汽车尾气排放检测及处理

汽车尾气排放检测及处理研究

摘要：当今汽车已经成为人们出行的主要交通工具，尾气排放的增加使我们赖以生存的环境面临着越来越严重的危机。所以积极地发展尾气检测及处理技术是一件刻不容缓的事情，它是解决尾气排放污染的一项重要措施。

关键词：汽车；尾气检测及处理技术

Research of testing method and Purification for

Vehicle Emission

Abstract: nowadays the main means of transport for people to travel is the car, while the environment of our country facing a serious challenge ,causing by the emission of the car. It’s time to develop the technology of testing method and purification for vehicle emission energetic, solving the issue of pollution.

Keywords: car; the technology of testing method and purification for vehicle emission

引言

2014年我国的汽车保有量已达1.4亿辆，随着汽车保有量的持续增长，以及环境污染的日益严重，汽车尾气排放问题已经成为人们普遍关注的焦点。实施严格的在用机动车尾气排放检测，可以有效地削减汽车污染物的排放，减小对环境的影响，是推动排放控制技术快速发展的动力。因此，对汽车尾气排放数据采集方式的研究，在我国尾气排放控制策略的制定方面有着重大意义。

2015年，工信部确认将全面实施国四排放。这意味着我国的排放标准正式进入第四阶段。既在现有国三的基础上，NOX还要再降低30%，而针对柴油机的颗粒物排放需降低80%以上。国三升级国四不是简单的一个数字提升,而是一个技术标准的整体提升。就像国一升国二，要采用增压技术；国二升国三，除了增压外还要外加中冷技术；而国三升国四时，增压中冷已经无法满足要求，必须增加后处理装置。随着排放法规的日益严格，其尾气检测技术和处理设备也在不断地

升级。

一、尾气检测技术

从20世纪70年代起，先后出现了多种车辆尾气排放的数据收集方法，主要包括底盘测功机测试法"室外遥感检测法"车载尾气检测法等。

（1）底盘测功机测试法是传统的汽车尾气检测方法。其工作原理是在室内，采用底盘测功机和气体分析仪相结合，在预设机动车行驶工况下，测得准确的尾气排放量。其优点是设备成本低"使用方便，在汽车使用"维修行业和汽车检测线"站等应用广泛，也是目前车辆尾气数据采集的主要来源$缺点是测试必须在固定行驶的工况下进行，不能真实的反映实时道路上尾气排放的具体情况，限制了该方法不能满足现在及将来尾气检测的需要。

（2）到了1990年以后一种相对先进的汽车尾气监测技术即遥感监测技术，在美国和其他一些国家和地区开始得到应用。其工作原理是借助红外和紫外线光谱技术，测试出各成分在尾气排放物中的混合比率。其优点是能够在汽车正常行驶过程中完成定点检测，自动化程度高"检测速度快，对于强化尾气排放相关法规有着特殊的作用$缺点是该方法对交通状况和安置地点有苛刻的要求，且只可以测出排放气体的浓度，因此它无法得到广泛使用。

（3）2000年以后出现了实时车载尾气检测法，其工作原理是以便携式尾气检测技术为基础，对机动车的尾气和各行驶特征等参数进行实时测量。其优点是能模拟实时路况，也能够迅速获得不同路段"不同车型"不同时段的尾气排放数据。在保证检测的精确度和可靠性的前提下，同时也能节约大量的时间和样本。而且国三以后的新车都必须加装OBD车载自诊断系统。

但是在由于欧洲的排放法规实施的较早，所以他们的检测设备与技术很先进。2000年，英国帝国理工学院对汽车运行和排放状态远程监控系统进行了研究。通过采用先进的数据采集技术和车辆定位技术，对汽车尾气排放进行远程监测。2001年，英国曼彻斯特大学工程学院对柴油机尾气的远程监测进行了研究。通过远程监测汽车柴油机尾气，达到尽量减少行驶中的汽车污染气体的排放。2003年，欧共体可持续发展委员通过了在行驶的车辆上"公路边"加油站等处安装小价值测量仪器，对汽车尾气排放进行实时检测的研究$研究分别在英国"德国"澳大

利亚等国家进行，以实现低成本汽车排放状态实时检测的目标。

目前，国外的一些检测设备已经具备了智能化和专家系统的功能。而我国的汽车检测设备与其相比还需进一步优化和加强，存在的差距还是较大的。在2003年以前，我国的汽车尾气排放测试系统基本上都是进口的外国设备，国内尚未有自主研发的成套设备。但是，经过这么多年的不断发展，目前，国内企业已能够生产基本满足在用汽油机车简易瞬态工况法检测要求的设备，通用的汽车尾气检测设备如普通底盘测功机等，也型号多样且供本国自用有余。尾气遥感监测技术在我国的许多城市被应用，但结果受行驶工况影响较大，随着装备三元催化转换器车辆比例的提高被逐渐忽略。目前，结合计算机和车辆自动识别技术，一些移动式可置于路旁进行实时监测的装置已被开发，但是尚未广泛应用。相对于国外车载排放测试技术在尾气排放方面的应用研究，我国主要集中在理论研究方面。

现在，随着国四法规的出台，制定了更加严格的排放参数。为了适应新的检测参数和方法，更加先进的检测手段也将会被开发出来，如：应用光电技术和计算机图像处理技术"应用高精度传感器"发展显示技术等。届时，我们与国外的差距将会进一步缩小。

二、尾气处理系统

与尾气检测系统相对应的就是尾气处理系统，依靠增压中冷技术，排放从国一升到国三。但是从国三到国四，仅仅依靠缸内变化是做不到的。为了实现这个更加严格的排放法规，目前有两套方案。

一套美国方法，EGR+DPF/DOC (废气再循环+微粒捕集器/氧化催化转换器)技术路线，它以废气再循环为基础，将一部分排气循入进气管与新鲜空气混合后进入气缸燃烧，以增加混合气的热容量，降低燃烧时的最高温度，抑制NOx的生成，在机外后处理过程中采用微粒捕集器对微粒进行捕捉。采用EGR+ DPF/DOC方案需对原发动机进行强化，提高喷油压力和增压中冷能力，北美以EGR+DPF为主流。

另一套欧洲方法是SCR(选择性催化还原)技术，通过机内净化PM，机外催化还原，通过优化喷油和燃烧过程，尽量在机内控制微粒的产生，在机外后处理过程，采用尿素溶液对NOx进行选择性催化还原。采用SCR方案，对发动机不须做