I/M 制度检测方法对在用车排放控制的影响

莫森泉

（广东汽车检测中心有限公司 广东佛山 528061）

I/M 制度检测方法对在用车排放控制的影响

莫森泉

（广东汽车检测中心有限公司 广东佛山 528061）

详细阐述了I/M制度削减在用车尾气排放的有效性和经济性，并对I/M制度常用的排放检测方法进行对比，数据表明VMAS瞬态加载法不仅成本低、检测时间短，而且识别尾气污染严重的车辆的准确度非常高。另外，介绍了遥测法筛选高排放车辆和豁免清洁车辆的准确率，推荐其作为现行I/M制度排放检测方法的补充，从而更加有效地控制在用车的尾气污染物排放。

I/M制度；排放；在用车

1 I/M制度概述

I/M制度是指在用车检查与维护制度，被广泛应用于控制在用车的污染物排放，它是通过对在用车尾气排放进行检查，及时发现排放超标的车辆，实施强制维护而使尾气排放重新达标。相对于传统维护方法，数据管理对I/M制度的作用更重要。I/M制度的重点是通过调整排放超标车辆发动机的气缸压力、燃油空燃比和火花强度等，有效地控制燃料消耗量，使整车在最佳状态下运行，从而实现改善车辆尾气排放的目标。

2 I/M制度的效益

车辆行驶里程的增加会导致污染物排放的恶化，研究[1]表明车辆污染物排放的体积分数与车辆行驶里程是二次曲线的关系，特别是当行驶里程超过30×104km后，各种污染物排放增加的幅度更明显，以10×104km时的车辆的污染物排放量为基准，70×104km时HC的排放平均值增加了30.94倍，NOx增加了18.79倍，CO增加了23.13倍。如果及时对车辆执行I/M制度，能大幅降低污染物排放，提高排放检测的通过率，研究发现对车辆执行I/M制度后，轿车、大客车和大货车低怠速下HC排放通过率提升至98%、99%和79%，维修保养前却只有88%、58%和61%，高怠速下HC达标率提升至98%、99%和99%，维修保养前却只有90%、73%和82%，尽管小型车低怠速下HC排放通过率下降了7%，但高怠速下HC通过率增加了18%；轿车、小型车、大客车和大货车低怠速下CO排放通过率提升至100%、100%、97%和99%，维修保养前却只有65%、75%、59%和70%；高怠速下CO通过率提升至95%、100%、93%和97%，维修保养前却只有62%、83%、78%和80%[2]。

图1 各种车型维修保养前后怠速HC排放通过率

图2 各种车型维修保养前后怠速CO排放通过率

常规的控制机动车污染物排放的措施有：在用车改造、旧车强制淘汰、I/M制度和新车排放控制。研究[3]发现采用I/M制度削减每吨一氧化碳的成本为102元，是在用车改造费用的22%、是旧车强制淘汰费用的5%、是新车排放控制费用的84%；削减每吨氮氧化物成本为2766元，是在用车改造费用的15%、是旧车强制淘汰费用的11%、是新车排放控制费用的74%。因此I/M制度控制车辆污染物排放花费的成本是最低的。

表1 各种排放控制措施削减成本对比单位：元/吨

3 国内外I/M制度的发展及现状

美国是全球较早研究和实施I/M制度的国家之一，为改善空气质量，1970年通过了《清洁空气法》，设立环境保护局并开展I/M制度研究，1974年新泽西州最先开始实施I/M制度，执行年检制的怠速法的尾气检测，1977年对《空气清洁法》进行修正，要求空气质量差的地区推行I/M制度，1983年起多个州开始强制执行I/M制度，1990年的《空气清洁法》修正案制定了基本型和加强型两种I/M制度，以适应轻度污染地区和严重污染地区I/M制度的实施与推广，2002年环保局出台了《利用遥测进行I/M制度效益评估的技术指南》，开始遥测法的探索研究[4]。

2003年国家环保总局颁发了简易工况检测方法标准，山东省等作为第一批国家在用车I/M技术规范实施示范省市开始在用车I/M技术规范与管理体系研究及示范工作的尝试，国家环保总局2004年发布了《关于开展在用车I/M技术规范实施示范工作的通知》、2005年发布了《在用机动车污染物排放检测机构技术规范》，我国在用车I/M制度开始逐步推广应用。

作为试点之一的山东省，2006年12月出台了《点燃式发动机轻型汽车排气污染物排放限值（简易瞬态工况法）》，规定采用简易工况法进行轻型车排放检验，并于2011年9月对该标准进行了修订，提高车辆污染物的排放限值，同时出台了《压燃式发动机在用轻型汽车排气烟度排放限值》，规定采用加载减速法来进行压燃式发动机汽车污染物的排放检验。

2010年广州市环保局等部门联合发布《关于实施机动车排气污染定期检查与强制维护制度的通告》，实施机动车排气污染定期检查与强制维护制度（简称I/M制度），规定机动车必须定期进行排气污染检验，要求采用简易工况法替代双怠速和自由加速工况法。

4 I/M制度排放检测方法对比

怠速法、ASM稳态加载加速模拟法、IM240瞬态加载法和VMAS瞬态加载法是现行I/M制度采用的主要检测方法，各自的优缺点如下：

怠速法只能测试尾气中的CO、HC、CO2浓度，检测方法简单、费用低、检测时间短，对化油器车辆可以判断出怠速可燃气混合出现的问题，但对采用电子燃油喷射系统和点火控制加三元催化转化器等现行主流轿车，怠速法不能发现其传感器故障或催化器失效的问题。

IM240瞬态加载法建立在FTP（美国联邦测试）测试规程的前240s基础上，包含了瞬态工况，IM240的检测结果与FTP的检测结果的相关性较好，3种污染物的相关因子分别为：HC为0.947，CO为0.918，NOx为0.843[5]，与FTP的测试结果相比，IM240对3种污染物的检测结果的离散性很小，所以IM240的错判率较低。IM240检测所用设备成本高，维保相对较复杂，检测过程耗时较长，而且对检测人员的能力要求也较高。

为减少设备的投资和日常运行成本，提升检测效率，便于应用推广，出现了ASM稳态加载加速模拟法，该方法仪器的成本和使用维护费用低，只需利用在怠速法中广泛使用的直接取样浓度分析仪和底盘测功机，在一般的检测和维修厂也可进行检测。ASM的检测结果与FTP的结果相关性一般，3种污染物的相关因子分别为：HC 为 0.492，CO 为 0.435，NOx为 0.714[6]，新车排放检测时ASM结果的相关性更差，误判率偏高，特别是对使用电子燃油喷射系统和三元催化转化器的汽车，误判率最高时达到35%左右（假定IM240的准确率为100%），ASM检测方法还有一个缺点，其检测结果所用的单位是排放浓度而不是排放质量。

VMAS瞬态加载法的出现解决了ASM与FTP相关性差，IM240虽与FTP相关性好但成本太高但不利于广泛应用的问题，VMAS采用与IM240同样的工况时，两种方法得到的测试结果的相关性非常好，3种污染物的相关因子分别为：HC为0.93，CO为0.993，NOx为0.992[7]。

5 遥测法概述及其优势

汽车尾气排放遥测技术的原理是车辆尾气吸收了特定波长的紫外线和红外线后引起光谱变化，再由分析仪分析计算光谱的变化来获得被检车辆的尾气排放浓度的。遥测技术起源于美国，新西兰最先应用遥感测试系统对在道路上行驶的汽车进行排放监测，其后美国、加拿大、墨西哥、日本、新加坡、澳大利亚、英国、中国台湾和香港等十几个国家和地区陆续开始推广使用[8]。

图3 遥测法测量示意

研究[9]表明遥测结果CO＞2%vol或NOx＞1500ppm vol的车辆，只有12%-17%能通过ASM测量，遥测结果 CO＞2.5%vol或 HC＞600ppm vol或 NOx＞3600ppm vol的车辆，仅有5%通过ASM测量，因此遥测法筛选高排放车辆的准确率很高。

研究[10]表明当相连两次遥测结果达到CO＜0.5%vol，HC＜200ppm vol，NOx＜1500ppm vol时，随机 IM240 复检不通过率小于4%，因此遥测法对清洁车辆的判定也非常准确。

遥测法的结果更真实的反映了汽车在道路上行驶的排放情况，具有方便、快捷及效率高的优势。

基于以上，遥测法可以作为I/M定检检测方法的补充，通过建立科学完备的数据通讯与监控网络，更有利于在用汽车尾气排放的管理。

6 结论与展望

综上所述，在实施I/M制度来控制在用车尾气排放时，IM240瞬态加载法的检测效果是最好的，但其成本高、检测时间长的缺点，使其很难在实际中推广应用；而怠速法的检测效果最差，应该尽快由其它检测方法取代。

逐步推广使用VMAS瞬态加载法，可以更有效地识别高排放车辆，有效控制在用车尾气排放。

有条件的地方推广使用遥测法，作为VMAS瞬态加载法的补充，可及时识别排放恶化严重的车辆，强制对其进行维护，从而更有利于控制在用车尾气排放。

[1]张春化,王奉双,马志义,等.在用汽车不同测试方法的排放特性[J].长安大学学报（自然科学版）,Vol.29(2),2009.03:88-93

[2]罗丽娟.上海市在用车实施监测与维修(I/M)计划研究[D].东华大学,2002

[3]谢素华.控制在用车排放检测维修制度的模式研究[D].吉林大学,2004

[4]EPA420-B-04-010.Guidance on Use of Remote Sensing for E-valuation of I/M Program Performance[R].Washington D.C.,US EPA,2002

[5]卢希果.上海市在用车推行I/M制度中检测方法的研究[J].上海环境科学,第21卷,2002(7):397-400

[6]WilliamM.Pidgeon,DanielJ.Sampson,Paul H.Burbage.Evaluationofafour-modesteady-statetestwithacceleration simulation modes as an alternative inspection and maintenancetest for enhanced I/M programs.EPA-AA-AQAB-93-01 1993.http://www.epa.gov.ota-q/regs/im/asm-eval.pdf]

[7]Ensfield,Carl;Gordon Jr.,Jay;Lindner,Jim.Evaluation of a Low-cost Transient Mass Measurement System in Vehicle Inspection and Maintenance Testing:Results ofaGordon-DarbyStudy[J].JournaloftheAir&WasteManagementAssociation.Sep2003,Vol.53(9):1098-1108

[8]Gong,R.,Waring,P.On road remote sensing system,Proceedings of IPENZ Conference[C].1995,Vol.1:81-85

[9]PeterMcClintock.RemoteSensingMeasurementsofReal World High ExhaustEmitters[R].http://crcao.com/reports/crcrp-2.pdf.(2003-11-12)[2015-06-25]

[10]ESP.遥感技术在尾气排放中的应用[R].http://www.meca.org/galleries/files/Chen.pdf.(2004-04-28)[2015-06-25]

莫森泉（1982-），男，广东云浮人，硕士研究生，现就职于广东汽车检测中心有限公司从事汽车与发动机检测。