我国轻型汽车从国Ⅳ升级到国Ⅴ产生的环境效益分析

    经济增长与工业发展背后,带来的是我们不容忽视的环境问题,其中雾霾问题是最受人们关心的问题。尽管现在统计数据很难统一,但是尾气排放已成为我国空气污染的主要来源。除了直接对人体有害,尾气中的非甲烷烃(NMHC)在一定条件下经光照射还能产生霾与光化学雾,氮氧化物形成酸雨等,对人体和环境造成伤害。在机动车排放的污染物中,汽油车是一氧化碳和碳氢化合物的主要贡献者,分别达到了总排量的82.6%与69.9%,柴油车则是氮氧化物与颗粒物(PM)的主要贡献者,氮氧化合物排放量达到了问题的68.1%。
    汽车行业的快速发展,和人们对生存环境保护意识的提高,以汽车排放法规的升级势在必行。在这样的背景下,《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)》正式发布。
    相对于国Ⅳ标准,国Ⅴ标准I型试验排放限值发生了较大的变化。
    对于汽油车,增设了非非甲烷烃(NMHC)的限值要求,氮氧化物的排放限值收严了25%左右。由于目前许多汽油车的发动机采用了缸内直喷技术,虽然该技术能显著提高发动机的经济燃油性和发动机的动力性,但是由于其与传统汽油机不同的燃烧方式,较高的压缩比使其容易产生大量的氮氧化物与颗粒物。以在新的标准中,不仅收严了氮氧化物的排放限值,同时对于装汽油机汽车也增高了颗粒物的限值。这样一来,对于采用缸内直喷发动机的汽车的发动机标定与三元催化的要求将会很高。对于装柴油发动机的汽车,氮氧化物的限值收严了28%,碳氢化合物和氮氧化物总共收严了24%,同时颗粒物更是收严了82%之多,对于颗粒物方面增加了粒子数量的限值要求。
    目前国内的压燃式发动机的汽车,主要采用高压共轨加缸内直喷的技术手段与后处理配合来满足排放法规的要求。由于压燃式发动机的特点,会产生大量对人体有害的颗粒物,所以在新标准中,大幅度地收严了颗粒物的限值,更是对粒子数量的限值提出了要求。对柴油机相关企业与后处理器厂家提出了更高的要求。I型实验(冷起动后排气污染物排放试验)的变化,不对汽车厂家及其供应商提出了新的挑战,对于汽车检测机构也带来了更高的要求,首要的便 是对排放检测设备的升级改造,以拥有满足新标准的检测能力。
    V型试验中(排放耐久试验),对于耐久性的里程提出了更高的要求,由原来的80000公里增加到了160000公里。同时在试验循环方面,增加了标准道路循环以及点燃式发动机的台架老化试验方法供厂商选择,以达到高时高效低成本的完成试验项目的目的。耐久性里程的增加,则是针对在汽车老化过程中排放易超标这一现象提出的,其目的是为了保证汽车在正常使用寿命内排放达标。这对汽车产品的耐久性以及技术能力提出了更高的要求。
    同时,为了保证碳罐的交通,达到节约燃油和环保的目的,在新标准中,增加了碳罐的有效容积和初始能力的试验要求。同时也增加了催化转化器载体体积和贵金属含量的试验要求。对碳罐与催化转化器的生产一致性的判定方法进行了修订,增设了生产一致性检查要求。
    OBD方面(车载诊断系统)收严了报警限值,对于点燃式发动机汽车要求应监测NMHC和氮氧化物污染物来判断催化转化器的效率下降,这是由于在汽车使用过程中,相对于NMHC,氮氧化物的排放量更易超标,必须加以监测。同时对于装配缸内直喷发动机的汽车,因其易产生大量的颗粒物,所以任何可能导致颗粒物排放超过限值的故障,以及对压燃式发动机汽车要求监测的故障均应被监测。对于压燃式发动机汽车,为了满足新增加的后处理装置的监测要求,新增加的监测要求包括:EGR故障及其效率的下降;使用某种反应物和反应物供给子系统的氮氧化物后处理系统的故障及其效率的下降;没有使用某种反应物的氮氧化物后处理系统的故障及其效率的下降。
    从以上国Ⅴ标准与国Ⅳ标准的对比可以看出,新标准对于颗粒物的限值提出了更高的要求,特别是对于采用缸内直喷技术的汽油车,不但在I型试验中对限值方面做出了严格的要求,更是在耐久性试验严格的要求,在OBD监测方面对于颗粒物的监测要求更是参照压燃式发动机汽车的监测要求。在耐久性实验中,将耐久性的里程由原来的80000公里提高到160000公里,这对汽车在日常使用中依然满足排放要求提供了有力的保障。对于OBD系统要求的严格更是对该保障更有力的支持。

    在新标准中,I型试验对于装汽油机汽车增设了NMHC排放限值,氮氧化物的限值也下降了25%左右,对于罐内直喷汽油机增设了颗粒物限值。对于柴油机,氮氧化物限值下降了28%,碳氢和氮氧化物总计下降了24%,颗粒物限值收严了82%,增设了颗粒物数量和限值。参照《2013年中国机动车污染防治年报》中机动车污染物排放量,不考虑汽车老化等问题,可以直观地算出,在新标准旅行后PM的排放量可以减少5万吨左右,氮氧化物排放量可以减少170万吨左右,碳氢化合物排放量可以减少100万吨左右。这对我国的环境保护工作起到了非常重要和积极的作用。 




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