重型柴油車排放技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀文獻(xiàn)綜述1.1國內(nèi)外排放法規(guī)發(fā)展歷程日益加劇的環(huán)境問題使世界各國認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要，1960年CARB(CaliforniaAirResourcesBoard)出臺(tái)污染物排放限值標(biāo)準(zhǔn)之后，世界各國相繼出臺(tái)污染物排放限值標(biāo)準(zhǔn)。目前為止世界主要以歐美日三大法規(guī)為主。美國加州的尾氣排放總量管理標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)在近年美國加州發(fā)展的主要幾個(gè)過程我們可以大致分析和認(rèn)為:1959年,開始實(shí)施嚴(yán)格控制所有美國加州汽油車和機(jī)動(dòng)車的CO和HC汽車尾氣的總量排放,制定了美國加州大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),自此美國排放法規(guī)開始逐漸完善。1966年,首次建立了有關(guān)HC和CO的汽車尾氣污染物排放總量的標(biāo)準(zhǔn);1974年,首次新增了穩(wěn)態(tài)十三條工況下并引進(jìn)了HC、CO、NOX的限值污染物排放要求;1978年,開始了HC污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn),由于發(fā)動(dòng)機(jī)的型式不同,對(duì)HC污染物排放總量要求也不同,總體排放總量在5.0~14g/km之間;自1985年起至今,采用EPA瞬時(shí)工況進(jìn)行研發(fā);1988年,要求從1994年起生產(chǎn)的柴油汽車設(shè)計(jì)并配置汽車檢查診斷儀,根據(jù)汽車工況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每輛汽車的排放;1998年,采納LEVII污染物排放總量控制標(biāo)準(zhǔn);1999-2003年,實(shí)施了Tier1和TLEV標(biāo)準(zhǔn);2004統(tǒng)一法規(guī)為US法。日本作為目前世界第二大汽車生產(chǎn)國,從1973年采用了穩(wěn)態(tài)6工況檢測(cè)方法的汽車排放法規(guī),限制了CO,HC,NOx的3種污染物濃度，其開始發(fā)展時(shí)間比美國稍晚開始，70年代以后以NOx為首的排放限制值得到強(qiáng)化，加速了排放法規(guī)的演變。從1994年開始變更為排放量總量的控制,并在2011年追加PM限制值，調(diào)整6工況的實(shí)驗(yàn)旋轉(zhuǎn)速度比和負(fù)荷率，修改為穩(wěn)定狀態(tài)的13工況試驗(yàn)法，一直使用至今。近幾年的法規(guī)主要針對(duì)NOx和PM的限值，于2003年頒布了史上最嚴(yán)格的柴油車尾氣排放法規(guī)。PM排放限制值為0.18g/kW演變?yōu)楦鼮閲?yán)格的的0.027g/kWh，NOx排放限制值由3.38g/kWh變?yōu)?g/kWh，對(duì)同時(shí)期的歐美排放標(biāo)準(zhǔn)也很嚴(yán)格。歐洲的排放管理法規(guī)定度是三大主流排放制度中使用最多的。歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)ECE從1960年到現(xiàn)在，形成了涵蓋安全、節(jié)能、環(huán)境等的109個(gè)汽車尾氣污染物排放。政策和法規(guī)制度,1981年開始實(shí)施的排放法規(guī)采用穩(wěn)定狀態(tài)的13工況來測(cè)試排放氣體。自2000年實(shí)施歐洲第三法規(guī)以來，試驗(yàn)工況已由原來的穩(wěn)態(tài)13種工況成為目前的3種測(cè)試方法歐洲的穩(wěn)態(tài)循環(huán)ESC、歐洲的瞬時(shí)溫度循環(huán)ETC和歐洲煙度超負(fù)荷測(cè)量ELR。歐三標(biāo)準(zhǔn)有ESC和ETG兩種不同可選擇的工況,ETC針對(duì)裝配式排放控制器驅(qū)動(dòng)裝置柴油汽車,檢查其動(dòng)態(tài)性能，歐洲四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從一開始就強(qiáng)制實(shí)施ETC的勞動(dòng)狀況。從歐元4到歐洲5，PM的限制值減少了80%。另外，從歐5b階段開始引入PM的數(shù)量限制。從歐元5到歐洲6，NOx的限制值減少了55.6%。燃料中硫的含量是對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很大影響的，歐洲標(biāo)準(zhǔn)將其納入考慮，要求硫的含量不要超過10ppmo。我國作為發(fā)展中國家，在制定大氣污染對(duì)策相關(guān)法規(guī)方面開始落后。汽車污染控制工作從環(huán)境保護(hù)法公布后開始。歐洲法規(guī)對(duì)測(cè)試車輛的寬度和路況等各方面更符合我們的國情。而且，現(xiàn)在中國的轎車的車型大多是從歐洲進(jìn)口的。從上世紀(jì)80年代初期開始，我國的法規(guī)就采用了先易后難的多階段進(jìn)展式的立法。表1、介紹了我國重型車用柴油機(jī)排放限值的演變。我國從1996年起草了第一個(gè)針對(duì)重型柴油車排放法規(guī)，京DHJB3-1999作為國內(nèi)首個(gè)正式車用柴油車排放法規(guī)，在北京公布實(shí)施之后，國家環(huán)境保護(hù)總局于2001年正式實(shí)施了GB17691-1999的污染物排放限制標(biāo)準(zhǔn)，即國家標(biāo)準(zhǔn)。2005年公布的GB17691-2005直接對(duì)我國第三階段到第五階段的污染物排放限制值和測(cè)定方法提出了相應(yīng)要求。對(duì)于國家的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，可以采用機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)來滿足排放要求。在這十幾年的不斷完善下，從國家到國家的五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和歐洲排放體系的標(biāo)準(zhǔn)之間的時(shí)間差越來越短了。2018年發(fā)表的6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，接近歐美排放體系標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)和我國國情，提出了史上世界上最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)之一。與國家五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相比，國家六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)附加更加嚴(yán)格的排放限制值和測(cè)試工況。追加實(shí)際道路PEMS測(cè)試。嚴(yán)格的排出控制裝置的耐久性要求。第一次共同控制排放和耗油量。在歐洲六和美國BDIII的融合要求下，首次將遠(yuǎn)程排放監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)用于國家標(biāo)準(zhǔn)。在第二章中，對(duì)國家六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的遠(yuǎn)程排放管理終端進(jìn)行進(jìn)一步分析。表1、我國重型柴油車排放限值實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施時(shí)間污染物排放限值（g/kWh）煙度（m-1）COHCNOxPM國一2001年4.51.180.36——國二2004年41.170.15——國三2007年2.10.6650.10.8國四2010年1.50.463.50.020.5國五2012年1.50.4620.020.5國六2019年1.50.130.40.010.51.2減排技術(shù)的發(fā)展逐漸嚴(yán)格的排放法規(guī)，不僅改善了空氣質(zhì)量，也促使汽車尾氣排放減排技術(shù)逐漸發(fā)展。柴油車減排技術(shù)以燃燒室為界限，燃燒室內(nèi)為機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)，燃燒室外為尾氣控制技術(shù)，并且由故障診斷技術(shù)監(jiān)控控制。機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)的主要核心是改善燃燒條件，減少氮氧化物、顆粒物的生成，改善燃燒與噴射條件的方法主要有：電控共軌、均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火燃燒（HCCI）,預(yù)混合稀薄燃燒（PREDIC），低溫預(yù)混合燃燒（MK）、提高燃油質(zhì)量等。尾氣控制技術(shù)主要核心將尾氣進(jìn)行處理，減少污染物排放。主要方法為廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）、催化還原法（SCR）。EGR主要工作原理根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件適時(shí)的將部分發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)生的氣體壓回發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室參與燃燒，減少氮氧化物的生成，但將廢氣繼續(xù)參與燃燒的方法雖減少了氮氧化物的生成，但卻增加了顆粒物的生成，所以EGR后續(xù)需要進(jìn)一步結(jié)合廢氣處理裝置。第一代車載診斷系統(tǒng)(OBD-I)最早出現(xiàn)于1988年,由當(dāng)時(shí)SAE(美國通用汽車電子工程學(xué)會(huì))與CARB(加利福尼亞大氣資源管理委員會(huì))等國際組織與研究機(jī)構(gòu)共同合作開發(fā)。初期OBD-I雖然已經(jīng)成功解決了部分的技術(shù)問題,但是還仍然存在一些主要缺陷,只能監(jiān)控排放系統(tǒng)故障,而且對(duì)其它排放系統(tǒng)的發(fā)生故障毫不能起作用。更為嚴(yán)重的一種情況就是,OBDⅠ不具有統(tǒng)一的故障診斷協(xié)議，更不必說診斷接口。甚至連一個(gè)診斷故障碼的編碼都根本不具備這種通用性。由于沒有統(tǒng)一協(xié)議，不同廠商代碼存在差異，為維修帶來一些不必要麻煩。OBDⅡ不僅是OBDⅠ的完善并且是SAE提出的一套規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)，第二代車載檢測(cè)與診斷系統(tǒng)于20世紀(jì)90年代中期產(chǎn)生。OBDⅡ被強(qiáng)制地要求搭載到汽車上,并且定義了通用診斷模式，配備了統(tǒng)一的車載OBD接口，為監(jiān)管與維修提供了便利。OBDⅡ雖然對(duì)故障做出了統(tǒng)一規(guī)定，可以提供車輛故障信息，但無法對(duì)車輛維護(hù)與保養(yǎng)做出建議。因此美國首先提出OBDⅢ系統(tǒng)。強(qiáng)制地要求駕駛員在故障后對(duì)汽車進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)。為了充分滿足國家的污染物排放政策和環(huán)保需求,OBDⅢ系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛的安全性檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)和污染物排放監(jiān)督管理一體化,隨著社會(huì)逐漸步入大數(shù)據(jù)時(shí)代，對(duì)車載診斷系統(tǒng)也進(jìn)行了同樣的要求,OBDⅢ系統(tǒng)恰恰就是將各類數(shù)據(jù)都融匯到了服務(wù)器中。而隨著新能源車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣應(yīng)用,今后OBDⅢ系統(tǒng)將會(huì)更加完善ECU的行駛數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),并且它還可以實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)到ABS系統(tǒng)、車身和傳感器系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等與此相關(guān)的行車數(shù)據(jù)和事件發(fā)生的故障信息,再將這些故障數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)發(fā)送給ECU連接到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和維修服務(wù)中心。這些數(shù)據(jù)除了我們可以直接包含在電動(dòng)汽車的行駛過程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),還包括GPS信息、車主的信息和電動(dòng)汽車的各種相關(guān)信息,比如電動(dòng)汽車的保養(yǎng)和維護(hù)記錄。這些數(shù)據(jù)使得服務(wù)器的自動(dòng)化功能異常強(qiáng)大,它們可以實(shí)時(shí)地監(jiān)控和保持汽車在路上的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),根據(jù)自己上傳的數(shù)據(jù)分析結(jié)果來判定一個(gè)車輛到底是否需要對(duì)其進(jìn)行檢修,一旦被駕駛員發(fā)現(xiàn)存在車輛的問題,就系統(tǒng)會(huì)及時(shí)地通知駕駛員或者司機(jī)。而在保證汽車正常行駛的整個(gè)過程中,一旦對(duì)方汽車系統(tǒng)發(fā)生了嚴(yán)重故障,診斷系統(tǒng)就非常有機(jī)率可能會(huì)自動(dòng)通過與車的OBD接口相連的無線通信設(shè)備直接進(jìn)行故障安裝,通過完全自動(dòng)化的汽車無線網(wǎng)絡(luò)將所有駕駛車輛的正常行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障報(bào)警信息和停車地點(diǎn)的地理位置交通信息等都經(jīng)過通知發(fā)送到了遠(yuǎn)程的汽車服務(wù)管理中心,遠(yuǎn)程的汽車服務(wù)管理中心又通過遠(yuǎn)程的汽車在線技術(shù)進(jìn)行故障診斷,分析汽車故障的發(fā)生原因,從而為汽車司機(jī)們及時(shí)提出了合理地進(jìn)行維護(hù)或者及時(shí)說明什么是對(duì)方的汽車不能進(jìn)行正常修理的技術(shù)意見和解決建議。以無線技術(shù)進(jìn)行傳輸故障的遙感器和遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng),它們是OBDⅢ的主要特點(diǎn),但這些事情在目前還沒有得到完善,OBDⅢ系統(tǒng)的發(fā)展仍然需要較多時(shí)間。中國的車輛OBD系統(tǒng)發(fā)展緩慢。2005年，中國首次向國Ⅲ、國Ⅳ排放法規(guī)提出了車輛OBD的要求。因?yàn)檐囕vOBD應(yīng)該滿足更嚴(yán)格的排放指標(biāo)，所以需要具備OBDII系統(tǒng)。在最新的Ⅵ中，不僅對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)提出了更嚴(yán)格的要求，還追加了遠(yuǎn)程車輛OBD的要求，為了將來提出了搭載OBIII系統(tǒng)的法規(guī)，摸索著可執(zhí)行的道路。參考文獻(xiàn)=11．2020年中國移動(dòng)源環(huán)境管理年報(bào)——第Ⅰ部分機(jī)動(dòng)車排放情況[J].環(huán)境保護(hù),2020,48(16):47-50.[2]羅源.基于國六標(biāo)準(zhǔn)的重型柴油車遠(yuǎn)程排放監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)[D].浙江大學(xué),2019.[3]梁榮亮.國Ⅳ重型柴油車輛排放控制技術(shù)研究[D].武漢理工大學(xué),2008.[4]羅源.基于國六標(biāo)準(zhǔn)的重型柴油車遠(yuǎn)程排放監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)[D].浙江大學(xué),2019.[5]謝富強(qiáng)，唐耀庚，曹云建.基于單片機(jī)的汽車遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)車載終端硬件設(shè)計(jì)[J].微型機(jī)與應(yīng)用,2014(06).[6]王璇喆.基于OBD的車載遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端的設(shè)計(jì)與開發(fā)[D].吉林大學(xué),2017[7]閆旭普.基于OBD檢測(cè)數(shù)據(jù)的車輛尾氣排放遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].北京工業(yè)大學(xué)，2016.[8]GB17691車用壓燃式、氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（中國=6\*ROMANVI階段）[S].北京:國家環(huán)境保護(hù)總局,2018.[9]孫一龍,郭勇,王長園.重型車OBDⅢ遠(yuǎn)程排放管理車載終端在線數(shù)據(jù)一致性研究[J].小型內(nèi)燃機(jī)與車輛技術(shù).2019(02).[10]郭勇，李博，顏燕，高忠明.環(huán)境溫度對(duì)重型柴油車整車排放影響研究[J].小型內(nèi)燃機(jī)與車輛技術(shù).2019(03).[11]艾會(huì)明.國Ⅵ