汽车尾气排放标准与检测标准-概念详解

首先需要说明被普遍错误理解,但又是大众最为关心的问题:排放标准的概念,以及与检测标准的区分!
汽车排放标准是针对汽车制造商指定的【生产技术标准】,在不同的阶段中各大车企所量产的汽车,其尾气排放标准必须满足阶段标准之规定。比如国④汽车执行于2011.7.1~2017.7.1之间,这一阶段的量产车必选≥4级汽车尾气排放限值才能上市销售,符合5级标准同样可以销售,但是只满足3级标准则不再具备上牌的条件。因为生产技术标准每升一级,对于尾气排放物都有必须减少的要求;不过作为消费者并不用担心,因任何车企投入巨大的资金总不会让自己有车却不能卖,所以消费者并不用担心购车后不能上牌,同时无也许担心年检是否会受到影响。下图为不同阶段尾气排放限值的要求。
汽车尾气排放标准与检测标准-概念详解-有驾
以上是不同等级排放标准的核心差异,下文会解释排放标准与检测标准的本质区别!汽车年检的重要检测项目为尾气检测,很多车主会认为汽车排放标准升级与年检尾气检测标准相同,这是绝对错误的理解。试想汽车生产制造标准已经达到了第六阶段,部分地区提前于2019.7.1日起开始执行,全面执行将于2020.7.1日起;在这一年的时间中,车市的销量理想的预估假设能售出2500万台,那么剩下的汽车如果要按照国⑥标准检测则都无法过检。
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结果则是只有这2500万台车能够过检,接近2.4亿台汽车都会因尾气未能达到国⑥标准而被淘汰,这种情况有可能出现吗?答案是显然不可能的,因为这些车的车龄最短还不足两年,车况非常的理想;且其中有接近四千万台营运汽车,这些车辆承载是占比70%以上的公路运输,公路运输承载的是经济发展。所以这些车不可能因为升级一级排放而被快速淘汰,检测标准与汽车生产制造标准并不是同一概念。
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汽车的检测标准从1999年7月发布开始执行,期间经过四次修订,目前执行的是2010修订实施的第四阶段-GB18352.3XII2005污染物限制以及测量方法,重型车辆(主要指商用车)执行至第二阶段。这些标准对于汽油动力汽车而言相当宽松,目前仍有多数地区仍可以为第一级的国①汽车正常检测,多数车辆还是可以正常使用的;柴油动力汽车因尾气排放物以氮氧化物和游离碳颗粒物为主,其对空气质量的破坏比较严重,所以柴油车的更迭周期比较紧凑。
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中篇总结:汽车尾气排放标准不影响车辆的正常购买与使用,对于排放检测也没有影响,不同等级的车辆只要满足各自的排放标准即可。至于有些车辆在尾气测试环节未达标,原因在于内燃式发动机自身的缺陷,如何解决与预防这一问题请看第二章。
汽车尾气检测不达标与积碳有必然关系
燃油动力汽车装备的是内燃式发动机,其运行原理是依靠进入空气并混合燃油形成雾化混合油气,之后通过点燃或压燃的方式使其燃烧做功。简而言之是将燃烧燃料产生的热能转化为动能,而产生热能的本质是燃烧这种化学反应过程中,分子无规则剧烈运动产生的推力,同时因摩擦产生了热。而参考热力学第二定律的解释,热能会从高温物体无序传递至低温物体,发动机在运行中如机体的温度过低则燃烧产生的热会被机体吸收,同时也会被冷却液吸收;那么在低温冷启动时发动机机体与冷却液的温度都会很低,此时燃烧产生的热能会传导至这两个位置,但这些热能本应该有大部分会转化为动能,发动机的动力是不是会变差呢?参考下图热能的传导。
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毫无疑问,在冷启动时发动机运行产生的热能会被发动机机体和冷却液吸收,同时导致动力变差。但是一台合格的汽车应该保证启动后也得有合格的动力,想要解决冷启动动力下降的问题则需要【动力补偿】。补偿的方式为ECU行车电脑在冷启动发动机后主动提高运转转速,并且加大喷油量,以消耗更多燃油产生更多热能的方式补偿过度冷却 。然而这一阶段的喷油量过大但进气量不够大,于是则出现空燃比失调(无充足的空气中的氧气为燃油助燃),结果则是燃油无法充分燃烧;燃油不充分燃烧的产物会是一氧化碳以及游离碳颗粒等,其中游离碳与机油蒸汽与空气中的是水蒸气与杂质混合后会成为积碳,积碳因发动机强制通风又会形成油泥,这是老车尾气检测难通过的主要原因。
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积碳积少成多后会带来很多问题,比如在火花塞位置会造成点火强度降低,混合油气燃烧速度会变慢,结果自然是燃烧不充分加速积碳的形成;其次如喷油嘴和节气门积碳严重,造成的影响是喷油量失调或燃油雾化蒸发性能变差,亦或是进气量不足导致热机时也成为冷启动的油量过多的状态,积碳只会更多。至于油泥会影响发动机的散热会增加曲轴箱的压力,此时机油蒸汽很有可能窜入燃烧室导致烧机油。总而言之,这些发动机运行状态都会导致燃烧不充分,形成积碳会造成发动机工况变差,而大量排放的一氧化碳或其他物质则必然导致尾气排放超标,这就是积碳对于尾气检测的影响了。
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处理方式:行驶里程过多的老旧车辆,在年检之前有必要检查发动机的积碳是否严重,如积碳严重则可以拆卸火花塞、喷油嘴、节气门、氧传感器以及三元催化器进行系统清理。这些零部件拆卸的难度很低,所以建议以效果治好且能够最直观判断效果的物理方式拆洗。如积碳不严重但尾气检测轻微超标,解决的方式还有一个小妙招:年检之前在油箱内按照30%的比例混合乙醇。
因为乙醇燃烧产生的排放物主要是二氧化碳和水,以相对比较大的比例混合能降低尾气排放量;普通的E10乙醇汽油只是以10%的比例添加,在年检时可以“增量”。不过在检测之后还是要去加注汽油稀释,防止过量乙二醇对油路系统出现腐蚀作用。关于汽车尾气检测的注意事项就聊这么多,下面聊一聊国⑥标准之后是否还会升级。
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个人预测:国6-B会是燃油动力汽车最高也是最后一个标准,因为排气背压不能再高了
很多国⑥汽车的车主都会感觉车辆的动力不如同款车的国⑤版,这种情况不是幻觉而是事实存在。因为减少汽车尾气排放的方式无非是延长净化过滤的时间,也就是降低尾气在三元催化器中的流速。三元催化器的作用是将一氧化碳、碳氢化合物与氮氧化物,与滤芯中的铂铑钯三种物质在高温中产生还原反应,反应之后会生成无害的二氧化碳、水、氧气和氮气;那么想要减排则只要让尾气在催化器中多停留一会就好,实际也正式这样操作,参考下图催化器的作用。
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实现尾气流速降低是通过增加滤芯的目数(密度),让滤芯的孔径变小则能够缓慢地反应,尾气自然会更加清洁。但是尾气流速过慢也会造成进气速度过慢,因为大量的尾气在催化器中“堵车”了,而发动机与排气系统又是连通的;堵塞等于形成了气阻,这就是所谓的排气背压,背压升高会造成进气量下降,进气量基本决定喷油量的大小,那么空气和燃油量同时降低则会导致燃烧产生的热能变小,也就是扭矩降低。发动机的扭矩小则输出马力必然也会小,马力的计算公式为【(转速×扭矩÷9549)×1.36=】;参考公式得出的结果是排气净化导致了扭矩下滑,最终让动力变差。
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一台合格汽车总是要考虑用户体验的,所谓的性价比指的又是性能价格比,没有性能的汽车总会没有吸引力,这会影响到车市的活力。而三元催化器几乎没有升级的空间了,所以汽车的排放标准应会截止于国6级;那么现在考虑购车也就不用再有什么顾虑了,任何技术的发展都会有极限,内燃式发动机的极限基本到顶了,购车用车也不用再有顾虑。
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