发布时间:2014-07-23 来源:中国汽车报网
我国先后制定了国1至国4排放标准,不断严格限制机动车尾气排放。这些排放法规基本上套用欧洲体系,汽车企业对此似乎已经习惯。北京的排放要求更高,不仅率先实施京5标准,《北京市2013-2017年清洁空气行动计划》 更明确提出2016年力争实施第六阶段机动车排放标准。人们习惯称第六阶段机动车排放标准为“京6”标准。
然而,“京6”将借鉴美国标准,在国内汽车界引起了巨大反响。为了让大家对此有比较全面的认识,7月15日,中国汽车工程学会汽车环境保护技术分会在北京举办“美国机动车排放标准介绍与交流会”。来自国内外十多位专家发表了演讲,从不同方面介绍了美国标准。
欧美标准各有侧重
随着汽车尾气污染日益严重,立法限制排放势在必行,世界几个汽车大国在上世纪六七十年代陆续对汽车尾气排放建立了相应的法规制度。美国西南研究院湛日景博士说:“各国制定排放法规主要有两个目的,一是降低排放;二是推动技术进步。”
目前,全球汽车排放标准形成三大体系,欧洲体系、美国体系和日本体系,日本体系影响力较低,欧洲体系和美国体系被更多国家采用,他们的侧重点各有不同。湛日景说:“比较欧洲和美国排放体系主要考虑5个要素,排放限值、测试工况、燃油和润滑油品质、耐久性和强制措施。”
欧洲市场上的车辆无论是轿车还是货车,大多使用柴油发动机,据介绍,欧洲柴油车比例超过60%;美国柴油车数量较少,占比低于2%,超过98%的车辆使用汽油。欧洲燃料价格较高,柴油有较高的燃烧经济性和使用成本低的优势,造成欧洲柴油车数量较多。两者车辆类型存在较大差异,对排放法规的制定造成了较大影响。
在排放限值方面,欧洲体系对柴油车比较“关照”,美国体系表现出“燃油中性”。2009年实施的欧Ⅴ标准,汽油和柴油车NOx(氮氧化物)限值分别为60mg/km 和180mg/km,柴油车限值明显高于汽油车;2014年实施的欧Ⅵ标准,汽油车NOx限值不变,柴油车降为80mg/km,依然高于汽油车。美国排放法规Tier2对汽油车和柴油车一视同仁,均要求达到43mg/km。
欧洲体系和美国体系在测试方法上有很大不同。欧洲采用稳态工况,该方法只有稳定的匀速过程,加载保持固定值。该方法简单易行,但与实际情况相差甚远,日常生活中,车辆运行大多数是瞬态过程。美国采用瞬态工况,该方法对底盘测功机控制精度要求较高,能够精确测量每辆车每公里排放多少污染物。
燃油中硫含量对污染物排放有较大影响,欧洲标准对此有明确要求,硫含量不得高于10ppm。美国环保署(EPA)2013年3月29日提出法规建议,从2017年1月1日起将美国汽油硫含量从当前的30ppm 大幅削减至10ppm,第三阶段(Tier3)汽油硫含量标准与欧洲水平相似。
耐久性方面,不同演讲人给出的材料有所不同,湛日景在演讲中提到,欧洲标准在ORVR(车载加油蒸汽回收)方面没有耐久性要求,也没有在用符合性要求,美国标准有耐久性测试要求,也有在用符合性要求。康宁公司何苏浩博士提到欧Ⅵ耐久性要求16万公里,美国Tier2要求19.2万公里。
强制措施方面,两者的区别也较明显。欧Ⅵ标准从2014年开始实施第一阶段,2017年开始为第二阶段,美国Tier3标准将于2017年实施,在实施过程中设置了过渡期,给予部分企业缓冲。两者均需对法规要求达标,不符合要求者将给予严厉惩罚。
两者之间还有其他的不同之处,比如,欧洲标准有PN(颗粒物数量)要求,美国标准未来有可能采用PN。
不过,欧Ⅵ标准和美国Tier3也有很多相似之处,比如,都强制柴油车用DPF(颗粒捕集器)。据介绍,欧Ⅵ标准制定过程中,部分参考了美国加州标准。
湛日景说:“总体来看,欧洲标准一直注重形式认证,OBD比较简单; 美国标准主要关注在用车和实际排放控制。
加州标准更加严格
交流会上,发言嘉宾都认为加州LEVⅢ是全球最严格的排放标准。天津亿利汽车环保科技有限公司总工程师龙顺洪说:“加州标准总是比美国标准严格,无论是LEVⅠ还是LEVⅡ,都是如此。2012年1月,美国加州正式确定LEVⅢ,有效期为2015年~2025年。LEVⅢ非常严格,在执行过程中,不是一步到位,中间有过渡期,2020年必须全部达标。”
LEVⅢ要求 PM 不得高于0.01g/km,HCHO(甲醛)不得高于4mg/km,CO(一氧化碳)不得高于4.2g/km,NMOG(非甲烷有机气体)+NOX不得高于0.16g/km。
欧Ⅵ部分参考了加州标准,龙顺洪为大家详细介绍了欧Ⅵ与加州LEVⅢ的异同点。
欧洲轻型柴油机(LDD)市场成熟,占比相当大,美国市场占比较低,增长缓慢,但稳中有升。美国生产的轻型柴油机部分出口欧洲市场,投放本地市场的产品依然有限。与美国相比,欧洲柴油价格较低廉,NOX限值更高,有助于轻型柴油机发展。
在硫含量方面,欧Ⅵ为10ppm,加州LEVⅢ为15ppm,这项要求高于欧Ⅵ标准,与目前美国炼油厂硫含量高于欧洲产品有较大关系。测试的生物质柴油欧Ⅵ标准为15%,加州LEVⅢ标准为10%。
在挥发性控制方面,加州LEV Ⅲ标准要求EC耐久性、在用车以及OBD符合要求,欧Ⅵ没有这方面的要求; 在燃油经济性方面,加州LEVⅢ为4.36升/百公里,欧Ⅵ没有这方面要求;在测试循环方面,欧Ⅵ采用WLTC,与现有的NEDC变化较大,有不同的瞬态工况代表城市、调整和极端驾驶情况,加州 LEVⅢ采用 FTP-75,US06/SC03体系。
在NOX方面,欧Ⅵ要求0.06g/km(M1,乘用车),加州LEVⅢ分为6个等级,最后的等级更加严格;耐久性里程方面,欧Ⅵ要求16万公里,加州LEVⅢ要求15万公里。
两者相同之处都要求安装DPF和OBD来满足排放要求。
探索适合中国的排放标准
北京市环保局机动车排放管理处处长李昆生参加了交流会,并发表演讲,他说:“实施更加严格的排放标准只有一个目的,中国的排放标准必须为中国空气质量的改善做出应有贡献。”
我国制定排放法规一直沿用欧洲标准,为防止大气污染做出了一定贡献,但也暴露出了问题。李昆生说:“作为全世界最大的汽车生产国和消费国,从长远看,制定适合中国国情的排放标准法规势在必行。目前,排放法规的技术支持、保障能力有限,面对北京十分严重的大气污染,基于我们十几年来治理机动车污染的经验和教训,借鉴世界上最严格,也被证明最有效的美国加州排放标准,是目前最好的选择。”
李昆生进一步说:“我们并不一定要制定地方标准,如果我们制定的标准草案和相关试验结果可以被国家第六阶段标准采纳,比如在国六标准中有两种标准限值,一种是较为严格的,如上所述,一种是欧Ⅵ标准,由有需求的地区选择执行,我们可以接受。去年制定北京市清洁空气行动计划时强调第六阶段机动车排放标准,而不是‘京6’标准。”
李昆生从地理环境、车辆测试工况、行驶情况等几方面阐述了借鉴美国加州标准的原因。欧洲的纬度普遍高于中国,中国的纬度与美国相近;中国车辆超过99%使用汽油,与美国相近,与欧洲绝大多数为柴油车相差较大; 欧洲采用稳态循环,美国为瞬态工况,更符合北京市或中国其他大城市瞬变的实际驾驶情况;欧洲NEDC工况中城区占比37%,美国FTP工况中城区比例为52%,北京市车辆大部分为城区工况;欧洲NEDC工况加减速比例约为36%,匀速比例40%;美国FTP 工况加减速比例约为54%,匀速比例29%,北京市道路拥堵严重,车辆加减速更加频繁;欧洲NEDC工况最高速度为120公里/小时,美国FTP工况最高速度约为91公里/小时,而北京大部分道路限速在100公里/小时以内。“实施更严格的机动车排放标准,不仅有助于空气质量改善,也有助于实现建设汽车强国的目标。”李昆生最后说。