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柴油機廢氣排放的測定檢測

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發(fā)布時間：2025-08-17 13:01:26 更新時間：2025-08-16 13:01:27

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

柴油機廢氣排放的測定檢測：技術要點與標準解析

隨著全球對環(huán)境保護要求的日益嚴格，柴油機作為工業(yè)、交通運輸?shù)阮I域的重要動力源，其廢氣排放問題受到廣泛關注。柴油機在燃燒過程中會產生多種有害氣體，如氮氧化物（NOx）、碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）、顆粒物（PM）以及二氧化碳（CO?）等，這些污染物不僅影響空氣質量，還對人類健康和生態(tài)環(huán)境構成潛在威脅。因此，對柴油機廢氣排放進行科學、精準的測定檢測，成為確保其符合國家及國際排放法規(guī)的關鍵環(huán)節(jié)。當前，檢測項目主要包括NOx、PM、CO、HC、CO?等主要污染物的濃度測量，同時結合發(fā)動機工況、轉速、負荷等參數(shù)進行綜合評估。檢測儀器方面，采用高精度的分析設備，如非分散紅外分析儀（NDIR）、化學發(fā)光分析儀（CLD）、顆粒物分析儀（PMS）以及紫外-可見光譜儀等，能夠實現(xiàn)對不同污染物的快速、實時監(jiān)測。檢測方法通常依據(jù)標準化的工況循環(huán)，如歐洲的NEDC（新歐洲駕駛循環(huán)）、WLTP（全球統(tǒng)一輕型車輛測試程序），或美國的FTP-75（聯(lián)邦測試程序），在實驗室臺架上模擬實際運行條件，以獲取代表性排放數(shù)據(jù)。檢測標準方面，主要遵循《中華人民共和國國家標準》（GB 17691-2018）《車用壓燃式發(fā)動機與壓燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》以及國際法規(guī)如歐盟的歐VI、美國EPA Tier 4等，這些標準對各類污染物設定了嚴格的限值。通過系統(tǒng)化的檢測項目、先進的檢測儀器、規(guī)范的檢測方法和權威的檢測標準，能夠全面評估柴油機的排放性能，為技術改進、產品認證和環(huán)保監(jiān)管提供科學依據(jù)。

主要檢測項目

柴油機廢氣排放檢測的核心在于對主要污染物的定量分析。其中，氮氧化物（NOx）是柴油機燃燒高溫下氮氣與氧氣反應生成的主要污染物，對大氣臭氧層和酸雨形成有顯著影響；碳氫化合物（HC）則主要來自不完全燃燒和燃油蒸發(fā)，具有一定的光化學活性；一氧化碳（CO）是燃料不充分燃燒的產物，對人體有毒性；顆粒物（PM）包括煙塵、碳煙及吸附在顆粒表面的多環(huán)芳烴等，是影響能見度和呼吸系統(tǒng)健康的重要因素；二氧化碳（CO?）雖非直接有害，但作為主要溫室氣體，其排放量直接影響碳足跡評估。這些項目共同構成了柴油機排放檢測的主體內容，是評價其環(huán)保性能的核心指標。

常用檢測儀器

為了實現(xiàn)對上述污染物的高精度監(jiān)測，現(xiàn)代柴油機排放檢測普遍采用多種先進儀器組合。非分散紅外分析儀（NDIR）用于測量CO和CO?的濃度，基于紅外光吸收原理，具有響應快、穩(wěn)定性好等優(yōu)點；化學發(fā)光分析儀（CLD）是檢測NOx的首選設備，通過NO與O?反應產生化學發(fā)光，靈敏度極高，可實現(xiàn)ppb級檢測；顆粒物分析儀（PMS）采用激光散射或光散射原理，實時測量顆粒物的質量濃度和粒徑分布；此外，氣相色譜儀（GC）可用于復雜HC組分的定性和定量分析。這些儀器通常與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、發(fā)動機測功機、尾氣稀釋系統(tǒng)（如CVS，全流量稀釋系統(tǒng)）等協(xié)同工作，構成完整的排放測試平臺。

標準檢測方法

柴油機排放檢測需依據(jù)統(tǒng)一的測試循環(huán)和操作流程，確保結果的可比性和公正性。目前廣泛應用的檢測方法包括：歐洲的NEDC（新歐洲駕駛循環(huán)）和更嚴格的WLTP（全球統(tǒng)一輕型車輛測試程序），美國的FTP-75測試程序，以及中國的國六標準測試規(guī)程。這些方法通過設定特定的工況（如冷啟動、加速、勻速、減速等），模擬真實道路行駛條件，對柴油機在不同負荷和轉速下的排放表現(xiàn)進行全面評估。其中，WLTP和國六測試采用更復雜的動態(tài)循環(huán)，涵蓋更高車速和更頻繁的加減速，能更真實地反映車輛在實際使用中的排放情況。此外，還引入了瞬態(tài)排放測試和車載排放測試（PEMS），用于在真實道路環(huán)境下進行排放驗證，進一步提升檢測的全面性和可靠性。

檢測標準與法規(guī)

全球范圍內，柴油機排放檢測受到多套法規(guī)體系的約束。中國執(zhí)行的《GB 17691-2018》標準規(guī)定了重型柴油車及發(fā)動機的排放限值，其中NOx限值為0.4 g/kWh，PM限值為0.01 g/kWh，且要求配備有效的SCR（選擇性催化還原）和DPF（柴油顆粒捕集器）系統(tǒng)。歐盟的歐VI標準對重型車輛NOx和PM限值同樣嚴格，要求在實際行駛中也能滿足排放要求。美國EPA Tier 4標準則對非道路移動機械和農業(yè)機械的柴油機提出了更嚴格的排放控制要求。此外，國際標準化組織（ISO）發(fā)布的ISO 8178系列標準為柴油機排氣污染物的測量提供了技術規(guī)范，涵蓋測試條件、儀器校準、數(shù)據(jù)處理等關鍵環(huán)節(jié)。這些標準共同構成了柴油機排放檢測的法律和技術基礎，推動了清潔柴油技術的發(fā)展與應用。