1、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
2、发动机按清洁的标准进行设计与工作。法规限定了HC、CO、NO X 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(F
3、TP-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)
4、。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 CO HC NOX1960 84 10.6 4.11966 7 工况法 51 6.3 1970 7 工况法 34 4.1 1972 FTP-72 28 3.0 3.11975 FTP-75 15 1.5 3.11980 FTP-75 7 0.41 2.01983 FTP-75 3.4 0.41 1.01994 FTP-75 3.4 0.25 0.4美国轻型汽车排放限值 (FTP-75 测试循环) (gkm) 表 11-2标准名称 实施年份 保证里程 km CO HC NOX PM(1)80000 2.11 0.16
5、(NMHC) 0.25 0.05Tier1 1994160000 2.61 0.19 (NMHC) 0.37 0.05Tier2 2004 80000 1.06 0.08(NMOG) 0.124 0.05160000 1.06 0.08(NMOG) 0.124 0.05（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/k
6、m) 保证里程 80000km 表 11-3标准 CO NMOG NOX PT HCHO1993 2.11 0.6 0.25 0.05TLEV 2.11 0.08 0.25 0.05 0.009LEV 2.11 0.047 0.125 0.05 0.009ULEV 1.06 0.025 0.125 0.025 0.005ZEV 0 0 0 0 0保证里程 160000 km 续表 11-3标准 CO NMOG NOX PT HCHO1993 2.61 0.19(1) 0.62 0.05 TLEV 2.61 0.097 0.37 0.05 0.011LEV 2.61 0.056 0.19 0.0
7、5 0.011ULEV 1.31 0.034 0.19 0.025 0.007ZEV 0 0 0 0 0(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 CO THC NOX PM1994 重型汽车 20.8 1.74 6.71 0.1341996 城市公共汽车 20.8 1.74 6.71 0.0671998 重型汽车 20.8 1.74 5.36 0.1341998 城市公共汽车 20.8 1.74 5.36 0.0672004
8、重型汽车 20.8 NMHC+ NOX =3.30 0.1342007 重型汽车 20.8 0.80 0.027加州 续表 11-41994 重型汽车 20.8 1.61 6.71 0.1341996 城市公共汽车 20.8 1.61 6.71 0.0671998 重型汽车 20.8 1.61 5.36 0.13411.1.2 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
9、 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。汽车排放欧洲号标准（简称欧）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。汽车排放欧洲号标准（简称欧）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 年起开始实施欧标准。2005 年起开始实施欧标准。2008 年起开始实施欧标准。各阶段的排放标准
10、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汽油机 柴油机 年份CO NOX HC NOX PM1986 年 1.5 4.61989 年 14.0 0.51992 年（欧） 2.8 1.0 8.0 0.361996 年（欧） 2.3 0.3 8.0 0.252000 年（欧） 2.3 0.15 0.2 5.0 0.102005 年（欧） 1.0 0.08 0.1 5.0 0.022008 年（欧） 2.0 0.02欧型式认证排放限值（g/km） 表 11-6车辆类别 基准质量（RM）kg CO HCNO X PM第一类车 全部 2.72
11、0.97（1.36） 0.14（0.20）1 级 RM1250 2.72 0.14（0.20） 0.14（0.20）2 级 1250RM1700 5.17 0.19（0.27） 0.19（0.27）第二类车3 级 RM1700 6.90 0.25（0.35） 0.25（0.35）欧型式认证和生产一致性排放限值（g/km） 表 11-7CO HCNO X PM车辆类别 基准质量（RM）kg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 2.2 1.0 0.5 0.7 0.9 0.08 0.101 级 RM1250 2.2 1.0 0.7 0.7 0.9 0.0
12、8 0.102 级 1250RM1700 4.0 1.25 1.0 1.0 1.3 0.12 0.14第二类车3 级 1700RM 5.0 1.5 1.2 1.2 1.6 0.17 0.20欧型式认证和生产一致性排放限值（g/km） 表 11-8CO HC NOX HCNO X PM车辆类别基准质量（RM）kg 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 2.3 0.64 0.2 0.15 0.50 0.56 0.051 级 RM1305 2.3 0.64 0.2 0.15 0.50 0.56 0.052 级 1305RM1760 4.17 0.80 0.25 0.18
13、 0.65 0.72 0.07第二类车3 级 1760RM 5.22 0.95 0.29 0.21 0.78 0.86 0.10欧型式认证和生产一致性排放限值（g/km） 表 11-9CO HC NOX HCNO X PM车辆类别基准质量（RM）kg 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 1.00 0.50 0.10 0.08 0.25 0.30 0.0251 级 RM1305 1.00 0.50 0.10 0.08 0.25 0.30 0.0252 级 1305RM1760 1.81 0.63 0.13 0.10 0.33 0.39 0.04第二类车3 级 17
14、60RM 2.27 0.74 0.16 0.11 0.39 0.46 0.0611.1.3 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 11-10CO HC NOX车 型最 大总 质 量(GVW) t实 施 年 份 10 工 况（ g/km）11
15、工 况 10 工 况 11 工 况 10 工 况 （ g/km） 11 工 况微 粒(g/km)汽 油 乘 用 车19782000(1)2.71.278531.10.390.179.54.420.480.1762.51.7198119882000(1)172.71.271308531.12.70.390.17179.54.420.840.480.17862.5汽 油 载 货 车1.72.519811994(1)1998(1)2001(1)17178.423.3613013010438.32.7270.390.1717.717.79.54.421.260.630.630.259.56.66.62
16、.781.719881993(2)1997(2)2002(2)2.72.72.70.630.620.620.620.121.260.840.550.280.340.140.052柴 油 载 货 车1.72.51988(2)1993(2)1997(2)2003(2)9802.72.70.636700.620.620.125001.820.970.490.430.180.06(1) 1994 年起改为 10.15 工况，g/km；(2)1993 年前 1.72.2.5t 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
17、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第一阶段 第二阶段 新短期目标 (6)最 大总 质 量(GVW) t标准 实施年份 工况标准 实施年份降低(%)标准 实施年份降低(%)限值实施年份降低(%)1.25 0.981986MT(1)1987AT(2)0.72 1994 29 1997 43 0.28 601.261986MT1987AT10.15(5)工况0.84 1994 330.4最大0.55 1998 56 0.30200267(1) MT 手动变速器；(2)
18、AT 自动变速器；(3) 1.25 t; (4) 1.25 t ; (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
19、客车，微粒物的允许排放量由 0.18gkWh 减少到 0.027g（kWh）， 降低了 85；氮氧化物排放量由3.38g（kWh）减少到 2g（kWh），降低了 41；中小型客运、货运车的标准则是微粒物由 0.0520.06 g（kWh）减少到 0.0130.015 g（kWh），降低了 75， ；氮氧化物由 0.280.49 g（kWh）减少到 0.140.25 g（kWh），降低了 50。日本环境省认为，新法令的实施将大大减轻大型柴油车辆的污染，并且可以促使人们更多地使用中小型汽油车。 11.2 我国汽车排放标准我国汽车排放控制始于上个世纪 80 年代初。80 年代末，我国的轻型汽车、重型
20、柴油车和摩托车的排放控制移植和采用了欧洲排放标准体系。1993 年，我国发布七项汽车排放国家标准轻型汽车排气污染物限值及测试方法(GB14761.1-93) 、 车用汽油机排气污染物排放标准(GB14761.2-93) 、 汽油车燃油蒸发污染物排放标准（GB14761.3-93） 、 汽车曲轴箱污染物排放标准（GB14761.4-93 ） 、 汽油车怠速污染物排放标准（GB14761.5-93 ） 、柴油车自由加速烟度排放标准（GB14761.6-93 ） 、 汽车柴油机全负荷烟度排放标准（GB14761.7-93） 。1999 年，我国正式发布四项汽车排放国家标准 GB14761-1999、
21、GB17691-1999、GB3847-1999、GMW692-1999，于 2000 年 1 月 1 日起实施。至此，我国新车排放达到欧洲 90 年代初期水平。国家 2001 年 4 月 16 日发布了 GB18352.1-2001与 GB18352.2-2001 分别于 2001 年 4 月 16 日与 2004 年 7 月 1 日起实施。国家于 2002 年11 月 27 颁布了 GB 14762-2002，从 2003 年 1 月 1 日起实施。国家拟制订 GB 18352.3-200X，将于 2008 年 1 月 1 日与 2013 年 1 月 1 日分别实施第与第阶段排放限值。11
22、.2.1 1993 年颁布的排放标准1. 轻型汽车排气污染物排放标准(GB14761.1-93)表 11-12 为轻型汽车冷起动后排气污染物排放标准值，适用于装备点燃式四冲程发动机及压燃式发动机，最大总质量为 4003500kg，最大设计车速等于或大于 50km/h 的轿车、客车和货车。型式认证和产品一致性检查试验标准值 (g/试验) 表 11-12CO L1 HC(C 当量) L2 NOX (NO2 当量) L3基准质量(RW)kg 型式认证一致性 型式认证 一致性 型式认证 一致性RW750 65 78 10.8 14.0 8.5 10.275085Kw(1)实施阶段实施日期 型式 一致性
23、 型式 一致性 型式 一致性型式 一致性 型式 一致性A 2000.1.1 4.5 4.9 1.1 1.23 8.0 9.0 0.61 0.68 0.36 0.4B 2005.1.1 4.0 4.0 1.1 1.1 7.0 7.0 0.15 0.15 0.15 0.15注：(1) 指发动机功率。11.2.4 2001 年颁布的排放标准国家环境保护总局 2001 年发布了三项国家污染物排放标准：轻型汽车污染物排放限值及测量方法（I）GB18352.1-2001 ，从 2001 年 4 月 16 日起实施；轻型汽车污染物排放限值及测量方法（II）GB18352.2-2001 ，从 2004 年 7
24、 月 1 日起实施；车用压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法 GB17691-2001 。今年 6 月 30 日国家环境保护总局发布关于实施国家第二阶段轻型车排放标准的公告 ，规定自今年 7 月 1 日起，在全国范围内开始实施相当于欧标准的国家机动车污染物排放标准第二阶段限值 GB18352.2，又称国 2 标准） ，并停止对达到国家机动车排污标准第一阶段排放限值（相当于欧标准，又称国 1 标准）轻型车型式核准的申报和核准。 “国 2 标准”与“国 1 标准”相比，CO 降低30.4；HC 与 NOX 降低 55.8，新标准的实施标志着我国机动车污染防治进入了一个新阶段。其车辆型式认证型试
25、验与生产一致性检查型试验的排放限值见表 11-20 与表 11-21。车辆型式认证型试验的排放限值(g/km) 表 11-20CO( L1) HC+NOX (L2) PM (L3)车辆类型基准质量 Rm kg 点燃式压燃式 点燃式 非直喷压燃式 直喷压燃式 非直喷压燃式 直喷压燃式M1(1) 全部 2.72 0.97 1.36(2) 0.2 1.36(2)1 类 Rm6350kg 的重型汽油车；(2) 对于汽油/LPG、汽油/NG 的点燃式两用发动机，燃用汽油时应满足汽油机对应的限值要求，对于燃用 NG/LPG 燃料时应满足表中点燃式 NG、LPG 发动机限值的要求；3）仅适用于NG 发动机；
26、4）制造厂可根据具体情况选择采用非甲烷碳氢 NMHC 或总碳氢 THC 限值。11.2.6 未来第和第阶段排放标准国家将按照轻型汽车污染物排放限值及测量方法(、)GB 18352.3200X于2008 年 1 月 1 日与 2013 年 1 月 1 日分别实施第阶段与第阶段排放限值。本标准规定每次试验测得的气态排放物质量，以及压燃式发动机汽车的颗粒物质量，都必须低于表11-30 所示限值。表 11-31 为一氧化碳和碳氢化合物限值。 第三阶段低温下排气中 CO 和HC 排放试验以及 OBD 系统试验的实施时间如表 11-32 所示。生产一致性和在用车符合性检查的执行日期为相应车型核准限值实施后
27、一年。型试验排放限值限值 I ( g/km) 表 11-30CO (L1) HC (L2)NOX (L3)HC+ NOX (L2L 3)PM(L4)阶段类别级别基准质量(RM)(kg) 点燃式压燃式点燃式压燃式点燃式压燃式点燃式压燃式压燃式第一类车-全部 2.30.640.20-0.150.50-0.560.05IRM13052.30.640.20- 0.150.50- 0.560.05II1305RM17604.170.800.25- 0.180.65- 0.720.07第二类车III1760RM5.220.950.29- 0.210.78- 0.860.10第一类车-全部 1.000.50
28、0.10- 0.080.25-0.300.025IRM13051.000.500.10- 0.080.25- 0.300.025第二类车 II1305RM17601.810.630.13- 0.100.33- 0.390.04III1760RM2.270.740.16- 0.110.39- 0.460.06低温试验的排放限值（g/km） 表 11-31类别 级别 基准质量 (RM) (kg) CO L1 HC L2第一类车 全部 15 1.8I RM1305 15 1.8II 1305RM1760 24 2.7第二类车III 1760RM 30 3.2注：试验温度 266K (-7)第三阶段低温下排气中 CO 和 HC 排放试验以及 OBD 系统试验的实施时间 表 11-32装点燃式发动机的 M 类和 N 类汽车 OBD 系统试验类 别低温下排气中 CO 和HC 排放试验 汽油车 两用燃料车 单一气体燃料车装压燃式发动机的 M1 类和 N1 类汽车第一类车 2010 年 1 月 1 日 2008 年 1 月 1 日 2010 年 1 月 1 日 2012 年 1 月 1 日 2011 年 1 月 1 日第二类车 2011 年 1 月 1 日 2009 年 1 月 1 日 2011 年 1 月 1 日 2013 年 1 月 1 日 2013 年 1 月 1 日
