1、 1 京环函 2017 772 号附件 3 重型车 NOx 快速检测方法及排放限值 （征求意见稿） 编制说明 重型车 NOx 快速检测方法及排放限值 标准编制组 2017 年 9 月 2 项目名称： 重型车 NOx快速检测方法及排放限值 提出单位：北京市环境保护局 业务主管部门：机动车排放管理处 标准主管部门：科技和国际合作处 承担单位： 中国汽车技术研究中心 编制组主要成员： 颜燕、付铁强、郭勇、王长园、王凤滨、徐军辉、孙一龙、刘辰、李博 3 目录 1 项目背景 1 1.1 任务来源 1 1.2 工作过程 1 2 制定本规范的必 要性和目的 1 2.1 制定本规范的必要性 1 2.2 制定本
2、标准的目的 3 3 国内外相关情况 3 3.1 国外重型汽车排放相关规范和法令 3 3.2 结论 5 4 标准主要技术内容 5 4.1 适用范围 5 4.2 术语和定义 5 4.3 标准主要内容 5 5 标准的制定依据 6 5.1 排放限值的确定 6 5.2 测试方法的合理性与可行性 7 5.3 设备的可行性 9 6 本标准技术水平 9 7 实施本标准的环境效益及经济技术分析 11 7.1 实施本标准的环境（减排）效益 11 7.2 汽车技术可行性分析 11 1 1 项目背景 1.1 任务来源 为改善首都大气环境质量，自 1998年 12月以来，北京市先后实施了十六个阶段控制大气污染措施，并经
3、国务院批准于 1999 年、 2002 年、 2005 年和 2008年分别执行了国家第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段机动车排放标准。通过实施一系列大气污染防治措施，北京市空气质量连续 13 年得到 改善，但与国家标准还有一定差距，特别是颗粒物和臭氧问题仍较为突出。 2014年 10月，北京市 PM2.5来源解析最新研究成果发布。北京市全年 PM2.5来源中区域传输贡献约占 28-36%，本地污染排放贡献占 64-72%。在本地污染贡献中，机动车、燃煤、工业生产、扬尘为主要来源，分别占 31.1%、 22.4%、 18.1%和 14.3%，餐饮、汽车修理、畜禽养殖、建筑涂装等其他排放约占
4、 PM2.5的 14.1%。 在车辆正常维护保养的前提下，国 3 及以上标准重型柴油车采用了电控技术，基本解决了冒黑烟问题，但是 NOx排放问题突 显，尤其是当 SCR系统工作不正常时， NOx 排放较严重。因此，在路检夜查、入户检查时， 亟需 一种快速检查重型柴油车 NOx排放方法。同时 结合本市的实际情况，制定 本标准。 1.2 工作过程 2017年 3月 ，北京市环保局下达 重型车 NOx快速检测方法及排放限值 的制 订任务后，标准编制组开始标准的前期调研和分析工作。 2017年 3-6月，跟踪国 内 外排放法规的最新进展 情况，研究 北京市 重型车在使用中的问题，并广泛征求环保管理部门
5、，检测机构和企业意见。 2017年 7-9月 ， 标准编制组起草标准草案 。 并开展测试方法的试验验证研究。 2 制定本规范的必要性和目的 2.1 制定本规范的必要性 随着中国工业化的发展、社会的进步，国家的实力和人民的生活水平都得到了极大地提高，但与此同时，中国的环境问题也越来越突出，环境污染越来越严重。环境污染中受关注最多的就是大气污染，因为大气的污染最易被观察到，且与每个人的日常生活密切相关，直接影响人民的身体健康。相关研究表明，大气2 污染源大致有如下几个：工业生产、生活采暖、交通运输和建筑扬尘等，其中交通运输中的机动车尾气污染量大致占总污染量的百分之二十多，对于一些污染大气的特殊污染
6、物，机动车尾气污染量占比会更大。因此 ，近十年来国家一直在采取各种措施治理机动车污染，陆续颁布了多项汽车排放法规，促进汽车排放控制新技术的采用，控制机动车污染物的排放量。 北京作为中国的首都，人口总量多、机动车保有量大，加之北京的地理位置不利于空气中污染物的流通和扩散，且受到周边城市大气污染的影响，大气污染相对更为严重。正因为如此，北京在机动车污染治理方面一直走在全国的前面，提出更为严格的汽车排放标准，并提前与中国其他地区实施汽车排放标准，这些措施都对缓解空气质量的进一步恶化起到了至关重要的作用。为了控制和减少大气污染，自 1998年以来，北京市 采取循序渐进的工作方式先后实施了 16个阶段、
7、共计 200 多项机动车排放污染控制措施，其中机动车排放控制措施达到三成以上，大气环境质量得到一定的改善。但是，由于北京市污染物总量大，再加上不利于污染物扩散的地理和气候条件，北京市的大气污染呈典型的大气复合污染特征，可吸入颗粒物和臭氧的浓度仍然很高，强氧化性二次污染物（细颗粒、臭氧）浓度也很高。 北京市汽车保有量基数大，给环境、交通带来了巨大的压力，严重影响到人们的生命健康和北京市社会、环境的可持续发展。机动车排放污染已经成为北京大气主要污染源之一，而近些年北京的机 动车保有量年均增长幅度在 10以上，目前机动车保有量已经超过 550万辆。目前北京市机动车排放的 CO、 HC、 NOx分别占
8、到空气污染总量的 86%、 32%、 56%。 2017年北京市要实现 PM2.5降至 6 0微克 /立方米左右的目标，这对北京市今年的减排任务带来了很大的挑战。为了完成减排目标，北京市将从多方面进行努力，机动车是大气污染物的主要来源，NOx排放占 30%左右， 2012年，重型车的 NOx排放占所有汽车排放的 85%以上，PM排放甚至占所有汽车排放的 99%以上，重型车是大气污染物排放控制的重点，引起了北京市的高 度重视。目前我国国四以上重型柴油车主要采用 SCR 系统，需要用户额外添加尿素来降低 NOx排放。由于给用户使用再来额外成本，部分企业或用户篡改有关功能，减少或不消耗尿素，造成 N
9、Ox排放超标严重，达到法规限值的数倍排放。而目前针对重型车 NOx的检测方法都较为复杂，且需要较长的检测时间，不利于环保执法部门的现场检测，因此目前急需一种能够快速检测 NOx排放是否超标的检测方法。 北京市为解决重型车排放法规测试与实际车辆道路运行排放差距较大，实际3 道路重型车 NOx排放严重失控，缺少整车测试方法 等问题于 2013年 7月 1日开始 实施重型整车排放测试标准 DB11/965-2013重型汽车排气污染物排放限值及测量方法 (车载法 )。 但该标准测试方法复杂，测试时间长，仅适用于新生产车的检测，对重型车的入户检测和路边抽查不太适用。 2.2 制定本标准的目的 制定 本标
10、准的目的是为环保管理部门提供一种重型整车 NOx 快速检测方法，用于入户检测和路边抽查 。 3 国内外相关情况 3.1 国外重型汽车排放相关规范和法令 在用车管理是世界各国机动车污染控制的重要内容。 对于重型整车 NOx测试，目前国内外主要基于 PEMS 设备的道路车载排放测试方法，遥感测试方法等 。 3.1.1 美国 美国 重型柴油车 NOx测试 ， 除了进行实验室认证测试之外，美国环境保护局（ US-EPA）已经推出了 利用 PEMS 整车测试的不超出（ NTE）方法所确定的附加排放要求。其相应的测试程序和便携式仪器的性能要求，都在联邦法规 40号第 1065部分进行了规定。 美国 EPA
11、2005年 8月制定了 “重型车辆在用测试程序（ 40CFR Parts 9 and 86） ”作为未来 IUC 道路排放的测试方法，要求制造商采用便携式排放测试系统（ PEMS）在道路上进行在用重型车排放特性评估，以便 EPA 对不同发动机和NTE方法评估，其中包括测试 NOx的要求 美国 CFR40 Part 86 Subpart T和 Subpart N，规定了 Not-To-Exceed（ NTE） 法测试规程， CFR 40 Part 1065 Subpart J规定了场地测试规程。 该方法测试时间长，主要用于车辆在用符合性的管理。 遥感检测技术起源于美国。 1988 年美国丹佛大学
12、应用非扩散红外线检测技术 (NDIR）开发了能同时检测 CO2、 CO、 HC 的设备；之后于 20 世纪 90 年代4 应用非扩散紫外线检测技术 (NDUV）开发了能检测 NOx 的设备； 2001 年 美国丹佛大学和沙漠研究所分别应用透射光不透明度技术和紫外线反射光探测技术(LIDAR)开发了能检测排气烟度的设备。但目前该方法不适用于柴油车的 NOx测试。 3.1.2 欧洲 欧洲于 2006年 6月完成了旨在研究 PEMS在欧洲用于重型车辆在用符合性检查的可行性的 PEMS 项目，认为指令 2005/55/EC， 2005/78/EC 中要求从整车上移除发动机进行测试，是一种非常繁杂、耗时
13、且高成本的做法，而利用 PEMS获取数据被认为是最具成本效益的在用符合性检查方式，且很容易进行测量。随后开展了 PEMS 试点项目，其目的是将 PEMS 作为 重型汽车在用符合性检查工具 。 3.1.3 中国 我国重型车整车测试方法也研究多年，北京最早于 2013 年提出了重型整车PEMS测试方法，并推出标准 DB11 /965-2013重型汽车排气污染物排放限值及测量方法 (车载法 )。 国家的重型整车 PEMS 标准也已经公开征求意见，并预计在 2017 年正式发布。但车载测试方法试验较复杂，测试时间长，因此不适用于入户检测和路边抽查。 2017年 7月 27日，国家发布了 HJ845-2
14、017 在用柴油车排气污染物测量方法及技术要求 (遥感检测法 )，国际上首次提出基于遥测方法进行重型车 NOx的排 放测试，并给出了筛查高排车的 NOx排放限值为 1500ppm。由于目前市面上已经存在的重型车包含国三到国五，北京还包括欧六排放标准的车辆，单纯用一个限值有可能会把很多严重超标或破坏 NOx后处理装置的车辆 漏除。 2017年 8月 16日国家制定了新的 柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）（征求意见稿） 标准，并公开征求意见，该标准也是国际首次应用加载减速法进行 NOx测试，但该方法需要在实验室进行，不能应用于路边抽查。 5 3.2 结论 综上所述， 目前现
15、有的重型整车 NOx排放测试方法都不适用于环保部门进行重型 整车快速 NOx检测 。 4 标准主要技术内容 4.1 适用范围 本标准规定了 重型车 NOx快速检测方法及排放限值 。 本标准适用于装用满足 GB17691-2005第三、第四和第五阶段标准的发动机的重型汽车和满足 GB17691-2017第六阶段排放标准的重型汽车的执法检查。 4.2 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 本标准采用下列术语和定义。 4.2.1 故障指示器 Malfunction indicator 在发生故障时能清楚地通知车辆驾驶员的指示器，属于报警系统的一部分。 4.2.2 车用 NOx传感器 NOx sen
16、sor for vehicle 安装在车上的能够快速、准确测量排气中 NOx浓度的传感器。 4.3 标准主要内容 标准 共 7章。 第 4 章为 标准限值及要求 ， 装用满足 GB17691-2005 或满足 GB17691-201X阶段发动机的重型汽车，按 标准 第 5 章试验方法下， NOx 排放移动平均的最大6 浓度值应满足表 1的限值要求 。 表 1 NOx排放限值 分类 排放水平 NOx浓度限值 (ppm) 重型 汽车 第三阶段 1450 第四阶段 1150 第五阶段 900 第六阶段 500 正文第 5 章规定了 NOx测试方法 。 测试设备应在 2 分 钟内安装完成， NOx测试
17、设备可采用化学发光、 紫外或者红外原理、也可使用车用 NOx传感器 ，并提出了设备测试精度要求。 测试车辆应以正常驾驶方式在道路上驾驶至少 2000m距离，驾驶车速以当时实际道路状况为准。 正文第 6章 为 结果处理方法 ， NOx浓度结果应以 10s为单位进行移动平均处理，接收设备应显示试验过程中 NOx排放浓度最高的移动平均结果 。 5 标准的制定依据 5.1 排放限值的确定 本标准分别制定国三、国四、国五和国六的限值，其中国三的限值参考了HJ845-2017在用柴油车排气污染物测量方法及技术要求 (遥感检测法 ) 中 NOx的排放限值 1500ppm。 该 限值为所有重型车的 超排车限值
18、，因此适用于国三车辆 。本标准 测试方法比遥感测试方法更加 准确，因此国三限值定为 1450ppm。 国五限值参考了 HJ857-2017 重型车用发动机与汽车排气污染物车载测量方法及排放限值 中 NOx浓度限值 900ppm， 本标准国五限值定为 900ppm。 国六限值参考了 GB17691-2017重型柴油车污染物排放限值及测试方法（中国第六阶段）中 NOx浓度限值 500ppm， 本标准限值定为 500ppm。 国四排放限值测试参考了国五限值与国三限值，及图 1所 示的实际 测试 NOx浓度结果， 限值定为 1150ppm。 7 图 1 NOx浓度测试结果 5.2 测试方法的合理性 与可行性 本标准的制定是为了满足环境管理部门对重型整车 NOx快速测试，从而满足入户检测或路边抽查的需求 。 现在的重型车入户或路边检查方法为自由加速烟度测试方法，对该方法标准组进行了研究，对四台国五车辆分别进行有尿素和放空尿素的自由加速测试，分别测试烟度和 NOx浓度，如表 2 所示，尿素放空前后 NOx和烟度都没有明显变化，因此用该方法无法进行车辆 NOx排放是否合格的判断。这主要是因为在这种 条件下，都没有达到尿素喷射的 条件，因此加不加尿素都不影响车辆 NOx的排放，烟度也与 NOx排放没有关系。 表 2 自由加速测试方法条件下 NOx浓度测试
