简述欧盟法规对摩托车燃油渗透排放试验的要求

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Abstract: European motorcycle fuel evaporating emission test includes: Non-metallic fuel tank permeation emission test, SHED (Closed room) fuel vapor emission test and fuel tank and fuel pipe permeation emission test. There are different requirements of fuel vaporization tests for different types of motorcycles. This article focuses on describing the the contents and certification requirements on fuel tank and fuel pipe penetration tests.
Key words: Fuel evaporation Fuel tank Fuel pipe Penetration emission
简述欧盟法规对摩托车燃油渗透排放试验的要求
Guo Jin Wang Jianchao Wu Kai
(Tianjin Internal Combustion Engine Research Institute)
Brief Description for the Requirements of EU Regulations
on Motorcycle Fuel Penetration Test
郭　津　王建超　武　凯（天津内燃机研究所）
摘要：欧规摩托车燃油蒸发排放试验包括：非金属燃油箱渗透排放试验、SHED （密闭室）燃油蒸发排放试验和燃油箱及燃油管渗透排放试验，对于不同类型的车辆有不同的燃油蒸发试验要求，本文重点介绍了燃油箱和燃油管渗透试验的内容和认证要求。

关键词：燃油蒸发　燃油箱　燃油管　渗透排放
2013年1月15日，欧洲议会和理事会发布了关于两轮或三轮车辆及四轮车批准和市场监督的法规EU No.168/2013，该法规主要涉及两轮或三轮车辆及四轮车的批准和市场监督, 规定了L 类车辆功能安全、环保性能和车辆结构的通用条件。

2013年12月16日，欧盟委员会发布了EU No.134/2014授权法规，该法规是一部关于摩托车环保动力性能技术要求的欧盟法规，它是对法规EU
No.168/2013的有力补充和技术支持。

在新的欧盟排放法规里，欧洲对摩托车污染物排放的要求更加严格，新增加了Ⅳ型试验的测试要求，主要是控制摩托车的蒸发排放和渗透排放。

对于SHED （密闭室）蒸发排放标准，中国、美国加州、泰国、台湾地区等都已经制订，但对于摩托车渗透标准，制订的国家却较少，美国加州是较早制定摩托车渗透标准的，且影响较大，因此欧盟也是主要参照美国加州标
准来制订的。

1　摩托车燃油渗透排放的来源
燃油渗透排放，指摩托车无论运行还是在静置状态，从非金属油箱、油管和其他密封材料产生的渗透排放，其主要成分包括CH等。

非金属油箱普遍采用高密度聚乙烯（HDPE）材料制成，燃油管普遍采用橡胶制造，燃油成分包括烃类，与高密度聚乙烯（HDPE）和橡胶具有相容性，烃类的分子较小，活性较高，分子很容易通过油箱和油管壁，产生渗透，从而产生污染物排放，并增加了油耗。

2　摩托车燃油渗透排放的一般性要求和限值
摩托车渗透排放试验分两种：1）非金属燃油箱渗透排放试验；2）燃油箱和燃油管渗透排放试验。

所有装配非金属材料燃料箱的L类车辆（车辆分类见表1）都应进行非金属燃油箱渗透排放试验，但如果车辆制造商要求，燃油箱和燃油管渗透排放试验或者SHED燃油蒸发排放试验可以替代非金属燃油箱渗透排放试验。

对于L3e、L4e、L5e-A、L6e-A和L7e-A类车辆，需要做SHED燃油蒸发排放试验而不必做燃油箱和燃油管渗透排放试验。

而对于L1e、L2e、L5e-B、L6e-B、L7e-B和L7e-C 类车辆，则由制造商来选择是进行燃油箱和燃油管渗透排放测试还是执行SHED燃油蒸发排放测试。

3　非金属燃油箱渗透排放试验
a）使用测试燃料将燃油箱装满至额定容量的50％，然后放置在40±2℃的环境温度中，直到重量损失趋于稳定。

该稳定周期必须至少为4个星期（预存储期）。

然后把燃油箱清空，再装入一半的测试燃料。

b）将稳定后的燃油箱放置在40±2℃的环境温度
表1
　摩托车分类、限值及执行时间
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下进行存储，待燃油箱内的燃料达到测试温度后，将其密封。

测试期间，可以对燃油箱内的压力升降进行补偿。

c）因渗透而造成的重量损失量必须在8周的时间内进行测量。

在此测试期间，燃油箱的平均扩散量不能超过20 000 mg/h。

d）如果渗透量过大，燃料损失量须在23±2℃的测试温度下进行确定，其它所有条件保持不变（预存储温度40±2℃）。

在此情况下所确定的燃料损失量不能超过10 000 mg/h。

4　燃油箱和燃油管渗透排放试验
燃油箱和燃油管渗透排放试验针对燃油箱和燃油管组件，不包括油量表和控制系统在内，试验流程见图1。

4.1 燃油箱加油浸置
将燃油箱装满燃料至额定最大容量，使用燃油箱盖和其它装置（旋塞除外）将燃油箱加油口和出油口密封。

如果燃油箱出油口无法进行正常的密封（如油管连接口和油箱盖通气孔），则可以使用非渗透性材料，如金属或含氟聚合物的堵头将这些出油口密封。

然后将密封后的燃油箱放置在28±5℃的环境温度中20周或放置在43±5℃的环境温度中10周。

如果制造商能向认证机构证明碳氢化合物渗透率已趋于稳定，那么可以在更高的温度环境下对燃油箱进行更短时间的浸置。

4.2 燃油箱渗透测试
当加油浸置结束后，在燃油箱装满燃料后的8小时内称重并记录重量值，单位mg。

在28±5℃的温度下保持14天，燃油箱可放在温度可控、通风良好的房间或试验箱内，并应持续监测和记录其温度值。

如果在燃油箱浸置预处理和渗透排放测试过程中使用的燃料不同，则需要每天对燃油箱进行称重测量，每周测量5天。

如果浸置预处理期间燃油箱重量与测试天数的线性拟合曲线表现出的线性回归相关系数r2<0.8，则不用每天进行称重测量。

测试结束时对燃油箱称重并记录，用燃油箱渗透试验开始时的重量减去试验结束时的重量，得到的重量差值除以燃油箱内表面积，再除以测试天数，计算得到渗透排放率，单位为mg/m2/day。

如果制造商认为燃油箱的重量在14天后变化不明显，难以算出渗透率，则可以延长测试周期，最多可再延长14天。

根据图1可知油箱渗透试验分全流程试验和非全流程试验两类，对于非全流程试验，计算得出的渗透率不能超过表1所规定的限值；对于全流程试验，要将计算得到的渗透率乘以劣化系数（DF），得到的结果不能超过表1所规定的限值。

劣化系数（DF）根据制造商的选择，可以采用下面方式之一来确定：1）最终渗透测试结果与基准渗透测试结果的比值；2）固定劣化系数DF=1.2（欧Ⅳ），DF=1.3（欧Ⅴ）。

4.3 燃油箱耐久测试
非金属燃油箱需要进行以下3项耐久试验，金属燃油箱可免于进行耐久试验。

对于非金属油箱，制造商也可以向型式认证机构提交耐久试验豁免申请，前提是企业能说明燃油箱不做耐久试验不会影响最终的渗透排放量结果。

a）压力循环试验
如图2所示，将燃料箱密封，控制箱内绝对压力值从115.1 kPa降至97.9 kPa，再回升至115.1 kPa，历时60秒为一循环，该压力循环需进行10 000次。

b）紫外线照射试验
如图3所示，用辐射照度至少为24 W/m2(0.40 W-hr/ m2/min)的紫外线来照射燃料箱表面，照射时间至少450小时。

非金属燃料箱可直接放在阳光下照射，并确保照射时间为至少450小时。

c）摇摆试验
如图4所示，将燃油箱中加入额定容积40％的试验用油，然后密封，以每分钟15个摇摆的频率摇晃100万圈，摇晃时与水平面保持+15°到－15°之间的一个倾斜角度。

试验的环境温度要求为28±5℃。

燃油箱耐久测试后要放油并重新加入试验燃油，并按照4.2进行一次加油浸置，浸置结束后按照4.3进行一次渗透排放测试，得到最终渗透测试结果。

如果
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图1　燃油箱渗透试验流程图
050
图2　压力循环试验
图4　摇摆试验
图3
　紫外线照射试验
紫外线照射试验和摇摆试验时燃油箱中有燃油，且摇
摆试验后立即进行加油浸置，则紫外线照射和摇摆试
验的时长可以算在加油浸置时间内。

4.4 燃油管渗透试验
如果油路总成（包括燃油管和燃油管喉箍等连接
部件）符合SAE J2260标准规定的R11-A或R12的渗
透指标，或者非金属油路总成满足SAEJ2260标准规定
的1类渗透指标，且制造商能向型式认证机构证明燃
料箱与其它燃油系统部件之间的连接，因其良好的设
计，足以满足密封要求，则可以免除燃油管渗透试验。

燃油管渗透试验前应用非渗透性材料将燃油管两
端密封，燃油管连接处应按量产要求的扭力值用卡箍
夹紧。

燃油管渗透试验需要进行加油浸置和渗透测试，
试验流程和试验内容与燃油箱渗透试验相同，但没有
耐久试验和劣化系数，只需要做一次渗透测试即可，
限值要求见表1。

5　总结
我国的两轮、三轮车辆和四轮车技术法规体系
主要以欧盟技术法规为参考，充分掌握欧盟法规EU
No.168/2013和EU No.134/2014，对于我国已经颁布的
摩托车国四阶段排放标准以及正在制定的摩托车国五
阶段排放标准具有重要的参考意义。

燃油箱和燃油管渗透排放试验是欧盟法规新的
要求和规定，试验和认证不复杂，但是测试周期比较
长，需要提早应对，以免影响摩托车出口认证。

此外，
对于燃油箱和燃油管渗透排放试验，欧规中也有许多
不适用和可申请免除项目，摩托车出口企业应仔细研
读，做好应对，以减少不必要的试验，节约时间和试
验费用。