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1、 车用压燃式、 气体燃料点燃式发动机与汽 车冷启动排气污染物排放限值及测量方法 （征求意见稿）编制说明 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车冷启动排气污染物排放限值及测量方法标准编制组 二一二年七月 I目 录 1 背景背景 . 1 2 国国 IV 城市重型车城市重型车 NOX 排放问题排放问题 . 2 2.1 城市重型车 NOX排放过高 . 2 2.2 城市重型车 SCR 系统低温性能变差 . 3 2.3 城市车辆实际运行特点 . 4 2.4 现行标准试验循环工况的局限性 . 5 3 国外情况研究国外情况研究 . 7 3.1 欧盟 . 7 3.2 美国 . 11 3.3 日本 . 13 3.
2、4 英国 . 14 3.5 小结 . 14 4 本标准制定思路本标准制定思路 . 16 4.1 整体思路 . 16 4.2 测试循环的选定 . 16 5 标准主要技术内容标准主要技术内容 . 18 5.1 标准适用范围 . 18 5.2 标准结构框架 . 19 5.3 试验规程和试验循环的确定及依据 . 19 5.4 排放限值及确定的依据 . 20 6 排放限值的试验验证排放限值的试验验证 . 21 7 实施本标准的环境效益及可行性分析实施本标准的环境效益及可行性分析 . 22 7.1 环境效益 . 22 7.2 技术可行性 . 22 7.3 测试条件可行性 . 23 参考文献参考文献 . 2
3、4 1 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车冷启动排气污染物排放限值及测量方法编制说明 1 背景 北京、上海提前实施国四排放标准以来，发现了城市公交车装用的选择性催化还原系统 （SCR） 在一些低速低温工况下不起作用、 车用尿素溶液结晶等问题，导致车辆氮氧化物实际排放超标的情况。 为了解相关情况并听取各方意见，环保部科技标准司于 2012 年 3 月 16 日专门召开了“重型柴油车国四标准实施问题讨论会” 。会议邀请了环保部污防司、地方环保局、环保科研院所、高校、汽车排放检测机构，以及汽车、发动机、排气后处理装置和检测设备生产厂等单位的 20 余位专家。 大多数与会专家认为，该问题的出现，主
4、要是因为新车型式核准试验工况存在缺陷，对城市公交车（或城市车辆）的低温低速工况不具备代表性，使得企业开发机型时基本没有考虑低速低负荷的城市工况， 导致城市车辆实际运行时氮氧化物排放超标。为了解决上述问题，对城市车辆在现有标准基础上，追加一个更具代表性的冷启动测试循环， 可以较好的解决城市车辆低速低温工况氮氧化物超标的问题。 因此，环保部科技司下达标准制定任务，由中国环境科学研究院承担，要求尽快开展相关研究工作，并补充制订相应标准。与会专家同时认为，根据现有研究成果，在发动机平均转速、平均功率、怠速时间、排气温度等方面，全球统一的重型发动机试验循环（WHTC）与目前实际城市车辆运行工况吻合较好，
5、可以考虑作为新标准的试验工况。 2 2 国 IV 城市重型车 NOx 排放问题 2.1 城市重型车 NOx 排放过高 国内相关研究发现， 国四公交车实际运行时， 所排放的 NOx 远远超出型式核准的限值，直接导致大量的 NOx 污染物排放。 对城市车辆实际运行时的 NOx 排放超标问题， 我国相关机构已经开展过相应的实车测试试验，采用车载测量设备（PEMs）进行排放测量，所收集到的 22 辆城市车辆实际运行的平均 NOx 比排放数据1见图 1。 图 1 22 辆整车 NOx 排放数据1 由图 1 可以看出，在 22 辆车的平均排放数据中，只有 3 辆车满足国四标准3.5g/kWh 的排放限值，
6、占 14%；在所有数据中，有 15 辆车的数据超过排放限值的两倍，占所有数据的 68%；甚至还有 27%（6 辆）的数据超过了排放限值的 3倍。可见，在城市车辆实际运行时，NOx 排放超标问题十分严重。 1 数据来源：中国汽车技术中心承担的北京市重型汽车整车污染物排放要求及测试规范标准项目。 3.5g/kWh 7.0g/kWh 10.5g/kWh 3 国四车辆在城市的实际运行当中，排放大大超出了核准时的水平，这对我国城市 NOx 总量减排目标的实现极为不利。 据国际清洁交通委员会 （ICCT） 估计，中国自 2008 年至 2015 年间，由于国 IV 标准车辆在主要城市的城区行驶，NOx将会比预期多排放约 4 万吨2。 2.2 城市重型车 SCR 系统低温性能变差 研究国四车辆在城市运行中 NOx 排放严重超标的问题， 发现超标车主要为采用 SCR 技术的车辆。当企业设计国四（欧四）发动机时，通常主要有两条技术路线：EGR+DOC（或 DPF）和缸内净化+SCR；到国五（欧五）时，基本上所有的发动机生产厂家都要采用 SCR 系统。在已经满足国四标准并且在中国通过型式核准在售的 553 个重型柴油机型号中，有 13%采用 EGR，87%采用 SCR3。 SCR 技术的原理是通过在富氧的尾气中喷入还原剂氨气，在催化剂作用下，把 NOx 还原成无害的氮气和水。在柴油车尾气
