汽油车尾气检测仪

导读您的爱车上是否安装了GPF（汽油车尾气颗粒捕捉器）？可以去翻翻随车配备的使用说明书，如果在目录页发现了GPF警报、GPF再生等字样，那么恭喜您，您需要认真和GPF打交道了：）众所周知，悬浮在空中的细小颗粒污染物对环境和人类健康有着极大的危害。随着中国汽车保有量突飞猛进，汽油车排放的细小颗粒物也在增加。《GB18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（以下简称国六）b阶段的推进，对汽车尾气中颗粒物的排放限值做出了严格要求。真正的国六标准2020年7月1日起，国六标准a阶段已在全国全面实施，国六b阶段预计2023年开始正式实施。为什么要实施两步走的路线，主要原因当然是一步到国六的技术难度较大，给汽车厂商、零部件供应商等提出了严峻的现实挑战。 国六a相比国五，气体排放污染物（CO、CH、NOx等）仅取国五最严值。而国六b相对国六a：1、气体排放限值又严格了50%左右，2、增加了细小颗粒物排放的要求。3、技术中性，即轻型车不分燃料种类和发动机技术路线，都需要满足相同的气态污染物和颗粒物排放要求。4、实际驾驶排放（RDE），对车辆污染物在实际工况下的排放水平也进行了监管和限值要求。可以说国六b阶段才是真正意义的国六新标准。 国六汽车中为什么要装这个GPF柴油车上早已部署尾气颗粒捕捉器（DPF）。虽然汽油车的颗粒物排放不如柴油车显著，但近年的研究发现，之前为了降低燃油消耗和CO2排放而从进气道喷射（PFI）改进为缸内直喷（GDI）技术，汽油发动机缸内油气混合时间变短，容易形成局部浓区，导致细小颗粒物的排放量增大。 汽油车颗粒捕捉器（GPF）是当前有效地控制汽油车颗粒排放的技术手段，已经在满足国六b排放标准的汽车上得到广泛应用。 GPF的结构特点GPF（汽油车尾气颗粒捕捉器）技术过滤机理与DPF（柴油车尾气颗粒捕捉器）基本相同，由蜂窝状陶瓷组成，通过交替封堵蜂窝状多孔陶瓷过滤体，使排气气流从孔道壁面穿过，通过扩散、碰撞和拦截等方式过滤和减缓颗粒物排放，使之有时间能够在高温GPF中进一步燃烧分解。 在国五车辆升级国六过程中，仅升级GPF可能会引起其他污染物排放的恶化，在设置上，需搭配改进的三元尾气催化剂（TWC）同时使用。采用壁面涂覆的GPF产生部分的三元催化效果是一个很好的设计。 什么是再生，怎么再生长时间市区低速行驶，可能会使GPF壁面上沉积大量颗粒物，导致车辆出现“怠速抖动，油耗上升，动力下降”等问题，这就是被国六车主吐槽的GPF老化报警问题。 再生过程也不复杂，只需要高速行驶并滑行交替，使GPF核心温度高于650℃，有了足够的氧气，就会燃烧沉积的颗粒物，自动再生。一般推荐的做法，把车开上高速，油门踩到底加速，让车辆高速运转起来，随后松开油门滑行，减少燃料供应，保证排气中有足够的氧气以燃烧沉积颗粒，如此循环几次，就可达到GPF再生的能力。 岛津电子探针测试GPF使用岛津电子探针分析了某GPF试样，电子图像观察显示，此GPF载体为蜂窝型空隙状陶瓷，壁面两侧有明显涂覆层（图1）。图1 GPF背散射电子像 随后对GPF外表面的涂覆层进行了微区成分定性测试（图2），发现了Rh、Pd等贵金属活性催化成分，以及作为储氧剂、分散剂、稳定剂等作用的金属和稀土氧化物成分。 图2 GPF涂层微区成分定性分析结果 对主要元素进行了面分布特征测试，结果（图3）显示Mg、Al、Si、Fe等硅铝酸盐成分主要分布于陶瓷载体基体，载体有一定的孔隙度，这是GPF的主体结构。在壁面两侧的涂覆层中，Al、Zr（一般是其氧化物）作为热稳定剂和分散剂，Rh、Pd等是有效的活性催化贵金属，La、Ce等稀土（一般是其氧化物）作为储氧剂使用。一般来说，Rh可对汽油车尾气中的NOx进行还原催化，尾气气体中的HC和CO可通过Pd催化氧化反应，改善尾气排放污染。可见，采用涂覆的GPF可产生类似三元催化剂的效果，是一个很好的设计。 图3 元素面分析结果 具有涂覆层GPF的测试特点出于成本考虑，贵金属活性成分一般含量很低，所以在测试时对仪器的灵敏度要求较高，同时由于添加的稀土元素特征X射线峰位之间非常接近，一般的能谱仪（EDS）也不足以满足能量分辨率的需求，岛津电子探针对此类样品的测试有着足够的优势，同时满足灵敏度和分辨率的测试要求。 岛津电子探针（EPMA-1720& EPMA-8050G） 岛津电子探针EPMA通过配置统一四英寸罗兰圆半径的、兼具灵敏度和分辨率的全聚焦分光晶体，以及52.5°的特征X射线高取出角，使之对于微量贵金属元素如Pd、Rh等以及稀土元素如Ce、La等都能够轻松地测试和表征。 如果您对汽车尾气催化剂TWC感兴趣，或者对电子探针测试微量元素、稀土元素对比扫描电镜上的能谱仪测试效果感兴趣，可参考扩展阅读。 结语使用岛津电子探针对汽车尾气颗粒捕捉器GPF试样进行了观察和解析，确认了其具有涂覆层的结构。结果显示GPF载体为有一定孔隙度的硅铝酸盐陶瓷材料，而涂覆层含有La、Ce等稀土和Rh、Pd等贵金属活性成分，具有三元催化效用。岛津电子探针兼具高灵敏度、高分辨率特性，可对GPF微观结构进行有效表征。 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

小车检测费6月起升至70元 至少3万辆车将被迫淘汰　　本报讯 广州在汽车年审时将逐步启动新的机动车尾气检测方法，用更加准确的简易工况法来代替现在的怠速法。环保部门表示，此举将进一步加强对广州机动车污染的控制，改善广州空气质量。根据已经实行这项新方法的国内其他城市的经验看，预计约有10%~15%的车辆无法通过首次检测。尾气检测费用也将大幅提高，小车将从现在的20元涨到70元，不过从今日到6月前的试行期间，收费仍按20元的标准实行。　　这种更严格的检测方法实行后，到底有多少车辆无法通过检测呢?市环保局机动车污染控制处负责人表示，到6月1日，全市的机动车年检都将采用更准确的简易工况法来检测尾气，届时，如果无法通过尾气检测的车辆，将有30天的维修期，30天后仍然无法通过检测，就不能通过年检。　　该负责人说：“根据国内已经实行该方法的其他城市的经验，实施新的检测方法后，广州160万辆汽车中可能有10%~15%的车辆不能通过首次检测，这些车中又大概有20%~30%即使经过维护也不能达标，不能再在广州行驶。”这意味着广州大约有3.2万辆~6.7万辆的汽车因此而被迫淘汰，其中以黄标车居多。　　业内人士告诉记者，在实际检测过程中，怠速检测法容易给少部分车主留下“作弊”空间，有的司机会临时调校降低汽车怠速，这样发动机发动时用油就减少了，尾气排放就少了，从而出现了“检测过关，上路超标”的情况。　　尾气检测换新招 费用为何会更高　　简易工况法为何更加准确?　　全面模拟汽车路面实际行驶状况　　所谓简易工况法测试方法，就是使用汽车底盘测功机等设备，通过在转鼓试验台上模拟汽车在道路上的实际行驶状况，对汽车排气污染物进行测试的一种方法。相对于目前采用的怠速检测法，它能够全面检测到车辆在路上行驶加速、减速、怠速、匀速4种行进状态下的尾气排放情况，并通过技术叠加，计算出汽车单位行驶里程的污染物排放量，有利于机动车排放因子的计算，以及建立机动车排放清单，大大减少车主“作弊”的可能。不仅如此，它还可以准确地检测出怠速法检测不到的氮氧化合物的排放量。　　环保部门有关人士表示，以汽油车为例，被测车辆在机器上模拟时速25公里的路面行驶状况，大约90秒后将车速提至每小时40公里，同时汽车排气口与汽车排气分析仪连接，整个程序需5分钟左右，比原来的检测方法快一倍。　　汽车尾气检测费用为何更贵?　　新检测线设备投入费用高　　从2006年全市第一个采用简易工况法进行机动车排气检测的示范检测站建立以来，广州一直在为全面推行简易工况法做准备。但尾气检测费用的增加，也是政府部门慎重行事的重要原因。去年10月，广州市物价部门就做出批复，鉴于该方法的推行需要投入大量资金安装相应的检测设备，物价部门特别核准采取该方法进行的尾气检测收费执行新标准，其中轻型小汽车的检测收费标准由原先的20元/次提高到70元/次，而中型车和重型汽车的检测收费标准则分别为80元/次和90元/次。该收费标准将作为试行价格先执行1年，然后根据实际发生的成本费用，由市环保局进行绩效评估后，再向市物价局申报正式收费标准。　　业内人士告诉记者，新检测方法所使用设备的价格比原来高很多，“原来一台双怠速检测法的设备只需要几万块，但现在一条新检测线的设备需要30万到40万元之间，这些检测机构作为民营单位，投入的成本需要自己承担，政府目前没有对检测机构更新检测设备给予任何财政补贴，需要他们从检测费用中回收。”　　目前广州已有140条简易工况法检测线，其中汽油车107条,柴油车33条。但市环保局机动车污染控制处负责人表示：“从4月11日到6月1日只是试行阶段，按照一定比例对车辆使用新方法，例如开始只有10%的车用工况法检测尾气，然后增加到20%、30%……在6月1日前，无论何种方法测尾气，都按原来的20元来收费。”　　检测不过关如何维护?　　发动机、油品和尾气净化装置　　需要提醒车主的是，简易工况法实行后同样有两次机会，首次检测不合格的，将有30天的维修期，可以在此期间对车辆进行维护，然后进行复查。据环保部门估计，维护后通过复查的比例还是比较高的，将有七八成的车辆可以通过。　　那么如何对车辆进行维护呢?华南理工大学机械与汽车工程学院教授梁荣光接受记者采访时表示：“即使是绿标车，在使用一两年后都可能尾气超标，这与使用情况有关系。车主应该先检查发动机有无问题，火花塞、辐射环等，损坏的要及时更换 其次要使用好的油品，并及时更换机油 再不行就只有安装好的尾气净化装置了。”　　但也有车主担心，安装尾气净化装置价格昂贵不说，汽车的动力系统还会受到影响，排气不畅。对此，梁荣光表示，目前市场上的尾气净化装置有几十种，比较成熟的是三元催化器，价格在两三千元之间，主要是公交车、公务车和部分想变成绿标的黄标车在使用。　　不仅是年审时会测尾气，广州目前也正在进行为期一个月的机动车污染专项整治，并设置了13个路检点，查排气超标车辆。去年亚运会前后，广州环保部门和公安部门曾经开展以整治排气超标车辆和冒黑烟车辆为重点的联合执法工作，有831辆排气超标车辆被暂扣机动车行驶证。亚运会结束后，这一措施曾经中止。但现在广州市已经明确，对超标车辆仍然可以采取暂扣行驶证的措施，有关通知近期会下发到交警部门。

在全社会治霾防污的共识下，本应成为监管要害环节的我国机动车尾气检测却乱象丛生，有业内人士甚至毫不客气地批评为&ldquo 基本失控&rdquo 。其中，不符标准不合规范导致的检测设备普遍不过关是重大&ldquo 硬伤&rdquo 。&ldquo 机动车环保检测的目的是找出高污染车，实现这一目标的前提是检测要规范、标准。但是遗憾的是，由于各方面监管不到位，再加上一些利益的驱使，使得检测设备本身就问题不少&rdquo ，前环保部机动车排污监控中心研究员韩应健说。　　硬件无门槛软件多造假　　记者在采访中了解到，检测机构&ldquo 杂、乱、多&rdquo ，检测设备不靠谱，检测程序不规范，导致目前在新车(销售前)和在用车(销售后)尾气检测两个环节，存在大量造假行为。各地机动车检测方法和检测标准限值不统一，新车排放标准限值与在用排放标准最高相差20多倍。　　早在2011年，环保部对全国近千家机动车环保检验机构开展检查，排查出各类违法违规和不规范检测问题200余项。环保部随后发文指出，&ldquo 一些地区机动车环保定期检验工作暴露出检测程序不规范、检测设备可靠性差、从业人员技术水平低等问题，个别地区甚至出现玩忽职守、弄虚作假现象，严重影响了机动车污染防治政策措施的实施效果。&rdquo 　　现已退休的韩应健研究员当年参与了这次检查，&ldquo 当时的资料，我仍然保留着，有些问题至今仍然存在。&rdquo 最突出的一个问题是，虽然机动车尾气检测设备有相关技术标准，但这些标准属于推荐标准，不具备强制性，因而使得检测设备的市场准入形同虚设。　　&ldquo 如果不能强制执行，计量设备就没有准入门槛，相当于没有标准。&rdquo 韩应健不无忧心地说。&ldquo 于是，市场大量出现不断压低设备售价，以最低价格争夺市场的情况。&rdquo 　　环检机构不仅在设备等硬件方面存在问题，还有更加恶劣的软件造假问题。由于检测控制软件由各个设备商自己开发，&ldquo 设备商为了迎合检测机构招揽车主的需求，随意调试操作软件，标准该低就低，该高就高。&rdquo 经过软件造假，车辆是否装有尾气净化的催化剂，检测数据都相差无几 行驶3万公里与行驶25万公里的车，检测结果也几乎相同。&rdquo 　　&ldquo 检测设备问题使得车辆检测结果&lsquo 打折&rsquo ，很多高排放汽车因此侥幸通过检测。&rdquo 韩应健称，&ldquo 高排放汽车数量虽然是少数，但排放污染占的比例多，因此影响和拖累了空气改善。更为恶劣的是，对不合格的检测设备开绿灯，造成我国车辆尾气检测设备和检测数据陷入长期造假的恶性循环&rdquo 。　　国家标准非强制 关键指标不测试　　精确的尾气检测设备是准确检测车辆排污量的重要技术措施，然而，国内缺少对机动车尾气检测设备的计量检定规定和手段，表面上尾气检测法规标准全、监管环节多，其实法规标准杂乱无章，尤其是没有强制执行的国家标准，无法形成有效监管。　　据了解，国家对法定管理的计量器具实施制造许可证制加计量检定制度，我国的计量法要求尾气检测设备必须取得制造许可证。但法定的国家《计量器具目录》里并未包含尾气检测设备，仅包括检测设备的分析仪器。一些正规尾气检测设备企业认为，&ldquo 这是从生产源头就放弃了监管&rdquo 。　　而地方环保部门在对环检机构进行验收时，主要关注场地、人员、资质材料等问题，对设备考核的内容较少，无法对检测数据质量进行考核。北京建筑大学机电与车辆工程学院姚圣卓博士多年来一直从事机动车环保检测方法研究。他介绍说，目前我国机动车尾气检测方法主要有4种，即双怠速法、稳态工况法、简易工况法和瞬态工况法，其中简易工况法最为先进。　　姚圣卓博士告诉《经济参考报》记者，目前，由于尾气检测设备的国家标准(GB18285-2005)《汽油车简易瞬态工况排放检测系统》和环保部颁发的(HJ/T290-2006)《汽油车简易瞬态工况法排气污染物测量设备技术要求》都非强制执行，各地质监局唯一委托的计量检定机构是当地的计量科学研究院，他们对检测设备的技术考核内容普遍脱离上述标准中的技术指标要求，甚至将&ldquo 污染物排放质量&lsquo 毫克/秒&rsquo (mg/s)流量测试改为稀释氧浓度测试&rdquo ，对变载荷加载滑行、响应时间、加载误差、一致性、压力、温度、流量重复性等关键性指标完全不测试，&ldquo 这使得滥竽充数、假冒伪劣的尾气检测设备屡屡通关，得以顺利取得尾气检测《计量检定证书》&rdquo 。　　&ldquo 全国使用简易工况法对在用车尾气排放进行检测的设备约有4000套以上，但90%是拼凑的假冒伪劣技术，检测数据误差高达30%以上。&rdquo 国家机动车污染防治专业委员会副主任、中关村空气污染防控联盟理事会主席颜梓清表示，我国各地在机动车尾气检测方面普遍存在监管不力、检测机构作假作弊现象，使机动车尾气检测流于形式。　　颜梓清向记者出示了一张关于2014年山东省183家检测机构647条检测线设备自查结果的表格。这份自查结果显示，山东省环检机构的检测设备中，除北京金铠星科技有限公司和佛山分析仪有限公司外，其他厂商的检测设备均为拼凑而成，比例高达95%。颜梓清表示，这种拼凑设备的问题在国内环检机构中&ldquo 很普遍&rdquo 。　　&ldquo 三不是红顶机构&rdquo 垄断计量认证市场　　中关村空气污染防控联盟由机动车、工业、扬尘、生活污染防控四个领域的企业和专家组成。中关村空气污染防控联盟的调查发现，计量认证机构串通造假是环检设备普遍造假的症结所在，这些机构垄断市场，其认证造假衍生了机动车尾气检测生产设备、检测报告等一系列造假行为。　　颜梓清将这些计量认证机构称为&ldquo 三不是红顶机构&rdquo 。&ldquo 它们不是政府机构，不是技术研究的专业机构，不是法人性质的承担行为责任的机构。但这些机构却可以参与政策的制定、技术的权威评审和市场的监管控制。&rdquo 　　颜梓清认为，要打破检测认证机构的垄断，应加快发展第三方检验检测认证服务，让不同所有制检验检测认证机构平等参与市场竞争。各环节的技术考核报告、检测报告都应向社会公开公示，接受社会监督，让尾气检测数据真实有效。　　针对汽车尾气检测市场乱象，多位专家建议，要全面清查检测设备，计量和环保部门需委托专业技术机构对检测设备技术进行全面考评，对不符合国家标准和检测数据误差高于10%的设备要禁止其检测。同时，有关部门要将对环检机构的监管改为对检测数据质量的监管，生产检测设备需要取得《制造计量器具许可证》(CMC)，确保检测设备质量 使用检测设备进行检测，需要取得实验室资质(CMA)以确保数据质量。　　姚圣卓建议，全国重点地区应统一尾气检测方法，加快相关标准、法规、规程和技术要求的制定、补充和修订，研发尾气排放检测用和检定用新方法、新技术和新设备。　　国家发改委等部门去年印发了《加强&ldquo 车油路&rdquo 统筹加快推进机动车污染综合防治方案的通知》，要求自2015年起开展环保检验机构专项整治，对所有检验机构进行全面核查，对弄虚作假、玩忽职守的机动车尾气检测机构，依法依规予以处罚，纳入黑名单管理，并向社会公布。