中國大陸的國Ⅳ柴油機已處于起步階段。未雨綢繆，予先對國Ⅳ柴油機排放測試中可能出現(xiàn)的問題，梳理思考，提出對策，無疑會對行將面臨和必須解決的課題帶來裨益?，F(xiàn)僅就可以予見的與國Ⅳ排放測試有關(guān)問題討論如下。
    排放控制裝置的耐久試驗
    從國Ⅳ開始，另行增加了針對柴油機排放控制裝置（SCR、EGR+DPF）的耐久考核。試驗可在試驗臺架上完成，也可用汽車道路試驗或?qū)嶋H使用里程數(shù)替代。
    若在臺架上耐久，需經(jīng)歷600-800小時循環(huán)工況考核，每循環(huán)由27個工況，歷時5小時組成。
    車載診斷系統(tǒng)OBD的模擬試驗
    歐盟于2005年10月1日開始在重型汽車上安裝OBD-Ⅰ診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)儲存了大量柴油機排放控制元件的故障代碼。一旦某些元件出現(xiàn)故障，導(dǎo)致排放控制能力下降時，傳感器和診斷程序?qū)⒃撛墓收洗a讀出，進而提示駕駛員，需按指示的故障部位和性質(zhì)予以處理。
    歐盟已于2008年10月1日在歐Ⅴ車上安裝了具有排放監(jiān)測功能的OBD-Ⅱ。我國國Ⅳ重型車上，也會隨勢而上。
由于OBD與柴油機排放控制系統(tǒng)（包括電控燃油系統(tǒng)）有不可分割的聯(lián)系，它們之間的匹配試驗將由主機廠完成。OBD匹配試驗即模擬試驗，是有意識將故障元件（另件）裝在柴油機上，按縮短時間的ESC循環(huán)（每工況1分鐘），完成3-9循環(huán)，檢查故障碼的讀出狀態(tài)。
    燃料柴油品質(zhì)的升級
    車用柴油機要達到國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)，除采取機內(nèi)外措施外，還有一個重要的前提，即燃料柴油品質(zhì)必須升級，滿足國Ⅳ柴油機對油品的特殊要求，否則國Ⅳ柴油機就會成為無本之木，無源之水。
    國Ⅳ柴油要有髙十六烷值，低芳香烴含量，低密度和極低的含硫量。歐盟2005年開始，要求柴油中含硫量小于50ppm（質(zhì)量比，下同），美國2006年六月一日前，含硫量小于160ppm，之后含硫量小于15ppm。我國國Ⅲ柴油含硫限值小于350ppm。
    按我國國情，日后國Ⅲ、國Ⅳ柴油機將會共存若干年，因此，兩種品級的柴油，從生產(chǎn)到使用的各個環(huán)節(jié)，都要嚴(yán)格分開，否則會給國Ⅳ柴油機帶來災(zāi)難性后果。
    相比較而言，采用SCR的柴油機對油品含硫量的要求要比EGR低得多，有專家予言，滿足EⅢ排放的柴油可用在國Ⅳ柴油機上（SCR）。
    提髙電力測功系統(tǒng)瞬態(tài)控制精度，確保ETC循環(huán)功接近或超過設(shè)定值
    在試驗臺架控制系統(tǒng)中，柴油機供油量的改變（油門位置改變），電力測功激磁電流的變化（測功機負載變化），都能分別改變柴油機的轉(zhuǎn)速和輸出扭矩，形成相互關(guān)聯(lián)，互為因果的雙閉環(huán)控制體系。另外，又因柴油機運行時，其油量、轉(zhuǎn)速和扭矩三者之問呈非線性變化關(guān)系，變化斜率及正負因不同的運行區(qū)間而不同。因此柴油機在試驗臺架上按ETC工況運行，是一個程序步驟繁多，邏輯關(guān)系復(fù)雜，各種條件相互關(guān)聯(lián)的動態(tài)響應(yīng)過程。盡管采取了各種先進的控制理論和方法，ETC試驗的試驗結(jié)果仍有些不盡人意。
    某國外著名公司的電力測功試驗臺運行ETC的實驗數(shù)據(jù)，在1800個工況點中，有80%以上的轉(zhuǎn)速，50%以上的扭矩和60%以上功率點，實測值小于設(shè)定值，完全符合設(shè)定值的幾乎沒有。有許多工況點的實際扭矩偏離設(shè)定值幾倍甚至十幾倍，其結(jié)果是整個循環(huán)的循環(huán)功（KWh）低于理論計算值（設(shè)定值）。GB17691-2005標(biāo)準(zhǔn)允許低于計算值的15%，這種寬松的限值，實質(zhì)上是對電力測功臺位動態(tài)控制品質(zhì)不良的默認。但對于主機制造商而言，是極為不利的。有可能會出現(xiàn)這種情況，排放原本合格的柴油機，僅因為試驗臺架控制品質(zhì)較差，實際循環(huán)功降低，導(dǎo)致比排放超限而被判為不合格；或因電測功試驗臺型號不同，得出不同的循環(huán)功和比排放。因此，在試驗中，我們要努力使實際循環(huán)功接近甚超過（允許超5%）理論計算值。
    提高分析儀系統(tǒng)測試精度
    目前國內(nèi)使用的排放分析儀系統(tǒng)絕大多數(shù)為日本HORIBA公司和奧地利AVL公司產(chǎn)品。從一般意義上看，它們都可以滿足國Ⅳ柴油機排放測量要求。但細究起來，還有許多工作要做。
    5.1.整定分析儀測量精度和分辨率
    以NO_X污染物為例，國Ⅳ柴油機NO_X排放限值比國Ⅲ收緊1/3，由5g/kwh減至3.5g/kwh，各工況點原始排氣NO_X濃度會大幅度降低。顯然，我們只能選用分析儀的小量程測量。
    按標(biāo)準(zhǔn)，分析儀的最佳工作量程應(yīng)保證被測濃度在量程的15%-100%區(qū)間內(nèi)。低于100ppm濃度者，其誤差≤4ppm。在低于15%量程的范圍內(nèi)，若要用來計量，則至少標(biāo)定包括零點在內(nèi)的5個點濃度，用最小二乘法回歸擬合，其擬合計算值與標(biāo)定值之差應(yīng)在標(biāo)定值的±4%以內(nèi)，零點在±1%FS以內(nèi)。建議用4、20、40、80Pppm的NO標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)定分析儀100ppm量程，目前國內(nèi)可提供3-5ppm級的標(biāo)準(zhǔn)氣。
    5.2.添置新分析儀
    5.2.1.對裝備EGR的國Ⅳ柴油機，為測定EGR率(進氣中CO₂所占比例)，可用小量程（0-5%）不分光紅外分析儀，其采樣管、過濾器、采樣泵、樣氣冷卻器等自成系統(tǒng)。
    5.2.2.對裝備SCR的國Ⅳ柴油機，在臺架上試驗時，目前國內(nèi)大多采用量子激光紅外光譜原理，精確測量SCR下游廢氣中殘存的NH₃濃度。
    5.3.調(diào)整顆粒測量運行參數(shù)
    國Ⅳ柴油機顆粒排放限值為0.02g/kwh，僅為國Ⅲ柴油機的1/5，因廢氣中顆粒大幅減少，完全有可能一次試驗循環(huán)后，濾紙荷重小于1.3mg。此時，應(yīng)按原試驗條件和原工況，再進行一次試驗循環(huán)，取其荷重平均值。若要避免重復(fù)試驗，事前要根據(jù)成熟的經(jīng)驗，調(diào)整CVS系統(tǒng)運行參數(shù)，諸如減小一級稀釋風(fēng)道的定容流量，稀釋空氣溫度降至20℃，甚至更低（美國EPA-2007重型柴油機排放法規(guī)定15℃）。除盡可能降低一級稀釋風(fēng)道的定容流量外（保證二級稀釋進口處溫度小于191℃）。也可加大二級風(fēng)道流量（濾紙迎風(fēng)風(fēng)速要小于80cm/s，保證濾紙?zhí)帨囟刃∮?2℃）等等。
    順便指出，若引用美國EPA-2007重型柴油機排放法規(guī)，在濾紙上游增設(shè)一個離心式顆粒予分器Cyclone，將稀釋樣氣中大于2.5μm的顆粒除掉50%以上，1μm以下的被濾紙吸附99%。屆時濾紙的荷重就會更少了。
    ETC試驗工況參數(shù)的回歸處理
    為判定ETC試驗工況的有效性，要對實測轉(zhuǎn)速、扭矩、功率數(shù)值與其設(shè)定值之間，用最小二乘法按線性方程進行回歸分析。其方程Y=b+mX即是對應(yīng)設(shè)定值X的計算方程，計算值Y是實測值的平均值。
    為控制ETC試驗工況的精確性，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了斜率m，截距b和相關(guān)系數(shù)r²的限值。同時對回歸方程本身的精度予以評估，計算實測值偏離方程計算值（平均值）的標(biāo)準(zhǔn)偏差S（標(biāo)準(zhǔn)條文中為SE）。該標(biāo)準(zhǔn)偏差即是實測值的波動范圍。根據(jù)誤差理論，實測值在y±2s范圍內(nèi)的概率是95%以上，在y±s范圍內(nèi)的概率是54%。
    轉(zhuǎn)速，扭矩，功率回歸處理時，可將不參與回歸的工況點了刪除，刪除的條件如下：
    ⑴轉(zhuǎn)速：在怠速工況點，若實測轉(zhuǎn)速大于設(shè)定值，則該點刪除。
    ⑵扭矩、功率：
    ①倒拖工況點全部刪除，有正扭矩也不例外。
    ②被刪除的怠速工況，即使帶負載也予以刪除。
    ③全負荷點，若實測值小于設(shè)定值，則該點刪除。
    ④空車工況，若實測扭矩不為零（無論正負），則該點刪除。
    ⑤其他工況，若實測扭矩為負值，則該點刪除。
    交流電測功試驗臺最終給出回歸結(jié)果并判定合格與否。