第11章排放标准

第11章排放标准本章内容：介绍了美国、欧洲和日本等国外汽车排放标准和我国的汽车排放标准。为了治理环境污染，各国根据大气环境污染的具体情况，制订有关环境保护的法律与大气污染治理目标，对各种污染源的排放提出控制要求，针对不同类型的机动车制订出不同的排放标准，这些标准是要求强制性执行的，因而也称为排放法规。排放法规由一系列各种污染物的限值组成，还包括检测、认证和强制执行的方法，其每一部分内容互相联系，互相一致。当今世界上主要有三种排放法规体系，即美国、欧洲和日本的排放法规体系。这些汽车排放法规已成为汽车设计与制造的准则、汽车强制性认证的主要依据和汽车产品国际贸易的保障。排放法规的目标是确保汽车发动机按清洁的标准进行设计与工作。法规限定了HC、CO、NOX和PM的排放量。每种排放标准必须包含以下内容：资源分类、气体/颗粒物排放检测、碳烟检测、检测条件、检测流程、燃油认证、系列概念与型式认证、目击与非目击认证测试、退化因素、污染物控制、标准/生效日期、灵活的程序和认证程序。11.1国外汽车排放标准11.1.1美国汽车排放标准美国有加州及联邦两个标准。美国加州最早控制汽车排放，而且标准也最严。1963年制订了“大气清洁法”；1966年加州制订“7工况法”，颁布汽车排放控制标准；1968年联邦采用“7工况法”开始控制汽车排放；1972年联邦采用LA-4C(FTP-72)试验规范，并增加对NOX的控制；1975年改用LA-4H(FTP-75)，并一直延续使用至今。1975年起到80年代，美国排放标准大幅度加严，特别强化对NOX的限值，同时再提高对HC和CO的控制，1983年排放标准一直维持到1993年。1990年美国国会修订了“清洁空气法”，对汽车排放提出更加严格的要求。表11-1是联邦轿车排放标准。联邦分两阶段加严排放标准，对HC的排放限制不仅指总碳氢(THC)，而要限制非甲烷碳氢化物(NMHC)，另外新标准增加对排放稳定性(使用寿命)的考核，提出8万英里和16万英里两个排放限值(见表11-2)。美国联邦轻型车排放控制标准(g/mile)表11-1实施年份测试循环COHCNOX19608410.64.119667工况法516.3—19707工况法344.1—1972FTP-72283.03.11975FTP-75151.53.11980FTP-7570.412.01983FTP-753.40.411.01994FTP-753.40.250.4美国轻型汽车排放限值(FTP-75测试循环)(g／km)表11-2标准名称实施年份保证里程kmCOHCNOXPM(1)Tier11994800002.110.16(NMHC)0.250.051600002.610.19(NMHC)0.370.05Tier22004800001.060.08(NMOG)0.1240.051600001.060.08(NMOG)0.1240.05（1）微粒排放只用于柴油车1994年加州颁布了清洁燃料和低排放汽车计划CF/LEV，规定从1995年起实施严格的低污染汽车标准（LEV），分四阶段进行：即过渡低排放车(TLEV)、低排放车(LEV)、超低排放车(ULEV)和零污染车和（ZEV）。表11-3是加州轿车排放限值。美国加州轻型汽车排放限值(g/km)保证里程80000km表11-3标准CONMOGNOXPTHCHO19932.110.60.250.05TLEV2.110.080.250.050.009LEV2.110.0470.1250.050.009ULEV1.060.0250.1250.0250.005ZEV00000保证里程160000km续表11-3标准CONMOGNOXPTHCHO19932.610.19(1)0.620.05—TLEV2.610.0970.370.050.011LEV2.610.0560.190.050.011ULEV1.310.0340.190.0250.007ZEV00000(1)指非甲烷有机气体，1993年加州排放标准规定是NMHC。美国联邦49个州和加利福尼亚州的重型车用柴油机的排放限值见表11-4。美国重型车用柴油机的排放限值联邦表11-4实施年份车辆类型COTHCNOXPM1994重型汽车20.81.746.710.1341996城市公共汽车20.81.746.710.0671998重型汽车20.81.745.360.1341998城市公共汽车20.81.745.360.0672004重型汽车20.8NMHC+NOX=3.300.1342007重型汽车20.80.800.027加州续表11-41994重型汽车20.81.616.710.1341996城市公共汽车20.81.616.710.0671998重型汽车20.81.615.360.13411.1.2欧洲汽车排放标准随着欧洲一体化进程以及汽车保有量的增长，欧洲国家从1993年开始推行了日趋严格的排放标准，而且从1996年起除日本外，欧共体和大部分汽车工业发达国家都相继采用了联合国欧洲经济委员会（ECE）的排放标准，这是由于此排放标准有了实质性的变化：ECE扩大了限制有害排放物的种类；试验运转循环更加接近实际使用条件；规定了汽车尾气排放物能够满足环保指标的行程；确立了按汽车环保参数认证的汽车生产稳定性和质量监督统计方法等。汽车排放欧洲Ⅰ号标准（简称欧Ⅰ）是通过对ECER83进行了两次修订后形成的更加严格的排放法规，它于1993年生效。汽车排放欧洲Ⅱ号标准（简称欧Ⅱ）于1996年开始在欧洲实施，该标准对使用无铅汽油和柴油汽车的排放限值更加严格，它既规定电喷汽油机和使用气体燃料以及双燃料汽车排放的测定方法外，又对生产一致性采用了新的检查方法。2000年起开始实施欧Ⅲ标准。2005年起开始实施欧Ⅳ标准。2008年起开始实施欧Ⅴ标准。各阶段的排放标准如表11-5。各标准的详细数据如表11-6～表11-9。欧州汽车排放标（g/km）表11-5年份汽油机柴油机CONOXHCNOXPM1986年1.54.61989年14.00.51992年（欧Ⅰ）2.81.08.00.361996年（欧Ⅱ）2.30.38.00.252000年（欧Ⅲ）2.30.150.25.00.102005年（欧Ⅳ）1.00.080.15.00.022008年（欧Ⅴ）2.00.02欧Ⅰ型式认证排放限值（g/km）表11-6车辆类别基准质量（RM）kgCOHC＋NOXPM第一类车全部2.720.97（1.36）0.14（0.20）第二类车1级RM≤12502.720.14（0.20）0.14（0.20）2级1250＜RM≤17005.170.19（0.27）0.19（0.27）3级RM＞17006.900.25（0.35）0.25（0.35）欧Ⅱ型式认证和生产一致性排放限值（g/km）表11-7车辆类别基准质量（RM）kgCOHC＋NOXPM汽油机柴油机汽油机非直喷柴油机直喷柴油机非直喷柴油机直喷柴油机第一类车_全部2.21.00.50.70.90.080.10第二类车1级RM≤12502.21.00.70.70.90.080.102级1250＜RM≤17004.01.251.01.01.30.120.143级1700＜RM5.01.51.21.21.60.170.20欧Ⅲ型式认证和生产一致性排放限值（g/km）表11-8车辆类别基准质量（RM）kgCOHCNOXHC＋NOXPM汽油机柴油机汽油机汽油机柴油机柴油机柴油机第一类车全部2.30.640.20.150.500.560.05第二类车1级RM≤13052.30.640.20.150.500.560.052级1305＜RM≤17604.170.800.250.180.650.720.073级1760＜RM5.220.950.290.210.780.860.10欧Ⅳ型式认证和生产一致性排放限值（g/km）表11-9车辆类别基准质量（RM）kgCOHCNOXHC＋NOXPM汽油机柴油机汽油机汽油机柴油机柴油机柴油机第一类车全部1.000.500.100.080.250.300.025第二类车1级RM≤13051.000.500.100.080.250.300.0252级1305＜RM≤17601.810.630.130.100.330.390.043级1760＜RM2.270.740.160.110.390.460.0611.1.3日本汽车排放标准日本在1966年起实施汽车排放法规，采用4工况法控制CO。1973年对乘员11人以下的客车和总质量小于2500kg的轻型载货车改用市区10工况热起动法，增加控制HC和NOX，用碳罐收集法控制汽油蒸发。1975年起增加了城郊11工况冷起动试验法，并加严了10工况限值。表11-10为日本轻型车排放标准。日本轻型车排放标准(g／试验)表11-10车型最大总质量(GVW)t实施年份COHCNOX微粒(g/km)10工况（g/km）11工况10工况11工况10工况（g/km）11工况汽油乘用车19782000(1)2.71.278531.10.390.179.54.420.480.1762.5－汽油载货车≤1.7198119882000(1)172.71.271308531.12.70.390.17179.54.420.840.480.17862.5－1.7~2.519811994(1)1998(1)2001(1)17178.423.3613013010438.32.7270.390.1717.717.79.54.421.260.630.630.259.56.66.62.78－柴油载货车≤1.719881993(2)1997(2)2002(2)2.72.72.70.63－0.620.620.620.12－1.260.840.550.28－－0.340.140.0521.7~2.51988(2)1993(2)1997(2)2003(2)9802.72.70.63－6700.620.620.12－5001.820.970.49－－0.430.180.06(1)1994年起改为10.15工况，g/km；(2)1993年前1.7~2.2.5t柴油车为6工况，10-6，1993年后改为10.15工况，g/km。日本1989年提出更加严格的汽车排放法规，修改试验规范改为10.15工况，污染物限值标准主要是修改轿车，特别是柴油乘用车的污染物限值见表11-11。日本柴油乘用车NOX排放短期和长期目标表11-11最大总质量(GVW)t标准实施年份工况第一阶段第二阶段新短期目标(6)标准实施年份降低(%)标准实施年份降低(%)限值实施年份降低(%)≤1.250.981986MT(1)1987AT(2)10.15(5)工况0.721994290.4最大0.551997430.282002601.261986MT1987AT0.841994331998560.3067(1)MT手动变速器；(2)AT自动变速器；(3)≤1.25t;(4)1.25t;(5)1994年前为10工况；≤1.25t，NOX在1990年实施0.5g/km.1.25t,NOX在1992年实施0.6g/km；(6)1998年提出。为减轻大气污染，日本政府2003年3月25日公布了一项柴油车尾气排放标准的法令，对自2005年秋季出售的车辆做出了迄今为止全世界最为严格的规定。这项新法令对能引起呼吸器官不适的氮氧化物尤其是一种疑为致癌物质的微粒物的排放量做出了严格的限制，甚至严于欧美正在执行的标准。对运载量在3.5吨以上的大型卡车和客车，微粒物的允许排放量由0.18g／kW·h减少到0.027g／（kW·h），降低了85％；氮氧化物排放量由3.38g／（kW·h）减少到2g／（kW·h），降低了41％；中小型客运、货运车的标准则是微粒物由0.052～0.06g／（kW·h）减少到0.013～0.015g／（kW·h），降低了75％，；氮氧化物由0.28～0.49g／（kW·h）减少