26 車輛研測資訊 086期 2012-02

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柴油引擎由於有燃料成本較低、耐用性及可靠

性較高、結構較簡單、熱效率高、高扭力等優點，

在國內外除了廣泛使用作為海陸運輸之主要動力

來源，例如貨車、巴士、商船、漁船之外，亦普遍

使用於特種車輛之動力，如挖土機、曳引機、堆高

機、推土機等。隨著我國進入世界貿易組織(WTO)

後，開放柴油小客車進口，柴油車輛數量也隨之成

長。然而，柴油引擎車輛在燃燒過程會產生各種

氣、液、固態污染物，最主要為氮氧化物(NOx)、

硫氧化物(SOx)、粒狀污染物(Particulate matter，簡

稱PM)及未燃燒完全的碳氫化合物等。也因為柴油

車輛的引擎燃燒及運作方式，較一般汽油車輛容易

排放粒狀污染物，當其濃度高到一定程度，便會形

成肉眼可以目視到的黑煙, 特別是早期的柴油車輛

在加速及爬坡路段排放粒狀污染物的濃度高，所以

柴油車一直擺脫不掉烏賊車的惡名。

歐盟國家自1992年開始限制於歐盟境內販售之

柴油車新車的粒狀物排放，並且逐期加嚴其管制標

準，其量測方式是讓車輛於動力計上，依法規規定

之行車型態行駛，這當中車輛所排放的廢氣經過稀

釋道稀釋後取部分樣本，樣本通過濾紙，粒狀污染

物會殘留於濾紙上，經由測試前後的濾紙重量差異

及樣本空氣佔總排放廢氣的比例，計算車輛粒狀污

染物的排放總重量。

這樣的量測方式行之有年，但當管制值越來

越低，單以粒狀污染物排放重量來管制車輛污染排

放便顯力不從心。原因在於，粒狀污染物的組成成

分複雜，除了燃燒所產生的碳粒及灰份之外，這些

顆粒會再附著燃料或潤滑油所產生的有機化合物，

附著多寡影響重量量測的結果。另外，粒狀污染物

排放量越來越少，測試前後濾紙的重量變化也相當

少，從前可以忽略的量測誤差影響到測試結果值之

情形，越來越明顯；而且有些實驗室認為當粒狀污

染物排放重量低於1 mg/km時，其量測結果並無法

證實是由車輛排放還是誤差所致。更重要的是，有

許多醫學研究發現，真正對於人體有害的是粒徑小

的粒狀污染物，但這些粒徑小的粒狀污染物重量極

輕，以重量法量測無法有效顯現其差異。舉例來

說，100萬顆小粒狀物與200萬顆小粒狀物重量差異

小到無法量測出來，但就數量來說卻有兩倍的差

異。因此，歐盟於2007年6月20日公佈EC 715/2007

指令，公佈了新一期EURO5及EURO6污染排放標

數一數 有幾顆？ － 車輛「粒狀污染物」量測技術

國際新法上路

車輛研究測試中心 江岳翰、陳佳良

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準，又於2008年7月18日公佈指令EC 692/2008，規

定EURO5及EURO6的測試技術標準。除了氣狀污

染物限制值持續加嚴外，柴油車輛也增加管制粒狀

污染物每公里排放之顆粒數(Particle Number, PN)，

如表1，以期有效管制新車輛之粒狀污染物排放。

車輛中心為了符合歐盟五期污染法規測試要

求，已於2010年建置完成柴油車輛粒狀污染物數量

(PN)量測設備，目前除仍可執行原有之測試，包括

汽油車美規及歐盟行車型態污染測試、柴油車美規

及歐盟四期行車型態污染測試及機車行車型態污染

測試之外，也可執行最新的柴油車歐盟五期污染法

規測試。

粒狀污染物數目量測方式介紹

粒狀污染物數目量測方式是將測試車輛置於動

力計上依規定之行車型態行駛(與量測粒狀污染物

重量法相同)，這當中車輛所排放的廢氣經過稀釋

道稀釋後，使用探取頭分別取兩部分樣本，其一如

先前所說，通過濾紙求得粒狀污染物排放重量，另

一用於量測粒狀污染物排放數目。

粒狀物數目量測的樣本空氣先經過前處理器，

再處理非穩態之粒狀污染物後，進入粒狀物數目計

算儀器計算及累積。經過前處理器，主要是要隔絕

大於2.5μm以上之粒狀物，因為這樣大顆粒的粒狀

物，並非由燃燒所產生，可能的來源是排氣管、稀

釋道或其他管路管壁上累積之粒狀物剝落所形成。

而如同前述，粒狀污染物的成分除了碳粒外，還附

著燃油或潤滑油所產生有機化合物，為消除這些物

質，樣本會進行volatile particle remove處理。首先通

過前處理器的樣本會經過primary dilution稀釋，再

經過Evaporation加熱，將附著的有機化合物蒸發燃

燒，僅剩碳粒成分，之後進入secondary diluton稀釋降

溫到粒狀物數目計算儀器可以接受的溫度，如圖1。

進 入 粒 狀 物 數 目 計 算 儀 器 ， 係 使 用

Condensation particle counter(CPC)方法進行粒狀物

數目量測，當粒狀物進入儀器後，會混合一工作液

體的蒸發氣，再通過低溫環境，此工作液體會冷凝

於粒狀物上，此舉可將粒狀物顆粒變大，經過鐳射

光感應區時，便可感應及計算粒狀物顆粒數，如圖

2。

▼ 表1、歐盟粒狀污染物管制標準期程資料來源：volkswagen

▲ 圖1、車輛粒狀污染物量測系統 資料來源：CARB

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雖然柴油車輛的碳排放量較少，但仍無法避

免會排放出對環境及人體有害的污染物質。隨著環

保意識的日益高漲，各國對生態的保護及公害的防

治也有許多積極的對應措施，對於各項污染法規持

續加嚴亦已成為國際共同的脈絡。車輛中心在配合

國內外法規及檢測技術發展趨勢下，不斷提升研測

能量，以協助國內業者及環保需求，但最根本的作

法，還是要積極發展低污染或零污染之車輛，唯有

如此才能將美麗的地球留給下一代。

▲ 圖2、粒狀物數目量測儀器原理 資料來源：TSI

有關汽、柴油車輛油耗污染檢測之

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