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国内外强制性标准:车辆排放问题的解决和油耗标准的比较

时间:2023-05-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:在3年或6万公里内,如果车辆的排放装置出现故障,导致排放超标,由汽车生产企业承担相应的维修和零部件更换费用,保障车主权益。⑥国Ⅵ与欧Ⅵ标准对比。图2-1油耗取样时间据能源与交通创新中心介绍,中国、欧盟及日本的油耗标准都是基于车重,油耗标准随着车重增加而降低。欧盟于2015年后开始向以脚印面积为基础的标准过渡,后续中国也有可能改变标准。

国内外强制性标准:车辆排放问题的解决和油耗标准的比较

中国汽车标准主要分为强制性国家标准GB、推荐性国家标准GB/T、汽车行业标准QC/T(表2-1),强制性国家标准主要分为主动安全、被动安全、一般安全、节能与环保,较重要的有排放限值、能耗、碰撞安全3个方面。

表2-1 国内汽车强制性标准明细

(1)排放限值法规

与国外先进国家相比,我国汽车尾气排放法规起步较晚、水平较低,根据我国的实际情况,从20世纪80年代初期开始采取了先易后难分阶段实施的具体方案,其具体实施共分6个阶段,详见表2-2。

表2-2 排放限值法规

国Ⅵ排放标准a阶段将于2021年1月1日开始实施,重点地区已于2019年7月1日实施;b阶段将于2023年7月1日开始实施。国Ⅵa相当于国Ⅴ与国Ⅵb的过渡阶段,而国Ⅵb是真正的国Ⅵ排放标准(表2-3)。国Ⅵa阶段相比国Ⅴ标准限值仅CO下降,其他均无变化;国Ⅵb的排放标准比国Ⅵa严了几乎一倍,国Ⅵb阶段相比国Ⅴ标准限值,除了PN之外,各指标均有下降。新标准的实施主要是为了改进催化转化器中的催化剂,改进燃油系统密封性等。

表2-3 国Ⅵ标准较国Ⅴ标准排放标准限值变化(单位:g·km-1,PN的单位:个·km-1

对于汽车企业而言,国Ⅵb排放标准成为史上最严格的排放法规要求,主要表现在以下方面。

①测试循环不同。对车辆冷起动、加减速度以及高速负荷状态下的排放进行全面考核,覆盖了更大的发动机工作范围,对车辆的排放控制性能进行更严格的要求。测试程序要求不同:用更加严格的测试要求,避免实验室测试数据与实际使用不一致,但是在实际使用中却有不尽人意的现象发生。

②限值要求加严。相比国Ⅴ排放,国Ⅵ标准的限值更加严格;另外国Ⅴ阶段汽柴油车采用不用的限值,而国Ⅵ标准根据燃料中立原则,对汽柴油车采用相同的限值要求。

③新增加实际道路行驶排放测试。首次将排放测试转移至实际道路,要求汽车既要在实验室测试达标,还要在市区、郊区和高速公路上以正常行驶状态利用便携式排放测试设备进行尾气测试,能够有效避免排放作弊行为。

加严蒸发排放控制要求。国V标准下,估测汽油单车年平均汽油挥发8.8kg左右,国Ⅵ标准对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,增加对加油过程的油气控制。

④增加排放质保期的要求。在3年或6万公里内,如果车辆的排放装置出现故障,导致排放超标,由汽车生产企业承担相应的维修和零部件更换费用,保障车主权益。

⑤提高了低温试验要求:国Ⅵ标准较国Ⅴ的一氧化碳碳氢化合物限值更加严格,同时还增加了对氮氧化合物的控制要求,有效控制冬天车辆冷起动时的排放。引入了严格的美国车载诊断系统OBD控制要求,全面提升对车辆排放状态的实时监控能力,能够及时发现车辆排放故障。

⑥国Ⅵ与欧Ⅵ标准对比。中国实施排放标准的进程比其他发达国家要滞后,而国Ⅵ标准是基于全球技术法规基础并引入了欧洲标准和美国标准的先进内容,形成的一个全新的技术标准。国Ⅵb比国Ⅴ严苛了50%以上,也是国内排放标准第一次超越欧盟标准(表2-4)。

表2-4 国Ⅵb与欧Ⅵ排放限值对比

在汽车排放污染物中,我们可以看到国Ⅵb除了一氧化碳(CO)标准与欧Ⅵ持平以外,碳氢化合物(THC)、氮氧化合物(NOx)和固体颗粒物(PM)排放标准均高于欧Ⅵ标准。

除了排放限值外,国Ⅵ相比欧Ⅵ标准在试验方法上也不同,主要体现在欧Ⅵ汽油车使用老式的NEDC测试方式(测试排放结果会比实际排放结果低),欧Ⅵ柴油车使用新式的WLTP(测试结果更为精准)。而国Ⅵ柴汽油车均同欧Ⅵ的柴油车使用同样严格的测试方法。

(2)燃油经济性法规

在全球汽车油耗法规不断加严的背景下,轻型商用车油耗的加严也势在必行。最新版《轻型商用车辆燃料消耗量限值》于2018年1月1日起开始实施,只针对新认证车型,在产车型2020年1月1日开始实施。新标准的发布与实施将有助于实现我国2020年轻型商用车新车燃料消耗量水平比2012年至少下降20%的目标(表2-5)。

表2-5 轻型商用车第三阶段单车油耗限值(www.xing528.com)

新修订的标准分别对以汽油、柴油为燃料的不同类型的轻型商用车按整车整备质量设定了64个燃料消耗量限值.其中,N1类(轻型货车)汽油车型燃料消耗量限值最低为5.5L/100km,柴油车型燃料消耗量限值最低为5.0L/100km。具体如下:

我国的油耗测试方法主要参照欧盟法规的方法,由4个城市循环和1个高速循环组成,整个过程历时20分钟,市区的最高车速是50km/h,高速路上最高速度达120km/h(图2-1)。

图2-1 油耗取样时间

能源交通创新中心介绍,中国、欧盟及日本的油耗标准都是基于车重,油耗标准随着车重增加而降低。而美国标准是基于脚印面积(四车轮之间的面积),油耗标准随着车身变大而降低。欧盟于2015年后开始向以脚印面积为基础的标准过渡,后续中国也有可能改变标准。

美国油耗法规的评价方法是CAFE综合地评价燃油经济性,包括55%的城市道路循环(FTP75)和45%的高速公路行驶巡航(HFET)。每个制造企业每年销量的各车型,以其所占总销量的百分比作为加权系数,乘以该车型车辆的燃油经济性,再将各车型的加权燃油经济性总和加起来,得到该企业的总平均燃油经济性,此值应满足当年相应的CAFE限值要求(表2-6)。

表2-6 CAFE限值明细表

①1mi(英里)=1.609m。

欧盟油耗法规的评价方法是消减二氧化碳排放,目前皮卡油耗指标CO2限值为147g/km。

(3)碰撞安全法规

国内汽车皮卡安全法规主要对标欧洲的ECE法规进行制定,欧盟ECE法规具有严谨全面的特征,同时又根据我国实际现状以及道路和车辆的实际情况进行制定(表2-7)。

表2-7 中国与欧盟、美国等国家的碰撞安全法规项目清单

续表

目前中国皮卡主要碰撞安全法规包括《汽车正面碰撞的乘员保护》《汽车侧面碰撞的乘员保护》《防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定》。预计2024年《汽车对行人的碰撞保护》《商用车驾驶室乘员保护》也将纳入碰撞安全法规要求。目前最新版《C-NCAP中国新车评价规程》只针对乘用车有法规要求,并未提到皮卡。

《汽车正面碰撞的乘员保护》主要是参考欧洲法规制定的,其中速度为56km/h下的40%偏置碰撞没有进行采纳,而是采用美国的(56±2)km/h的100%重叠正面碰撞。碰撞车辆行驶路线与壁障夹角为0°,HybirdⅢ50百分位男性假人放置在前排驾驶位及其外侧位置,HybirdⅢ5百分位女性假人放置在驾驶员座位之后的后排座位的左侧位置,P系列儿童假人放置在后排座位最右侧,车辆行驶速度为50km/h,规定的碰撞伤害指标如下:

头部性能指标HPC应不大于1000,并且头部合成加速度大于80g的时间,累计应不超过3ms,但不包括头部反弹;胸部压缩指标Thcc应不大于75mm;大腿性能指标FPC不大于10kN。

《汽车正面碰撞的乘员保护》同样对汽车的结构、整备质量、乘员舱的空间尺寸、汽车制作工艺及材料等各方面进行了严格的规定,同时也规定了安全带的安装使用规则和安全气囊在身材矮小乘员及妇女儿童身上的使用规则。

欧盟的ECER94《关于车辆正面碰撞乘员保护认证的统一规定》相对于中国的《汽车正面碰撞的乘员保护》更加科学与谨慎,主要体现在以下几方面。碰撞方式:我国碰撞试验是完全性的刚性壁面碰撞,欧盟是各种材料堆层碰撞,由上到下各部分碰撞壁面的硬度不同,更好地模拟了实际过程中汽车与汽车的碰撞,此外欧盟的正面碰撞还包括环柱碰撞和斜面碰撞。而这些在我国正面碰撞安全法规中未提到。碰撞伤害指标:我国规定的腿部指标为大腿压缩力指数FPC不大于10kN,而在欧盟法规标准里规定的是小腿压力指标不超过8kN,且膝关节滑移不超过15mm。儿童乘坐安全:我国法规对于儿童乘坐安全,只提到安全气囊在儿童身上的使用规则,其他并未进行说明,在欧盟法规中,非常详细地规定了对于儿童安全座椅的安装方式及相关注意图标不可缺少。车辆合格认证要求:我国车辆对于车辆正面安全碰撞只要求有国家出示的安全保证书即可,欧盟法规中不仅要对车辆进行定期抽检,而且一旦发现相关的安全隐患,必须出示相关的证明。

《汽车侧面碰撞的乘员保护》参考欧盟标准制定,主要区别在于欧盟安全法规相比中国更全面一些,考虑到非对称的车型应该额外增加侧面安全碰撞。《汽车侧面碰撞的乘员保护》主要的性能指标具体如下:头部性能指标HPC应小于或等于1000;当没有发生头部接触时,则不必测量或者计算HPC值,只记录“无头部接触”。胸部性能指标:肋骨变形指标RDC应小于或等于42mm;黏性指标VC应小于或等于1.0m/s。骨盆性能指标:耻骨结合点力峰值PSPF应小于或等于6kN。腹部性能指标:腹部力峰值APF应小于或等于2.5kN的内力(相当于4.5kN的外力)。FMVSS214《侧面碰撞乘员保护》与ECER95《关于车辆侧面碰撞乘员保护认证的统一规定》对比如表2-8所示。

表2-8 侧面碰撞成员保护欧盟标准与美国标准对比

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