輕型汽車的排放控制體系,世界上主要有三大體系:歐洲、美國(guó)和日本,其它國(guó)家多是直接引用或修改采用歐洲或美國(guó)的排放體系。對(duì)于排放標(biāo)準(zhǔn),關(guān)鍵是測(cè)試規(guī)范要求和對(duì)應(yīng)的限值規(guī)定,測(cè)試規(guī)范規(guī)定的車輛測(cè)試工況循環(huán)對(duì)排放測(cè)量結(jié)果有直接的影響。工況測(cè)試循環(huán)的設(shè)計(jì)通常需要盡可能接近車輛在實(shí)際行駛過(guò)程的典型工況,這樣對(duì)其排放的控制才能反映車輛在道路實(shí)際行駛過(guò)程中的排放控制結(jié)果。為此,我們整理了世界各國(guó)的排放工況測(cè)試情況及相關(guān)法規(guī)要求,并展望未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
目前以及未來(lái)輕型汽車排放測(cè)試工況循環(huán)總體情況見下表:

一、現(xiàn)行的主要排放測(cè)試工況循環(huán):
美國(guó)的排放測(cè)試(Federal Test Procedure)工況循環(huán)以FTP75為主,采用的是瞬態(tài)循環(huán),另外針對(duì)高速大負(fù)荷工況和空調(diào)使用工況的排放控制要求,還補(bǔ)充了兩個(gè)輔助工況US06和SCO3(也稱為SFTP,即Supplement Federal Test Procedure)。
a) FTP75:

b) US06 高速/大負(fù)荷工況循環(huán)

c) SC03 空調(diào)工況循環(huán)

歐洲的排放測(cè)試工況循環(huán)采用的是NEDC(New Europa Driving Cycle)
歐洲的測(cè)式工況NEDC從歐I開始使用,一直沿用至今,它是人為設(shè)計(jì)的工況循環(huán),示意圖如下。從歐3階段起,取消了下圖中循環(huán)起始的前40秒怠速段。

日本目前采用的工況循環(huán)為JC08:

世界其它國(guó)家主要參考?xì)W洲或美國(guó)的工況循環(huán):
a) 巴西和韓國(guó):采用了美國(guó)的FTP75循環(huán)
b) 阿根廷、俄羅斯、南非、澳大利亞、中國(guó)等:采用了歐洲的NEDC循環(huán)
c) 印度在歐洲NEDC循環(huán)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了適度調(diào)整,將市郊循環(huán)的最高車速120km/h下調(diào)至90km/h:

d) 還有一些地區(qū),美國(guó)測(cè)試工況或歐洲測(cè)試工況都可以接受,比如:哥倫比亞、墨西哥等。
二、針對(duì)輕型汽車的全球排放測(cè)試工況循環(huán)介紹以及未來(lái)的應(yīng)用情況:
針對(duì)輕型汽車測(cè)試規(guī)范的全球技術(shù)法規(guī)(Global Technical Regulation) GTR No.15已在2014年3月發(fā)布,它采用測(cè)試循環(huán)WLTC (Worldwide harmonized Light vehicle Test Cycle) 是基于美國(guó)、歐洲、日本、印度、韓國(guó)等國(guó)的在用車實(shí)際行駛數(shù)據(jù)開發(fā)的全球統(tǒng)一的測(cè)試工況循環(huán)。由于是全球的測(cè)試工況循環(huán),考慮到不同類型的車輛,根據(jù)車輛的功率與質(zhì)量比值范圍,定義了三類測(cè)試循環(huán)。針對(duì)功率質(zhì)量比大于34kw/t的第三類車的WLTC工況循環(huán)見下圖所示,WLTC是瞬態(tài)的工況循環(huán),主要由低速、中速、高速和超高速四段循環(huán)組成:

根據(jù)最新信息,作為全球工況測(cè)試循環(huán)WLTC,未來(lái)的應(yīng)用介紹如下:
a) 歐盟計(jì)劃于2017年EU6C階段引入WLTC循環(huán)(采用低、中、高和超高四段),剛開始是將WLTC作為一個(gè)可選工況循環(huán),無(wú)論企業(yè)采用NEDC循環(huán)還是WLTC循環(huán),EU6C的排放限值保持不變,目前針對(duì)兩個(gè)工況循環(huán)之間的相關(guān)性研究仍在進(jìn)行中。由于目前很多國(guó)家都參考了歐洲的排放法規(guī),因此WLTC的影響面較大。
b) 日本已提出2018年將引用WLTC循環(huán) (采用低、中和高速三段)以替代目前的JC08循環(huán),針對(duì)WLTC循環(huán),對(duì)相應(yīng)的排放限值做出適當(dāng)調(diào)整,其中對(duì)汽油車,NOx、CO和PM限值保持不變,增加了NMHC的限值(見下表):

對(duì)于柴油車,NMHC,CO和PM限值保持不變,增加NOx限值:

c) 印度表示,在2020年以后,將引用WLTC針對(duì)低功率車輛的工況循環(huán);
d) 韓國(guó)表示,在2020年以后,將引用WLTC的低、中和高速部分的循環(huán)。
三、歐盟針對(duì)道路實(shí)際排放的測(cè)試要求RDE(Real Driving Emission)開發(fā)介紹
通常對(duì)于排放測(cè)試工況循環(huán)的開發(fā),主要有兩個(gè)實(shí)際意義,一個(gè)是希望它能盡可能真實(shí)反映車輛在道路行駛過(guò)程中實(shí)際排放;另一個(gè)就是為車輛的技術(shù)開發(fā)、評(píng)估以及認(rèn)證和準(zhǔn)入提供依據(jù)。盡管工況循環(huán)要求盡可能反映真實(shí)道路的典型行駛情況,但是車輛的道路實(shí)際排放很難通過(guò)一個(gè)工況測(cè)試循環(huán)準(zhǔn)確反映。美國(guó)在FTP75循環(huán)的基礎(chǔ)上,又補(bǔ)充了兩個(gè)短工況循環(huán)以解決空調(diào)使用以及高速大負(fù)荷情況下的排放。歐盟也針對(duì)道路的實(shí)際排放正在開發(fā)新的測(cè)試要求,即RDE要求。目前針對(duì)RDE有兩種測(cè)試方式正在開發(fā)中,歐盟也計(jì)劃EU6C開始引入:
PEMS (Portable emission measurement system) 便攜式排放測(cè)量方法:它要求車輛在道路實(shí)際行駛,選擇有城市、郊區(qū)和高速的道路行駛,并通過(guò)行駛過(guò)程的車載排放測(cè)量系統(tǒng)對(duì)排放進(jìn)行測(cè)量。
RTC: (random test cycles) 隨機(jī)測(cè)試循環(huán)方法:它基于對(duì)實(shí)際道路行駛數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,形成多個(gè)短循環(huán)(按市區(qū)、市郊和高速),貯存在隨機(jī)循環(huán)的數(shù)據(jù)庫(kù)中;將幾種短循環(huán)進(jìn)行組合,由軟件生成大量的隨機(jī)測(cè)試循環(huán),通過(guò)隨機(jī)選擇對(duì)車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓測(cè)試。
對(duì)于RDE的測(cè)試結(jié)果,要求排放應(yīng)滿足EU6C限值與一個(gè)符合性系數(shù)的乘積,該符合性系數(shù)可能在1.5~3之間,目前沒(méi)有最終確定,相關(guān)的開發(fā)任務(wù)計(jì)劃在2015年底完成。
基于歐盟RDE的要求,BOSCH內(nèi)部專門設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的開發(fā)循環(huán)RTS (Real driving test sequence),它有三種不同風(fēng)格(溫和、正常以及激進(jìn))的工況循環(huán)(見下圖),供開發(fā)使用。RTS的開發(fā)目的是車輛若能通過(guò)RTS的測(cè)試,應(yīng)較大程度地確保車輛滿足RDE要求。

四、我國(guó)現(xiàn)行的輕型汽車排放測(cè)試工況循環(huán)參考了歐洲的要求,國(guó)1至國(guó)5排放標(biāo)準(zhǔn)均采用了NEDC工況循環(huán)。目前,京6以及國(guó)6排放標(biāo)準(zhǔn)正在制訂中,對(duì)應(yīng)的測(cè)試工況循環(huán)要求目前尚不可知,但有一點(diǎn)是明確的,無(wú)論我國(guó)采用何種循環(huán),隨著WLTC的未來(lái)全球化應(yīng)用,企業(yè)應(yīng)重視WLTC工況循環(huán),同時(shí)關(guān)注車輛在實(shí)際道路行駛中的排放控制。
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