汽车安全性成果与排放限值演变

图2.1-5 自1991年起整个德国（包括9个新联邦州）汽车每亿千米死亡人数

直到第二次世界大战前，作为交通工具的汽车的开发并没有注意环境问题、减少交通事故后果的汽车安全性和再利用问题，第二次世界大战后开发的大量小型汽车满足了交通的需要。20世纪60年代中期，在美国通过安全性的法律和排放规定，使汽车发生了很大的变化。有很大影响的消费者代言人R.那杜（Ralph Nade）的安全宣传活动与行政部门购车的规定，促成了“联邦汽车安全性标准（FMVSS）”的出台。一个包含汽车所有部件的安全性规定的文件直至今天还在不断充实。1900年初，在德国就有一个有关汽车行业赔偿义务的法规。此外还召开了有关这些重要题目的全球性的世界安全性会议，如ESV会议^[5]和生物力学会议^[6]。交通事故研究者、生物力学家、工程师和立法代表热烈讨论了汽车安全性的最新进展与成果。特别是在20世纪70年代初出现了在试验车上或汽车分系统上解决安全性的创新技术的竞争。汽车安全性不只与汽车生产厂家有关，更重要的也与用户和立法者有关，如道路扩建、交通信号设置、驾驶证培训、限制酒精和药物、清晰的交通标志等都能为交通安全作出贡献。致力于以提高安全性为目标的努力结果是：在欧洲各国作为汽车行驶千米数函数的死亡和受伤的交通事故数明显下降。图2.1-5^[8，9]为德国交通中每亿千米死亡人数逐年下降的情况。可见，过去和现在所做的汽车安全性工作是多么的必要。遗憾的是全球范围每年有记录的死亡交通事故超过100万人。各国间死亡人数的悬殊差别应激励那些“最差”的国家，并应效仿交通安全做得好的那些国家。这也适用于其他的交通承担者，如火车、近程客运公共交通和客运航班，这些公共交通工具具有很高的每人千米的安全性。

提高汽车安全性的希望并不只是汽车用户，政策的引导能改变公众对安全性的认识。加利福尼亚就是这方面的典型例子。为解决在洛杉矶和其他一些城市的烟雾与恶劣的空气质量的困扰，颁布了一项排放法规。20世纪60年代中期，在美国，首先限制CO、NO_x、HC和微粒的排放。20世纪70年代初，在欧洲控制排气中的CO、HC、微粒排放，稍后控制NO_x的排放。另外，汽车生产厂家需要证明排气中没有限制的那些成分，不会危害人们的健康。采用三效催化转化器和汽油机空燃比λ=1的闭环控制、使用无铅汽油这些措施取得了控制排放的实质性技术突破，见5.1节。这时，在欧洲也将这些技术融入到当时的新车上。同时，燃油系统的排放也成倍下降，见7.6节。通过燃油箱、油管的密封，将停车和行驶时的燃油蒸气引入活性炭罐，并再由发动机吸入燃烧室燃烧。在加灌燃油时从燃油箱加油口将逃逸的燃油蒸气通过加油枪上的一个装置吸走。柴油机通过机内措施控制排放取得了技术进步。至20世纪80年代末，氧化催化转化器、高压喷射系统在降低有害气体排放方面取得了进一步的成果。微粒过滤器已成批使用。特别是NO_x和微粒明显下降，见5.2节。

目前正进一步改进汽油机和柴油机的排放性能。这些工作分两方面进行：减少发动机冷起动时的排放、继续降低受限制的排气组分、降低汽油机直喷的NO_x和柴油机直喷的NO_x；在加利福尼亚的排放法规要求是超低排放汽车（ULEV）、特超低排放汽车（SULEV）和零排放汽车（ZERO），欧洲的排放法规目标是EURO3、EURO4和EURO5。这些法规连同控制与环境负荷有关的CO₂排放一起实行，人们担忧目前的汽车将完全消失。图2.1-6是从1970年以来从EURO1到2009年的EURO4的欧洲降低排放限值的演变。每次试验的行驶千米的排放限值平均下降97.5%，仅为上一次的2.5%。按预计的2009年EURO5规则，对NO_x和微粒作了特别的限制。在过渡时期柴油机汽车的NO_x限定值为0.2g/km，微粒为0.005g/km。(www.xing528.com)

图2.1-6 欧洲和欧共体立法降低排气中有害物质含量

汽车外部噪声也要降低。欧洲批准的噪声试验方法是汽车在2档和3档模拟加速超车。目前已有很多汽车按此试验方法检测噪声，并保持在1975年的82dB（A）的噪声限值以内。现在规定的车型试验噪声限值为74dB（A），约为轮胎与路面间噪声值的50%。进一步将车型试验噪声限值降低到72dB（A），则升高到轮胎与路面间的噪声值的75%。目前，在日内瓦的UNECE正在制订新的噪声检测方法。主要的工作必须集中在降低轮胎与路面间的噪声，见第3.4节。利用特殊的低噪声沥青路面，可大大降低噪声。当然这种路面要比普通路面的寿命低。公众对于外部噪声的关注不断增加。对汽车持批评的不变话题是历数汽车在城市中的停车和排放问题。