汽车排放标准演化
时间: 2024-07-10 14:06:25 | 作者: 内燃叉车
汽车排放是指从废气中排出的等有害化学气体。它们都是发动机在燃烧作功过程中产生的有害化学气体。这些有害化学气体产生的原因各异，CO是燃油氧化不完全的中间产物，当氧气不充足时会产生CO，混合气浓度大及混合气不均匀都会使排气中的CO增加。HC是燃料中未燃烧的物质，由于混合气不均匀、燃烧室壁冷等问题导致部分燃油未来得及燃烧就被排放出去。NOx是燃料(汽油)在燃烧过程中产生的一种物质。PM也是燃油燃烧时缺氧产生的一种物质，其中以柴油机最明显。因为柴油机采用压燃方式，柴油在高温高压下裂解更容易产生大量肉眼看得见的碳烟。
废气中含有150~200种不同的化合物，由于汽车废气的排放主要在0.3米~2米之间，正好是人体的呼吸范围，对人体的健康损害很严重，其中对人危害最大的有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、及固体悬浮颗粒物。
PM:固体悬浮颗粒的成分很复杂，并具有较强的吸附能力，可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不一样的部位，引起呼吸系统疾病。当悬浮颗粒积累到临界浓度时，便会激发形成恶性肿瘤。此外，悬浮颗粒物还能非间接接触皮肤和眼睛，阻塞皮肤的毛囊和汗腺，引起皮肤炎和眼结膜炎，甚至造成角膜损伤。
CO:一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。一氧化碳经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织输送氧的功能，危害中枢神经系统，造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，重者危害血液循环系统，导致生命危险。
NOx :主要是一氧化氮、二氧化氮，它们都是对身体有害的气体，特别是对呼吸系统有危害。在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟，即可造成人的呼吸系统功能失调。
HC对人体健康没明确的直接危害。但氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下，会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛红肿和咽喉炎。
据世界资源研究所和中国环境检测总站测算，全球10个大气污染最严重的城市中，我国就占了7个。
美国的汽车尾气排放法规分联邦政府的法规和加利福利亚州的法规。其各个阶段的排放法规对污染物的限制要求和欧洲标准大致类似。
1959年加利福尼亚州(以下简称加州)通过法律规定车辆排放控制和大气质量标准。
欧洲汽车废气排放标准是欧盟国家为限制汽车废气排放污染物对环境能够造成的危害而共同采用的汽车废气排放标准。当前对几乎所有类型的车辆排放的氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和悬浮粒子（particulate matter；PM）都有限制。对每一种车辆类型，汽车废气排放标准不一样。欧洲标准是由欧洲经济委员会（ECE）的汽车废气排放法规和欧盟（EU）的汽车废气排放指令共同加以实现的。
汽车排放的欧洲法规(指令)标准的计量是以汽车发动机单位行驶距离的排污量(g/km)计算，因为这对研究汽车对环境的污染程度是合理的。同时，欧洲排放标准将汽车分为总质量不超过3500公斤(轻型车)和总质量超过3500公斤(重型车)两类。轻型车不管是汽油机或柴油机车，整车均在底盘测功机上做试验。重型机由于车重，则用所装发动机在发动机台架上进行试验。
在欧洲，汽车废气排放的标准一般每四年更新一次。相对于美国和日本的汽车废气排放标准来说，测试要求比较宽泛，因此，欧洲标准也是发展中国家大都沿用的汽车废气排放体系。
日本最初的汽车尾气排放规制，是1966年运输省进行的限制一氧化碳CO排放的行政指导。之后，日本于1968年制定了《大气污染防止法》，其中除了一氧化碳，还规定了碳化氢HC、氮氧化物NOx和颗粒物PM的限量。
为了抑制有害化学气体的产生，促使汽车生产厂商改进产品以降低有害化学气体的产生源头，我国借鉴欧洲的汽车排放标准，国产新车都会标明发动机废气排放达到的欧洲标准。
我国的国标与欧标不一样，国标是根据我们国家详细情况制定的国家标准，欧标是欧共体国家成员通行的标准，欧标略高于国标。
1983年我国颁布了第一批机动车尾气污染控制排放标准，这一批标准的制定和实施，标志着我国汽车尾气法规从无到有，并逐步走向法制治理汽车尾气污染的道路，在这批标准中，包括了《汽油车怠速污染排放标准》、《柴油车自由加速烟度排放标准》、《汽车柴油机全负荷烟度排放标准》三个限值标准和《汽油车怠速污染物测量方法》、《柴油车自由加速烟度测量方法》、《汽车柴油机全负荷烟度测量方法》三个测量方法标准。
我国在1989年至1993年又相继颁布了《轻型汽车排气污染物排放标准》、《车用汽油机排气污染物排放标准》二个限值标准和《轻型汽车排气污染物测量方法》、《车用汽油机排气污染物测量方法》二个工况法测量方法标准，至此，我国已形成了一套较为完态的汽车尾气排放标准体系;值得一提的是，我国93年颁布的《轻型汽车排气污染物测量方法》采用了ECER15-04的测量方法，而测量限值《轻型汽车排气污染物排放标准》 则采用了ECER15-03限值标准，该限值标准只相当于欧洲七十年代的水平。
从1999年起北京实施DB11/105-1998地方法规，2000年起全国实施GB14961-1999《汽车排放污染物限值及测试方法》 (等效于91/441/1EEC标准)，同时《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》也制订出台;与此同时，北京、上海、福建等省市还参照ISO3929中双怠速排放测量方法分别制订了《汽油车双怠速污染物排放标准》地方法规，这一条例标准的制订和出台，使我国汽车尾气排放标准达到国外九十年代初的水平。
仅从限值水平来看，轻型汽车国6a阶段限值略严于欧洲第六阶段排放标准限值水平，比美国Tier3排放标准限值要求宽松；国6b阶段限值基本相当于美国Tier3排放标准中规定的2020年车队平均限值。如果考虑到测试程序的不同，以及RDE法规和PN限值的引入，可以说国六标准是目前世界上最严格的排放标准之一。
新标准是对现行《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第五阶段）》的升级。和现行标准相比，主要有以下几方面的不同：
一是测试循环不同。从国五的NEDC循环变为WLTC循环，工况（速度）曲线瞬态变化明显，最高速度达到131km/h，对车辆的冷启动、加减速以及高速大负荷状态下的排放进行了全面考核，覆盖了更大的发动机工作范围，对车辆的排放控制性能提出了更高的要求。
二是测试程序要求不同。试验车辆的质量发展要求和道路载荷设定直接影响车辆的油耗和排放表现。国六标准用更加严格的测试要求，例如提高试验车辆的重量，要求轮胎规格必须与量产车一致等措施，有很大成效避免了汽车企业利用标准漏洞在实验室测试中得到一个漂亮的数据，但是在实际使用中却不尽人意的行为。
三是限值要求加严。相比国五加严了40%~50%左右，另外，与国五阶段汽柴油车采用不一样的限值相比，国六标准根据燃料中立原则，对汽柴油车采用了相同的限值要求。
四是相比国五新增加了实际道路行驶排放。第一次将排放测试从实验室转移到了实际道路，要求汽车既要在实验室测试达标，还要在市区、郊区和高速公路上，在车辆正常行驶状态下利用便携式排放测试设备做尾气测试，结果也一定要达到标准规定要求，能够有很大成效避免类似大众排放门之类的排放作弊行为。
五是加严了蒸发排放控制要求。国五标准采用欧洲标准，由于欧洲的平均气温低，且柴油车占全部车辆的50%以上，蒸发问题不明显，因此规定要求低。我国幅员辽阔，温差变化大，汽油车占绝大多数，因此蒸发问题影响突出。据估测，目前的汽油车单车年均油气挥发8.8kg左右。因此，国六标准对车辆在停车、行驶以及高温天气下的汽油蒸发排放控制提出了严格要求，同时还要求车辆安装ORVR油气在线回收装置，增加了对加油过程的油气控制。
六是增加了排放质保期的要求。即要求在3年或6万公里内，如果车辆出现排放相关故障和损坏，导致排放超标，由汽车生产企业承担对应的维修和更换零部件的所有费用，切实保障了车主的权益。
七是提高了低温试验要求。相比国五的CO和HC限值加严1/3，同时还增加了对NOx的控制要求，能够有效控制冬天车辆冷启动时的排放。
八是引入了严格的美国车载诊断系统（OBD）控制要求。全方面提升了对车辆排放状态的实时监控能力，能够及时有效地发现车辆排放故障，保证车辆得到及时和有效的维修。
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