1、 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气可见污染物排放限值及测量方法 (自由加速烟度法和工况法) （征求意见稿）编制说明中国环境科学研究院2004.41一、 任务来源及目的本编制说明所及的压燃式发动机和装用压燃式发动机车辆的排气可见污染物排放限值及测量方法 （征求意见稿）的编制任务是国家环保总局科技标准司下达的。标准将由国家环保总局和国家质量监检总局联合发布。标准为强制性国家标准。国家环保总局下达标准编制的目的主要是根据我国汽车及相关工业的发展状况以及污染控制的实际需要，特别是根据新车和发动机排放标准的重新修（制）订。为了适应新形势的需求，尽早结束对已经按新的排放标准生产制造出的车及发动机无相
2、应排放标准的状况，建立压燃式发动机和装用压燃式发动机车辆的排气可见污染物排放限值及测量方法 ，使汽车污染防治工作有据可依。本标准是对 GB3874-1999压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气可见污染物限值及测试方法的第一次修订。该修订是在 GB3874-1999 的基础上，增加了新生产汽车及在用汽车排气可见污染物的排放限值。将代替 GB 3847-1999 废止,同时废止和 GB 182852000 中的相关部分。政府对压燃式发动机和汽车的颗粒物排放污染防治极为重视。今年年初，国家环保总局会同国家经贸委和科技部发布了柴油车排放污染防治技术政策 ，其中特别强调控制的重点是氮氧化物和颗粒物污
3、染物。本标准所针对的“排气可见污染物”就是指颗粒污染物。用不透光度法所测得的主要是由压燃式发动机直接排出的各种可吸收和散射光源的排放成分。这些排放成分中引起不透光度变化的主要是排气中“C ”的吸收。 二、 控制对象排气可见污染物压燃式发动机（车）的主要排放污染物 CO、HC、NO x和 PM。对于新车（机）型，其排放要求已由 GB18352.12001轻型汽车污染物排放限值及测量方法（） 、GB18352.22001轻型汽车污染物排放限值及测量方法（） 和 GB17691-2000车用压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法进行了限制。除了上述四种控制项目外，欧洲和一些国家还同时对排气可见污染
4、物进行控制。压燃式发动机和汽车的排气可见污染物是指排气中可吸收和散射光源发出的光线的那部分物质。为了解决在用压燃式发动机汽车的排放检测问题并与欧美等国际的排放法规体系接轨，我国有必要制定对排气可见污染物的限值标准并确定相应的测量方法，从而完善我国关于压燃式发动机和装有压燃式发动机车辆的排放标准体系。本标准中排气可见污染物是指依据联合国欧洲经济委员会（UNECE）1986 年 4 月 20 日生效的 ECE R24/03 法规对压燃式发动机和装用压燃式发动机车辆可见污染物排放的认证规则中的相应技术方法，即目前国际上通用的不透光烟度计测量方法。不透光度法是欧洲的现行法规规定的方法，它的特点是既可以
5、包括黑色的颗粒物又可以包括其他有色、无色的颗粒物，是一种较我国现行波许烟度法更科学成熟的方法。该方法由于其先进性，取代滤纸式烟度计方法已成为国际趋势。不同的是，本标准只采用分流式不透光度仪, 取消了全流式不透光度仪。取消全流式不透光度仪主要是为了避免在一个标准里同时使用存在两种测试仪器方法可能引起的争议。2三、 制订标准的几点重要原则(1) 区分新老。根据“大气法”关于在用车排放应符合生产制造时规定的要求，考虑了按老标准与新标准生产制造的汽车（或发动机）的区别对待。对于按 GB14761.6柴油车自由加速烟度排放标准生产制造的在用汽车仍执行 GB/T 3846-93柴油车自由加速烟度的测量 滤
6、纸烟度法规定的波许烟度法测量并按 GB14761.6柴油车自由加速烟度排放标准中有关在用汽车的标准值实施监督管理。自本标准发布之日起，GB14761.6柴油车自由加速烟度排放标准中与在用汽车无关的部分废止。(2) 包括燃用气体燃料汽车。与国家环保总局和国家质量监检总局 2001 年 4 月 16 日发布的三个新标准相互紧密衔接，包括了以前未加考虑的燃用气体燃料压燃式发动机和汽车。(3) 补充关于新生产汽车和在用汽车的内容，包括：限值、在用车自由加速试验方法和在用汽车的加载减速法等内容。(4) 与老标准的替代关系。本标准发布之日起，下列标准废止：GB 3847-1999压燃式发动机和装用压燃式发
7、动机的汽车排气可见污染物限值及测试方法 ；GB14761.7-93汽车柴油机全负荷烟度排放标准 ；GB3847-83汽车柴油机全负荷烟度排放标准 。本标准代替下列国家标准中有关“定型汽车”和“新生产汽车”两部分的内容：GB14761.6柴油车自由加速烟度排放标准 ；GB/T 3846-93柴油车自由加速烟度的测量 滤纸烟度法(5) 易于理解、便于操作。四、 主要修订内容和说明（1） 本标准将由国家环保总局和国家质量监检总局联合发布。（2） 本标准的格式参照新近发布的标准格式。（3） 本标准由国家环境保护总局负责解释。（4） 本标准适用范围：1、 压燃式发动机的排气可见污染物的排放，包括型式认证
8、核准机型核准和生产一致性检查；2、安装了按本标准第 I 部分型式认证核准机型核准已批准的压燃式发动机汽车排气可见污染物的排放，包括新车型式认证核准车型核准和生产一致性检查、新生产汽车和在用汽车的检测；3、安装了未按本标准第 I 部分单独进行型式认证核准机型核准的压燃式发动机汽车的排气可见污染物的排放，包括新车型式认证核准车型核准和生产一致性检查、新生产车和在用汽车的检测。本标准包括燃气发动机和汽车。本标准不包括按 GB14761.6柴油车自由加速烟度排放标准生产制造的在用汽车。3按 GB14761.6柴油车自由加速烟度排放标准生产制造的在用汽车仍执行 GB/T 3846-93柴油车自由加速烟度
9、的测量 滤纸烟度法规定的波许烟度法测量并按GB14761.6柴油车自由加速烟度排放标准中有关在用汽车的标准值实施监督管理。自本标准发布之日起，GB14761.6柴油车自由加速烟度排放标准中与在用汽车无关的部分废止。（5）本标准中的“在用汽车”是指按 GB18352.1-2001、GB18352.2-2001 和 GB17691-2001 及本标准规定生产制造、已经取得具有有效牌照，并投入使用的压燃式发动机汽车。（6）对自由加速排气可见污染物测量结果的校正说明在 GB3847-1999 标准中，对自由加速光吸收系数的校正规定(见原标准附录 D 的 D3 条)：其校正适用于同一发动机的变型，其稳定
10、转速的排气光吸收系数已经测定。通过原标准制订人对欧洲实施情况的了解，以及比照 72/306/EC 指令的规定，型式核准时，对其自由加速可见污染物的校正是适用于所有的机型，而不仅仅针对变型机型，同时将其校正值作为核准标记中应记录的数值。因此本次修订时将该条删去，而改为：本方法适用于车(机)型型式核准时自由加速光吸收系数值的校正，其稳定转速的排气光吸收系数已经测定。另外，对标准中的 8.1.1、13.1.1、20.1.1 条中的部分文字改为“如果按附录 D 自由加速试验所测得的排气光吸收系数不超过该发动机型式核准时测得的自由加速排放值的校正值再加 0. 5m-1，” （ 原 GB3847 相应的内
11、容为：“ 该发动机型式认证时或说明文件中标明的数值再加 0. 5m -1” ，根据其字面意思不能确定该值是测量值还是校正值。）（7）修订标准限值规定说明1.欧洲对装用压燃式发动机的车辆，其可见污染物在用车限值简述 (96/96/EC 指令)如下：a)所测得的值不应超过按 72/306/EC(在欧洲该指令内容与 ECE R24-03 内容等效)指令规定的打在铭牌上的数值。该值即为认证标记中记录的数值，也是型式核准时对自由加速可见污染物测量值校正后的数值。b)如果没有该数据，或成员国的权力机构决定不采用该值作为 参考值，则光吸收系数的限值为：自然吸气式柴油机：2.5m -1废气涡轮增压柴油机：3.
12、0m -1 2.原 GB3847-1999 是参照 ECER2-03 的规定，其中对生产一致性要求规定如下：a)将一辆/台未经磨合的车辆/发动机的进行自由加速试验，如果所测量的排气光吸收系数不超过核准标记的记录值再加 0.5m-1，则认为该发动机/车辆符合生产一致性要求；b)如果超过核准标记中记录的数值再加 0.5m-1，则应进行 全负荷稳定转速试验，其排放不应超过其限值规定。3.将原 GB3847-1999 对新车型式认证和生产一致要求与在用车要求合并在一个标准中时出现的问题：a)根据欧洲对在用车和新车一致性要求的规定，出现了对在用车的规定严于生产一致性要求的现象。另外，汽车制造厂在进行型式
13、认证时也可有意将自由加速可见污染物进行4调整使其生产一致性或在用车的限值加大。b)此外，由于发动机在核准时对自由加速可见污染物的测量是在非常严格的环境条件下测得的，在实际的测量条件下（新车测试或在用车测试） ，会产生以下的误差：由生产本身的可变性和机动车使用中产生的可变性；实际使用燃料的燃料可变性；环境条件变化；不同的不透光度测量仪等等。因此对于标签记录值也应允许一个误差。4.欧洲实际执行情况根据 AVL 提供的德国 TUV 在这方面认证的情况：对于自然吸气发动机，在自由加速测试中直接将所测得的 k 值的算术平均值 Xm作为标牌上的数值，无须再修正；对于涡轮增压发动机，测量值须进行修正，但由于
14、涡轮增压机在自由加速烟度测试中不具完全空气流动功效，其修正值通常较高。因此,型式标签上的 k值一般为自由加速测试的测量平均值 X m 再加 0.5 m-1。对于在用车的维修测试，k 值必须满足型式标签上的 k 值加上定点测量仪器不精确度和环境条件影响产生的允许误差 0.5m-1(即 K 值0.5)，但不可高于测试允许的上限值（自然吸气发动机上限值为 2.5m-1，涡轮增压发动机上限值为 3.0m-1） 。5.为了解决这一矛盾，本标准要求限值如下：对型式核准，其限值规定仍按原 GB38471999 的内容； 对生产一致性，其限值规定也按 GB38471999 的内容，但应补充：如果超过核准的排放
15、限值再加 0.5m-1，则应进行全负荷稳定转速试验，其排放不应超过其限值规定，同时制造厂应负责对车辆进行调整，保证其出厂的车辆自由加速可见污染物排放值不超过核准的排放限值再加 0.5m-1，以免与在用车的规定产生冲突。对在用车，其限值为：在新标准实施之日起生产的在用车，应同时满足下列两个要求；在新标准实施之日以前生产的在用车应满足第二条要求。1)测得的自由加速可见污染物排放值不应超过核准的排放限值再加 0.5m-1；2)最大的自由加速光吸收系数不应超过以下数值：自然吸气式柴油机：2.5m -1；废气涡轮增压柴油机：3.0 m -1。对在用车限值采用车型核准的排放限值再加 0.5m-1，而没有采
16、用欧洲在用车指令中直接采用标牌值的规定。基本上解决了生产一致性限值规定与在用车限值规定之间的矛盾，同时也针对我国地域辽阔，环境影响因素产生的可变性的问题以及不同测量仪器的使用是可能出现的问题。另外参照德国的做法，对在用车增加了最大自由加速可见污染物光吸收系数的限定，因此能够防止可能出现的在型式核准时，制造厂对自由加速可见污染物的放大调整。(8)标准中测量仪器名称的修改说明关于排气可见污染物检测仪器名称，目前有好几种提法：不透光烟度计、不透光度仪、透光式烟度计、消光烟度计、黑度计等等。在 GB3847-1999 中，这类仪器在前言中称为“不透光烟度计” ，在标准正文及在附录中（D、G、H）称之为
17、“不透光度仪” 。为了统一对该测量仪器的名称，在标准修订中参照 GB/T5181-2001“汽车排放术语和定义”标准的规5定，统一称之为“不透光烟度计” 。(9)对标准中附录 A 参数表中增加项目的说明由于原标准在制订中没有考虑到发动机控制技术的新发展，因此在修订本标准过程中，我们参考了 72/306/EC 基础指令最新的修订令 97/20/EC 的内容，补充了以下技术参数：* 电控单元*.1 制造厂 ；*.2 系统说明 ；在参数表的后面再增加：* 空气污染控制装置*.1 附加的污染控制装置（如有，而且没有包括在其它项目则填）*.1.1 催化转化器 有/无； 型号及制造厂： *.1.1.1 催
18、化转化器及其催化单元数量 *.1.1.2 催化转化器的尺寸、形状和体积 *.1.1.3 催化转化器的作用型式： *.1.1.4 贵金属总含量 *.1.1.5 相对浓度 *.1.1.6 载体（结构和材料） *.1.1.7 孔密度 *.1.1.8 催化转化器壳体的型式 *.1.1.9 催化转化器的位置（在排气系统中的位置和基准距离） *.1.2 废气再循环装置 EGR，有/无；型号及制造厂： *.1.2.1 特征（流量，等） *.1.3 微粒捕集器，有/无； 型号及制造厂： *.1.3.1 微粒捕集器的尺寸、形状和容量 *.1.3.2 微粒捕集器的型式和结构 *.1.3.3 微粒捕集器的位置（在排
19、气系统中的位置和基准距离） *.1.3.4 再生系统或再生方法，说明和/或图纸 *.1.4 其它系统（说明和工作原理）(10)对标准中附录 G 测量仪器要求的修改说明本次对标准修订过程中对附录 G 作了部分修改，修改内容参照最新版 ECE R2403 的补充件 1。G2.3 不透光烟度计的显示仪表应有两种计量单位，一种为绝对光吸收单位，从 0 到（m -1） ；另一种为线性分度单位，从 0 到 100。两种计量单位的量程，均应以光全通过时为 0，全遮挡时为满量程。G3.3 光源光源应为色温应在 2 800K 3 250 K 范围的白炽灯，或光谱峰值在 550nm 至 570nm的绿色发光二极管
20、。应采取措施保护光源不受烟碳的影响，该措施不应使光通道的有效长度超出制造厂规定的范围。6G3.6.2 当关掉灯泡、断开或短路测量电路时，光吸收系数的读数应为(m -1)，而当测量电路重新接通时，读数仍应保持在(m -1)。(11)关于在用车自由加速测量要求的说明由于型式核准和生产一致性试验对自由加速试验的检测环境要求较高，要求大气因子必须在 0.98 至 1.02 之间，否则试验无效；另外对检测结果的一致性要求也较高，波动带宽要求在 0.25m-1，并且不得有连续下降趋势。这对于在用车的自由加速试验比较困难，特别是冬季和夏季。因此，在本标准修订过程中参照欧洲的在用车指令中规定的测量方法，新增了
21、一个附录 I，该方法因为是专门针对在用车的检测，比较合理。具体内容如下：I1 试验条件I1.1 试验应在汽车上进行。I1.2 试验前不应长时间怠速，以免燃烧室温度降低或积污。I1.3 C3.4 规定的关于取样和测量仪器的条件亦适用本试验。I2 车辆准备I2.1 车辆在不进行预处理的情况下也可以进行试验。出于安全考虑，必须确保发动机处于热状态，并且机械状态良好。I2.2 发动机应充分预热，例如：在发动机机油标尺孔位置测得的机油温度应至少为80；如果温度低于 80，发动机也应处于正常运转温度。因车辆结构，无法进行温度测量时可以通过其它方法使用发动机处于正常运转温度，例如，通过控制发动机冷却风扇。I
22、2.3 采用至少三次自由加速过程或其它等效方法对排气系统进行吹拂。I3 试验方法I3.1 目测检测车辆的排气系统的相关部件是否泄漏。I3.2 发动机包括所有装有废气涡轮增压的发动机，在每个自由加速循环的起点均处于怠速状态。对重型发动机，将油门踏板放开后至少等待 10 秒钟。I3.3 在进行自由加速测量时，必须在 1 秒内，将油门踏板快速、连续但不粗暴地完全踩到底，使喷油泵供给最大油量。I3.4 对每一个自由加速测量，在松开油门踏板前，发动机必须达到断油点转速。对带自动变速箱的车辆，则应达到制造厂申明的转速（如果没有该数据值，则应达到断油转速的 2/3） 。关于这一点，在测量过程中必须进行检查，
23、例如：通过监测发动机转速，或延长油门踏到底后与松开油门前的间隔时间，对于重型汽车，该间隔时间应至少为 2 秒。I3.5 计算结果取最后三次自由加速测量结果的算术平均值。在计算均值时可以忽略与测量均值相差很大的测量值。I3.6 为了避免不必要的试验，作为 I3.5 的例外，对测量次数低于三次，或按 I2.3 条规定对排气系统进行吹拂后，其测量结果远远超过了限值的车辆，即可判定为不合格；同样，对测量次数低于三次，或按 I2.3 条规定对排气系统进行吹拂后，其测量结果远远低于限值的车辆，即可判定为合格。7(12)关于标准实施日期标准正式发布之日就是实施开始之日，这是因为标准中已对按老标准生产制造的车
24、做了十分明确的规定。新定型的车当然要立即实施。对在用车的实施日期可以适当延后，这是由于在用车原来没有执行这一标准，大部分的检测机构目前还没有相应检测仪器设备，需要一些时间购置和培训。因此定为本标准分布后 6 个月内开始实施。(13)关于测试燃料由于条件限制，严格要求测试使用基准燃料对于大多数检测结构都存在困难。因此，本标准特别规定可以用市售商品燃料代替基准燃料。液化气和天然气亦同。五、 加载减速测量方法1、增加加载减速方法的必要性目前，国际上多数国家使用自由加速不透光烟度法。该方法较波许烟度法有较大改进，但仍是一种怠速状态下的测量方法，对于车辆有负载时的排放情况仍然难于反映出来，尤其是对于近年
25、为减少柴油车颗粒物排放而较多采用的涡轮增压技术的柴油车，由于其比自然吸气式的柴油车需要更长的起效时间，因而在使用自由加速法测量时反而较自然吸气式的柴油车的排放更高，这显然是不合理的。为了使检测更合理化，国际上目前正在积极开发工况法。在这方面，我国香港地区是先进的，已于 5 年前开发出并有效实施，取得了十分显著的柴油车排放控制效果，已先后控制了两万多辆“黑烟车” ，十分有效地减少了道路上的柴油车颗粒物排放，当地居民对政府这一措施十分满意。北京市也应用了加载减速的方法，一次上线合格率约为 40%，而自由加速波许烟度的合格率要高很多。这在某种意义上说明加载减速法对发现高排放的“黑烟车”更为有效。国家
26、环保总局根据我国机动车排放控制和监督管理的需要，在充分征求各方面意见的基础上，要求我们增加加载减速方法。一些条件成熟的地方可以先行实施。在实施中地方环保行政管理部门可视需要规定某一类型在用汽车执行自由加速不透光度或加载减速法。2 加载减速法(Lug-down)概况加载减速法(Lug-down)是一种在模拟车辆负载运行时测量压燃式汽车排气可见污染物的方法。目前，香港和北京市已制定有标准并已实施。我们汇总并比较了现有的标准和方法，结果如下。8（1）标准结构不同标准 香港 北京 DB11/121-2000 北京(new)车型分类两个标准：重型柴油车（over 5.5 tons）和轻型柴油车（up t
27、o 5.5 tons）标准一个标准 （具体部分分重型和轻型 3.5t）同前9结 构 不 同Part A. 管理总则（管理测试费用，设计费用，certificate of compliance, 测试人员的任命，责任人的任命，测试试验的预定，拒绝测试的情况）Part B. 烟度测试（总则，预检，测试人员，测试装置，测试过程，排放标准和评估标准）Part C. 替代实验（ 申请替代实验，设备要求，排放标准，测试过程）Part D. 测试实验的质量控制（保证测试结果的一致性）Part E 测试中心管理（实验记录，达标证书，实验表格，测试中心关闭）Appendix I 各表格1.Certificate
28、 of Compliance2. Register of Appointment3. Appointment Form4. Emission Testing Notice5. Emission Test Form6. Vehicle Emission Testing Centre Daily Summary（Attachment A 接受加载减速烟度测试的柴油车预检要求）Appendix IV Quality Control For Vehicle Smoke Tests（测试设备标定要求）Appendix III 柴油车加载减速烟度测试规程Appendix II 柴油车加载减速工况测试自动操作软件（软件需要的可变参数, 数据格式, Vehicle licence class）前言1 范围2 引用标准3 定义4 限值及判定方法5 实验方法6 监测结果及数据记录附录 1 柴油车加载减速烟度测试规程附录 2 接受加载减速烟度测试的柴油车预检要求附录 3 柴油车加载减速烟度测试报告格式同前（2）具体内容不同A. 香港和北京对车型分类不同香港：分为大于 5.5 吨和小于 5.5 吨的两类柴油车，并制定相应的标准
