汽油车蒸发排放试验的收集程序是什么？

# 汽油车蒸发排放试验的收集程序是什么？

汽油车蒸发排放，指车辆在停放、行驶或加油过程中，燃油系统内汽油挥发性有机物逸散到大气中的现象。这些有机物是形成近地面臭氧和细颗粒物的重要前体物，对空气质量产生影响。为量化与控制此类排放，蒸发排放试验建立了标准化的收集与测量流程。其核心在于模拟真实场景，将不可见的燃油蒸汽转化为可计量分析的气体样本。

一、试验环境的构建：控制变量下的模拟

蒸发排放试验并非在开放道路进行，而是在特定环境舱内实施。该舱体是一个密闭的、容积可精确控制的大型空间，能够精准调节温度、湿度与背景碳氢化合物浓度。环境舱构成了收集程序的物理边界和基础条件，其首要功能是创造一个“归零”的纯净本底。在车辆进入前，舱内空气需经过活性炭等净化装置处理，将碳氢化合物浓度降至极低水平，确保后续收集到的气体增量完全源自试验车辆。

温度是驱动燃油蒸发的关键变量，因此环境舱具备程序控温能力。试验规程会设定一系列温度变化曲线，例如模拟从日间高温到夜间低温的循环，以激发燃油系统在不同热力学状态下的蒸汽生成。舱体在此过程中充当了一个巨型的、受控的“收集袋”雏形，车辆所有逸散的蒸汽都将被暂时容纳于此，为后续的定向收集创造条件。

二、蒸汽来源的触发与捕获：多路径模拟

收集程序针对燃油蒸汽的不同产生路径，设计了差异化的触发与捕获机制。主要涵盖以下三种情形：

1. 昼间呼吸损失模拟：车辆在密闭环境舱中经历数小时的温度升高过程（如从20℃升至35℃）。燃油箱及供油系统内的汽油因受热体积膨胀并大量蒸发。此时，车辆燃油系统的通气管路与一个称为“活性炭罐”的装置相连，该罐内的活性炭会吸附大部分蒸汽。但为模拟最严苛条件，试验会评估整个系统在此过程中的净排放。收集的关键在于，环境舱内因车辆存在而浓度升高的混合气体，其成分变化被持续监测。

2. 热浸损失模拟：在车辆完成一段模拟行驶后立即进入高温环境（如35℃）静置。发动机舱的高温余热会使附着在燃油管路、喷油器等部件上的残余燃油快速蒸发。此阶段产生的蒸汽部分可能绕过炭罐直接逸出。收集程序通过分析车辆静置期间环境舱内碳氢化合物浓度的累积速率和总量，来捕获这部分排放。

3. 运行损失模拟（如适用）：部分测试循环要求评估车辆在底盘测功机上模拟行驶过程中的蒸汽排放。此时，燃油系统处于工作压力与温度下，可能产生持续的微量渗透或瞬时释放。收集方式更为动态，通常通过精密管路直接连接燃油系统的特定通气口，将逸出蒸汽引导至专用采样袋或在线分析仪。

三、从混合气体到样本：分离与定量技术

环境舱内积累的气体是空气与多种碳氢化合物蒸汽的混合物。收集程序的精髓在于如何从中分离并量化源自燃油的蒸汽部分。这并非简单的整体取样，而是一套物理与化学结合的分离定量技术。

核心技术是“碳氢化合物示踪与扣除法”。试验开始前，会在车辆燃油箱中加入已知种类和含量的、在自然环境中不存在的惰性碳氢气体（如丙烷）作为示踪剂。此后，从环境舱或专用采样袋中抽取气体样本，通过气相色谱仪等设备进行分析。仪器不仅能测出总碳氢化合物浓度，更能识别出不同组分的具体浓度。

数据分析时，通过监测示踪剂气体的浓度变化，可以反向推算出因燃油蒸汽注入而导致的环境舱气体总体积变化。更重要的是，通过复杂的计算模型，可以从测得的复杂碳氢化合物谱图中，扣除环境本底以及燃油中非目标组分的影响，最终精确计算出试验期间蒸发排放的特定污染物（如非甲烷有机气体）的质量，单位通常为“克/次试验”或“克/天”。

四、程序的核心环节：标准化操作序列

一个完整的蒸发排放收集程序，遵循严格的时间序列与操作步骤，确保结果的可比性与重复性。其逻辑顺序并非简单罗列，而是环环相扣的因果链：

1. 准备与净化：车辆按标准条件准备（燃油配方、油量特定）。环境舱进行彻底净化，直至本底碳氢浓度达标。此环节是确保测量“信噪比”的前提。

2. 初始称重与连接：对车辆（含燃油）进行初始质量称重。将车辆燃油系统通气管路与测量装置或炭罐断开（根据试验类型）并连接至收集接口，确保所有潜在蒸汽逸散路径均被引导至收集系统。

3. 浸车与初始采样：车辆在规定的初始温度下于环境舱内静置足够时间，使各部件温度均匀。采集环境舱内初始空气样本，作为分析基准。

4. 蒸发触发阶段：启动程序控温设备，按照法规规定的温度-时间曲线运行。对于运行损失测试，则启动底盘测功机模拟驾驶循环。此阶段是蒸汽的“生产期”。

5. 气体收集与中间采样：在整个触发阶段，通过密闭泵送系统将环境舱内的混合气体持续泵入一个或多个特氟龙材质采样袋中储存，或进行实时在线分析。过程中会进行多次中间采样，以记录浓度动态变化。

6. 最终采样与称重：试验周期结束，立即采集最终的环境舱气体样本和采样袋中的混合气体。再次对车辆进行称重，结合初始质量，通过质量平衡法交叉验证燃油损失总量。

7. 样本分析与计算：将所有气体样本送至分析设备，得到详细的碳氢化合物浓度数据。结合记录的环境舱容积、温度压力变化、示踪剂数据，运用标准计算公式，最终得出蒸发排放物的精确质量。

结论：程序设计的科学意图与实际效能

汽油车蒸发排放试验的收集程序，其设计远非简单的“收集气体并测量”。它是一套高度工程化的系统解决方案，旨在解决如何在一个宏观空间内，对一辆复杂车辆上多点位、间歇性、微量释放的蒸汽进行全路径、无遗漏捕获并准确定量的科学挑战。

该程序的科学意图在于建立排放与控制装置（如炭罐）性能之间的可靠因果关联。通过模拟不同压力与温度边界条件，它能够揭示燃油系统密封性能的薄弱点，评估炭罐吸附与脱附效率的临界状态，从而为车辆排放控制系统的设计与标定提供不可替代的验证数据。其最终效能体现在为法规限值的制定与符合性监管提供了高标准公认的、可重复的定量依据，推动了燃油系统材料、设计和控制策略的持续改进，从源头减少了挥发性有机物的无组织逸散。整个程序体现了通过精密受控的实验环境，解析并量化复杂现实世界现象的科学方法论。