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穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度的定義和測量方法檢測

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發(fā)布時間：2025-08-25 17:50:14 更新時間：2025-08-24 17:50:15

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度的定義與測量方法檢測

穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度是評價內(nèi)燃機(jī)（尤其是柴油發(fā)動機(jī)）在特定穩(wěn)定運行條件下排放顆粒物污染程度的重要指標(biāo)之一。它反映了發(fā)動機(jī)在穩(wěn)定負(fù)荷、穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工況下，排氣中可見煙霧（即碳煙顆粒）的濃度水平。隨著全球?qū)Υ髿馕廴究刂埔蟮娜找鎳?yán)格，特別是針對機(jī)動車尾氣排放的監(jiān)管，穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度的準(zhǔn)確測量已經(jīng)成為發(fā)動機(jī)研發(fā)、生產(chǎn)、型式認(rèn)證及環(huán)保檢測中的核心環(huán)節(jié)。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)和各國環(huán)保法規(guī)，排氣煙度的限值直接關(guān)系到車輛是否符合排放法規(guī)，因此其檢測的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和規(guī)范性至關(guān)重要。穩(wěn)態(tài)工況通常指發(fā)動機(jī)在某一固定轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下連續(xù)運行，確保排放數(shù)據(jù)穩(wěn)定可重復(fù)。此時，煙度測量不僅反映發(fā)動機(jī)的燃燒效率，還直接關(guān)聯(lián)到氮氧化物（NOx）、顆粒物（PM）等污染物的生成情況。因此，建立科學(xué)的檢測體系，包括正確的檢測項目、適用的檢測儀器、標(biāo)準(zhǔn)化的檢測方法及符合國家或國際標(biāo)準(zhǔn)的判定依據(jù)，是保障環(huán)境安全與行業(yè)合規(guī)的必要基礎(chǔ)。

主要檢測項目

穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度檢測的主要項目包括：柴油機(jī)在特定轉(zhuǎn)速與負(fù)荷下的排氣煙度值（通常以波許單位（FSN，F(xiàn)arnsworth Smoke Number）或光吸收系數(shù)（m?1）表示）、排氣溫度、排氣流量、煙度持續(xù)時間、以及是否出現(xiàn)瞬態(tài)波動。此外，還需記錄發(fā)動機(jī)運行狀態(tài)參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、扭矩、燃料消耗率、冷卻液溫度等，以確保檢測條件的可追溯性與可重復(fù)性。對于重型柴油車，還需按法規(guī)要求進(jìn)行多種工況下的煙度測試，如最大轉(zhuǎn)矩點、額定功率點及常用工況點的煙度測量。

常用檢測儀器

目前廣泛應(yīng)用于穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度檢測的儀器主要包括：（1）不透光煙度計（NDIR或NDS，Non-Dispersive Infrared or Non-Dispersive Smoke Meter）：通過測量排氣中顆粒物對光的遮蔽程度，計算煙度值，適用于高精度、連續(xù)監(jiān)測。（2）濾紙式煙度計（如波許煙度計）：利用濾紙收集排氣中的碳煙顆粒，通過測量濾紙的黑色程度來確定煙度值，雖然操作相對繁瑣，但其結(jié)果與國際標(biāo)準(zhǔn)高度一致。（3）激光散射煙度儀：通過激光束照射排氣顆粒，測量散射光強(qiáng)度，可快速響應(yīng)并實現(xiàn)在線監(jiān)測，在實驗室與生產(chǎn)線中應(yīng)用日益廣泛。（4）數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)：與上述儀器配套使用，實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的自動采集、存儲、處理與報告生成，提高檢測效率與數(shù)據(jù)可靠性。

標(biāo)準(zhǔn)檢測方法

穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度的檢測方法主要依據(jù)以下國際或國家標(biāo)準(zhǔn)：（1）ISO 8178-1:2018《內(nèi)燃機(jī)——排氣煙度的測量——第1部分：穩(wěn)態(tài)工況法》：規(guī)定了在穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下，使用不透光煙度計或濾紙式煙度計進(jìn)行測量的具體步驟、采樣要求與數(shù)據(jù)處理方法。（2）GB/T 38661-2020《柴油機(jī)排氣煙度測量方法》：中國國家標(biāo)準(zhǔn)，明確適用于輕型及重型柴油車，要求在額定轉(zhuǎn)速75%負(fù)荷下進(jìn)行測量，煙度限值參照國六排放標(biāo)準(zhǔn)。（3）EURO 6/VI 排放標(biāo)準(zhǔn)：歐洲對柴油車規(guī)定了嚴(yán)格的煙度限值（如2.0 FSN或0.05 g/kWh），并要求采用穩(wěn)態(tài)工況下的不透光煙度計進(jìn)行檢測。（4）中國國六排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 17691-2018）：對重型柴油車提出煙度限值要求，如在穩(wěn)態(tài)工況下煙度不得超過1.5 FSN，檢測需在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下進(jìn)行，并由具備資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)執(zhí)行。

檢測流程與關(guān)鍵控制點

一次完整的穩(wěn)態(tài)工況排氣煙度檢測通常包括以下步驟： 1. 發(fā)動機(jī)預(yù)熱至正常工作溫度； 2. 調(diào)整發(fā)動機(jī)至目標(biāo)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷（如發(fā)動機(jī)額定轉(zhuǎn)速的75%）； 3. 啟動煙度計并進(jìn)行零點校準(zhǔn)與跨度校準(zhǔn)； 4. 在穩(wěn)定運行5分鐘后開始采樣，連續(xù)測量至少30秒，取平均值作為煙度值； 5. 記錄所有運行參數(shù)與環(huán)境數(shù)據(jù)； 6. 檢測結(jié)束后進(jìn)行儀器清洗與狀態(tài)核查。關(guān)鍵控制點包括：環(huán)境溫度與濕度的穩(wěn)定、排氣管路密封性、采樣探頭位置、煙度計的定期校準(zhǔn)與維護(hù)，以及檢測人員的操作規(guī)范性。任何環(huán)節(jié)的偏差均可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，影響排放合規(guī)判定。