技术概述
汽车尾气排放试验是评估机动车环境污染程度的重要技术手段，也是环境监测领域中的核心检测项目之一。随着全球环保意识的不断增强和各国排放法规的日益严格，汽车尾气排放试验已成为汽车制造、使用和维护过程中不可或缺的质量控制环节。该试验通过科学、规范的方法对机动车运行过程中产生的废气进行采集和分析，准确测定各类污染物的排放浓度和总量，为环境保护部门提供可靠的数据支撑。
汽车尾气中含有多种有害物质，主要包括一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、颗粒物以及二氧化碳等。这些污染物不仅会对大气环境造成严重破坏，还会对人体健康产生不良影响。一氧化碳能与血液中的血红蛋白结合，降低血液携氧能力；氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的主要前体物；颗粒物则可深入人体呼吸系统，引发各类呼吸系统疾病。因此，开展汽车尾气排放试验对于控制机动车污染、改善空气质量具有重要的现实意义。
从技术发展历程来看，汽车尾气排放试验经历了从简易检测到精密分析的演进过程。早期的排放检测主要采用怠速法，仅能在车辆静止状态下进行简单的浓度测量。随着技术进步，逐渐发展出工况法检测，能够模拟车辆实际行驶条件，获得更加真实的排放数据。目前，国际上普遍采用的排放测试规程包括欧洲的NEDC和WLTC工况、美国的FTP工况以及中国的CA工况等，这些标准化的测试程序确保了检测结果的可比性和权威性。
汽车尾气排放试验的开展需要遵循严格的标准化流程，涉及样品采集、仪器校准、数据分析等多个技术环节。检测机构需要具备相应的资质能力，配备专业的检测设备和技术人员，确保检测结果的准确性和公正性。同时，随着新能源汽车的快速发展，排放试验技术也在不断拓展，涵盖混合动力汽车、燃料电池汽车等新型车辆的排放特性评估。
检测样品
汽车尾气排放试验的检测样品主要来源于各类机动车辆在使用过程中排放的废气。根据车辆类型和燃料种类的不同，检测样品可分为多个类别，每种类别的样品特点和检测要求各有差异。
- 点燃式发动机汽车尾气：主要指汽油车和天然气汽车排放的废气，样品中一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的含量相对较高，是常规排放检测的重点对象。
- 压燃式发动机汽车尾气：主要指柴油车排放的废气，样品特点是颗粒物含量较高，氮氧化物排放浓度也相对较高，需要采用专用的颗粒物采集和分析设备。
- 混合动力汽车尾气：此类车辆兼具传统发动机和电动机，尾气排放具有间歇性特征，样品采集需要考虑不同动力模式切换带来的影响。
- 摩托车及轻便摩托车尾气：两轮或三轮摩托车排放的废气，由于发动机排量较小，样品采集需要采用适配的小流量采样系统。
- 非道路移动机械尾气：包括工程机械、农业机械、林业机械等非道路用途的移动机械排放的废气，样品特征与道路车辆存在一定差异。
- 在用汽车尾气：已投入实际使用的汽车排放的废气，样品质量受到车辆保养状况、行驶里程、使用年限等多种因素影响。
在进行样品采集时，需要严格按照标准规定的采样位置、采样条件和采样程序进行操作。采样位置通常选择在排气系统的尾部，确保采集的样品具有代表性。采样前需要对采样系统进行清洁和检漏，避免样品受到污染或稀释。同时，样品采集过程中需要记录环境温度、大气压力、相对湿度等参数，以便对检测结果进行必要的修正。
样品的时效性也是影响检测结果的重要因素。尾气样品中的某些成分具有不稳定性，长时间放置可能导致成分变化。因此，在条件允许的情况下应尽量采用在线实时检测方式，或将样品采集后立即进行分析，确保检测结果真实反映车辆的实际排放状况。
检测项目
汽车尾气排放试验涉及的检测项目依据相关标准和法规要求确定，不同类型的车辆执行的检测项目存在差异。目前我国现行的主要排放标准包括《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》和《重型车用汽油发动机与汽车污染物排放限值及测量方法》等系列标准，这些标准详细规定了各类车辆需要检测的污染物项目及其限值要求。
- 一氧化碳：碳氢燃料不完全燃烧的产物，是汽车尾气中浓度较高的污染物之一。检测时需要测量其在尾气中的体积浓度或质量排放量。
- 碳氢化合物：燃料未完全燃烧或未燃烧的碳氢成分，包括烷烃、烯烃、芳香烃等多种化合物。通常以总碳氢或非甲烷碳氢的形式进行报告。
- 氮氧化物：发动机燃烧过程中氮气和氧气在高温下反应生成的产物，主要包括一氧化氮和二氧化氮。检测时需测量其总量或分别测量各种成分。
- 颗粒物：主要来源于燃料燃烧产生的碳烟和可溶性有机成分，是柴油车排放检测的重点项目。测量参数包括颗粒物质量和颗粒物数量。
- 颗粒物数量：对于采用颗粒捕集器的车辆，需要检测颗粒物数量以满足更严格的排放要求。
- 二氧化碳：燃料完全燃烧的产物，虽然不是传统意义上的污染物，但作为温室气体需要纳入碳排放评估体系。
- 烟度：用于评价柴油车排气烟色浓度的指标，采用不透光烟度计进行测量，结果以光吸收系数表示。
除上述常规检测项目外，部分特殊用途的检测还需要分析尾气中的醛酮类化合物、多环芳烃、氨气、硫化物等特定污染物成分。这些项目的检测需要采用更加精密的分析仪器和更为复杂的样品预处理方法。对于新能源车辆，还需要关注蒸发排放、加油排放等非常规排放形式的检测。
检测项目的限值要求随排放标准的升级而日趋严格。以轻型汽油车为例，国六标准相比国五标准，一氧化碳限值降低了约50%，碳氢化合物和氮氧化物限值也大幅收严。同时，国六标准还新增了实际道路行驶排放检测要求，进一步强化了对车辆实际使用条件下排放性能的监管。
检测方法
汽车尾气排放试验的检测方法是确保检测结果准确可靠的技术基础，不同的检测方法适用于不同的应用场景和检测目的。根据检测工况的不同，主要分为怠速法、工况法和道路行驶法三大类。
怠速法与双怠速法是早期普遍采用的简易检测方法，主要用于在用车的定期检验。怠速法在车辆静止、发动机怠速运转的状态下测量尾气中污染物的浓度，操作简便但无法反映车辆实际行驶时的排放状况。双怠速法在怠速法基础上增加了高怠速测量环节，即发动机在规定转速下运转时的排放测量，提高了检测的全面性和可靠性。这两种方法设备投入低、检测周期短，适用于大批量车辆的快速筛查。
简易瞬态工况法是一种介于怠速法和全工况法之间的检测方法，通过让车辆在底盘测功机上按照规定的速度曲线行驶一定时间，模拟车辆在城市道路上的典型运行状态，采集并分析整个测试过程中的尾气排放。该方法能够较全面地评价车辆的排放性能，检测精度高于怠速法，设备成本低于全工况法，目前在机动车排放检验站得到广泛应用。
工况法是法规认证检测采用的标准方法，要求车辆在底盘测功机上严格按照标准规定的行驶工况运行，全程采集尾气样品并进行精确分析。轻型车工况法测试通常采用定容采样系统，将车辆尾气与环境空气按一定比例稀释后采集到采样袋中，再用专用分析仪测定各污染物浓度，结合行驶距离计算单位里程排放质量。重型发动机则需在发动机台架上进行测试，按照规定的发动机转速和扭矩工况运行，测量单位功或单位时间的排放量。
实际道路行驶排放检测法是近年来兴起的新型检测方法，采用便携式排放测试系统安装在车辆上，在实际道路行驶条件下实时测量尾气排放。该方法能够真实反映车辆在复杂交通环境和多变气象条件下的排放特征，弥补了实验室工况法与实际使用条件存在差异的不足，已成为新车认证和在用车监管的重要技术手段。
- 化学发光法：用于氮氧化物检测的标准方法，利用一氧化氮与臭氧反应产生激发态二氧化氮，测量其跃迁时发出的光强度来确定氮氧化物浓度。
- 氢火焰离子化检测法：用于碳氢化合物检测的标准方法，碳氢化合物在氢火焰中燃烧产生离子，通过测量离子电流确定碳氢化合物浓度。
- 非分散红外法：用于一氧化碳和二氧化碳检测的常用方法，利用这些气体对特定波长红外线的吸收特性进行定量分析。
- 不透光烟度法：用于柴油车烟度检测的方法，测量光线穿过排气烟柱时的衰减程度，以光吸收系数表示烟度值。
- 称重法：用于颗粒物质量检测的标准方法，将颗粒物采集在滤纸上，用精密天平称量采样前后滤纸质量差。
检测仪器
汽车尾气排放试验需要借助多种专业检测仪器设备完成，这些设备的性能和精度直接影响检测结果的可靠性。一个完整的排放测试系统通常包括底盘测功机、定容采样系统、气体分析仪、颗粒物测量装置以及数据采集与处理系统等组成部分。
底盘测功机是工况法排放测试的核心设备，用于在实验室条件下模拟车辆道路行驶时的阻力。底盘测功机通过转鼓与车辆轮胎接触，精确控制施加在转鼓上的载荷，使车辆在测功机上受到的行驶阻力与实际道路条件一致。现代底盘测功机采用电力测功技术，能够模拟各种道路阻力和惯性载荷，测试精度和重复性显著提高。
定容采样系统是进行标准工况法测试必备的采样设备，其工作原理是将车辆排放的尾气与环境稀释空气混合，通过流量控制器保持总流量恒定，按比例采集混合气样品。定常流量设计确保了采样量与排气量的比例关系，使计算单位里程排放质量成为可能。该系统配备有稀释通道、采样袋、流量测量装置和温度压力传感器等组件。
气体分析仪是检测尾气中各气态污染物浓度的关键设备，通常集成多种分析原理于一体。典型的五气分析仪可同时测量一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和氧气。分析仪需要定期用标准气体进行校准，确保测量结果的准确性。高级分析仪还具备自动校准、量程切换和数据记录功能，提高了检测效率和可靠性。
- 化学发光分析仪：专用于氮氧化物分析的精密仪器，具有灵敏度高、选择性好、线性范围宽等优点，是法规认可的标准分析方法。
- 氢火焰离子化分析仪：用于碳氢化合物测定的标准仪器，响应速度快，对各类碳氢化合物具有相近的响应因子。
- 非分散红外分析仪：适用于一氧化碳和二氧化碳在线连续测量的仪器，结构简单，运行稳定，维护方便。
- 不透光烟度计：测量柴油车排气烟度的专用仪器，由光源、光接收器和样品池组成，可进行自由加速烟度测量。
- 颗粒物采样系统：包括稀释通道、颗粒物滤纸支架、微量天平等组件，用于颗粒物质量的精确测量。
- 便携式排放测试系统：集成气态污染物和颗粒物测量功能于一体的车载测试设备，体积小、重量轻，适用于实际道路排放测试。
检测仪器的精度等级和计量特性需要满足相关标准的要求，并定期进行计量检定和期间核查。仪器的日常维护保养对保证检测质量至关重要，包括定期更换耗材、清洁采样管路、检查气密性、校准零点和量程等。同时，检测机构应建立完善的仪器设备管理制度，确保所有设备处于良好的工作状态。
应用领域
汽车尾气排放试验的应用领域十分广泛，涵盖了汽车生产、使用、监管和科研等多个环节，为环境保护和汽车产业高质量发展提供了重要的技术支撑。
新车型式核准与认证是汽车尾气排放试验最重要的应用领域之一。汽车生产企业在新车型上市销售前，必须按照国家排放标准的要求进行全面的排放测试，将测试结果提交主管部门审核，获得型式核准证书后方可量产和销售。这一制度从源头上控制了新车污染物的排放水平，推动了汽车排放控制技术的不断进步。
在用车定期检验是保障车辆排放性能的重要手段。我国实行机动车环保定期检验制度，在用车辆需在规定的检验周期内到具备资质的检验机构进行排放检测，检测合格的车辆方可继续上路行驶。定期检验能够及时发现排放超标的车辆，督促车主进行维修保养，有效控制在用车污染排放。
进出口车辆检验也是排放试验的重要应用场景。进口车辆在进入国内市场前需要符合我国排放法规的要求，检验检疫机构通过排放测试验证车辆的合规性。出口车辆同样需要满足目标市场的排放标准，部分检测机构可为出口企业提供排放测试服务，出具国际认可的检测报告。
- 汽车生产企业质量控制：汽车制造商在生产过程中进行排放抽检，监控产品一致性，确保批量生产的车辆持续符合排放标准。
- 环保监管执法：环境保护主管部门对疑似超标车辆进行抽检，为环境执法提供技术依据，打击排放违法行为。
- 汽车维修行业：维修企业在车辆保养和故障诊断中进行排放检测，评估发动机燃烧状况和排放控制系统的有效性。
- 科研开发：科研院所和企业研发机构利用排放测试手段研究新型排放控制技术，优化发动机燃烧过程，开发更清洁的动力系统。
- 能源与环境评价：开展车用燃料生命周期排放评估、交通环境污染源解析等研究，为政策制定提供数据支持。
- 二手车交易评估：在二手车交易中进行排放检测，评估车辆的环保性能和剩余使用寿命，为交易定价提供参考。
随着新能源汽车的快速发展和传统汽车排放标准的持续升级，汽车尾气排放试验的应用范围还在不断拓展。混合动力汽车的排放评估、氢燃料电池汽车的排放特性研究、实际道路驾驶排放监测等新兴领域对检测技术提出了更高要求。同时，智慧环保和大数据技术的应用使得排放检测数据的价值进一步凸显，为精准治污、科学治污提供了有力支撑。
常见问题
问：汽车尾气排放试验依据哪些标准进行？
答：我国汽车尾气排放试验主要依据国家环境保护标准系列进行。轻型汽车执行GB 18352系列标准，目前最新版本为国六标准；重型车用发动机执行GB 17691系列标准。此外，在用车定期检验执行GB 18285《汽油车污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）》和GB 3847《柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）》等标准。检测机构应依据客户需求和法规要求选择适用的标准开展检测。
问：汽油车和柴油车的排放检测有什么区别？
答：汽油车和柴油车由于发动机工作原理和燃料特性不同，排放特征存在明显差异，检测项目和检测方法也有所不同。汽油车排放以气态污染物为主，重点检测一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物；柴油车除气态污染物外，颗粒物和烟度是重要的检测项目。在检测方法上，汽油车较多采用简易工况法进行在用车检验，柴油车则采用自由加速法或加载减速法。新车型式核准测试两者都需要采用工况法进行完整测试。
问：什么是RDE实际道路驾驶排放测试？
答：RDE是Real Driving Emissions的缩写，即实际道路驾驶排放测试。该方法采用便携式排放测试设备安装在车辆上，在实际交通道路条件下进行行驶测试，测量车辆真实的排放水平。与传统实验室工况法相比，RDE测试条件更加真实，能够发现实验室测试难以发现的排放问题。国六标准已将RDE测试纳入型式核准要求，进一步强化了对车辆实际排放的控制。
问：车辆排放超标常见原因有哪些？
答：车辆排放超标的常见原因包括：发动机燃烧状态不良，如点火正时不准、喷油嘴堵塞等；排放控制系统故障，如三元催化器老化失效、氧传感器损坏、废气再循环阀故障等；进气系统问题，如空气滤清器堵塞、进气歧管漏气等；燃油供给系统异常，如燃油压力不当、燃油品质不佳等；车辆保养不当，长期未更换机油、未清洗节气门等。发现排放超标后应及时到专业维修机构进行诊断和维修。
问：进行排放检测前车辆需要做哪些准备？
答：为确保排放检测结果准确可靠，检测前车辆应进行适当准备：确保车辆处于正常工作温度，建议预热15至20分钟；检查发动机无故障码，各系统工作正常；确认燃油符合规定标号，燃油添加剂使用规范；检查进气系统无堵塞和泄漏；确认排气管路完好，无破损和泄漏；轮胎气压调整至规定值。对于在用车检验，还应确认车辆保养状况良好，无影响排放的改装。
问：新能源汽车需要进行排放检测吗？
答：纯电动汽车无尾气排放，不需要进行尾气排放检测。混合动力汽车由于仍搭载燃油发动机，需要进行排放检测，测试方法需要在纯电动模式和混合动力模式之间合理切换，全面评估排放性能。插电式混合动力汽车的排放测试还涉及电池电量状态的影响，需要按照标准规定的条件进行测试。燃料电池汽车排放物主要是水蒸气，目前排放限值要求相对宽松。
