重型車用發動機排放法規檢測項目及試驗工況概述

松濤

1  檢測的排氣污染物項目
ECE法規中的88/77/EEC（2001/27/EC）和GB 17691-2001、GB17691-2005、GB3847-2005標準中，檢測的排氣污染物有：氣態排放，顆粒排放和可見污染物（煙度）。
1.1  氣態排放
% I  i; H0 h) X/ g$ J發動機廢氣中的氣態有害物質包括氮氧化物（NOx），總碳氫（THC），一氧化碳（CO），二氧化碳（CO2），硫化物（SO2）。排放法規中只對NOx，THC，CO，CO2的排放限值作了規定。CNG/LPG燃料發動機排氣中有大量的甲烷（CH4），雖然其屬于總碳氫，卻對人體無害，故把甲烷從總碳氫中剔除，稱之為非甲烷碳氫（NMHC），法規只對該值有規定。
1.2  顆粒物排放
' e; ?, u! d  ?/ G2 c發動機排氣中的顆粒，不是一般意義上的大氣塵埃或煙塵。主要有類似石墨狀的含碳物質，其上吸附了一定量的高分子碳氫有機物等；直徑約在1m以下；存在稀釋排氣之中。
2 O- c) h( H; [& H實際使用中，發動機廢氣直接排入大氣并立即被沖淡稀釋。排氣的溫度大幅度下降，但不會從廢氣中凝結出液態水。
法規中的顆粒物獲取方法為：將稀釋至52℃以下且無冷凝水出現的稀釋廢氣流經帶有聚四氟乙烯樹脂涂層的濾紙，在濾紙表面上的物質即為所定義的顆粒排放。
$ w% O( d! ?0 R碳煙，按不同工況可出現白煙、藍煙和黑煙。它和顆粒物成正相關性，但屬于不同的概念。它的主要特點是為完全燃燒，質量小，但能見度高。
3 p" b: z7 D! C" I& o* I  N2  排放試驗工況
2.1  歐Ⅰ/Ⅱ：
穩態13工況。將發動機置于測功試驗臺架上，按規定的13種工況測試發動機排放。每工況運行5～6 min，按序試驗，中途終端時間不得超過15 min，否則試驗無效。
) H6 T3 B% Z9 w6 r9 x2.2  歐Ⅲ/Ⅳ：
! j$ A0 ?+ I, ?( o3 s+ i' J. h7 H2.2.1  穩態13工況試驗ESC
定義和歐Ⅰ歐Ⅱ相似，但具體的工況設定點不同，除第1個工況為4分鐘，其余為2分鐘。在完成13工況試驗后，還要進行3點NOx的附加抽查試驗。因此歐3歐4的穩態工況和歐Ⅰ歐Ⅱ的穩態工況沒有直接的相關性。
% {# o) |( J  t3 j3 n1 |2.2.2  動態煙度試驗ELR
* G; b- r* d9 J1 @% u5 \* }ELR試驗是考核柴油機在轉速保持不變的狀態下承受突加載荷時的響應能力，以煙度為其衡量指標。
穩態13工況試驗ESC和動態煙度試驗ELR的適用范圍：包括使用電噴，廢氣再循環（EGR），氧化型催化器等技術的發動機。
2.2.3  瞬態試驗ETC
ETC試驗時間共1 800 s，是每秒變換工況的瞬態排放試驗程序。它模擬了重載車的三種運行狀態：第一個600 s為城市工況，包括車輛停車，啟動，怠速，最大時速不超過50 km/h，包括車輛不脫離離合器的滑行（倒拖）。這種工況發動機的轉速變化是相當大的；第2個600 s為鄉村道路，平均車速為72 km/h；第三個600 s為高速公路，車速變化不大，均在88 km/h以上。
% ~; E2 I1 [/ l由于瞬態試驗循環具有較高的動態響應要求，發動機扭矩和轉速指令設置點的發出頻率為5 Hz（建議10 Hz），而發動機的轉速和扭矩反饋信號紀錄頻率至少為1 Hz。由于對碳氫HC和氮氧化物NOx連續采樣積分，其頻率應至少為2 Hz，且整個氣態污染物分析系統的響應時間應不大于20 s。
4 x$ c  u0 H* H) l; v瞬態試驗ETC的適用范圍：包括裝有先進的排氣后處理裝置如NOx催化器和顆粒捕捉器的發動機，ETC為附加試驗。此外CNG、LPG發動機的氣態排放污染物測量的工況是ETC。