静态验证流程图
温湿度静态验证，是验证其基本功能的关健，温湿度点的设定主要围绕相关试验标准模拟环境条件及设备温湿度模拟范围。

静态状态下，试验仓内不存在影响温湿度波动的关健因素，例如实际试验中车辆热负荷的影响，为了更好的验证其稳定性能，在试运行验证中开展实车动态测试验证。

排放分析系统用于采集及分析汽车排放尾气污染物，工况法排放测试分析作为排放分析系统的基本功能，在试运行阶段应开展实车试验分析验证。

通过实车工况法排放试验，试验流程及条件均按照标准规定严格控制，采集排放分析系统分析结果，引用统计量方法对分析结果进行处理分析判定，
卢浩宜：浅析整车排放试验室试运行
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验证试验室自身设备测试结果的稳定性，通过自身测试结果的验证，发现是否存在异常值，剔除无效值后，再开展多次试验验证，直到测试结果无异常值。

5.1.2 统计量方法
（1） 式中：
L=污染物限值的自然对数；
Xi =第i 次测量的某种污染物测量值的自然对数； S=生产标准偏差的估计值（测量值取自然对数后）； n=试验次数。

以3次试验结果计算分析，统计量的计算结果判定参照GB18352.5-2013中表MA.1的临界值。

5.2 动态测试验证
在试运行验证中，除了对设备基本功能的验证，对各设备的集成运行稳定性/可靠性验证也非常重要。

在实际试验中，由于不同的试验对多种设备之间的集成应用及环境条件有着不同的要求，开展多种设备动态测试验证，可及时发现问题评价试验室调试效果，反馈供应商进行整改。

5.2.1 底盘测功机及排放分析仪（表2所示动态测试验证内容）
表2 动态测试验证内容一览表
5.2.2 环境模拟试验仓动态测试验证
表3 常温工况
表4 低温工况
表5 高温工况
环境模拟试验仓实车动态测试可分为常温工况、低温工况、高温工况三种环境模拟状态进行验证，设定的环境条件、
车速、坡度、日照、运行时间、控制精度范围等主要依据相关试验标准参考设定，以不同的工况及验证条件设置来检验动态测试下设备的控制精度性能。

（表3、4、5所示环境模拟试验仓动态测试验证内容）
5.3 设备核查验证
汽车类试验室的建立，在设备选择上不同于普通的生产
设备，以排放试验室的建立为例，在设备选型上需要依据排放法规综合考虑技术指标、性能、配置等不同要求。

所以在设备调试过程中除了满足设备技术协议要求外，依据排放法规的设备标准要求对设备的核查验证也至关重要，即关系到测试数据的有效性，也直接影响设备的性能稳定性。

所以在试验室试运行验证阶段，依据相关标准开展设备核查验证。

（主要内容详见-流程图）
5.3.1 底盘测功机核查验证
图3 设备核查内容-流程图
5.3.2 排放测试分析系统核查验证
图4 设备核查内容-流程图
5.4 比对试验验证
为了确保测试结果的有效性，试验室试运行验证中，对试验室开展比对验证也是对试验室自身测评的重要有效手段。

通常的比对方式有人员比对、设备比对、测试方法比对
及不同试验室间比对等多种形式，选择开展比对验证。

目前轻型汽车排放试验室对比对试验项目通常采用排放标准法规I 型试验项目（常温下冷起动后排气污染物排放试
汽车实用技术
74 验）作为比对项。

对此新建整车级排放试验室比对试验项目可依据新GB 18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）I 型试验项目开展不同试验室间比对验证，试验流程及条件均按照标准规定严格控制。

比对试验的验证分析可运用不同统计方法进行处理分析判定。

多个试验室间结果统计分析比对验证，目前常用的有多种方法，例如标准偏差分析、均值比对方法、稳健的Z 比分数统计法等。

本文引用稳健的Z 比分数统计方法作为不同试验室间结果比对验证方法。

稳健Z 比分数统计法运用基于稳健的Z 比分数统计法对测试结果进行计算统计，计算公式如下：
（1） 式中：
X i ：第i 个参加比对试验室的结果（i=A ，B ，C ） X *
：指定值（参加者结果的稳健平均值） S *：能力标准偏差（参加者结果的稳健标准偏差） 试验室Z 比分数判定 |Z|≤2，测试结果为满意 2＜|Z|＜3，测试结果为可疑
|Z|≥3，表明“不满意”，产生措施信号。

当判定结果表明“可疑”及“不满意”时，则由比对试验室及参比试验室对结果进行分析整改，并重新开展比对试验验证。

6 结语
整车级排放试验室的建立经过土建施工、设备安装、现场调试等一系列工程阶段后，进入试运行验证阶段。

试验室在组成上需要多种设备的综合运用。

在试验中即要保证其控制精度满足要求，也要保证其设备性能满足标准要求且试验过程正常运行。

综上所述，将试运行验证工作分为设备基本功能、动态测试、设备核查、比对试验等四个阶段进行验证工作，此验证过程的设定，使设备最基本的功能及在实际动态试验中的控制精度得到验证，保证了正常开展排放试验的要求。

再者通过标准项的设备验证，使设备达到符合标准的
技术要求，最后通过自身及与外界不同试验室的试验比对验
证，保证了其试验室测试结果的有效性，最终满足验收要求。

参考文献
[1] 中华人民共和国环境保护部,国家质量监督检验检疫总局.轻型汽
车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段):GB 18352.6- 2016[S].北京:中国标准出版社,2016.
[2] 中华人民共和国环境保护部,国家质量监督检验检疫总局.轻型汽
车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段):GB 18352.5- 2013[S].北京:中国标准出版社,2013.
[3] CNAS-GL02能力验证结果的统计处理和能力评价指南. [4] GB/T 28043-2011利用实验室间比对进行能力验证的统计方法.。