第八章排放测量和排放法规

欧洲机动车排放法规的发展
1970 70/220/EEC
1984 83/351/EEC
引入催化转换器 1992 欧1 91/441/EEC
1996 欧2 94/12/EC
2000 欧3 98/69/EC
2005 欧 4
98/69/E C
车载故障诊断系统 (OBD)
OBD系统的作用是用来检验与排放相关的动力总成系统的故障: • 这些故障涵盖发动机、废气后处理系统和传动系统 • 对发动机的每一个起停工作过程进行监控
• 欧洲排放法规的实施，一般自实施之日起，要求新认证车型即必须满足新的排放 限值要求。而对于目前正在生产的车型，则要求一年以后必须满足新的排放限值
• 中国目前有关轻型机动车辆排放控制的国家标准基本上是参照相应的欧盟指令来 制定的, 也就是我们经常提到的国1, 国2, 国3, 国4
指令代号 91/441/EEC 93/59/EEC 94/12/EC 96/69/EC 98/69/EC
蒸发排放
硫含量[mg/kg]
500 max. 150 max.
排放控制系统失效
苯含量[% v/v]
5.0 max. 1.0 量[% v/v] n/a
42
燃烧室沉积物，苯排放
烯烃含量[% v/v] n/a
18
沉积物的生成
MMT(汽油抗爆剂 ) [mg/kg] 无
无
排放控制系统失效
中国机动车排放法规的实施 – 全国范围
新认证车型
+ OBD (M1类汽油车） + OBD (其他轻型车)
国1
国2
国3
国4
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
国1
国2
国3
国4
在生产车型
+ OBD (其他轻型车) + OBD (M1类汽油车）
排放测量 ＨＣ用加热型氢火焰离子分析仪（ＨＦＩＤ）
灵敏度高，可测量到痕量级 工作原理
排放测量
微粒测量
微粒的定义：柴油机微粒是指从温度低于５２℃的稀释 排气中采集的沉积在聚四氟乙烯处理过的玻璃纤维滤纸 上的所有物质 微粒粒度分析 排气可见污染物测量（消光式烟度计） 稀释取样系统 （１）全流稀释取样系统 （２）分流稀释取样系统
排放测量
取样系统
1.定容取样系统（CVS） 2.直接取样系统（直采） 3.稀释采样系统（重型车用瞬态工况测试） 全流稀释 分流稀释(稳态工况测量)
ESC(稳态13工况排放实验)测试：怠速4分钟，其余12个工况均为2 分钟，调整必须在头20秒完成，转速稳定在规定值的±50r/min
ELR(加速烟度)：用消光烟度计 ETC测试循环(瞬态循环试验) ：模拟三个路况，分别是城市工况， 郊区工况，高速公路工况
我国的排放法规
重型车用内燃机污染物排放法规
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》 ＧＢ１７６９１－2001《车用压燃式发动机排气污染物 限值及测量方法》
我国的排放法规 最新颁布了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）
内燃机排放法规 内燃机排放测量
内燃机排放法规
１. 分为轻型车和重型车排放法规 ２.国外排放法规 美国法规 欧洲法规 日本法规
内燃机排放法规
美国法规
最早的加利福尼亚标准测试循环，１９６６年诞生。 70年代，美国EPA制定了新的排放测试循环，ＦＴＰ－７２， ＦＴＰ－７５，轻型车的排放测试循环 ＳＦＴＰ循环（２001年后），由ＦＴＰ，ＳＣ0３,ＵＳ06 三个循环组成 重型车，稳态１３工况，１９８４年，采用瞬态测试循环 加州排放法规，世界上最严厉的排放法规
内燃机排放法规
欧洲法规
最早的，七十年代，轻型车的ＥＳＣ－１５，十五工况循环。 重型车，采用ＥＣＥ－Ｒ４９稳态１３工况，２000年，欧３ 排放采用新的１３工况，ＥＳＣ稳态１３工况测试循环。确 定Ａ，Ｂ，Ｃ三个转速瞬态。 同时要进行ＥＬＲ快速烟度测试，要在瞬态测功机上进行。 欧洲瞬态测试，ＥＴＣ循环
欧洲机动车排放法规综述
简称 欧1 欧1 欧2 欧2 欧3 + 欧4
适用车型 乘员数不多于6人且总重不大于2.5吨的乘用车 乘员数为7－9人和/或总重大于2.5吨但不大于3.5吨的乘用车 乘员数不多于6人且总重不大于2.5吨的乘用车 乘员数为7－9人和/或总重大于2.5吨但不大于3.5吨的乘用车 总重不大于3.5吨的乘用车和载货车
11
PM排放, NOx生成
51 (min.)
发动机工作性能, HC排放
460 (max.) 发动机运转
我国的排放法规
我国从８0年代开始着手制定排放法规，２0世纪末，参 照欧盟排放法规，制定自己的排放法规
制定的主要排放法规：
车用汽油机怠速污染物排放法规 车用柴油机排气烟度和可见排气污染物排放法规，包 括全负荷烟度排放法规，自由加速度烟度排放法规，排 气可见污染物排放法规 轻型车用内燃机污染物排放法规 重型车用内燃机污染物排放法规
适用车型：M1类乘员不多于6人且总重不大于2.5吨的乘用车； M1, M2 及N1类，总车重不超过3.5吨的轻型车
中国机动车排放法规的实施 – 北京
新上牌车辆
汽油车
(2005.12.30前列入排放目录的车型)
不带 OBD
带 OBD
国3
2005
2006
2007
2008
2009
国3 + OBD
? 国 4 + OBD
欧3(国3)排放法规对燃油品质的要求 – 柴油
参数
欧2
密度[kg/m³]
860 max.
硫含量[mg/kg]
500 max.
多环芳烃含量 [% m/m] n/a
十六烷值
49 (min.)
润滑性[µm]
460 (max.)
欧3
主要影响
845 max.
PM/NOx排放
350 max.
PM排放, 除NOx催化剂失效
汽油车 (2005.12.30后列入排放目录的车型)
? 国 4 (柴油车)
适用车型：M1类乘员不多于6人且总重不大于2.5吨的乘用车； M1, M2 及N1类，总车重不超过3.5吨的轻型车
欧3(国3)排放法规对燃油品质的要求 – 汽油
参数
欧2
欧3
主要影响
蒸汽压(夏季) [kPa] 70 max.
60 max.
当出现故障时，OBD系统能够: • 大致判明故障的位置和特性 • 记录故障代码和其他相关的维修数据 • 通过故障指示灯向驾驶员通告相关的信息 • 根据需要，可以向专用的判读设备（Scan tool）以标准的格式传输所记录
的数据 （这种判读设备应是维修站配备的标准设备）
OBD系统在整个车辆寿命期间，对车辆进行全过程的监视: • 可以随时发现和判明车辆排放性能方面的问题，有利于改善大气质量 • 可以对车辆的维修提供支持 • 可以对车辆的检查和保养提供支持 • OBD并不能够测量车辆的排放 • 在排放控制系统出现故障时，OBD系统对车辆的排放性能没有影响
• 欧盟指令70/220/EEC详细描述了针对轻型机动车（乘用车和轻型车）的排放法 规
• 随着机动车排放控制技术的不断发展，对环境保护的要求日益提高，该指令历经 多次修改，即所谓的欧1, 欧2, 欧3和欧4 、欧5等机动车排放法规，对有害排放物 的限制不断提出了更高的要求
• 欧洲机动车排放法规对柴油车和汽油车的CO, HC, NOx 以及颗粒排放分别制定了 相应的排放限值
排放测量
仪器的标定
氮气为调零气体，调整仪器的零点 用具备精确浓度的测试气体来标定仪器
排放测量
ＣＯ，ＣＯ２，不分光红外吸收型分析仪 上限，１00%,下限10-6 NDIR(不分光红外吸收型分析仪)的工作原理
排放测量 ＮＯｘ，加热型化学发光分析仪 灵敏度高，响应快，输出线性好特点
CLD,HCLD(加热型化学发光分析仪)工作原理
ＧＢ３８４７－２005《车用压燃式发动机和压燃式 发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》
ＧＢ1835.2－２001轻型汽车污染物排放限值及测量 方法（中国Ⅲ、Ⅳ阶段）
排放测量
气体污染物测量 ➢ＣＯ，ＣＯ２用不分光红外吸收型分析仪 （ＮＤＩＲ） ➢ＮＯｘ用加热型化学发光分析仪（ＨＣＬＤ） ➢ＨＣ用加热型氢火焰离子分析仪（ＨＦＩＤ）
我国的排放法规 ＥＴＣ排放测试循环