柴油车氮氧化物10ppm低值预警机制与GB 3847-2018的合规性分析——基于检测方法、设备误差及监管协同的探讨

柴油车氮氧化物10ppm低值预警机制与GB 3847-2018的合规性分析

   ——基于检测方法、设备误差及监管协同的探讨

摘要 

GB 3847-2018《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）》是我国柴油车排放检测的核心标准，其中自由加速法仅用于烟度检测，而加载减速法需同时检测烟度、氮氧化物（NOx）及轮边功率。实践中发现，部分车辆在加载减速法下NOx检测值异常低于10ppm，可能掩盖设备误差、作弊行为或后处理系统失效风险。本文结合GB 3847-2018技术要求，通过设备允差、实际案例及标准合规性分析，论证对低值结果实施预警的必要性，并提出技术优化路径。 

1. GB 3847-2018对NOx检测的技术要求与挑战 

1.1 检测方法的核心差异 

- 自由加速法：仅用于烟度检测（依据标准附录A），通过发动机空载急速加速获取烟度值，不涉及NOx测量。  

- 加载减速法：通过底盘测功机模拟车辆实际负荷（依据标准附录B），需同步检测烟度、NOx及轮边功率，是识别NOx排放问题的核心方法。

1.2 检测设备精度与校准要求 

- 设备类型：标准要求的氮氧化合物分析仪，NO量程需在0~4000ppm，NO2量程需在0~1000ppm，分辨率≤1ppm。  

- 校准规范：设备需每日进行零点和量距点校准，且误差不得超过±4%或±25ppm。（B.3.4.5）

- 数据记录：检测数据需实时存储，包括原始信号、校准记录及环境参数（温度、湿度）。 

合规性挑战： 

若设备未定期校准（如零点漂移），可能导致低NOx值假阴性。例如，某氮氧化合物分析仪设备因未校准产生-3ppm偏差，真实值为12ppm的车辆可能显示9ppm，触发监管盲区。

1.3 加载减速法的作弊风险 

部分车辆通过篡改ECU参数，在加载减速法检测时限制发动机扭矩或降低进气温度，规避高NOx排放工况。 

案例支撑： 

2023年某检测站发现一辆柴油车在加载减速法下NOx值为8ppm（限值1500ppm），但路检时便携式设备（PEMS）测得值达80ppm。调查显示，其ECU设置了“转速-扭矩限制策略”，在检测时强制关闭SCR系统。  

2. NOx检测值低于10ppm的预警逻辑与标准关联性 

2.1 设备误差的统计学边界 

根据GB 3847-2018允许的±4%误差范围，氮氧化合物分析仪NO量程0~4000ppm，NO2量程0~1000ppm，在量程下的绝对误差为±25ppm。若检测值为10ppm，真实值理论上在-15ppm至35ppm之间，但负值无物理意义（浓度≥0），故实际范围为0-35ppm。

2.2 与标准“数据有效性”条款的关联 

GB 3847-2018相关规定：“检测数据异常波动或与历史记录显著偏离时，需启动复检程序”。NOx值低于10ppm可能属于“异常低值”，需结合OBD数据（如SCR温度、尿素液位）进行交叉验证。 

3. 实际案例分析与标准执行漏洞 

3.1 案例1：校准缺失导致的监管失效 

- 背景：某检测站采用氮氧化合物分析仪设备对国六柴油车年检，加载减速法下NOx检测值为9ppm，但路检PEMS测得值为32ppm。  

- 原因：氮氧化合物分析仪设备超过30天未进行量距点校准，零点漂移达-4ppm。  

- 标准关联：违反GB 3847-2018“每日校准”要求，导致数据无效。 

3.2 案例2：尿素模拟器规避动态检测 

- 背景：某物流车辆加载减速法检测中NOx值为7ppm，但OBD数据显示尿素箱液位长期无变化。 

- 作弊手段：加装尿素模拟器，仅在检测时向ECU发送虚假液位信号，实际行驶中停止尿素喷射。 

- 标准漏洞：GB 3847-2018未强制要求检测站读取尿素消耗量数据（仅要求NOx值），导致作弊行为隐蔽化。 

4. 基于GB 3847-2018的预警机制优化建议 

4.1 强化加载减速法下的动态校准 

- 实时校准修正：在检测过程中每10分钟自动执行零点校准，避免长时检测导致的漂移（参考HJ1239-2021远程监控要求）。  

- 多设备冗余验证：对NOx值＜10ppm的车辆，同步使用氮氧化合物分析仪与傅里叶红外光谱仪（FTIR），FTIR精度可达±2ppm（HJ 1045-2019）。  

4.2 扩展OBD数据监控范围 

- 尿素消耗关联分析：强制读取OBD中的尿素喷射量、SCR催化剂温度（参考GB 17691-2018），建立模型： 

理论尿素消耗量=k×NOX检测值（k为转化系数）

若在检测过程中发现氮氧化物（NOx）值偏低，同时尿素消耗量为零，则应判定为异常情况。 

4.3 引入瞬态工况检测 

在加载减速法中增加WHTC（世界统一瞬态循环）片段，覆盖加速、减速、怠速等真实驾驶场景，防止ECU通过固定工况作弊。 

5. 结论 

GB 3847-2018通过加载减速法为NOx检测提供了基础框架，但对异常低值（如＜10ppm）的风险识别能力不足。建议标准修订中： 

1. 明确低值预警阈值（如10ppm），并要求对低值车辆启动OBD数据核查； 

2. 强制扩展检测参数，将尿素消耗量、SCR温度纳入检测流程； 

3. 优化加载减速法工况，增加瞬态循环以提升作弊规避难度。

参考文献 

1. GB 3847-2018《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）》 

2. HJ 1239-2021《重型车排放远程监控技术规范》