汽车尾气检测揭秘

一、检测项目

1. 气态污染物
   • 一氧化碳（CO）：汽车发动机在氧气不足的情况下，汽油中的碳元素无法完全燃烧，就会产生一氧化碳。老旧车辆或发动机故障时，一氧化碳排放量会显著增加。它是一种无色无味但具有高毒性的气体，进入人体后，会与血红蛋白紧密结合，使其失去运输氧气的能力，导致人体组织器官缺氧，引发头痛、眩晕、恶心等症状，严重时可致人死亡。
   • 碳氢化合物（HC）：主要来源于未完全燃烧的汽油、机油蒸汽以及油箱、油管等部件的蒸发排放。新车在冷启动阶段，由于发动机温度较低，燃油雾化效果差，碳氢化合物的排放会相对较高。它包含多种有机化合物，部分具有致癌性，并且是形成光化学烟雾的重要前体物之一。
   • 氮氧化物（NOₓ）：发动机在高温富氧的燃烧过程中，空气中的氮气和氧气会发生反应生成氮氧化物。在高速公路上长时间高速行驶时，发动机处于高负荷状态，氮氧化物排放量会增加。氮氧化物不仅会刺激人体呼吸道，引发咳嗽、气喘等症状，还会与大气中的其他物质反应，形成酸雨和雾霾，严重影响空气质量。
2. 颗粒物
   • PM2.5 和 PM10：柴油发动机燃烧过程中，由于燃油雾化不均匀等原因，容易产生微小的颗粒物。这些颗粒物粒径*小，PM2.5 指的是空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物，PM10 则是小于等于 10 微米。它们能长时间悬浮在空气中，并随着呼吸进入人体，深入肺部甚至进入血液循环系统，引发心血管疾病、肺癌等多种健康问题。而且，大量的颗粒物排放会降低大气能见度，影响交通安全。

二、检测方法

1. 怠速法
   • 工作原理：让车辆发动机处于怠速工况，即发动机无负载运转，维持*低稳定转速。此时，通过尾气分析仪的采样探头插入汽车排气管，抽取尾气样本。分析仪利用化学传感器，如电化学传感器、红外传感器等，对尾气中的一氧化碳、碳氢化合物等气态污染物进行检测。不同气体对特定波长的光线具有不同的吸收特性，尾气分析仪通过测量光线吸收程度来确定污染物的浓度。
   • 适用场景与局限性：怠速法操作简单、检测速度快，适用于对车辆尾气排放的初步筛查，如在车辆年检的简易检测环节。但它只能反映发动机在怠速状态下的尾气排放情况，无法模拟车辆在实际行驶过程中的复杂工况，对于一些在高负荷、加速等工况下才会出现高排放的车辆，可能会漏检。
2. 双怠速法
   • 工作原理：在怠速法基础上增加了高怠速工况检测。先让车辆发动机在怠速状态下稳定运行一段时间，检测尾气排放。然后将发动机转速提高到规定的高怠速转速，保持一段时间后再次检测尾气。通过对比怠速和高怠速两种工况下尾气中污染物的浓度，能更全面地评估发动机的燃烧状态和尾气净化能力。例如，通过观察高怠速时一氧化碳和碳氢化合物的浓度变化，可以判断三元催化器等尾气净化装置是否正常工作。
   • 适用场景与局限性：相较于怠速法，双怠速法能更有效地检测出车辆尾气净化系统的故障。在一些地区的车辆年检中被广泛应用，尤其是对排放要求相对较高的汽油车。然而，它仍然无法完全模拟车辆实际行驶工况，对于车辆在加速、减速、爬坡等动态过程中的排放情况反映不足。
3. 稳态工况法
   • 工作原理：将车辆置于底盘测功机上，模拟车辆在实际道路上以特定的稳定车速行驶的工况。底盘测功机会根据车辆的行驶阻力，对车轮施加相应的负载，使车辆发动机在近似实际行驶的负荷下运行。同时，通过尾气采集系统收集尾气，利用先进的分析仪器对尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物以及颗粒物等污染物进行精确检测。例如，使用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对多种气态污染物进行同时检测，利用颗粒物计数器对尾气中的颗粒物数量和粒径分布进行测量。
   • 适用场景与局限性：稳态工况法能够较为真实地模拟车辆在道路上的稳定行驶状态，检测结果更能反映车辆实际排放水平。适用于对排放要求严格的地区和对车辆排放性能有较高要求的场合。但该方法设备成本较高，检测过程相对复杂，需要专业的操作人员和较大的检测场地。
4. 简易瞬态工况法
   • 工作原理：同样在底盘测功机上进行检测，它模拟车辆在实际行驶中的加速、减速、匀速等多种工况的组合。通过实时测量车辆的行驶速度、加速度等参数，动态调整底盘测功机的负载，使车辆发动机在各种工况下运行。同时，利用快速响应的尾气分析仪器，如氢火焰离子化检测器（FID）和化学发光检测器（CLD），对尾气中的污染物进行实时检测和分析。这种方法能够在较短时间内获取车辆在不同工况下的尾气排放数据，综合评估车辆的排放性能。
   • 适用场景与局限性：简易瞬态工况法能更全面地模拟车辆实际行驶中的动态工况，检测结果准确性高，对于发现车辆在复杂行驶条件下的排放问题具有重要意义。在一些大城市和对排放管控严格的地区广泛应用。但由于其检测过程复杂，对设备的精度和稳定性要求高，检测成本相对较高。

三、检测流程

1. 检测前准备
   • 车辆检查：对受检车辆进行外观检查，确保车辆的号牌、车型等信息与行驶证一致。检查车辆的基本状况，如轮胎气压是否正常、车辆有无明显故障等。同时，查看车辆的保养记录，了解车辆近期的维修保养情况，因为车辆的维护状况会直接影响尾气排放。例如，空气滤清器堵塞会导致发动机进气量不足，从而使尾气中污染物排放增加。
   • 设备校准：对尾气检测设备进行严格校准，确保检测数据的准确性。使用标准气体对尾气分析仪进行标定，调整仪器的零点和量程。对于底盘测功机，要检查其机械性能和电气性能，校准加载装置的精度，确保能够准确模拟车辆行驶的负载。例如，定期使用标准质量的砝码对底盘测功机的加载系统进行校准，保证其测量精度在规定范围内。
2. 尾气检测
   • 工况模拟与尾气采集：根据所采用的检测方法，将车辆置于相应的检测工况。如采用双怠速法，先让车辆在怠速状态下稳定运行，待发动机水温、油温等参数达到正常范围后，将尾气分析仪的采样探头插入排气管，抽取尾气样本进行检测。接着将发动机转速提高到高怠速，再次检测尾气。若采用稳态工况法或简易瞬态工况法，将车辆驶上底盘测功机，按照设定的工况程序进行模拟行驶，同时实时采集尾气样本。
   • 数据记录与监控：在检测过程中，检测人员要实时记录检测数据，包括尾气中各种污染物的浓度、发动机转速、车辆行驶速度等。同时，密切监控检测设备的运行状态和车辆的工作状况，确保检测过程顺利进行。一旦发现设备异常或车辆出现故障，应立即停止检测，排查问题并进行相应处理。例如，若尾气分析仪显示数据异常波动，可能是采样系统漏气，需要及时检查并修复。
3. 结果判定与报告出具
   • 结果判定：将检测得到的尾气污染物浓度数据与国家或地方规定的排放标准进行对比。如果各项污染物浓度均低于标准限值，则判定车辆尾气排放合格；若有一项或多项污染物浓度超标，则判定为不合格。不同地区和不同车型的排放标准可能有所差异，例如，国六标准相较于国五标准，对氮氧化物、颗粒物等污染物的排放限值更为严格。
   • 报告出具：对于尾气排放合格的车辆，出具合格检测报告，报告中应包含车辆的基本信息、检测项目、检测结果、检测日期等内容。对于不合格的车辆，报告中除了上述信息外，还需明确指出超标的污染物项目，并提供相应的整改建议。例如，若一氧化碳超标，可能建议车主检查火花塞、喷油嘴等部件是否工作正常，是否需要进行清洗或更换。同时，告知车主在规定时间内进行维修整改后，需再次进行尾气检测。