国六重型燃气车氮氧化物排放异常的原因及应对措施探析论文

2025-04-02 16:34:00 来源: 作者:xuling
摘要:国六重型燃气车作为新生产机动车的其中一种,是从源头预防和控制机动车污染物排放的重要手段之一。通过对国六重型燃气车氮氧化物排放异常原因进行分析,发现后处理装置擅自拆卸和故障设置是导致氮氧化物超标排放的主要原因。
摘要:国六重型燃气车作为新生产机动车的其中一种,是从源头预防和控制机动车污染物排放的重要手段之一。通过对国六重型燃气车氮氧化物排放异常原因进行分析,发现后处理装置擅自拆卸和故障设置是导致氮氧化物超标排放的主要原因,继而提出使用“三法诊断”,即车载问诊法、可视温差法和氧参测点法,提高现场检测检查的准确度,精准锁定问题车辆,并通过I/M制度对问题车辆进行闭环管理,切实减轻国六重型燃气车排气污染对大气环境的影响。
关键词:国六重型燃气车;超标排放;现场“三法诊断”检测检查
0引言
随着经济的稳定发展和人民生活水平的提高,我国机动车保有量不断攀升,尾气排放量日益增大,由此带来的尾气污染问题日益突出。生态环境部发布《中国移动源环境管理年报(2023年)》显示:2022年,全国机动车一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、颗粒物(PM)排放量分别为743.0万t、191.2万t、526.7万t、5.3万t[1],机动车污染已成为影响我国环境空气质量的重要因素之一。
新生产机动车的环境管理是从源头预防和控制机动车污染物排放的重要手段。根据《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(GB17691—2018)要求,“自2019年7月1日,所有生产、进口、销售和注册登记的燃气汽车应符合本标准要求[2]”。重型燃气车辆于2019年7月1日执行国六a阶段排放要求,于2021年1月1日执行国六b阶段排放要求。然而,在实际使用中,国六重型燃气车主要污染物氮氧化物超标排放情况时有发生。因此,加强对国六重型燃气车尾气排放的监管迫在眉睫。
1国六重型燃气车减排氮氧化物的核心技术
国六重型燃气车的主要污染物是氮氧化物(NOx),目前实现其减排的主要技术是在国六重型燃气车排气系统中加装由三元催化器和氧传感器组成后处理装置,如图1所示。利用三元催化器将车辆尾气中一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等有害气体通过化学反应转化为无害的二氧化碳(CO2)、水(H2O)和氮气(N2),从而实现氮氧化物的减排。如果三元催化器缺失,氮氧化物排放量就会大幅上升,基本相当于国一排放标准水平,所以三元催化器对国六重型燃气车能否真正减排氮氧化物尤为重要。
2国六重型燃气车氮氧化物排放异常原因及监管难点分析
2.1擅自拆卸三元催化器导致氮氧化物排放异常国六重型燃气车中三元催化器是后处理装置中减排氮氧化物的核心元件,其重要原材料为铂、钯、铑等贵金属,这些贵金属价格昂贵,有的甚至比黄金都高出很多倍,导致三元催化器市场价较高,大约在5万元左右,有的甚至更高。
由于三元催化器本身设计和安装密闭性的特点,在日常检测检查中准确判断其是否缺失的技术手段较为欠缺,由此滋生了车主拆卸三元催化器进行市场交易的想法。车主购买车辆完成上牌手续后,部分车辆使用单位或车主受利益驱使,擅自拆除三元催化器进行售卖,三元催化器缺失直接导致氮氧化物排放异常。
2.2国六重型燃气车现场检测检查存在“瓶颈”
目前,生态环境部门开展国六重型燃气车现场检测检查时,技术手段以机动车尾气遥感监测车为主,通过实时监测机动车尾气排放数据,判断尾气排放是否达标,发现超标后由交警部门负责拦停,其监管难点主要表现在以下三个方面:
2.2.1氧传感器人为障碍设置导致氮氧化物排放值虚假
国六重型燃气车后处理装置中氧传感器的作用是检测排气中氧的浓度,参与主要污染物氮氧化物排放计算,并向汽车电子控制系统(ECU)发出反馈信号,再由ECU控制喷油器喷油量的增减,从而将混合气的空燃比控制在理论值附近,实现最佳空燃比。
部分车主通过私自垫高的方式阻断氧传感器正常工作,氧传感器无法实时检测尾气排放数值,致使电子燃料喷射系统无法获得排气管中氧浓度的准确信息,尾气超标排放后无法反馈至发动机控制单元,导致车辆主要污染物氮氧化物出现虚假数排放值。
2.2.2目视外观难以发现三元催化器异常
现场检查时通常以目视外观检查为主,而三元催化器安装位置具有密闭性,现场检查人员无法准备判断三元催化器是否缺失,发现问题的效率和准确度都不高,成为了监管部门多年路检工作中的“瓶颈”问题。
2.2.3车载诊断系统(OBD)受干扰无法正常显示故障信息
人为拆除三元催化器和设置氧传感器障碍,相当于加装了信号屏蔽器干扰车载诊断系统(OBD)正常运行,致使在车辆尾气处理设施和氧传感器异常情况下,发动机故障码无法给出报警提示,仍显示为正常。
3国六重型燃气车氮氧化物排放异常的应对措施
针对国六重型燃气车氮氧化物排放异常原因及监管“瓶颈”问题,应当以“三元催化器”为核心,通过采取以下措施对现场检测检查和管理方式进行优化。
3.1使用车载问诊法进行第一检
车载问诊法是检查国六重型燃气车后处理装置是否正常运行的第一步。检测人员利用便携式OBD检测仪与车辆OBD端口连接,解码还原车辆OBD原始出厂设置后观察故障报警信号。若报警信号显示正常,可初步判断后处理装置正常运行;若报警信号显示异常,则初步判断后处理装置异常运行,疑似人为加装信号屏蔽器干扰车载诊断系统(OBD),需要继续开展下一步检查。
3.2使用可视温差法进行第二检
可视温差法是检查国六重型燃气车后处理装置中三元催化器是否被拆卸的核心方法,通过目测三元催化器箱体、红外热成像仪温度检测和可视仪探入箱体内部进行拍照的方法来确定三元催化器是否缺失。
检测人员将三元催化器箱体外部护板拆卸后,对箱体进行检查,若箱体有明显切割焊接痕迹,可初步判定疑似拆卸三元催化器;利用机动车尾气遥感监测车检测尾气排放数值,若尾气排放数值不达标,可进一步确认三元催化器缺失;使用红外热成像仪检测三元催化器前后两端的尾气温度值,观察其温度差值变化是否保持在30~35℃区间,若不符合温度设计区间,则疑似三元催化器短缺;最后利用耐高温防爆可视仪进入三元催化箱体内部进行拍照取证。
3.3使用氧参测点法进行通检
氧参测点法是通过观察氧传感器安装位置的高度来辨识氧传感器是否正常运行的一种方法。氧传感器一般安装在三元催化器的前后两端位置,正常情况下氧传感器的连接端口直接安装在尾气排气筒上。在现场检查时,若发现氧传感器被人为拆卸,则判定为破坏氧传感器;若有氧传感器垫高情形,则判定为监测数据弄虚作假。
3.4通过I/M制度对问题车辆进行闭环管理
I/M制度即机动车尾气排放污染检测与维护制度,是指对在用机动车进行尾气排放污染检测,经检测不符合排放标准的予以强制维修,使其符合排放标准的污染防治措施。
为切实加强对国六重型燃气车尾气排放的有效监管,建议将存在尾气污染控制装置不正常、有明显切割痕迹、三元催化器缺失等情形的国六重型燃气车列为重点监管对象。车辆经M站维修治理,I站检测合格后,方可上道路行驶。在此基础上,同步将车辆列入门禁视频系统黑名单,禁止运输。通过采取以上有力措施,有效震慑破坏国六重型燃气车后处理装置正常运行的违法违规行为,切实减轻国六重型燃气车排气污染对大气环境的影响。
4结语
机动车污染是影响我国环境空气质量的重要因素之一,本文以国六重型燃气车为研究对象,剖析了国六重型燃气车氮氧化物排放异常原因及监管“瓶颈”问题,针对性地提出应当以“三元催化器”为核心,通过现场“三法诊断”检测检查,即车载问诊法、可视温差法和氧参测点法相结合的方法对车载诊断系统(OBD)、三元催化器和氧传感器进行检查,有效提高现场检测检查的效率和准确度,精准锁定问题车辆,并通过I/M制度对问题车辆进行闭环管理,切实改善国六重型燃气车氮氧化物排放异常现象,进一步减轻国六重型燃气车排气污染对大气环境的影响。
参考文献
[1]中华人民共和国生态环境部.中国移动源环境管理年报(2023年)[Z].2023-12-07.
[2]生态环境部,国家市场监督管理总局.GB17691-2018重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)[S].2019-07-01.
