排放控制法規(guī)知識第1頁/共35頁目錄一、尾氣排放概況二、排放控制法規(guī)美國加州大氣資源局法規(guī)（乘用車/輕型貨車）美國環(huán)保署(乘用車/輕型貨車)

歐盟法規(guī)(轎車/輕型貨車)

日本法規(guī)（轎車/輕型載貨車）

美國法規(guī)（重型貨車）歐盟法規(guī)（重型貨車）日本法規(guī)（重型貨車）三、排放測量技術(shù)第2頁/共35頁一、尾氣排放能耗的增加，主要礦物燃料消耗的增加，使得空氣質(zhì)量面臨著嚴峻的問題。除工業(yè)、家庭和發(fā)電裝置產(chǎn)生的排放以外，由汽車發(fā)動機產(chǎn)生的尾氣排放也占據(jù)了一個很重要的角色；在發(fā)達國家汽車排放占到總排放量的20%。為了達到限制汽車污染物排放的要求，車輛已經(jīng)安裝了輔助排放控制系統(tǒng)：

1、曲軸箱強制通風(fēng)系統(tǒng)

2、蒸發(fā)排放物控制系統(tǒng)第3頁/共35頁

燃燒產(chǎn)物：燃料完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式：

主要成分：H2O、CO2、N2

其他成分：一氧化碳(CO)

碳氫化合物(HC)

氮氧化合物(NOX)

二氧化硫(SO2)

顆粒物

所有燃燒過程中發(fā)生的二次反應(yīng)NOX燃料中的硫燃燒SO2CO燃料不完全燃燒

混合氣太濃空燃比不穩(wěn)定HC

支持空燃混合物完全燃燒的氧氣不足不完全燃燒和部分燃燒的碳氫化合物氣溶膠和硫酸附著的煙粒顆粒物第4頁/共35頁最主要的廢氣排放限制法規(guī)：加州大氣資源局法規(guī)；環(huán)保署法規(guī)；美國法規(guī)；歐盟法規(guī)；日本法規(guī)。車型劃分：試驗程序：根據(jù)車輛級別和檢測目的，檢測類別分為3種：

1.車型鑒定

2.序列產(chǎn)品車輛試驗（隨機檢測）

3.現(xiàn)場監(jiān)督（在車輛運行過程中對某項廢氣成分進行現(xiàn)場監(jiān)控）二、排放控制法規(guī)乘用車輕型貨車特種車輛重型貨車底盤動力測試儀發(fā)動機試驗臺架第5頁/共35頁美國加州大氣資源局法規(guī)（乘用車/輕型貨車）一、逐步實施

制定的排放限制標(biāo)準分為：低排放車Ⅰ(LEVⅠ)低排放車Ⅱ(LEVⅡ)①LEVⅠ標(biāo)準應(yīng)用在重量不超過6000磅（2721.55kg）生產(chǎn)年限在1994-2003年之間的乘用車和輕型貨車上。②LEVⅡ標(biāo)準自2004年起，應(yīng)用在重量不超過14000磅（6350.28kg）的新車上。加州大氣資源局的規(guī)定對下列成分作了限制：CO、NOx、非甲烷有機氣體(NMOG)、顆粒物。TLEV：瞬態(tài)低排放車輛LEV：低排放車輛ULEV：極低排放車輛SULEV：超低排放車輛第6頁/共35頁二、鑒定試驗對車輛污染物排放限制的鑒定試驗：①在50000英里或5年內(nèi)；100000英里(LEVⅠ)/120000英里(LEVⅡ)或10年不得超過限制。②車輛在150000英里內(nèi)滿足和應(yīng)用在120000英里上的同樣限制。對這種鑒定試驗，生產(chǎn)商必須從序列產(chǎn)品中安排兩組車輛來進行。第一組中每輛車在試驗前必須達到4000英里的使用里程。第二組做耐久性試驗，確定相關(guān)部件的劣化系數(shù)。耐久性試驗要求車輛在50000英里和

100000/120000英里的循環(huán)中達到規(guī)定要求。廢氣排放試驗在50000英里的試驗循環(huán)中進行。三、車隊平均值(非甲烷類有機氣體)車隊平均值由汽車生產(chǎn)商一年所售出的滿足非甲烷類有機氣體排放限制的所有車輛的非甲烷類有機氣體排放平均數(shù)計算得到。第7頁/共35頁四、現(xiàn)場監(jiān)控

1、不定期測試測試僅用于使用里程低于50000或75000英里的車輛。

2、車輛生產(chǎn)商的監(jiān)控自1990年起，強制車輛生產(chǎn)商對排放相關(guān)部件和系統(tǒng)出具質(zhì)量保證和損壞狀況的正式報告；報告的強制責(zé)任期限為5或10年，或者50000或100000英里，根據(jù)排放相關(guān)部件或系統(tǒng)的保修期來定。報告包括：排放保證信息報告、現(xiàn)場信息報告、排放信息報告。第8頁/共35頁

美國環(huán)保署(乘用車/輕型貨車)一、排放限制環(huán)保署法規(guī)對下列污染物作了排放限制：一氧化碳、氮氧化物、非甲烷有機氣體(NMOG)、甲醛、顆粒物。使用75號聯(lián)邦測試程序的行駛循環(huán)來確定污染物排放量。二、尾氣等級

Tier2將乘用車劃分為10個排放限制標(biāo)準，將重型貨車劃分為11個排放限制標(biāo)準。2007年后，9~11級的限制標(biāo)準被逐步取消。環(huán)保署規(guī)定從2004年開始準手Tier2標(biāo)準。Tier2標(biāo)準的變化有以下幾點：①氮氧化合物瞬時平均值的介紹。②甲醛被劃歸到另外一個污染物類系里。③最大允許總重量指標(biāo)達到2.72噸的轎車和輕型貨車被劃歸到獨立的一個車輛級別中。④中型乘用車構(gòu)成一個獨立的級別。⑤“設(shè)計使用里程”達到1920000km第9頁/共35頁三、逐步實施

自2004年Tier2開始被實施起，至少25%的新的注冊在案的轎車和超輕型卡車須遵循此標(biāo)準系列，法規(guī)規(guī)定遵循此標(biāo)準的車輛數(shù)量應(yīng)按照25%的增長率逐年遞增。所以的汽車生產(chǎn)商應(yīng)在2007年全部滿足Tier2標(biāo)準。對于中型乘用車/重型卡車這個級別，最后達標(biāo)期限為2009年。四、車隊平均值

氮氧化物的排放量成為汽車生產(chǎn)商確定其車隊平均值的決定因素五、車隊燃油經(jīng)濟性

法規(guī)規(guī)定了轎車的燃油消耗率限制在8.55L/100km。六、現(xiàn)場監(jiān)督

(1)不定期測試

環(huán)保署的法規(guī)要求以75號聯(lián)邦測試程序的測試循環(huán)為基礎(chǔ)對在用車進行尾氣排放的隨機測試。測試對象分為低里程車和高里程車。

(2)車輛生產(chǎn)商的監(jiān)控

從1972年起，生產(chǎn)商開始從某些車輛型號生產(chǎn)年之后對車輛實施車輛監(jiān)督。如果在某型產(chǎn)品的生產(chǎn)年度里，有確認不少于25件與排放有關(guān)的零部件是有缺陷的，生產(chǎn)商有義務(wù)作出與排放有關(guān)的零部件或系統(tǒng)的損害報告。生產(chǎn)商在車輛型號生產(chǎn)后的五年內(nèi)均有此報告義務(wù)。報告內(nèi)容須包含對缺陷的零部件的損壞描述，對尾氣排放的影響評估以及生產(chǎn)商能做出的應(yīng)對措施。第10頁/共35頁

歐盟法規(guī)(轎車/輕型貨車)針對轎車/輕型貨車的排放限制包含在下列的尾氣排放標(biāo)準中。歐Ⅰ（自1992年7月1日期實施）。歐Ⅱ（自1996年1月1日期實施）。歐Ⅲ（自2000年1月1日期實施）。歐Ⅳ（自2005年1月1日期實施）。一個新的廢氣排放標(biāo)準是通常被分為兩個階段進行介紹：第一階段：滿足新的車型鑒定的車輛模型須符合新制定的排放限制標(biāo)準。第二階段：通常是一年以后，每輛新注冊的車輛都必須符合新的限制。一、排放限制歐盟標(biāo)準對以下污染物作出了限制：一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物、顆粒物。第11頁/共35頁二、型號鑒定

歐盟的類型認可測試與美國的流程基本相似，區(qū)別在于歐盟補充了對廢氣不透明度的測量。法規(guī)中確定了各個污染成分的劣化系數(shù)，這些系數(shù)用于評估測試結(jié)果。測試車輛在測試前被允許有3000km的使用里程；在超過80000km的特定耐久性測試期間，生產(chǎn)商允許出關(guān)于非主要劣化系數(shù)的確定報告。車輛在80000km/100000km使用里程內(nèi)或者5年使用期內(nèi)都須滿足規(guī)定的限制。

類型測試：針對型號鑒定有6個不同的類型測試。其中，類型Ⅰ和類型Ⅴ測試應(yīng)用于柴油車。類型Ⅰ測試：評估冷啟動時的尾氣排放類型Ⅴ測試：評估尾氣減排裝置的長期耐久性。三、二氧化碳的排放自愿計劃關(guān)于CO2的排放目標(biāo)是：到2008年，燃油消耗率為5.8L/100km的轎車的CO2排放量不超過140g/km。四、現(xiàn)場監(jiān)督測試車輛須符合以下標(biāo)準：◆使用里程數(shù)在15000~80000km之間，車齡在6個月到5年之間?！粢话愕姆?wù)檢查按照汽車生產(chǎn)商的規(guī)定來進行?！魷y試車輛不得有非標(biāo)準使用跡象（如操縱、大修等）。如果個別車輛的排放無法達到測試標(biāo)準，須確定超標(biāo)的排放來源；如果在隨機測試中，不只一輛車的排放超標(biāo)，無論什么原因，測試結(jié)果都只能是不合格。第12頁/共35頁五、定期的排放檢查（德國排放檢查）

針對汽油車，重點放在一氧化碳的檢查上，而對于柴油車，不透明度測試是主要的衡量標(biāo)準。自從有了車載診斷系統(tǒng)后，測試車載診斷系統(tǒng)（OBD）是否工作正常，也成了尾氣測試工作的一部分。第13頁/共35頁

日本法規(guī)（轎車/輕型載貨車）總重不超過3.5t的車輛被分為3個級別：乘用車（10座以下）、1.7t以下的輕型車和3.5t以下的中型車。與其他兩個級別相比，法規(guī)對中型車在氮氧化合物和顆粒物上的限制要稍高一些。一、排放法規(guī)日本法規(guī)對下列排放物的標(biāo)準作了規(guī)定：一氧化碳氮氧化物碳氫化合物顆粒物（僅用于柴油車輛）煙度（僅用于柴油車輛）在10-15試驗方式中進行排放污染物的測量。于2005年引入冷啟動實驗環(huán)節(jié)。二、車隊燃油經(jīng)濟性日本正在計劃旨在減少轎車二氧化碳排放的措施。還有一個確定所有乘用車的平均油耗的提案，該提案預(yù)計根據(jù)車重制定的排放限制標(biāo)準將階段逐步實施。第14頁/共35頁一、排放限度美國標(biāo)準針對柴油機的排放限制有：碳氫化合物；一氧化碳；氮氧化合物；非甲烷碳氫化合物；顆粒物；尾氣不透明度。排放限度與發(fā)動機的輸出動力相關(guān)。動態(tài)試驗循環(huán)（重型卡車瞬態(tài)循環(huán)）期間，試驗人員通過冷啟動程序，在發(fā)動機試驗臺架上對排放物進行測量。試驗人員使用聯(lián)邦煙度試驗測量尾氣不透明度。2004年對氮氧化合物作了更加嚴格的限制。非甲烷碳氫化合物和NOx被歸到一起作為一個綜合指標(biāo)。對CO和顆粒物的限制與1998年的標(biāo)準處于同一水平。2006年柴油中的最大硫含量將從0.05%減至0.0015%。2007年氮氧化合物和顆粒物的排放限制量是之前的10%。對非甲烷碳氫化合物和氮氧化合物的排放限制將逐步實施至2010年。二、同意法令1998年同意法令規(guī)定：可適用的排放限制須在動態(tài)的測試循環(huán)之外加上簡化的穩(wěn)態(tài)歐洲13級試驗。此外，不管車輛是什么驅(qū)動模式，排放量不得超過2004年的限制25%以上。三、長期符合從2004年開始，重型貨車須在13年的期限內(nèi)或者435000英里的里程內(nèi)符合長期的排放限制。

美國法規(guī)（重型貨車）第15頁/共35頁

歐盟法規(guī)（重型貨車）

重型貨車：所有重量超過3.5t，或人員運載能力超過9人的車輛。一、排放限制對于商用車的柴油機，歐洲標(biāo)準對碳氫化合物（碳氫化合物和非甲烷碳氫化合物）、CO、NOx、顆粒物和尾氣不透明度均作了限制。從2000年10月起，歐Ⅲ排放標(biāo)準水平被應(yīng)用到了對所有新發(fā)動機的型號鑒定上。尾氣排放物的測量---在13級歐洲穩(wěn)態(tài)測試循環(huán)中進行。尾氣不透明度的測量---在歐洲負載響應(yīng)輔助試驗中進行。裝有與排放限制有關(guān)的柴油機---在動態(tài)的歐洲瞬態(tài)循環(huán)中進行測試。從2005年10月起，歐Ⅳ排放限制標(biāo)準開始用于新的車型鑒定，一年后應(yīng)用于序列產(chǎn)品。歐Ⅳ和歐Ⅲ相比，顆粒物排放量減少了80%。2008年10月，歐Ⅴ排放標(biāo)準將用于所有新發(fā)動機的鑒定，且1年后用于所有序列產(chǎn)品車輛。與歐Ⅳ相比，歐Ⅴ只對氮氧化合物作了更加嚴格的限制。二、極低排放車輛自愿性排放限制由歐洲瞬態(tài)循環(huán)、歐洲穩(wěn)態(tài)循環(huán)和歐洲負載響應(yīng)排放限制試驗所使用的增強型環(huán)保車輛來確定。其氮氧化合物和顆粒物的排放限制須符合歐Ⅴ標(biāo)準的歐洲瞬態(tài)循環(huán)排放限制。其碳化氫、非甲烷類碳氫化合物、CO和廢氣不透明度排放標(biāo)準要比歐Ⅴ標(biāo)準嚴格的多。第16頁/共35頁第17頁/共35頁第18頁/共35頁

日本法規(guī)（重型貨車）重型貨車：重量超過3.5t或乘員容載量超過10人的車。一、排放法規(guī)“新的短期規(guī)定”從2003年10月開始實施。日本法規(guī)對HC、NOx、CO、顆粒物和廢氣不透明度的限制作了規(guī)定。排放水平通過13-級試驗（熱試驗）來測量，廢氣不透明度通過日本煙度試驗來測量?！靶碌拈L期規(guī)定”于2005年10月生效。與2003年相比，排放限制被一分為二，顆粒物的排放量減少75%。二、區(qū)域規(guī)劃

自2003年起，東京地區(qū)實施了針對車超過3500kg的“車輛氮氧化合物”法。這項規(guī)定要求車輛在注冊后8~12年內(nèi)，氮氧化合物和顆粒物的排放必須符合盛行的排放限制水平。相同的原則也適用于顆粒物的排放。

第19頁/共35頁車型鑒定車型鑒定是對發(fā)動機或車輛級別進行一般性認證的前提。這樣能確保車輛在試驗循環(huán)中符合規(guī)定的排放限制。

試驗循環(huán)：不同的國家根據(jù)各自的實際情況對以下兩個步驟作了不同的規(guī)定。被設(shè)計用來模擬車輛在實際公路上的運行情況的試驗循環(huán)由勻速行駛和勻加速行駛階段組成的綜合性的試驗循環(huán)

美國乘用車和輕型貨車的試驗循環(huán)

一、聯(lián)邦試驗程序75號試驗循環(huán)

1、前提條件車輛被置于室溫為20~30℃的室內(nèi)12h。

2、污染物的收集車輛在特定的速度循環(huán)下啟動并運行。不同階段車輛所排放的污染物將被收集在不同的袋子內(nèi)。穩(wěn)態(tài)的廢氣試驗或動態(tài)試驗乘用車輕型貨車重型貨車動態(tài)試驗循環(huán)第20頁/共35頁①冷瞬態(tài)階段收集冷試驗階段的廢氣。②穩(wěn)態(tài)階段穩(wěn)態(tài)狀態(tài)是指從發(fā)動機啟動505s后開始的穩(wěn)定狀態(tài)。在行駛循環(huán)中不間斷地進行廢氣采集。總計1365s之后，穩(wěn)態(tài)階段結(jié)束，發(fā)動機關(guān)閉并停止運轉(zhuǎn)600s。③熱瞬態(tài)階段發(fā)動機重新啟動并開始進行熱試驗。熱瞬態(tài)階段的速度循環(huán)與冷瞬態(tài)階段相同第21頁/共35頁二、聯(lián)邦試驗程序補充安排試驗由以下的行駛循環(huán)構(gòu)成FTC（聯(lián)邦試驗程序）75號循環(huán)。SC03循環(huán)US06循環(huán)補充試驗是為了檢查下列額外行駛狀況長時間高速行駛車速的急劇變化從靜止開始的發(fā)動機啟動并加速速度發(fā)生頻繁的較小的變化的運行停車階段空調(diào)開啟時的運行狀況在前提條件都已具備的情況下，SC03循環(huán)和US06循環(huán)再沒有廢氣收集的聯(lián)邦試驗程序75號冷瞬態(tài)階段進行。此過程還須具備其他的一些前提條件。SC03循環(huán)在溫度為35℃，相對濕度為40%的條件下進行（僅在車載空調(diào)開啟的情況下）。各自的行駛循環(huán)的比重劃分如下：第22頁/共35頁車載空調(diào)開啟時為35%FTP75+37%SC03+28%US06。車載空調(diào)關(guān)閉時為72%FTP75+28%US06。聯(lián)邦試驗程序補充和聯(lián)邦試驗程序75號試驗循環(huán)須分開獨立完成。歐洲乘用車和輕型貨車的試驗循環(huán)新歐洲標(biāo)準測試循環(huán)修訂版（MNEDC）與新歐洲標(biāo)準測試循環(huán)（歐Ⅱ）不同點：

MNEDC：包括冷啟動環(huán)節(jié)。歐Ⅱ：車輛完成啟動40s之后才開始進行。1、前提條件車輛在環(huán)境溫度為20~30℃時，最少運行6小時。2、污染物的采集廢氣的采集過程分為以下兩個階段：①最大時速為50km/h的市區(qū)試驗周期。②最大時速為120km/h的郊區(qū)試驗周期。第23頁/共35頁日本乘用車和輕型貨車的試驗循環(huán)

熱試驗的前提條件程序包括怠速條件下的廢氣試驗。試驗程序如下：①車輛以60km/h的行駛速度暖身15min之后，試驗人員在怠速條件下，對排氣管中的碳化氫、一氧化碳和二氧化碳進行測量。②車輛第二次以60km/h的時速行駛5min進行暖車，在暖車完畢后進行試驗。第24頁/共35頁

重型貨車的試驗循環(huán)一、歐洲自歐Ⅲ標(biāo)準推出起(2000年10月)，歐洲對重量超過3.5t，座位數(shù)超過9個的車輛，實施了歐洲穩(wěn)態(tài)循環(huán)的新的13-級試驗，試驗程序規(guī)定了13-級穩(wěn)態(tài)試驗中的發(fā)動機全負荷曲線的測量。每個操作點測出的各種排放指標(biāo)依照特定的因素劃分比重。同樣對功率輸出比進行劃分。每種污染物的測試結(jié)果通過將該污染物占總排放量的比重除以對應(yīng)的功率輸出得到的。

氣體排放物和顆粒----歐洲瞬態(tài)循環(huán)廢氣不透明度----歐洲負載響應(yīng)實驗

試驗循環(huán)總是伴隨著實際道路行駛環(huán)節(jié)，并劃分為3個部分：市區(qū)段、郊區(qū)段和高速公路段。試驗時間的長度為30分鐘，而且在規(guī)定的時間內(nèi)須維持一定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩水平。第25頁/共35頁二、日本日本13-級穩(wěn)態(tài)試驗被用來測量污染物的排放。與歐洲穩(wěn)態(tài)循環(huán)相比，其試驗是重點放在更低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷上。三、美國自1987年起，美國重型貨車的發(fā)動機試驗根據(jù)穩(wěn)態(tài)試驗循環(huán)，在發(fā)動機臺架上進行，其中包括冷啟動環(huán)節(jié)。與歐洲的瞬態(tài)循環(huán)相比，不同的是其加入了怠速環(huán)節(jié)。聯(lián)邦煙霧循環(huán)被用來在動態(tài)和準穩(wěn)態(tài)條件下測試廢氣不透明度。第26頁/共35頁三、排放測量技術(shù)1、用于車型鑒定的排放試驗第27頁/共35頁定容采樣稀釋程序稀釋的目的：①稀釋可以避免廢氣中所包含的水蒸氣發(fā)生凝結(jié)。②防止廢氣中的某些成分溶于水。③避免了所收集廢氣中的成分發(fā)生二次反應(yīng)。定容采樣法的過程：試驗車輛排放出的廢氣與空氣按照1:5~1:10的比例進行稀釋后，試驗人員使用一種特殊的泵對混合氣體進行提取。這樣確保包含了廢氣和稀釋空氣的總體積流量保持不變。持續(xù)不斷從稀釋的廢氣流中采集到的樣本被收集在一個或多個廢氣包里。灌裝廢氣包的過程一般要對應(yīng)試驗循環(huán)所劃分的不同階段來進行。灌裝完樣品袋后，這些采樣包中的氣體樣本就被用來分析測量污染物濃度。第28頁/共35頁2、排放測量設(shè)備①不分光紅外線分析儀----測量一氧化碳和二氧化碳的濃度原理：利用某些氣體能吸收在一個狹窄的特征波長波段內(nèi)的紅外線的能力。氣體吸收的輻射轉(zhuǎn)化為氣體分子振動和轉(zhuǎn)動的能量。測量過程：試驗氣體由入口3進入吸收室2，測量紅外射線經(jīng)過吸收室和參考室7后通過旋轉(zhuǎn)遮光器8和光學(xué)濾清器4進入探測器9，探測器分為2個室，兩室之間通過一層膜片連接，室內(nèi)包含了用于分析的氣體成分樣本。參考單元的那個室將這些惰性氣體的特征射線都吸收掉了，吸收單元的那個室將試驗氣體的特征射線吸收掉。所以兩個探測室吸收的射線和剩余的射線是不同的，這樣就形成了一個壓力差，使得探測器兩室之間的膜片偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)的撓度的大小對應(yīng)的就是試驗氣體污染成分的濃度。原理：利用某些氣體能吸收在一個狹窄的特征波長波段內(nèi)的紅外線的能力。氣體吸收的輻射轉(zhuǎn)化為氣體分子振動和轉(zhuǎn)動的能量。第29頁/共35頁②化學(xué)發(fā)光測試儀----測量氮氧化合物的濃度測試過程：該測試儀僅被用來去定NO的濃度。在測量NO和NO2的總濃度之前，試驗氣體會被引入一個轉(zhuǎn)換器，在轉(zhuǎn)換器中，NO2被轉(zhuǎn)化成了NO。試驗氣體中含有的NO被臭氧所氧化形成NO2

；在這個過程中部分生成的分子處在一種活躍的狀態(tài)。當(dāng)這些分子回復(fù)到他們的基本狀態(tài)時，他們的能量以光的形式被釋放掉。光電探測器能測量出發(fā)光的能量；在特定條件下，發(fā)光能量與試驗氣體中的氮氧化合物的濃度成