車輛排汙、油耗檢測面面觀！ARTC檢測之旅（上）(15p)

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0 K) s! n. ?/ b2015年9月VW集團在北美遭受了創廠以最大的信任危機，主因乃是在國際清淨運輸協會(International Council on Clean Energy)的委託測試下，美國西維吉尼亞大學研究團隊揭露了VW集團旗下EA189系柴油引擎在美國排汙測試近乎作弊的柴油引擎風暴，而這個被媒體戲稱的「柴油門」事件，讓VW元氣大傷，光是宣布召回的車輛就多達1100萬輛，還包含後續的賠償與法律問題，甚至讓VW在全球第一大車廠之爭提前敗陣；除此之外，此事件也點出了長久以來的實驗室數據與道路環境測試差距甚大的問題！ # y; v# b. [+ l) H2 W7 X' @/ J # U, R  |* D& a& w$ @+ F  T # C6 l; V- b' ]+ E; W( v) Z正如同所有車主對於油耗數據的普遍認知，原廠提供或官方檢測單位所公布的數值打上7折大約就是實際上路的油耗數據，在引擎排汙測試上也同樣存在著實驗室與實際用路環境的誤差，這樣的誤差在汽車發展歷史中其實普遍存在且放諸各家車廠皆有類似的情形發生。 8 q7 z9 X1 T( p" ^/ V' t ; k6 d5 g) p% \. D! x# m1 [" Q, ? - g: v$ A& X3 U0 [9 ^( ~4 @ / Z1 y- v" N8 k- d) Z' o8 i不過即便這樣的〝誤差〞早已存在許久，但事實上為了讓各家車廠在統一的測試環境、測試方法的基準中進行數據上的公平競爭，實驗室似乎是最客觀的檢測場域，因此各國（區域）汙染測試法規現行仍舊以統一單位實驗室為主，並將檢測方向朝向路試方面著手，以求取更貼近實際道路的檢測結果，其中歐盟就宣布2017年9月將開始採行更為嚴格的道路車載型排放量測系統。 , {3 I3 N) b1 O8 y8 t/ `+ L6 P % F) i. b2 p5 {- ~7 b/ T , \8 i8 r% I% |9 n* J) V , c9 K$ V( S9 Q- \; E 為了讓台灣民眾了解汽車汙染排放測試的流程，以及未來各國（區域）排汙檢測的趨勢，國內汽車相關測試權威單位車輛測試研究中心（Automotive Research & Testing Center, 以下簡稱ARTC）就廣邀國內媒體前往位在彰濱工業區的實驗中心，一同窺探排汙檢測流程。 0 z4 `- S: ?% z- d' [ - e, V$ V$ A+ r- M, p' P# E" X * q( C4 ~+ n  Z! |. T$ o1 ^3 V + z/ I- L' W/ O9 w! P目前各主要國家（區域）汙染測試法規大致分成重量法與濃度法。本次參訪重點放在多適用於新車認證上的重量法，主要是量測車輛廢氣行駛單位距離特定汙染物之排放重量，但設備要求相當嚴格，不僅要在實驗室中省去不確定因素，還必須使用包含動力計、取樣系統、廢氣分析儀等大型專業檢測設備，而且測試流程相當繁雜，測驗所花費的時間也相對長。 : q0 l. y5 X5 a- J# Q0 c) v. w0 J 測試車手必須依照畫面的測試駕駛曲線踩踏油門深淺以模擬高速、市區行駛狀態 4 X3 o" [- x4 t6 t 測試駕駛曲線 重量法測試過程在事前準備就必須通過層層關卡，首先車輛必須遵照現行法規進行檢查，接著為會將受測車輛更換測試用油（與一般市售油品差異不大），目的只是為了燃油標準化，並方便計算油耗，接著車輛會上動力計上模擬車輛行駛阻力，等於是把動態測試從道路搬進實驗室，方便各項測試變數規格化，之後進行預備駕駛的暖車動作，目的是將車況標準化，也讓測試車手得以事先熟悉車況，同時讓ECU行車電腦適應測試人員的油門反應、深淺等，隨後必須將受測車輛放在靜置室（溫度設定在攝氏20-30度）隔夜以恢復一般車況，最後才進入環境、程序都統一的實驗室裡正式測試，測試車手在車體動力計上，將依照電腦的測試駕駛曲線控制油門，以模擬市區、高速路段的用車情形，最終經由定容取樣系統、廢氣分析儀來計算各管制汙染物及CO2濃度。 % g' U7 w& I, ^4 G * I9 b, r% O) m  g & V: k; G5 ?8 Q3 }* B8 p而測試過程中所提及的測試駕駛曲線其來有自，是源自於歐盟預計在2017年起實施的WLTP（Worldwide harmonized Light vehicle Test Procedure）測試程序，將依據(1)馬力/車重比、(2)車輛最高速率來決定測試的駕駛曲線，目的便是希望測試基準更為貼近實際車輛行駛型態。 7 r  i* _+ Q4 q / y7 X! _; s# O & G8 O6 {$ {+ M: I. A7 [+ v" N 3 t" Z0 @  Q) P" Z& [1 j- d, ` 廢氣分析儀 . {: H; G2 R; C' x+ m 當然實驗室畢竟是實驗室，是將受測車輛在特定場所、標準化流程下所測得的數據，與實際駕駛開車上路仍會有不小的落差，也讓各車廠得以針對測試流程鑽研漏洞，為了避免這樣取巧的方式出現，同時也朝向更貼近實際路況的測試流程邁進，因此愈來愈多國家（區域）推行道路車載型排放量測系統，而這也是本次參訪ARTC的另一個重點，敬請鎖定後續報導！ : H- V. `7 F# v 7 j  j6 P: Q  l. z1 F & _) c2 h! \: H6 w. L, B

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2樓大中小發表於 2016-4-22 17:00         只看該作者 8 ?0 S7 D0 D- e  o5 w% s5 R/ v  r / x! a7 h6 g# c! W" p0 j) D 車輛排汙、油耗檢測面面觀！ARTC檢測之旅（下） 在（上）篇的ARTC檢測之旅中，我們了解了目前各主要國家（區域）汙染測試法規大致分成重量法與濃度法，這之中我們也介紹了多適用於新車認證上的重量法，透過理論派的檢驗方法與實驗室大型專業檢測設備所演算出的油耗、汙染〝理論值〞，掌握了現今所有車廠油耗、汙染數值的生殺大權是否合乎法規，但也因此讓不少車廠得以針對測試流程鑽研漏洞，為了避免這樣取巧的方式出現，愈來愈多國家（區域）推行道路車載型排放量測系統（Portable Emission Measurement systems, 以下簡稱PEMS），走出實驗室，透過實際路況來驗證〝真實〞的油耗、排汙數值。 8 s  r6 B: @- A7 x: e * X3 f" R5 z3 h事實上，就現況來說，目前國際各國對於車輛汙染排放測試仍是在實驗室中進行，就如同先前介紹的重量法，即便實驗室與實際道路行駛普遍存在落差，但仍是各國能源局參考的指標，不過美歐等新進國家為了解決這樣的落差問題與觀感，逐漸將PEMS納入監測工具，並率先應用在使用中重型車輛汙染管制，一般乘用車雖仍未納入測驗範圍，但顯然PEMS已經是未來趨勢，因為歐盟已經積極加速研擬將輕型車輛採用PEMS測試，預計2017年9月逐步導入管制法規。 0 N1 v' N6 s5 M% ? 7 {* E# [( h. i" W) Z( W 既然PEMS是未來油耗、排汙測試趨勢，因此透過ARTC專家的指導，一同來看看PEMS究竟是怎麼執行。由於PEMS是將車輛實際開上道路上，想當然爾，會衍生很多實驗室不存在的影響因素，包含選定的道路路況、車流、加減速、駕駛行為、車輛載重等變因，因此為求所有車輛在同一測試環境、規範內執行PEMS，許多測試流程也必須統一規格化，才能有所比較。 $ {6 K: N% K8 A. f2 X 2 T: L$ N% t( \$ W7 @8 e; E 2 {4 ~- }% r9 j$ c" R$ H3 ?/ i & a5 T3 g$ T2 I+ w! U' H首先，測試車輛必須經過一番改裝手腳以符合規範，車輛內部基本上僅留駕駛座，拆除了座位空間則置入許多量測儀器，包含車載型排放量測設備、氣體鋼瓶及固定架、流量計、大氣感知器、電源供應模組、行車監控電腦介面單元、主控電腦、GPS天線以及緊急停止開關等。 ; |! H. g; ~+ q0 X7 n. G* |6 a# I ) [4 u( l5 E# @; g 2 A8 G. F$ U9 c- T6 f所執行的PEMS還必須合乎實驗邊界條件要求（Real Driving Emissions, 簡稱RDE），規定行駛速率不得高於160km/h、路試環境溫度需介於攝氏0~30度（或攝氏-7~35度）、測試路線必須包含市區、郊區、高速公布且海拔高度必須低於700m（或1300m），車輛基本載重與附加荷重必須低於車輛總重90%等條件因素。 : G. }6 h8 I0 v0 j 8 {( h4 t) x) R$ x7 K , s& t$ M+ U2 F9 @% S $ H: {3 |% A2 |1 y6 }) |' o# D 當然，在執行實際道路測試之前，還必須將裝載PEMS量測儀器的車輛於實驗室先行測試，畢竟現行法規仍以實驗室為基準，因此兩相比較必須合乎允許誤差範圍才能上路執行；根據現行RDE測試路線要求，受測車輛必須在冷卻水溫度達攝氏70度或引擎啟動後5分鐘開始執行，必須分別以0-60km/h、60-90km/h、大於90km/h的時速完成市區、郊區、高速路段測試，且實驗長度必須介於90-120分鐘之間才算完成實驗循環，其他實驗條件包含市區平均速度必須達15-30km/h、每段距離至少為16km、高速段速度90-110km/h，且速度達100km/h至少5分鐘，速度最高度達超過145km/h。 ' g; q9 ]7 M7 E ) W% ?! L0 p& ?1 u$ h ; ^2 b1 R2 ?" K; o 3 b& O. k' `/ z3 ]$ U6 [, J % ]9 B5 h$ |3 q   O+ d' x/ `. \1 g5 b9 Y$ ^4 W 5 w' a; ]# n. U9 _3 S# w8 t 9 d! u7 N, q8 ^3 U+ V兩相比較之下，車載型排放量測系統確實比實驗室重量法更貼近實際用車型態，但相對的影響因素、不確定因子也就更能以掌握，很難藉此比較各車廠競爭車型的油耗及排汙數據，但就汽車使用者而言，應該更想知道車輛實際上路後的數據，而非實驗室裡華而不實的〝理論數值〞，因此車輛檢測單位走向PEMS應該是大家更為樂見的。 + o3 y8 p7 Q/ D1 e' H2 C' T- e 1 i! g. B. v# K2 g# d+ A  q: L