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欧洲摩托车排放法规与我国正在制定的排放标准的差异分析(上)

2006-10-18

目前,在欧盟正式发布的摩托车排放法规技术指令97/24/EC及修订版2002/51/EC和2003/77/EC中,只对两轮摩托车提出了欧Ⅲ排放限值及测试循环要求,作为摩托车欧Ⅲ排放法规其它部分的完善,如;WMTC测试循环的采用、轻便摩托车EU Ⅲ限值、三轮和四轮摩托车EU Ⅲ限值、耐久性、在用车符合性、油耗测量、微粒排放、OBD、燃油蒸发排放等,欧盟也进行了深入研究,并对环境效应及投入成本进行了评估。2005年11月底,欧盟综合相关的研究结果,对这部分排放要求提出了实施建议报告:2006年8月18日,又正式发布了2006/72/EC指令,对采用WMTC循环的两轮摩托车认证试验又补充了相当于欧Ⅲ新限值,并将其作为欧Ⅲ认证试验的可选方案之一。

我国现行的摩托车排放法规体系采用的是欧洲体系。同时正在制定相当于EU Ⅲ的国家第3阶段(国Ⅲ)排放标准,摩托车蒸发排放标准及油耗标准等也在制定过程中。现将欧洲相关法规制定的最新动态作一介绍,并将欧洲草案同我国标准草案要求的差异进行综述,希望能给国内相关各方提供有价值的参考信息。

1 欧盟对摩托车EU Ⅲ法规中其它相关部分的排放要求

a) 欧洲建议在EU Ⅲ阶段将全球摩托车排放测试循环(WMTC)作为替代测试方法,在下一阶段将WMTC循环作为强制要求。

现行的欧洲指令对摩托车排放测试循环参照采用了轻型车排放驾驶循环,该循环并不是最佳方案,欧盟更倾向采用WMTC测试循环,因为它不仅更符合实际,同时也是全球法规协调的基础。通过对2种测试循环的相关性研究,公布了2种循环的相关系数,得出适用于WMTC测试循环并与现行欧Ⅲ限值相当的新限值。

在2006年8月18日公布的2006/72/EC指令中,欧盟已正式提出了WMTC循环所对应的相当于欧Ⅲ要求的两轮摩托车排放限值,并作为可选的认证试验之一用于欧Ⅲ的排放认证,该规定将从2007年7月1日起实施,正式颁布的限值如表1所示。

表1 WMTC测试循环排放限值

测试规范

类别

排放限值,g/km

CO,L1

HC,L2

NOx,L3

PM,L4

两轮摩托车型式认证和生产一致性限值

WMTC

Vmax<130km /h

2.62

0.75

0.17

Vmax≥130km/h

2.62

0.33

0.22

b) 排放控制系统的耐久性要求;研究表明,如果排放控制系统的有效寿命增加50%,到2012年大约可以使NOX排放降低0.7%,CO和HC排放降低0.3%。虽然增加耐久性要求所带来的环境效应不是很高,但对摩托车和轻便摩托车排放控制系统寿命的要求是避免出现不可预见排放增加的重要措施。因此,欧洲建议采纳建议稿中附件VIII的耐久性要求(这部分内容,因篇幅有限,将另作介绍),其中耐久性里程要求规定如表2所示。

表2 车辆类型及试验里程要求

车辆类型

发动机排量,Ml

最高车速,km/h

试验里程,km

轻便摩托车

≤50

≤45

10000

摩托车1类

<150

不适用

12000

摩托车2类

≥150

<130

18000

摩托车3类

≥150

≥130

30000

c) 两轮摩托车在用车应符合的要求:研究表明,增加摩托车在用车一致性符合要求,对降低总排放量影响很小(对2006—2012年所有摩托车排放的改善仅占0.04%),因此该规程的引入对总排放量的降低可以忽略(这是由于欧洲摩托车保有量较低,而且摩托车控制技术水平均较高的缘故)。摩托车在用车检查规程的建议案是基于轻型车的相关要求,但轻型车在实施时又存在一些问题,加上摩托车行业规模比汽车小,在用车符合性要求与耐久性要求之间有一定的重叠,因此欧洲建议先进一步了解汽车行业对在用车符合性要求的实施效果,然后再考虑摩托车行业是否采用。

d) CO2和燃油消耗量的型式认证要求:CO2的认证要求有相关标识可降低温室气体效应,尽管欧洲摩托车CO2排放仅占所有道路交通CO2排放总量的0.8%,但也是有益的。提供油耗相关信息可影响消费者购买更环保车辆,另外CO2排放测量是在排放测试中时进行,易于实施,没有附加成本。为此,欧洲建议在欧Ⅲ阶段引入CO2和燃油消耗量的认证要求,过渡期内,生产企业可选择用WMTC循环或欧洲排放测试循环。

e) 二冲程发动机的微粒排放要求:二冲程发动机微粒的主要成分是HC,现对HC的排放控制就已起到相应作用了,加之二冲程发动机产量在逐年下降,即使全部停止生产二冲程机,排放下降也仅占1.3%,因此,没有必要再提出法规限制。建议关注老旧在用车排放的影响,或强制要求二冲程发动机必须使用合成燃料。这些规定不仅更加经济,而且使微粒排放降低达5~7倍以上。

f) 三轮及全地形车EU Ⅲ阶段的排放要求:根据欧洲汽车制造商协会的讨论,这类摩托车数量有限(年销售量<20000 辆),加严这类车辆的排放对环境的改善不是十分显著,而且这类车辆最高车速通常在50~75km/h之间。因此,不增加相应的eudc循环部分,测试循环仍采用ece r40法规规定的循环,由于前40s的怠速已从ece r40循环中取消,因此包括了冷起动段的排放要求,其限值建议:1)柴油车:co为1g/km;hc为0.15g/km;nox为0.65g/km;pm为0.1g/km;2)汽油车:co为4g/km;hc为1g/km;nox为0.25g/km。

与EU Ⅱ限值相比,压燃式发动机车辆的新限值HC下降了85%,CO下降了50%,同时引入了PM的排放限值;点燃式发动机车辆新限值HC下降30%,CO下降40%,NOX下降40%。欧洲建议采纳这些新限值。

g) 轻便摩托车EU Ⅲ阶段的排放要求:在城市,轻便摩托车的使用里程相对较短,但平均每天的冷起动次数较多,冷起动阶段的排放权重约占30%。因此,控制冷起动阶段的排放会给环境带来较大改善。基于对环境效应的预测以及成分分析,现有EU Ⅱ排放限值是有效的。因此欧洲建议,对轻便摩托车排放测试循环引入权重比占30%的冷起动段排放要求,但原限值保持不变。

h) OBD要求:对于摩托车而言,引入OBD功能会带来较高的成本,因此仅对大排量车型引入了OBD。据分析,2006~2012年期间,该技术的引入约可降低摩托车总排放量的0.5%;大排量电控发动机可以吸收OBD技术所带来的成本,性价比是所有四冲程发动机全部采用OBD技术带来的性价比的3~4倍。此外,对轻型车,OBD功能也仅仅是从2000年才对汽油车的新车型开始引入,2003年对柴油车的新车型开始引入,因此对摩托车所带来的好处目前还不能评估。欧洲建议:目前暂不考虑对OBD的引入要求,作为技术开发将在下一阶段再进行讨论。

i) 蒸发排放:蒸发排放控制是控制摩托车HC排放的有效措施之一。由于不同机构对蒸发排放控制的成本评估存在一定分歧(40~120欧元不等),因此如果在引入欧Ⅲ排放的同时,引入蒸发排放,从开发成本上来说可能相对经济有效,因此建议在引入欧Ⅲ排放的同时,引入蒸发排放要求。

加州很早就对摩托车的蒸发排放实施了强制要求,因此蒸发排放控制技术也是众所周知的,目前,对蒸发排放要求有2个草案建议,一是基于汽车的蒸发排放测试规程(98/69/EC);二是欧洲汽车制造厂提出的基于加州的摩托车测试规程。因为后者的要求更加明确,更适合采纳使用。欧洲建议在加州蒸发排放测试规程的基础上引入对蒸发排放的控制要求。

j) 竞赛摩托车要求:这部分摩托车设计特殊,市场份额也小,通常只用于越野竞赛,不在常规的公路上行驶。欧洲汽车制造商协会建议保留欧Ⅱ的测试循环(无高速段部分),但采用2002/51/EC法规中规定的欧Ⅲ新限值,该建议涉及年产约30000辆车辆,相当于整个摩托车市场的1.67%。另外,根据欧洲年销售量的相关规定,小批量车型可适用于这类摩托车。因此,对这类摩托车不再提出其它特殊要求。 (摩托车技术)