重型汽车排放限值及测量方法

重型汽车排放限值及测量方法中国汽车技术研究中心李孟良教授级高工2012.9.21，合肥，中国2012-9-2412012-9-241第三届大城市机动车污染防治技术研讨会2012-9-242汇报提纲1.标准制定的背景2.标准主要内容介绍要求测试方法结果计算结果报告2012-9-242尾气取样及流量测量装置瞬态循环/ETC稳态循环/ESC满足国4排放标准以上的先进排放控制技术及控制策略受到工况的影响很大，实际运行工况与法规工况下排放会相差很大。而当前重型车辆排放法规中实行的机、车分离管理方法，重型车辆实际排放状况不清；2012-9-2432012-9-244国外重型汽车排放相关标准和法令•美国联邦环保署2006年8月正式开展重型整车排放测试NTE方法(CFR40Part86.1370至1372——Not-To-Exceed测试程序和Part1065SubpartJ道路测试和车载排放测试系统),作为发动机认证附加测试，监测车辆在用状态下排放与法规限值的符合性。•欧盟法规NO.595/2009修订草案中也规定了欧Ⅵ重型车在用符合性要求，法规中规定利用PEMS测试系统开展气态污染物的监管的评估，目前已经完成相关的研究工作，形成了测试草案。欧盟2009年开始试行重型整车排放测试，监测车辆在用状态下排放与法规限值的符合性。一些研究表明，实际排放远大于限值。2012-9-244长途卡车：-4g/kWh配送卡车：-5g/kWh公交车：5-7g/kWh欧4/5限值：3.5/2g/kWh*来源TNO北京国4公交车辆实际运行车载测量的NOx平均结果（三种车/机型21辆车）0.002.004.006.008.0010.0012.0014.00平均比排放（g/kWh)考虑法规宽限、测试设备宽限、环境宽限：国4结果约为6-7g/kWh是合理的(欧4限值：3.5/kWh）2012-9-245法规工况未能充分体现实际工况发动机转速-负荷：蓝色点为实际测试；粉红色点为台架ETC测试实际行驶时发动机转速与ETC循环相差较大，实际行驶主要集中在1000—1600r/min，ETC集中在1700r/min至1900r/min；法规工况与实际工况相比，覆盖面较窄，实际中大量的工况没被控制2012-9-246不同速度区间的平均NOx比排放车型间排放特性差异较大。有的车型在低速区排放较高。平均NOx比排放呈逐步下降。在40-50km/h后，排放很低。排放控制技术正常有的车型，平均NOx比排放基本在各个区间均匀分布，而且排放高。排放控制技术不正常。结合城区运行平均车速较低，车辆实际排放严峻；合理的国4排放估值约为6-7g/kWh速度区间,km/hNOx比排放均值，g/kWh2012-9-2472012-9-248汇报提纲1.标准制定的背景2.标准主要内容介绍要求测试方法结果计算结果报告2012-9-248标准主要内容介绍适用范围本标准规定了装用满足《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法》（GB17691-2005）第IV阶段及以上标准发动机的车辆氮氧化物（NOX）的排放限值、测量方法和判定方法。本标准适用于设计车速大于25km/h的M2、M3、N2和N3类及总质量大于3500kg的M1类机动车装用满足《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法》（GB17691-2005）第IV阶段及以上标准发动机的车辆排放检查。2012-9-249整车排放要求制造企业应确保车辆正常使用并按要求进行维护保养的条件下，在满足HJ439-2008要求的发动机排放控制装置耐久性有效期内，排放控制装置始终正常运行，满足整车排放限值（下表）的要求。计算方法功基窗口法NTE法NOx限值Ⅳ阶段7.06.0Ⅴ阶段5.04.0要求满足限值要求的有效功基窗口比例达到90%以上满足限值的NTE事件通过率达到90%以上2012-9-2410判定方法车辆须符合表1中功基窗口法或NTE法的限值。根据车辆的具体使用用途，制造企业通过申请的方式经主管部门确认后，可仅按照功基窗口法或NTE法进行判定。采用NTE法判定时，NTE事件不少于5个；采用功基窗口法判定时，平均功率百分比大于20%的窗口个数要大于或者等于所有窗口个数的50%；如果不能达到50%，将以1%为步长逐渐减小窗口平均功率百分比的要求，但最小不能小于15%。车型合格判定：同类车型测试车辆数最多不超过10辆，合格车辆数如符合表规定，判定车型合格。审核判定该车型（含视同及扩展）符合排放要求；资料不充分，无法判定该车型（含视同及扩展）的排放状况，需补充资料和数据；该车型（含视同及扩展）不符合排放要求，制造企业需暂停销售并采取补救措施。测试车辆数（辆）合格车辆数不少于（辆）33651072012-9-2411整车测试原则上制造企业应按照附录B的要求进行实际道路运行排放试验。在制造企业和监管机构协商下，可按照附录C方法进行测试。制造企业可申请车型申报后的12个月内向排放监管机构提交整车排放测试报告。整车排放测试报告内容应满足附录A规定。四年内（车辆准许在北京销售之日起）还需再进行一次整车测试并提交报告。排放监管机构或委托检测机构可视情况在新车审核时或批准后进行整车排放测试。制造商生产车辆使用同一系族发动机的车型，车型的视同及扩展判定参照参照国家强制性产品认证的车辆扩展和视同判定方法。不同整车制造商生产、使用同一系族发动机的车型（发动机系族按照GB17691中的判定方法判定，含视同及扩展），且车辆类型相同可视为同类车型。同类车型由制造企业申请，由主管机构审核。同类车型中，可选择可能排放效果最差的车型作为代表车型进行测试；其他使用同一系族发动机的车型经检测机构确认，可视同。2012-9-2412测试车辆车辆应在北京市销售或者注册。车辆行驶里程要在排放控制装置需在HJ439-2008要求的有效寿命内，且车辆应正常使用和维护保养，未经改动。车辆的污染物排放控制装置工作正常，未有影响污染物排放控制装置正常工作的报警或故障，如：车辆发动机有气缸失火、污染物排放控制装置传感器损坏等。车辆排放控制诊断系统应符合HJ437-2008的规定，且应提供标准化或无限制的访问。通过标准的OBD诊断串行接口能获取：进气温度、进气歧管压力、空气流量、发动机转速、计算负荷值等数据。车辆诊断接口的其他要求：通过标准的OBD诊断串行接口能够获取NOX浓度的瞬时值2012-9-2413补救措施制造企业接到排放监管机构对装用该发动机型或系族的整车排放不满意的通知后，可以向监管机构进行情况说明或申诉。如无疑义，需在60个工作日内提交拟采取的补救措施具体内容和整车排放测试验证报告。补救措施审核通过后10日内，提交补救措施实施计划。包括实施单位、时间安排、问题零部件的处理方式等。2012-9-2414附录B测试方法车辆准备对选择的测试车辆进行检查，以便确认所选择的测试车辆是否正常使用和经过合理的维护保养。进行过重新组装、大修等影响车辆排放性能的测试车辆或发动机，或对于行驶里程过高但其搭载的发动机仍然在规定的使用寿命期限内的车辆，不选择为测试车辆。发动机生产厂家提供OBD端口的定义信息，用于匹配发动机信息数据采集设备与OBD的正确连接。检查发动机的OBD系统，如果发动机存在故障且在测试之前已经解决，应将问题记录下来提交给排放监管机构，如果在测试之前没有解决需要重新更换车辆。更换发动机燃油、润滑油和试剂等。2012-9-2415测量内容气态排放排放物的测量。利用车载排放测试设备，将其安装固定在车辆上，在车辆实际运行过程中，实时收集NOx浓度(ppm)、排气流量（L/min）、排气温度(℃)、车辆行驶速度（km/h）的瞬时排放数据，数据采集频率为1Hz。发动机转速和扭矩的测量。按照6.2.3要求，利用车辆的车载诊断接口，通过数据采集设备和解析软件读取发动机转速(r/min)和扭矩(Nm)等瞬时数据，数据采集频率为1Hz。2012-9-2416测试工况及时间对于本标准适用范围的车辆，测试工况应接近于车辆本身正常使用时的道路运行路况。车辆运行路况应包括：市区路、市郊路和高速路。上述三种道路类型的划分原则：根据车辆行驶速度的大小，区分车辆运行道路的属性，市区路：车辆行驶速度在0至60km/h，市郊路：车辆行驶速度为60km/h至90km/h，高速路：车辆行驶速度大于90km/h。对于M2和M3类车辆（公交车等特殊用途的车辆除外），车辆测试时的运行道路组成如下：45%的市区道路，25%的市郊道路和30%的高速道路；公交车和环卫车辆道路组成如下：100%的市区道路对于N2类车辆，车辆测试时的运行道路组成如下：45%的市区道路，25%的市郊道路和30%的高速道路；对于N3类车辆，车辆测试时的运行道路组成如下：20%的市区道路，25%的市郊道路和55%的高速道路。测试持续时间原则不少于8小时，其中非怠速工况时间不得少于3个小时。对于只进行功基法计算的车辆，当测试车辆的累计功至少为发动机ETC循环功的5倍时，测试可终止。按照5.2判断数据是否符合要求：如果第一次测试不能满足要求，可进行第二次测试，两次测试数据可合并后进行计算。2012-9-2417功基窗口1功基窗口n结果计算---功基窗口法车辆运行在日常运行区域，车载测试获取每秒发动机相关信息和瞬时排放以ETC循环功作为功基窗口（累积每个工况点的瞬时功达到ETC循环功），计算窗口内所有工况点的平均比排放值；移动平均计算功基窗口至数据结束。移动平均周期为数据采样周期。窗口平均比排放值与限值比较，符合限值的窗口个数不小于总窗口的90%。•不同发动机，ETC大小可能不同，窗口起点也不同。一系列窗口2012-9-2418结果计算---NTE法车辆运行在日常运行区域，车载测试获取每秒发动机相关信息和瞬时排放发动机工况落入NTE控制区内连续30s以上工况作为一个NTE事件计算NTE事件的排放平均排放值。满足NTE限值的NTE事件加权时间之和与所有NTE事件时间之和的比值超过90%，车辆排放达标。2012-9-2419附录C测试方法及结果处理重型汽车整车排放测量方法（底盘测功机）对于城市用公交车辆采用“重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法GB19754-2005”中的“中国典型城市公交工况”，对于其他车辆车辆采用“重型商用车辆燃料消耗量测量方法GB/T27840-2011”中的“重型商用车油耗测试工况（C-WTVC）”用循环累计排放量除以循环累计功得到循环比排放。采用“中国典型城市公交工况”时使用窗口法限值。采用C-WTVC工况时使用NTE法限值。三次循环的平均值满足限值要求为合格。2012-9-2420制造企业整车排放测试的自查结果报告：涉及的发动机（无论试验与否）的识别信息，包括：发动机型、发动机识别号装用受检发动机的汽车牌照号、车辆识别代码（VIN）、生产日期使用地区（如已知）、该汽车用途（如已知），如城市运输用、长途运输用等。汽车和发动机从样本中被剔除的原因（如：汽车使用时间少于一年、与排放相关的维护保养不正确、污染物排放控制装置与型式核准不一致）。每台样车与排放相关的维护保养历史记录。每台样车的维修历史记录（如已知）。试验资料，应包括：试验日期；试验地点；汽车里程表指示的行驶距离；试验用燃料（市售燃料）规格；试验条件：温度、湿度、测功机惯量；车辆载荷状况；排放试验的试验结果；也可采用由排放监管机构批准的其它试验方法，替代本条第g项进行试验。2012-9-24212012-9-2422谢谢大家关注！Email:[e-mail]2012-9-2422