摩托车国五标准排放测试系统解决方案

　　1. 摩托车国五标准排放测试系统的需求与痛点
 

　　我国是摩托车生产和使用大国，摩托车保有量约占全国机动车总保有量的20%。摩托车对高比功率输出的需求以及缺乏精密的发动机结构和排气后处理装置，导致摩托车成为燃烧副产物的强烈排放者，具有很大的健康风险。
 

　　排放标准升级是机动车污染减排的主要驱动力。自1994年开始，我国摩托车排放标准已从第一阶段执行到第四阶段，CO、THC和NOx的排放总量分别削减了约97%、97%和77%。为了进一步削减摩托车尾气污染物排放，2024年10月31日生态环境部发布了摩托车第五阶段排放标准征求意见稿，该标准与摩托车欧五排放标准趋于一致，不仅对CO、THC和NOX进一步加严，还增加了NMHC限值。
 

　　表1 摩托车国四、国五和欧五排放标准的I型试验排放限值(装用点燃式发动机的第二类摩托车)
 

　　在排放标准升级的指引下，我国众多摩托车制造企业都需要使用与最新排放标准相匹配的全流稀释排放测试系统设备来开展充分的研发试验与质量检测，以保证摩托车产品符合排放标准限值要求。由于我国机动车排放标准长期跟随欧美标准，全流稀释排放测试系统设备涉及多项高精度检测技术的集成与融合，自主开发难度极大，导致我国机动车行业需要使用的全流稀释排放测试系统设备长期依赖国外进口产品。实际上，进口品牌全流稀释排放测试系统设备是无法满足国内广大用户应用需求的，主要体现在：1)全流稀释排放测试系统设备作为机动车排放测试中的关键装备，急需突破全面依赖进口的“卡脖子"难题；2)进口设备采购及使用成本较高，大多数国内用户难以承担；3)全流稀释排放测试系统设备中部分核心分析仪构造复杂，往往需要返回原厂进行维护维修及校准，进口设备返厂需要耗费较长时间，从而会严重降低设备有效利用率。因此，加强国内研发投入，尽快开发出符合法规技术要求的国产全流稀释排放测试系统设备是解决当前供需矛盾的重要途径。
 

　　2. 摩托车国五标准排放测试系统的解决方案
 

　　在汽车/发动机排放检测领域，四方仪器经过近二十年的技术沉淀，基于高精度氢火焰离子化检测技术(HFID)、非分光紫外(NDUV)、非分光红外(NDIR)、长寿命电化学(ECD)、粒子计数(CPC)及扩散荷电计数(DC)等技术原理，全线自研了气体传感器模组、尾气分析仪、车载尾气检测设备以及国产汽车/发动机台架排放测试系统，是国内为数不多拥有全系列产品架构且提供一站式解决方案的实力供应商。近年来，四方仪器自主研发的Gasboard-9801发动机排放测试系统和Gasboard-9802全流稀释定容采样(CVS)系统已广泛应用于许多发动机、摩托车以及轻型车制造企业的研发与认证试验，Gasboard-9805便携式排放测试系统已广泛应用于机动车和非道路移动机械制造企业的实际工况排放测试试验。
 

　　为了更好满足广大机动车行业用户对机动车欧7及未来国七排放标准升级的测试需求，四方仪器新开发了颗粒数量分析系统、激光光谱排放分析系统和机动车制动排放测试系统等，同时对原有测试设备产品进行了全面升级与改进，形成了符合欧7及未来国七排放标准的新一代排放测试系统整体解决方案。该方案主要包含：用于实验室尾气排放测试的全流稀释排放测试系统(图1)和原始尾气排放测试系统；用于实际驾驶尾气排放测试的便携式排放测试系统；用于制动颗粒排放测试的机动车制动排放测试系统。
 

图1 四方仪器新一代全流稀释排放测试系统的结构示意图
 

　　3. 摩托车国五标准排放测试系统的应用案例
 

　　用于验证实验室间精度标准化的方法之一是比较在不同设施、不同排放认证周期内对单个发动机或车辆进行循环测试的排放结果。
 

　　2024年由某摩托车排放质检中心联合5个大型摩托车企业开展了6个摩托车排放实验室间的比对试验。其中，5个排放实验室均使用了国际制造商Horiba公司生产的全流稀释排放测试系统，另外1个排放试验室使用了四方仪器生产的全流稀释排放测试系统。本次比对试验使用了同一辆2-1类两轮摩托车样车。各实验室严格按照(EU)No 134/2014(欧五)标准要求完成常温下冷启动后排气污染物排放试验(I型试验)。比对试验结果显示所有参比实验室各污染物组分的平均值在标准偏差的±2σ以内(图2)，表明各实验室试验结果的一致性较好。同时，本次比对试验结果及结论充分表明：四方仪器全流稀释排放测试系统(CVS)不仅符合摩托车欧五及国五标准技术要求，其实际性能水平也已经与国际主流品牌产品相当。
 

　　图2 2024年6个摩托车排放实验室比对试验中所有参比实验室各污染物组分的平均值统计