遥感法与 ASM5025工况法对照检测尾气排放分析

遥感法与 ASM5025工况法对照检测尾气排放分析

杨荣

台州市环科环保设备运营维护有限公司 浙江台州 318000

摘要：本文结合笔者在台州市环科环保设备运营维护有限公司中的工作经验，主要完成对遥感法与ASM5025工况法两种方法检测尾气排放结果差异性的确定。结果表明：一氧化碳的遥测值与工况值之间存在显著线性关系；受到发动机工况（负荷与转速）影响，车辆尾气中氮氧化合物与碳氢化合物排放的遥测值比工况值更低，而一氧化碳则表现出相反趋势。

关键词：遥感法；ASM5025工况法；尾气排放检测

引言：城市大气污染的主要来源变化为机动车尾气。为了维护城市环境与城市居民的身体健康水平，强化尾气检测、控制尾气污染是必然选择。当前，常用的检测尾气排放技术包括遥感法与ASM5025工况法，两者均拥有不同的使用优势。

一、材料与方法

（一）测试材料的选取

本次测试分析主要完成对遥感法与ASM5025工况法两种方法检测尾气排放结果差异性的确定，使用的测试仪器包括机动车尾气遥测仪（型号为BDH-1）、轻型汽油汽车稳态加载工况排放检测系统（型号为QWS300）。

实践中，在遥感法中，机动车尾气遥测仪主要完成汽车排气管外检测，一氧化碳使用可调谐波二极激光法吸收光谱法进行检测；碳氢化合物（发动机废气中的未燃部分）以及氮氧化合物使用紫外差分吸收光谱法进行检测。在ASM5025工况法中，轻型汽油汽车稳态加载工况排放检测系统主要完成汽车排气管外检测，一氧化碳使用不分光红外线法进行检测；碳氢化合物以及氮氧化合物使用电化学传感器法进行检测。

汽车样本为拥有点燃式发动机的汽车，数量为100辆。样本车使用的燃料为汽油和CNG，基准质量在570-1375千克的范围内。

所有测试材料均符合国家与行业标准。

（二）测试方法的设计

为了尽可能避免其他因素对测试结果产生影响，本次测试环境选定在排气污染物检测站内，防止风速、风向、温度、气候条件、坡度等环境因素对检测结果产生影响^[1]。在对遥感法进行测试的过程中，测试条件设定如下：控制测试方向与车行方向之间的角度稳定在90°；将样本车在水平方向的行驶速度控制在每小时25千米；测试的时间间隔控制在10分钟；控制激光束的高度为30厘米，往返光程为10米；依托拟合烟羽吸收光谱的高阶多项式，除去宽带成分，机动车尾气遥测仪可以自动生成遥测值。

在对ASM5025工况法进行测试的过程中，测试条件设定如下：控制车辆速度设定为每小时25千米、加速度设定为1.475m/s2时，以测功机输出功率的50%作为车辆加载的设定功率；在样本车排气管上固定取样探头，将探头插入排气管中的深度稳定在400毫米以上；轻型汽油汽车稳态加载工况排放检测系统可以自动完成10秒内测试结果的读取，计算平均值后生成工况值。

二、结果与讨论

（一）差异比较

观察分析测试结果发现，其既不服从正态分布，也不服从对数正态分布，具体有：

在遥感法中，氮氧化合物的浓度范围为1×10^-6-222×10^-6、中位数为17×10^-6；标准偏差为49×10^-6；碳氢化合物的浓度范围为1×10^-6-340×10^-6、中位数为28×10^-6、标准偏差为79×10^-6；一氧化碳的浓度范围为100×10^-6-15200×10^-6、中位数为2300×10^-6、标准偏差为3782×10^-6。在ASM5025工况法中，氮氧化合物的浓度范围为1×10^-6-4684×10^-6、中位数为433×10^-6；标准偏差为1157×10^-6；碳氢化合物的浓度范围为1×10^-6-405×10^-6、中位数为44×10^-6、标准偏差为88×10^-6；一氧化碳的浓度范围为100×10^-6-14800×10^-6、中位数为2200×10^-6、标准偏差为3649×10^-6。

总体来看，相比于ASM5025工况法而言，遥感法得到的氮氧化合物与氮氢化合物的浓度范围相对较小，中位数与标准偏差也更小；而一氧化碳的浓度范围更大，中位数、标准偏差也相对较大。

（二）回归分析

为了更为准确的判断测试数之间线性关系的紧密程度，在本次测验中，笔者引入了回归分析，依托T检验判断显著性。此时，将遥测值设定为x、将工况值设定为y展开回归分析，得到的数据结果如下所示：

对于污染物氮氧化合物来说，其检测样本数量为100，遥测值的浓度范围为1×10^-6-222×10^-6、回归方程为y=2.31x+839.68、可决系数为0.0098、t_R为0.98、t_{0.05（n-2）}为1.65；对于污染物碳氢化合物来说，其检测样本数量为100，遥测值的浓度范围为1×10^-6-340×10^-6、回归方程为y=0.15x+65.64、可决系数为0.0173、t_R为1.31、t_{0.05（n-2）}为1.65；对于污染物一氧化碳来说，其检测样本数量为100，遥测值的浓度范围为100×10

^-6-15200×10^-6、回归方程为y=0.93x+115.36、可决系数为0.9353、t_R为37.61、t_{0.05（n-2）}为1.65。

可以得出，氮氧化合物、碳氢化合物回归方程中的t_R均低于t_{0.05（n-2）}，可决系数不具备显著意义，也就是说，氮氧化合物、碳氢化合物的遥测值与工况值之间并不存在线性关系，无法展开线性换算。而对于一氧化碳来说，其遥测值在浓度范围内与工况值呈现出正比例关系，且相应回归方程中的t_R高于t_{0.05（n-2）}，表明一氧化碳的遥测值与工况值之间存在线性关系，且具有显著性，可以展开两种测试结果之间的线性换算。

（三）结果讨论

1.差异产生的原因

结合前文中得出的数据结果可以得出，遥测值与工况值之间具有较大的差异性，为了确定这种差异的产生原因，笔者认为，需要从发动机工况、测试技术、测试位置等方面入手展开分析。

一般来说，车辆发动机负荷以及转速是影响其污染物排放浓度变化的重要因素，在一定负荷条件下，一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物的排放浓度均表现出随着负荷量增大而增大的趋势；在一定转速条件下，氮氧化合物的排放浓度随着转速的增大而表现出增加趋势，一氧化碳、碳氢化合物的排放浓度随着转速的增大而表现出降低趋势，且一氧化碳的降低趋势更加明显^[2]。站在发动机工况的角度进行分析，遥感法条件下的车辆匀速运行，发动机负荷中等、转速中等；工况法条件下的测量虽然也进行低速匀速运行，但是由于模拟了加速过程，因此发动机的负荷与转速较高。可以看出，发动机工况是引发遥测值与工况值之间较大差异的主要因素。总体来说，受到发动机工况（负荷与转速）影响，车辆尾气中氮氧化合物与碳氢化合物排放的遥测值比工况值更低，而一氧化碳则表现出相反趋势。

本次测试中使用的所有仪器设备均符合国家和计量检定规程中的相关标准规定，因此可以排除由测试技术引发差异。在遥感法中，主要结合发动机的燃烧方程式，依托对烟羽中不同成分相对体积比的确定，完成尾气排放真实浓度值的反推。同时，即便位置存在差异，只要为同一尾气烟羽，其中包含的不同组分相对体积比系数均表现出相同的状态，因此可以排除由测试位置引发差异。

2.测试方法的应用

笔者认为，可以结合大量测验数据形成区域内汽车一氧化碳实际排放情况的工况值与遥测值线性归回方程的构建。理论上来说，使用工况法排气污染物排放限值地方标准中，工况法一氧化碳排放限值推算遥感法一氧化碳排放限值，在经过验证后，可作为区域内的汽车遥感法尾气排放限值地方标准。在该标准的支持下，依托遥感法与工况法的配合使用，能够达到推动区域内机动车尾气排放日常管理效率效果提升的目标。

总结：综上所述，氮氧化合物、碳氢化合物的遥测值与工况值之间并不存在线性关系；一氧化碳的遥测值在浓度范围内与工况值呈现出正比例关系，且一氧化碳的遥测值与工况值之间存在线性关系，且具有显著性；受到发动机工况（负荷与转速）影响，车辆尾气中氮氧化合物与碳氢化合物排放的遥测值比工况值更低，而一氧化碳则表现出相反趋势。

参考文献：

[1]叶帅宏,阮立,陈林,等.含有随机参数的摩托车排气污染物工况法检测技术研究[J].小型内燃机与车辆技术,2019,48(03):68-70+74.

[2]俞捷,何术荣,钟仕钰.浅析新排放标准中汽油车稳态工况法的检验方法[J].汽车维护与修理,2019(17):64-67.