輕型汽車的排放控制體系現(xiàn)狀和未來趨勢的介紹

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

目前以及未來輕型汽車排放測試工況循環(huán)總體情況見下表：

一、現(xiàn)行的主要排放測試工況循環(huán)：

美國的排放測試(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，還補充了兩個輔助工況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)

歐洲的排放測試工況循環(huán)采用的是NEDC(New Europa Driving Cycle)

歐洲的測式工況NEDC從歐I開始使用，一直沿用至今，它是人為設(shè)計的工況循環(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：

世界其它國家主要參考?xì)W洲或美國的工況循環(huán)：

a) 巴西和韓國：采用了美國的FTP75循環(huán)
b) 阿根廷、俄羅斯、南非、澳大利亞、中國等：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)，美國測試工況或歐洲測試工況都可以接受，比如：哥倫比亞、墨西哥等。

二、針對輕型汽車的全球排放測試工況循環(huán)介紹以及未來的應(yīng)用情況：

針對輕型汽車測試規(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，它采用測試循環(huán)WLTC (Worldwide harmonized Light vehicle Test Cycle) 是基于美國、歐洲、日本、印度、韓國等國的在用車實際行駛數(shù)據(jù)開發(fā)的全球統(tǒng)一的測試工況循環(huán)。由于是全球的測試工況循環(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，定義了三類測試循環(huán)。針對功率質(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，作為全球工況測試循環(huán)WLTC，未來的應(yīng)用介紹如下：

a) 歐盟計劃于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作為一個可選工況循環(huán)，無論企業(yè)采用NEDC循環(huán)還是WLTC循環(huán)，EU6C的排放限值保持不變，目前針對兩個工況循環(huán)之間的相關(guān)性研究仍在進行中。由于目前很多國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WLTC循環(huán)，對相應(yīng)的排放限值做出適當(dāng)調(diào)整，其中對汽油車，NOx、CO和PM限值保持不變，增加了NMHC的限值(見下表)：

對于柴油車，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針對低功率車輛的工況循環(huán)；

d) 韓國表示，在2020年以后，將引用WLTC的低、中和高速部分的循環(huán)。

三、歐盟針對道路實際排放的測試要求RDE(Real Driving Emission)開發(fā)介紹

通常對于排放測試工況循環(huán)的開發(fā)，主要有兩個實際意義，一個是希望它能盡可能真實反映車輛在道路行駛過程中實際排放；另一個就是為車輛的技術(shù)開發(fā)、評估以及認(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道路的典型行駛情況，但是車輛的道路實際排放很難通過一個工況測試循環(huán)準(zhǔn)確反映。美國在FTP75循環(huán)的基礎(chǔ)上，又補充了兩個短工況循環(huán)以解決空調(diào)使用以及高速大負(fù)荷情況下的排放。歐盟也針對道路的實際排放正在開發(fā)新的測試要求，即RDE要求。目前針對RDE有兩種測試方式正在開發(fā)中，歐盟也計劃EU6C開始引入：

PEMS (Portable emission measurement system) 便攜式排放測量方法：它要求車輛在道路實際行駛，選擇有城市、郊區(qū)和高速的道路行駛，并通過行駛過程的車載排放測量系統(tǒng)對排放進行測量。

RTC： (random test cycles) 隨機測試循環(huán)方法：它基于對實際道路行駛數(shù)據(jù)進行分析，形成多個短循環(huán)(按市區(qū)、市郊和高速)，貯存在隨機循環(huán)的數(shù)據(jù)庫中；將幾種短循環(huán)進行組合，由軟件生成大量的隨機測試循環(huán)，通過隨機選擇對車輛進行轉(zhuǎn)鼓測試。

對于RDE的測試結(jié)果，要求排放應(yīng)滿足EU6C限值與一個符合性系數(shù)的乘積，該符合性系數(shù)可能在1.5～3之間，目前沒有最終確定，相關(guān)的開發(fā)任務(wù)計劃在2015年底完成。

基于歐盟RDE的要求，BOSCH內(nèi)部專門設(shè)計了對應(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)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RTS的測試，應(yīng)較大程度地確保車輛滿足RDE要求。

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