玉環(huán)市中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 金嬌榮

最近，國六汽車排放法規(guī)正在逐步實(shí)施，輕型汽車的排放法規(guī)為《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國第六階段）》（GB 18352.6—2016），重型汽車的排放法規(guī)為《重型柴油車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國第六階段）》（GB 17691—2018），大致以車輛總質(zhì)量3.5 t為分界線進(jìn)行劃分，就達(dá)到排放限值的技術(shù)難度上來講，輕型汽車要難于重型汽車，本文將以輕型汽車的排放法規(guī)GB 18352.6—2016為例進(jìn)行介紹。

以輕型柴油車為例，根據(jù)環(huán)境保護(hù)部、工業(yè)化和信息化部2016年1月14日公布的2016年第4號(hào)公告，中國國五排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施時(shí)間要求如下。

（1）東部11省市（北京市、天津市、河北省、遼寧省、上海市、江蘇省、浙江省、福建省、山東省、廣東省和海南?。┳?016年4月1日起，所有進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的輕型汽油車、輕型柴油客車、重型柴油車（僅公交、環(huán)衛(wèi)、郵政用途），須符合國五標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）全國2017年1月1日起，所有制造、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的輕型汽油車、重型柴油車（客車和公交、環(huán)衛(wèi)、郵政用途），須符合國五標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）全國自2017年7月1日起，所有制造、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的重型柴油車，須符合國五標(biāo)準(zhǔn)要求。

（4）全國自2018年1月1日起，所有制造、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的輕型柴油車，須符合國五標(biāo)準(zhǔn)要求。

也就是說，對(duì)大部分城市來說，國五標(biāo)準(zhǔn)最多執(zhí)行了不到3年，有的城市甚至只執(zhí)行了1年，所以國五標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的時(shí)間確實(shí)不算長。2016年下半年，國家發(fā)布了GB 18352.6—2016，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：自2020年7月1日起，所有銷售和注冊(cè)登記的輕型汽車應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)要求，其中Ⅰ型試驗(yàn)應(yīng)符合6a階段限值要求；自2023年7月1日起，所有銷售和注冊(cè)登記的輕型汽車應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)要求，其中Ⅰ型試驗(yàn)應(yīng)符合6b階段限值要求；省、自治區(qū)、直轄市人民政府可以在條件具備的地區(qū)，提前實(shí)施本標(biāo)準(zhǔn)，提前實(shí)施本標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)，應(yīng)報(bào)國務(wù)院環(huán)境保護(hù)主管部門備案后執(zhí)行。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了實(shí)施時(shí)間，但同時(shí)寫明可以在條件具備的地區(qū)提前實(shí)施本標(biāo)準(zhǔn)，那么各地區(qū)實(shí)際是怎么執(zhí)行的呢？

2018年7月3日由國務(wù)院公開發(fā)布了《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》，規(guī)定：2020年底前，京津冀及周邊地區(qū)、汾渭平原淘汰國三及以下排放標(biāo)準(zhǔn)營運(yùn)中型和重型柴油貨車100萬輛以上；2019年7月1日起，重點(diǎn)區(qū)域、珠三角地區(qū)、成渝地區(qū)提前實(shí)施國六排放標(biāo)準(zhǔn)。該行動(dòng)計(jì)劃的提出為各大城市提前實(shí)施國六排放指明了方向，國務(wù)院都發(fā)話了，地方政府自然只能是快上加快。深圳是全國推行國六排放標(biāo)準(zhǔn)最快的城市，早在2018年3月29日，深圳市人居環(huán)境委員會(huì)就發(fā)布了《深圳市人居環(huán)境委員會(huì) 深圳市公安局交通警察局關(guān)于輕型汽車執(zhí)行第六階段國家機(jī)動(dòng)車大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的通告（征求意見稿）》，指出：“本通告所稱國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)指《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國第六階段）》（GB 18352.6—2016）中的第六階段排放控制要求，其中Ⅰ型試驗(yàn)應(yīng)符合6b限值要求；本通告所稱輕型汽車指的是最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過3 500 kg的M1類、M2類和N1類汽車；2018年7月1日起，我市銷售、注冊(cè)和轉(zhuǎn)入的輕型柴油車應(yīng)當(dāng)符合國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)；2019年1月1日起，我市銷售、注冊(cè)和轉(zhuǎn)入的輕型汽油車應(yīng)當(dāng)符合國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)?！?018年10月17日，深圳市人居環(huán)境委員會(huì)、深圳市公安局交通警察局發(fā)布《關(guān)于輕型汽車執(zhí)行第六階段國家機(jī)動(dòng)車大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的通告》，指出：“本通告所稱國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)指《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國第六階段）》（GB 18352.6—2016）中的第六階段排放控制要求，其中Ⅰ型試驗(yàn)應(yīng)符合6b限值要求；本通告所稱輕型汽車指的是最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過3 500 kg的M1類、M2類和N1類汽車；2018年11月1日（含）起，在我市注冊(cè)登記、外地轉(zhuǎn)入的變更登記和轉(zhuǎn)移登記的輕型壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車應(yīng)當(dāng)符合國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)?！?018年12月11日，深圳市經(jīng)濟(jì)貿(mào)易和信息化委員會(huì)發(fā)布了《關(guān)于提請(qǐng)給予我市機(jī)動(dòng)車提前實(shí)施國六排放標(biāo)準(zhǔn)過渡期的請(qǐng)示》，主要內(nèi)容如下：“會(huì)議中提出對(duì)提前執(zhí)行該政策對(duì)我市社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來的影響如下：一是目前市民陷入無車可買和放棄指標(biāo)的兩難境地；二是我市汽車零售額預(yù)計(jì)2019年上半年我市消費(fèi)總額增速將比2015年執(zhí)行汽車限購政策時(shí)更嚴(yán)峻，可能出現(xiàn)歷史新低；三是二手市場(chǎng)對(duì)拉動(dòng)新車銷售，促進(jìn)車輛由低排放標(biāo)準(zhǔn)向高排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)、降低機(jī)動(dòng)車尾氣排放具有重要意義；四是受國家汽車政策影響，并疊加貿(mào)易戰(zhàn)，環(huán)保監(jiān)管趨嚴(yán)、房租人工成功增加等多重因素，我市汽車經(jīng)銷出現(xiàn)全行業(yè)性虧損，將對(duì)2019社會(huì)消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長帶來更大的負(fù)面影響。會(huì)議請(qǐng)示事項(xiàng)為：一是將我市機(jī)動(dòng)車（新車）執(zhí)行國六排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間推遲至2019年7月1日；二是對(duì)我市二手車流通領(lǐng)域執(zhí)行國六排放標(biāo)準(zhǔn)給予一年過渡期?！痹诖吮尘跋?，2018年12月27日，深圳市人居環(huán)境委員會(huì)發(fā)布了《深圳輕型汽油車國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)延至明年7月起執(zhí)行》的通告：“市人居環(huán)境委和市公安交警局聯(lián)合下發(fā)通知，對(duì)輕型汽油車國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行時(shí)間由原定2018年12月31日，調(diào)整為2019年7月1日，原定的輕型柴油車國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行時(shí)間未變。”可見，深圳作為領(lǐng)跑城市，走得最快，也確實(shí)最糾結(jié)。由此可見，國六排放法規(guī)確實(shí)很難，各城市實(shí)施時(shí)間的確認(rèn)非常糾結(jié)。

1 國五和國六排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目綜述

因?yàn)槿紵聿煌?，柴油機(jī)和汽油機(jī)的主要排放污染物有差異。對(duì)于柴油機(jī)而言，滿足排放法規(guī)重點(diǎn)要關(guān)注的排放污染物是NOx（氮氧化合物）和PM（顆粒物），而且NOx更是重中之重。

按《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國第五階段）》（GB 18352.5—2013）規(guī)定，輕型柴油車需要做的試驗(yàn)項(xiàng)目具體包括以下幾項(xiàng)。

（1）Ⅰ型試驗(yàn)。常溫下冷起動(dòng)后排氣污染物排放試驗(yàn)。

（2）Ⅱ型試驗(yàn)。自由加速煙度試驗(yàn)。

（3）Ⅴ型試驗(yàn)。污染控制裝置耐久試驗(yàn)。

（4）OBD系統(tǒng)試驗(yàn)。

GB 18352.6—2016規(guī)定，輕型柴油車需要做的試驗(yàn)項(xiàng)目具體包括以下幾項(xiàng)。

（1）Ⅰ型試驗(yàn)。常溫下冷起動(dòng)后排氣污染物排放試驗(yàn)。

（2）Ⅱ型試驗(yàn)。實(shí)際行駛污染物排放試驗(yàn)（RDE）。

（3）Ⅲ型試驗(yàn)。曲軸箱污染物排放試驗(yàn)。

（4）Ⅴ型試驗(yàn)。污染控制裝置耐久試驗(yàn)。

（5）Ⅵ型試驗(yàn)。低溫冷起動(dòng)后排氣中CO、THC和NOx排放試驗(yàn)。

（6）OBD系統(tǒng)試驗(yàn)。

可以看出，排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)到國六階段，不僅試驗(yàn)項(xiàng)目增多（Ⅲ型和Ⅵ型），而且有的試驗(yàn)名稱也發(fā)生了變化（Ⅱ型）。其實(shí)對(duì)于名稱不變的幾個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目（Ⅰ型、Ⅴ型和OBD），其試驗(yàn)要求也進(jìn)行了升級(jí)。

2 Ⅰ型試驗(yàn)

Ⅰ型試驗(yàn)在帶有負(fù)荷和慣量模擬的底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行。國五階段Ⅰ型試驗(yàn)的測(cè)試循環(huán)為新歐洲行駛循環(huán)（NEDC，New European Driving Cycle），該試驗(yàn)共持續(xù)1 180 s，由1部（4個(gè)城區(qū)循環(huán)）和2部（1個(gè)城郊循環(huán)）組成（圖1）。國六階段Ⅰ型試驗(yàn)的測(cè)試循環(huán)為全球輕型車統(tǒng)一測(cè)試循環(huán)（WLTC），該試驗(yàn)共持續(xù)1 800 s，由低速段（Low，589 s）、中速段（Medium，433 s）、高速段（High，455 s）和超高速段（Extra High，323 s）組成（圖2）。

將國五階段Ⅰ型試驗(yàn)的測(cè)試循環(huán)（NEDC）與國六階段Ⅰ型試驗(yàn)的測(cè)試循環(huán)（WLTC）放在同一張圖中，如圖3所示。NEDC與WLTC的具體特征參數(shù)對(duì)比見表1所列，可以看出，WLTC的穩(wěn)態(tài)占比更低，循環(huán)時(shí)間和里程更長，車速變化更劇烈，加速度也更高，這些都表明了WLTC的難度要高于NEDC。在這種情況下，假設(shè)汽車的排放水平不變，運(yùn)行WLTC的排放結(jié)果比運(yùn)行NEDC的排放結(jié)果會(huì)更差。也就是說，相對(duì)于國五，國六法規(guī)從排放循環(huán)上增加了排放達(dá)標(biāo)的難度。

圖1 國五階段Ⅰ型試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)（NEDC循環(huán)）

圖2 國六階段Ⅰ型試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)（WLTC循環(huán)）

圖3 NEDC與WLTC的對(duì)比

表1 NEDC與WLTC的具體特征參數(shù)對(duì)比

3 Ⅱ型試驗(yàn)

Ⅱ型試驗(yàn)也是在帶有負(fù)荷和慣量模擬的底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行。國五階段Ⅱ型試驗(yàn)為自由加速煙度試驗(yàn)，測(cè)量方法和限值可參考《車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣煙度排放限值及測(cè)量方法》（GB 3847—2005），從這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間（2005年）就可以看出，國五階段Ⅱ型試驗(yàn)已有16年歷史了，實(shí)現(xiàn)起來還是比較容易的。國六階段Ⅱ型試驗(yàn)為實(shí)際行駛污染物排放試驗(yàn)（RDE），其行駛路線要求見GB 18352.6—2016的附錄“D.3.2.5 行駛路線要求”。

從國六階段Ⅱ型試驗(yàn)的環(huán)境條件和試驗(yàn)行駛路線要求，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題：這個(gè)試驗(yàn)涉及范圍特別廣，好像什么情況都包含在內(nèi)了。高低海拔、高低溫度、市區(qū)、市郊、高速，試驗(yàn)中所有情況都遇到了，但凡有一種試驗(yàn)條件中排放做不好，排放就不能通過。圖4所示是柴油機(jī)的MAP示意圖，橫坐標(biāo)為柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，縱坐標(biāo)為柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩，圖中標(biāo)出了NEDC、WLTC、RDE的排放區(qū)控制范圍對(duì)比。從圖4中可以看出，NEDC的排放區(qū)集中于低速低負(fù)荷區(qū)域，WLTC的排放區(qū)大于NEDC，而RDE的排放區(qū)范圍已基本覆蓋整個(gè)MAP。以NEDC為例，國五柴油機(jī)的Ⅰ型試驗(yàn)做NEDC，這個(gè)循環(huán)的車速比較低，加速度也比較低，這就意味著用較小的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩就能完成該循環(huán)（即圖4中的紅色區(qū)域），作為汽車生產(chǎn)廠家，只要專注于優(yōu)化這一區(qū)域的排放水平即可，其余區(qū)域的排放差一些也沒關(guān)系，只要紅色區(qū)域排放優(yōu)化好了就能達(dá)到排放限值要求。但到國六階段，這一套就行不通了，本來國六階段Ⅰ型試驗(yàn)采用WLTC后，排放控制區(qū)就已經(jīng)擴(kuò)大了，國六階段的Ⅱ型試驗(yàn)則更狠，排放控制區(qū)更大，所有小技巧通通失效，只有一條路可走，那就是把發(fā)動(dòng)機(jī)全部工況的排放都做好。

就Ⅱ型試驗(yàn)來看，試驗(yàn)項(xiàng)目完全改變，國六階段Ⅱ型RDE要求廠家對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的所有工況進(jìn)行全面優(yōu)化以降低排放，這是整個(gè)國六法規(guī)在排放方面的最大難點(diǎn)，也必將成為汽車生產(chǎn)廠家最頭痛的問題。

4 Ⅲ型試驗(yàn)

國五階段Ⅲ型試驗(yàn)不做要求。國六階段Ⅲ型試驗(yàn)為曲軸箱污染物排放試驗(yàn)。眾所周知，燃燒后的廢氣有一部分經(jīng)過了活塞和氣缸之間的間隙進(jìn)入曲軸箱。國六階段Ⅲ型試驗(yàn)要求在已經(jīng)進(jìn)行了Ⅰ型試驗(yàn)的汽車上按規(guī)定的各種運(yùn)轉(zhuǎn)工況下進(jìn)行測(cè)試，要求測(cè)得的曲軸箱內(nèi)的壓力均不超過測(cè)量時(shí)的大氣壓力。由于國五階段對(duì)Ⅲ型試驗(yàn)不做要求，進(jìn)入曲軸箱的那部分廢氣便可以從曲軸箱經(jīng)過一個(gè)油氣分離器后直接排入大氣，反正接到排氣管上的尾氣污染物測(cè)試裝置也檢測(cè)不到。但是，國六階段增加了這個(gè)Ⅲ型試驗(yàn)，這種情況下，唯一的解決辦法就是把這部分廢氣引到進(jìn)氣系統(tǒng)重新燃燒，來降低對(duì)大氣的污染。就Ⅲ型試驗(yàn)來看，國六階段新引入了曲軸箱污染物排放試驗(yàn)，這是國五階段所沒有的，考慮更加細(xì)致周全。

圖4 柴油機(jī)的MAP示意圖

5 Ⅴ型試驗(yàn)

Ⅴ型試驗(yàn)為污染控制裝置耐久性試驗(yàn)。任何東西用久了都會(huì)性能變差，甚至損壞，車上裝的排氣污染物控制裝置也一樣。隨著車輛的排氣污染控制裝置使用時(shí)間的不斷增長，汽車的排氣污染物會(huì)越來越高。Ⅴ型試驗(yàn)的作用是用于測(cè)試車輛在經(jīng)過長期使用之后，其排氣污染物是否仍然能夠滿足排放法規(guī)規(guī)定的排放限值要求。國五階段和國六階段的Ⅴ型試驗(yàn)的試驗(yàn)方法一樣，只是國標(biāo)規(guī)定的劣化系數(shù)及耐久性里程不一樣。試驗(yàn)過程是在跑道、道路或底盤測(cè)功機(jī)上的運(yùn)行過程應(yīng)符合規(guī)定的里程累積循環(huán)（AMA）。

耐久性試驗(yàn)由11個(gè)運(yùn)行循環(huán)組成，每個(gè)循環(huán)的行駛里程為6 km。在前9個(gè)循環(huán)中，汽車在每一循環(huán)中途停車4次，每一次發(fā)動(dòng)機(jī)怠速15 s；正常的加速和減速；每個(gè)循環(huán)中途，有5次減速，車速從循環(huán)速度減速到32 km/h，然后，汽車再逐漸加速到循環(huán)車速；第10個(gè)循環(huán)，汽車在89 km/h等速下運(yùn)行；第11個(gè)循環(huán)的開始，汽車從停止點(diǎn)以最大加速度加速到113 km/h，到該循環(huán)里程一半時(shí)，正常使用制動(dòng)器，直至汽車停止，然后怠速15 s和開始第二次最大加速。按照該循環(huán)進(jìn)行耐久性試驗(yàn)時(shí)，國五階段和國6a階段的耐久性里程不得少于16萬km，國6b階段的耐久性里程不得少于20萬km，2023年7月1日前適用16萬km的過渡限值。由此可見，國6b階段的試驗(yàn)里程比國五階段增長了25%，難度有一定程度的增加。簡(jiǎn)單地講，就是讓車跑上16萬km或20萬km，在試驗(yàn)過程中時(shí)不時(shí)地測(cè)量車輛的排放，看其是不是在全過程中都能滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)根據(jù)試驗(yàn)過程中排放變差的情況定義一個(gè)劣化系數(shù)，用新車的排氣污染物除以劣化系數(shù)，即可推算出跑完耐久里程后舊車的排氣污染物。這里就會(huì)遇到一個(gè)問題，那就是耐久試驗(yàn)里程太長，按1個(gè)月跑2萬km算，國五和國6a階段的耐久試驗(yàn)需要8個(gè)月，國6b階段的耐久試驗(yàn)需要10個(gè)月。為解決該問題，法規(guī)推薦了一個(gè)劣化系數(shù)，廠家可以選擇不做耐久試驗(yàn)，直接應(yīng)用推薦的劣化系數(shù)。但為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，法規(guī)推薦的劣化系數(shù)比實(shí)測(cè)的劣化系數(shù)要高很多。因此，汽車生產(chǎn)廠家有兩條路可走，一是節(jié)省時(shí)間用法規(guī)推薦的劣化系數(shù)，問題是排放要做得更好；二是花時(shí)間做試驗(yàn)，測(cè)劣化系數(shù)，其好處是排放認(rèn)證更容易過。以柴油機(jī)主要污染物NOx的法規(guī)推薦劣化系數(shù)為例，國五階段是1.1，國六階段是1.5，提升了36%，這對(duì)整車生產(chǎn)廠家造成了極大的壓力。

6 Ⅵ型試驗(yàn)

國五階段Ⅵ型試驗(yàn)不做要求。國六階段Ⅵ型試驗(yàn)為低溫冷起動(dòng)后排氣中CO、THC和NOx排放試驗(yàn)，試驗(yàn)在帶有負(fù)荷和慣量模擬的底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行。試驗(yàn)循環(huán)由Ⅰ型試驗(yàn)的低速段和中速段兩部分組成，試驗(yàn)應(yīng)在-7 ℃±3 ℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行。由于排氣污染物控制裝置起作用是需要一定溫度的，比如柴油機(jī)用的SCR裝置要達(dá)到大約200 ℃以上才能開始處理NOx，那么，試驗(yàn)溫度越低，排氣污染物控制裝置的溫度提升越慢，相應(yīng)的排氣污染物就越多。國六階段Ⅵ型試驗(yàn)的目的就是保證車輛在較低的環(huán)境溫度下仍然有較好的排放水平。

7 OBD系統(tǒng)試驗(yàn)

OBD是用于控制車輛排放的一種在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，它能夠檢測(cè)到影響車輛排放的故障的發(fā)生，并通過存儲(chǔ)相關(guān)的故障代碼指示故障可能發(fā)生的區(qū)域及原因。要求當(dāng)與排放相關(guān)的部件或系統(tǒng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致排放超過規(guī)定的閾值前，OBD系統(tǒng)應(yīng)指示出故障。從排放法規(guī)上給出的OBD閾值可以看出，國六階段的OBD閾值相較于國五階段有明顯下降。其實(shí)OBD的難度并不僅僅體現(xiàn)在OBD閾值上，更重要的是對(duì)于各種各樣監(jiān)控項(xiàng)目，既不能誤報(bào)錯(cuò)，也不能漏報(bào)錯(cuò)。國五以前的OBD監(jiān)控項(xiàng)目都是復(fù)制的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，而國六法規(guī)里除了復(fù)制歐洲標(biāo)準(zhǔn)外，還借鑒了美國標(biāo)準(zhǔn)。