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壓燃式,氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-24 16:17:05 更新時(shí)間：2025-08-23 16:17:06

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

壓燃式,氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物檢測(cè)

壓燃式與氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物檢測(cè)技術(shù)詳解

隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和空氣質(zhì)量要求的日益提高，內(nèi)燃機(jī)排放污染物的控制已成為汽車工業(yè)和環(huán)保監(jiān)管領(lǐng)域的重要課題。壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）和氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（如天然氣、LNG、CNG發(fā)動(dòng)機(jī)）由于其在交通運(yùn)輸、工程機(jī)械及發(fā)電設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，其排放特性受到高度關(guān)注。這些發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種有害排氣污染物，包括氮氧化物（NOx）、顆粒物（PM）、一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）以及未燃盡的甲烷（CH?）等，對(duì)大氣環(huán)境和人類健康構(gòu)成潛在威脅。因此，建立科學(xué)、準(zhǔn)確、可重復(fù)的排氣污染物檢測(cè)體系，不僅有助于評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)保性能，也是實(shí)現(xiàn)排放法規(guī)合規(guī)的重要技術(shù)支撐。當(dāng)前，國(guó)際上普遍采用車載排放測(cè)試（WLTP、RDE）、底盤(pán)測(cè)功機(jī)測(cè)試（CVS）和實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架測(cè)試等方法，結(jié)合高精度檢測(cè)儀器和標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)流程，全面評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的污染物排放水平。本文將圍繞壓燃式與氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣污染物檢測(cè)項(xiàng)目、關(guān)鍵檢測(cè)儀器、主流檢測(cè)方法以及相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)性闡述，為行業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)及監(jiān)管單位提供技術(shù)參考。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

針對(duì)壓燃式和氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，排氣污染物檢測(cè)主要包括以下核心項(xiàng)目：

氮氧化物（NOx）：主要由高溫燃燒過(guò)程中氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成，是形成光化學(xué)煙霧和酸雨的關(guān)鍵成分。
顆粒物（PM）：壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)尤為顯著，包括固體顆粒、液態(tài)碳?xì)浠衔锛拔轿?，?duì)呼吸系統(tǒng)有害。
一氧化碳（CO）：燃料不完全燃燒的產(chǎn)物，具有強(qiáng)毒性。
碳?xì)浠衔铮℉C）：未完全燃燒的燃料成分，參與光化學(xué)反應(yīng)。
甲烷（CH?）：氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)特有排放物，溫室效應(yīng)遠(yuǎn)高于CO?。
二氧化碳（CO?）：雖然不屬污染物，但作為燃料消耗和能效評(píng)估的重要參考指標(biāo)。

關(guān)鍵檢測(cè)儀器

為實(shí)現(xiàn)上述污染物的高精度檢測(cè)，需依賴一系列先進(jìn)檢測(cè)儀器：

非分散紅外分析儀（NDIR）：用于測(cè)量CO和CO?濃度，響應(yīng)快、穩(wěn)定性好。
化學(xué)發(fā)光分析儀（CLD）：高靈敏度檢測(cè)NO和NO?，是測(cè)定NOx的核心設(shè)備。
顆粒物分析儀（PMP/PMF）：如光散射法顆粒物測(cè)量?jī)x（OPC）或熱重分析儀（TGA），用于PM質(zhì)量濃度與粒徑分布分析。
氣相色譜儀（GC）：用于測(cè)定HC和CH?等揮發(fā)性有機(jī)物的種類與濃度，尤其適用于氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。
稀釋排氣取樣系統(tǒng)（Dilution Tunnel）：在底盤(pán)測(cè)功機(jī)或臺(tái)架測(cè)試中，對(duì)高溫高濕排氣進(jìn)行稀釋，防止冷凝和顆粒物聚集，確保樣品代表性。
車載排放測(cè)試系統(tǒng)（PEMS）：用于實(shí)時(shí)道路工況下的排放監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)真實(shí)駕駛排放（RDE）評(píng)估。

主流檢測(cè)方法

目前，國(guó)內(nèi)外廣泛采用以下幾種檢測(cè)方法：

穩(wěn)態(tài)工況測(cè)試（Constant Speed Test）：在臺(tái)架上以固定轉(zhuǎn)速和負(fù)荷運(yùn)行，測(cè)量污染物排放值，適用于基礎(chǔ)性能評(píng)估。
瞬態(tài)工況測(cè)試（Transient Cycle Test）：模擬實(shí)際駕駛過(guò)程，如NEDC、WLTP等循環(huán)工況，全面評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)在動(dòng)態(tài)變化中的排放表現(xiàn)。
車載排放測(cè)試（RDE, Real Driving Emissions）：通過(guò)PEMS設(shè)備在真實(shí)道路上測(cè)量排放，評(píng)估車輛在復(fù)雜路況下的實(shí)際排放水平。
冷啟動(dòng)排放測(cè)試：模擬發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)階段的高排放情況，尤其對(duì)氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)尤為重要。
雙怠速法（Dual-Idle Method）：適用于在用車檢測(cè)，通過(guò)高怠速和低怠速狀態(tài)測(cè)量CO、HC和NOx排放。

主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)外針對(duì)壓燃式與氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣污染物檢測(cè)制定了嚴(yán)格的法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)：

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：
- GB 17691-2018《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第六階段）》
- GB 18352.6-2016《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第六階段）》
- GB/T 38661-2020《壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣顆粒物測(cè)量方法》
歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EURO）：
- EURO 6/6d標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)NOx和PM排放設(shè)定嚴(yán)格限值，尤其要求RDE測(cè)試合格。
- 采用WLTP循環(huán)和RDE測(cè)試雙軌制評(píng)估排放。
美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（EPA & CARB）：
- EPA Tier 4標(biāo)準(zhǔn)，適用于非道路移動(dòng)機(jī)械，對(duì)NOx和PM有嚴(yán)格限制。
- California Air Resources Board（CARB）對(duì)天然氣車輛提出更嚴(yán)格的CH?和NOx控制要求。
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）：
- ISO 8178-4：發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物測(cè)量的通用方法。
- ISO 11614：氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排氣測(cè)試方法。

綜上所述，壓燃式與氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物檢測(cè)是一項(xiàng)高度系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)工作。通過(guò)科學(xué)的檢測(cè)項(xiàng)目設(shè)定、先進(jìn)的檢測(cè)儀器支撐、規(guī)范的檢測(cè)方法實(shí)施以及嚴(yán)格遵循國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，可有效評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)保性能，推動(dòng)綠色動(dòng)力技術(shù)發(fā)展，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。