I/M检测维护制度简介  2008-01-31    
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    一、治理汽车排放污染的重要性
    环境是人类生存的基本条件,是社会得以持续稳定发展的物质基础。人类从环境中获取物质和能量,创造了人类需要的物质和财富,同时也将污染物还给环境,造成对环境的污染和生态系统的破坏,这就是环境问题。目前,全球环境问题表现为森林植被破坏、水土严重流失、沙漠化扩大、大气污染日益严重、温室效应及水污染加剧、自然灾害频繁发生。因此环境已经成为国际性问题,引起人们的关注。
    在诸多环境问题中,大气污染是一个十分严重的问题,目前全球汽车保有量近7亿量,随着经济的不断发展,汽车保有量在成倍增加,而且大部分集中在城市人口稠密的地区,由于汽车排放位置低,排出的废气聚集在人和生物周围,对生命的危害极为严重,是低空环境污染的重要因素。
    例如汽车排放的一氧化碳无色无味,进入血液后与血红蛋白结合,降低血液的输血能力,使心脏、头脑等重要器官严重缺氧,当大气中有70-80ppm一氧化碳,就会引起头晕、恶习、头疼等症状,大气中的一氧化碳浓度再加大,人就会中毒,甚至窒息死亡。
    氮氧化物是棕黄色雾状气体,有刺激性气味,主要影响人的呼吸系统,造成支气管炎,吸入肺内会造成肺气肿,大气中有5ppm的氮氧化物会使人哮喘,大气中有100-150ppm的氮氧化物,30-60分钟内会危害人的生命。
    柴油车排放的微粒有些看得见,有些看不见,它除了影响人的视线外,还严重影响人的肺部功能。铅不是燃料燃烧的产物,但汽油中铅会随着废气排掉,即使无铅汽油也含有少量的铅(0.013g/L),铅在血液中积累影响肾和神经系统,造成迟钝和行为错乱,研究表明儿童对铅尤为敏感。
    碳氢化合物和氮氧化物在阳光照射下,会生成臭氧和浅兰色的光化学烟雾,这种物质透明度差,并且有很大毒性。1995年洛衫矶出现“光化学烟雾事件”,由于汽车排放造成大气中臭氧严重超标,造成大批森林枯黄死亡,成千上万人得红眼病,呼吸系统疾病迅速上升,65岁以上老人几天内死亡4000多人。现在汽车排放污染问题十分严重,有关资料表明:城市大气中一氧化碳的77.3%、碳氢化合物的55.3%、氮氧化物的50.9%均来自汽车排放。
    对于大气污染问题,西方工业化国家经过近30多年有步骤的科学治理,已经得到严格控制。汽车排放污染物的浓度已经降到很低,目前正在向超低污染、零污染发展。
    我国汽车工业近年也有了很大的发展。1998年年产汽车164万辆,在世界汽车年产量排序中列第10位,1998年我国汽车保有量为1400万辆,北京市为140万辆,这个保有量和东京、洛衫矶等大城市的汽车保有量比还相差甚远。但由于我国汽车发动机水平差,即使是引进的轿车也大都是80年代初、中期水平,单车排放量多,平均污染物排放量比国外高出几倍、十几倍。目前我国大城市的污染已相当严重,北京市已由煤烟型污染向混合型(煤烟-尾气型)污染转化。因此,控制汽车排放污染、治理城市大气污染已经成为各大城市刻不容缓的重要任务。
    二、I/M制度的具体内容
    关注和探讨我国环境污染治理的有效措施时,必须谈到国外先进国家目前正在实施的在用车检测/维护(I/M)制度。作为汽车维修行业管理工作者,做好环境治理工作责任重大,有必要对此问题做一些更为深入的了解和探讨。
   (一)I/M制度及内容
    I/M制度是英语Inspection Maintenance Program的缩写,意思是通过对在用车的检测确定其尾气排放污染严重的原因,然后有针对性地采取维护措施,使在用车最大限度地发挥自身的尾气排放净化潜力。
    I/M讨制度是一套十分严格而完整的制度,通常一个完整的I/M制度包括以下内容:
    a.立法和政策;
    b.基本规范参数;
    c.测试程序和有关政策;
    d.测试设备;
    e.质量控制和保证;
    f.维修技术及人员设备的鉴定;
    g.信息、认识和关系。
    I/M制度起初适用于汽油轿车和轻型货车,后来有些地区将此扩大到重型货车和摩托车。测试频率一般为1次/年或2次/年。I/M制度分基本型和加强型两种:基本型I/M项目包括怠速实验、油箱盖/压力检查和目测检查3部分;加强型I/M项目最多包括5项,即目测检查、台架排放实验、挥发吹清气流实验、挥发完整性(泄露)实验和对1996年车型及以后车型的车载诊断系统的检查。
    I/M制度的法规是对在用车特点和各地具体情况加以选择和补充的专项法规。该法规的立法目的是指导地方运输部门和环保管理部门治理在用车的排放。
    I/M制度中推荐的基本参数和测试规程是从各种相关工艺的规程中筛选出一些可以使汽车尾气排放和蒸发排放大大减少的项目,同时还对随机检测技术程序和方法作了论述,提出了一些选择的方案。
    在I/M制度标准项目中要求建立大量的专门检测站与检测网络,并规定检测站应有的功能、设备、体制和日常运行应符合I/M制度的要求。
   (二)关于I/M法
    I/M法即检查维修法,是美国在1968年通过的《空气清洁法》基础上,对汽车排放进行全面控制的一套法规,主要是对在用汽车实施检查维修制度。I/M法在美国各州都有自己明确的具体规定,根据不同的车型、年限、用途,采用不同的检测方法与标准,同时对所检测车辆建立档案。I/M法早已立法成为必须遵守的法律。采用I/M法是美国在承受汽车排气严重的结果,经过30年的努力,他们取得了很大成绩与明显的效果。
   (三)实施I/M制度的意义
    1、在用车尾气排放与其维护的关系
    任何汽车的发动机本身都具有一定的自身尾气净化能力,但是随着行驶里程的增加,尾气排放净化能力会逐渐下降,其主要原因是:
    a.某些调整参数改变,如气缸压力减小,气门间隙变化,怠速调节螺钉位置变化,白金间隙不正常,点火正时变化或调整不当,火花塞间隙不正常等。  
    b、某些部件磨损或性能劣化,如气门与摇臂之间磨损不均匀造成气门在工作中间隙变化,化油器量孔磨损,化油器漏气。白金烧蚀或漏电,点火高压不够,分电器凸轮磨损等等。    
    c、与尾气排放有关的某些零部件污染或积炭,如火花塞积炭,化油器量控阻塞,气门及气门座积炭,活塞环及活塞顶积炭,气缸盖上的燃烧室积炭等。  
    由于上述原因会影响发动机的燃烧质量,造成汽车尾气排放恶化,而且排放中有害物的增加往往是成几倍、十几倍甚至几十倍,而实施I/M制度,对车辆定期进行排放检测和相关部位的维护、调整,可将上述绝大多数问题加以解决,使在用车恢复到接近新车的排放水平。
    2、I/M制度的着眼点是使在用车达到自身的最佳尾气排放净化水平。
    I/M制度并不强求在用车安装新型净化装置,而是对排放净化系统进行故障检测与排除,是减少机动车尾气排放和蒸发排放的关键所在。
    三、执行严格的I/M制度是治理在用车排放最有效的途径
   (一)汽车排放治理的发展过程
    回顾汽车排放治理的过程,是一种高科技的系统工程,企图采用一种简单的所谓净化装置去治理在用车的排放是不现实的,甚至是劳民伤财的。
    1、汽车排放的来源及控制
    众所周知,汽车排放的污染源有三大部分:
    a.发动机曲轴箱排放;
    b.燃油箱的燃油蒸发排放;
    c、汽车尾气排放。
    汽车发展至今,曲轴箱排放通常是采用曲轴箱强制通风装置,即通常所说的PCV阀来解决;而汽车尾气排放则采用闭环电子控制燃油喷射发动机加三效催化系统来治理,同时采用废气再循环(EGR来减少NOx)的排放。对在用汽油车而言,必须保证这三大排放治理系统正常工作,才能使在用车的整体排放水平达标。
    2、汽车有害排放物质的成因
    汽车尾气中有害排放物的生成机理复杂,必须用高科技的手段,包括使用高质量的燃油和润滑油,才能使整体排放水平达到要求。
    a.汽油车尾气排放中CO的生成原因主要有:缺氧(a<1); CO2,和H2O的高温离解反应;在内燃机燃烧过程中,化学动力学浓度冻结现象对CO消失的反应限制;
    b、汽油车尾气排放中HC的生成原因有缸壁的激冷效应和缝隙效应;燃料不完全燃烧;进排气扫气过程中燃料的逃逸作用;
    c、汽油车尾气排放中NOx的生成原因主要是高温下空气中的N2和02化学反应的结果;
    d、柴油车尾气排放中,除有少量CO和HC外,有大量的NOx和炭烟,其生成机理更为复杂,在此不多论述。
    由上述可见,要使汽车排放中有害成分以及炭烟大量减少,是一个非常复杂的课题。
    3、汽车尾气排放中有害成分控制的发展过程
    a.汽油车尾气治理的发展概述
    在闭环电子控制燃油喷射加三效催化系统出现以前,为达到日益严格的排放限制,首先从机械上,大力提高加工精度和采用优良的材料及结构设计,把内燃机的曲轴箱窜气减少到最小,同时开发新的低污染燃烧系统,改进化油器,采用电子点火系统等。在初期还出现过减小最大输出功率,降低压缩比和推迟点火时间等暂时措施。同时还出现过许多净化装置如磁化装置、补气装置、高能点火装置等等,但由于都无法满足日益严格的排放限制,尤其是对NOx的更严格限制,未能广泛使用。
    随着欧洲I号标准的出台,以及世界各国跟着美国加州排放标准,逐步加大对尾气排放的限制,目前只有采用高科技的闭环电子控制燃油喷射加三效催化系统才能满足要求。近来日本又出现汽油缸内直接喷射技术,使尾气排放控制达到了更高的水平。
    b.柴油机尾气中NOx及炭烟的控制
    从某种意义上讲柴油机尾气中NOx及炭烟的控制难度更大,通常的措施包括:保证精密的加工精度以保证柴油机良好的压缩压力;设计优良的燃烧系统;采用超高压、小孔径的喷油器;采用高水平的喷油泵;采用增压及中冷技术;采用电控燃油喷射系统对供油量及喷油时刻进行精确控制等。
    由于采用了上述近代高科技技术,使目前的汽、柴油汽车的曲轴箱排放及燃油箱蒸发排放得到有效的控制,尾气排放控制也达到了相当高的水平,从此可以看出,要治理汽车尾气排放,用一种简单的净化装置,显然是不现实的。
    



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