3 日本中重型商用车排放法规演变
日本国土交通省和环境省规定,将从2009年10月起对新销售的柴油动力车实施新的尾气排放标准。新标准的严格程度为世界之最。实施新标准后,氮氧化合物(NOx)排放量根据车型不同减少40%~65%;颗粒物质(PM)排放量减少53%~64%。国土交通省在研究了汽车厂商的技术开发动向后作出了上述决定。
日本中重型柴油商用车的排放标准汇总如表9。重型柴油机的测试程序为JE05工况法(热启动版)。2005年以前,重型柴油机用13工况法和6工况法测试。从2005年开始,汽车和发动机用硫含量为50ppm的燃料测试。
表9:日本重型柴油商用车排放标准GVW>3500kg(2005年以前>2500kg)
年度 |
测试 |
单位 |
CO |
HC |
NOx |
PM |
均值(最大) |
均值(最大) |
均值(最大) |
均值(最大) |
|||
1988/89 |
6工况 |
ppm |
790(980) |
510(670) |
DI:400(520) |
|
IDI:260(350) |
||||||
1994 |
13工况 |
g/kWh |
7.40(9.20) |
2.90(3.80) |
DI:6.00(7.80) |
0.70(0.96) |
IDI:5.00(6.80) |
||||||
1997a |
7.40(9.20) |
2.90(3.80) |
4.50(5.80) |
0.25(0.49) |
||
2003b |
2.22 |
0.87 |
3.38 |
0.18 |
||
2005c |
JE05 |
2.22 |
0.17d |
2 |
0.027 |
|
2009 |
2.22 |
0.17d |
0.7 |
0.01 |
注:a-1997:GVW≤3500kg;1998:350012000kg;
b-2003:GVW≤12000kg;2004:GVW>12000kg; c-2005年年末完全实施; d-非甲烷烃类。
4 中国中重型商用车排放法规演变
4.1 国I和国II标准实施进程
由于欧美日三大汽车排放标准体系中,欧洲法规在标准的松严程度、道路交通情况等方面相对较适用于我国的实际情况,故中国在充分吸收欧洲的经验后,全面等效采用欧盟(EU)指令、ECE技术内容和部分采用前欧共体(EEC)法规的基础上形成了中国汽车排放法规体系。
为适应我国加入WTO后与国际接轨的需要,为兑现2008年在北京举办的奥运会的承诺,为我国国民经济的持续迅速发展和改善环境、提高人民生活质量的需要,我国对制定、公布和实施车用柴油机的排放标准十分重视,并不断加严。国家技术监督局1999年3月10日曾发布GB17691-1999“压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测试方法”排放标准(即国Ⅰ、国Ⅱ标准,相当于欧Ⅰ、欧Ⅱ)。随后于2001年4月16日,国家环境总局、国家技术监督检验检疫总局重新更新发布了此标准,即GB17191-2001“车用压燃式发动机排气污染的排放限值及测量方法”排放标准,将实施国Ⅱ标准的时间提前了16个月,具体见表10。
表10: 我国国Ⅱ排放标准的实施时间
标准号 |
发布日期 |
生效日期 |
认证试验 |
生产一致性 |
GB17691-1999 |
1999.3.10 |
2000.1.1 |
2005.1.1 |
2006.1.1 |
GB17691-2001 |
2001.4.16 |
2001.4.16 |
2003.9.1 |
2004.9.1 |
表11: 我国车重大于3.5吨商用车排放标准(GB17691-2001)(单位:g/kWh)
实施阶段 |
实施日期 |
CO |
HC |
NOx |
PM |
备注 |
|
≤85kW |
>85kW |
||||||
I(型式认证/一致性) |
2000.9.1/ |
4.5/4.9 |
1.1/1.23 |
8.0/9.0 |
0.61/0.68 |
0.36/0.40 |
相当于欧I |
2001.9.1 |
|||||||
Ⅱ(型式认证/一致性) |
2003.9.1/ |
4.0/4.0 |
1.1/1.1 |
7.0/7.0 |
0.15/0.15 |
0.15/0.15 |
相当于欧Ⅱ |
表11为GB17691-2001规定的我国车重大于3.5吨柴油机排放标准限值。据有关报导,一些主要城市当时提前实施了此排放目标,如北京和上海已分别于2003年1月1日和2003年3月1日开始提前执行国Ⅱ排放标准。
4.2 国Ⅲ及以后标准实施进程
2005年8月,国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局联合发布了GB17691-2005《车用压燃式、气体点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(国Ⅲ、Ⅳ、V阶段)》标准及实施时间,如表12、表13、表14。为了迎接2008年的奥运会,2006年1月1日北京在全国范围内率先实施国Ⅲ排放标准,2008年7月1日开始试行国Ⅳ标准。尽管由于各种原因,全国国Ⅳ排放标准生产一致性实施时间可能有所推延(目前正在讨论中),但我国排放标准的升级趋势已无法阻挡。
表12:GB17691-2005标准(车重大于3.5吨)实施时间及延迟情况
级别 |
型式认证 |
生产一致性 |
国Ⅲ |
2007.1.1 |
2008.1.1→推迟至2008.7.1 |
国Ⅳ |
2010.1.1 |
2011.1.1→推迟至? |
国Ⅴ |
2012.1.1 |
2013.1.1 |
表13:国Ⅲ~国V阶段的ESC和ELR试验限值(单位:g/kWh)
阶段 |
CO |
HC |
NOx |
PM |
烟度(M-1) |
Ⅲ |
2.1 |
0.66 |
5 |
0.100.13a |
0.8 |
Ⅳ |
1.5 |
0.46 |
3.5 |
0.02 |
0.5 |
Ⅴ |
1.5 |
0.46 |
2 |
0.02 |
0.5 |
EEV |
1.5 |
0.25 |
2 |
0.02 |
0.15 |
注:a-对于每缸排量低于0.75dm3及额定功率转速超过3000rpm的发动机;
EEV限值是非强制性要求,表14同。
与GB 17691-2001 (国Ⅱ)相比,GB17691-2005《车用压燃式、气体点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(国Ⅲ、Ⅳ、V阶段)》主要有以下变化:
(1)修改采用88/77/EEC指令及截止至2001/27/EC的各项修订指令的技术内容;
(2)与GB17691-2001在试验方法和所用设备方面均有重大变化;
(3)原先用的十三工况有改动(ESC);
(4)新增加了负荷烟度试验(ELR)和欧洲瞬态工况(ETC)试验;
(5)额外增加了3个随机工况点的NOx测量,防止只满足工况点要求的技术作弊行为。
表14:国Ⅲ-国V阶段的ETC试验限值(单位:g/kWh)
阶段 |
一氧化碳 |
非甲烷碳氢化合物(NMHC) |
甲烷 |
氮氧化物 |
颗粒物 |
Ⅲ |
5.45 |
0.78 |
1.6 |
5 |
0.160.21(3) |
Ⅳ |
4 |
0.55 |
1.1 |
3.5 |
0.03 |
Ⅴ |
4 |
0.55 |
1.1 |
2 |
0.03 |
EEV |
3 |
0.4 |
0.65 |
2 |
0.02 |
注:(1)仅对天然气发动机;
(2)不适用于Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ阶段的燃气发动机;
(3)对于每缸排量低于0.75 dm3及额定功率转速超过3000rpm的发动机。
此外,GB17691-2005《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(中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段)》还增加了以下要求:
(1)从第Ⅳ阶段开始,增加了车载诊断系统(OBD)或车载测量系统(OBM)的要求;
(2)耐久性要求:第Ⅲ阶段,如有后处理装置,应在正常寿命期内有效工作;第Ⅳ阶段,应在正常寿命期内,排放控制装置正常运转;
(3)第Ⅳ阶段要求在用车的符合性。
自1999年国家技术监督局公布车用柴油机有关排放法规以来,各主机厂及汽车厂对降低现生产商用车柴油机的排放已作了大量的攻关研究,并取得明显的成效。目前,多数厂家产品都能通过国Ⅲ排放标准,有不少机型已能达到国Ⅳ排放标准。
5 各国中重型商用车排放法规限值及实施时间对比
(1)美国、欧洲、日本和中国重型车(>3.5吨)排放法规限值和具体实施时间(型式认证)的对比参见表15。
表15:美欧日和中国重型车排放法规限值与实施时间对比(单位:g/kWh)
年度 |
欧洲 |
美国 |
中国 |
日本 |
||||
2000 |
欧Ⅲ |
NOx: |
EPA1998 |
NOx: |
国I |
NOx: |
JP97 |
NOx:4.5 |
2001 |
||||||||
2002 |
||||||||
2003 |
国II |
NOx: |
JP2003 |
NOx:3.38 |
||||
2004 |
EPA2004 |
NOx: |
||||||
2005 |
欧IV |
NOx:3.5 PM:0.02 |
JP2005 |
NOx:2.0 |
||||
2006 |
||||||||
2007 |
EPA2007 |
NOx:1.63 |
国Ⅲ |
NOx: |
||||
2008 |
欧V |
NOx:2.0 PM:0.02 |
||||||
2009 |
JP2009 |
NOx:0.7 |
(2)世界上以欧盟汽车排放法规体系为参照标准,并执行对应标准限值的主要国家,其重型车(>3.5吨)标准实施时间(型式认证)的对比参见表16。表16中欧盟包括:英国、法国、德国、意大利、荷兰、比利时、卢森堡、爱尔兰、丹麦、希腊、西班牙、葡萄牙、芬兰、瑞典、奥地利、爱沙尼亚、拉脱维亚、立陶宛、波兰、捷克、匈牙利、斯洛伐克、斯洛文尼亚、马耳他、塞浦路斯、罗马尼亚、保加利亚,共27国。
图16:世界执行欧盟法规的主要国家重型车标准实施时间对照表
地区 |
国家 |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
欧盟 |
|
欧Ⅳ |
欧Ⅴ |
欧Ⅴ |
欧Ⅴ |
|
欧洲(欧盟以外) |
俄罗斯 |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅳ |
欧Ⅳ |
|
土耳其 |
欧Ⅳ |
欧Ⅴ |
|
|
|
|
乌克兰 |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
|
|
东南亚 |
中国 |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅳ |
欧Ⅳ |
欧Ⅴ |
越南 |
欧Ⅱ |
欧Ⅲ |
欧Ⅳ |
欧Ⅳ |
|
|
马来西亚 |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
|
菲律宾 |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
|
巴基斯坦 |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
|
印尼 |
欧Ⅰ |
欧Ⅰ |
欧Ⅰ |
欧Ⅰ |
|
|
印度 |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅳ |
欧Ⅳ |
|
泰国 |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
|
|
|
中东 |
伊朗 |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅳ |
沙特 |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
|
|
|
非洲 |
南非 |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅳ |
欧Ⅳ |
欧Ⅳ |
突尼斯 |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
|
|
|
|
埃及 |
欧Ⅰ |
欧Ⅰ |
欧Ⅰ |
欧Ⅰ |
欧Ⅰ |
|
阿尔及利亚 |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
|
|
|
|
摩洛哥 |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
|
|
|
安哥拉 |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
|
|
|
中南美 |
巴西 |
欧Ⅲ |
欧Ⅳ |
欧Ⅳ |
欧Ⅳ |
欧Ⅳ |
秘鲁 |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
|
哥伦比亚 |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
|
智利 |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
|
阿根廷 |
欧Ⅲ |
欧Ⅳ |
欧Ⅳ |
欧Ⅳ |
欧Ⅳ |
|
委内瑞拉 |
欧Ⅰ |
欧Ⅰ |
欧Ⅰ |
欧Ⅰ |
欧Ⅰ |
|
墨西哥 |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
欧Ⅲ |
|
厄瓜多尔 |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
欧Ⅱ |
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