中国可持续能源项目 国家环境保护部 国家工业和信息化部 美国能源基金会 项目号G-0911-11610 摩托车排放及燃油消耗的现状研究 及控制政策建议 Status Quo Study and Control Policy Proposal on Motorcycle Exhaust Emission and Fuel Consumption 天津摩托车技术中心 ２０１０年１２月合作项目 一、 指导委员会成员 汪 键（环境保护部污染防治司） 任洪岩（环境保护部污染防治司） 钱明华（工业和信息化部装备工业司） 丁 焰（环境保护部机动车排污监控中心） 龚慧明（美国能源基金会） 刘 欣（天津摩托车技术中心） 二、项目承担单位 天津摩托车技术中心 三、项目参与单位 江门市大长江集团有限公司 五羊-本田摩托广州有限公司 隆鑫集团技术中心 济南大隆机车工业有限公司 浙江钱江摩托股份有限公司 四、项目负责人 王 青 五、项目参加人 子课题一张智轩 郑义 郭津 子课题二路林 冷 传刚 程文平 子课题三纪迎平 贺文杰 李志锐 子课题四尹涛 郭凌崧 董宏 袁克忠 葛维晶 前 言 近年来， 我国摩托车产销量一直呈增长趋势。 2010年全行业完成摩托车产销2660万辆，保有量已达 1 亿辆。为防治摩托车污染物排放对环境的影响，贯彻国家节能减排政策，国家主管部门相继颁布了摩托车排放、燃油消耗等强制性国家标准。 2007 年发布了 GB 14622-2007摩托车污染物排放限值及测量方法工况法，中国第Ⅲ阶段 、GB 18176-2007 轻便摩托车污染物排放限值及测量方法工况法，中国第Ⅲ阶段和 GB 20998-2007摩托车和轻便摩托车燃油蒸发污染物排放限值及测量方法 （以下简称“国Ⅲ排放标准” ）三个标准，期望促进摩托车技术和质量升级，降低单车污染物排放量，有效控制摩托 车排气污染。为了降低摩托车产品的燃油消耗、达到更好的节能减排效果，2008 年发布了 GB 15744-2008摩托车燃油消耗量限值及测量方法 和GB 16486-2008 轻便摩托车燃油消耗量限值及测量方法 。排放和节能标准的实施效果如何，有待进一步进行评价。 在我国，摩托车主要作为生产、生活资料使用，使用地主要集中在乡镇和农村，使用环境相对恶劣，对车辆的性能下降影响较 大，同时老旧车辆的报废情况也不容乐观。在此背景下，切实了解在用摩托车使用 情况，量化排气污染物排放和燃油消耗现状，成为促进摩托车行业节能减排、提高 产品质量必不可少的数据积累。为取得基础数据，组织开展我国在用摩托车排放和燃油消耗现状调查研究势在必行。 在整个社会推动摩托车节能环保技术的发展和 应用，不仅涉及到政府的管理、企业的责任和义务，同时也是消费者的权利和 义务。如何引导消费者购买节能环保的摩托车，促进摩托车企业开发更加节能环保的车辆，是政府主管部门关注的重点。 因此，本课题将着重进行四个方面的研究 1）摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析； 2）摩托车燃油消耗国家标准实施效果分析； 3）在用摩托车排放和燃油消耗现状分析； 4）中国摩托车控制政策的研究 环保篇、节能篇。1摘 要 本项目开展了以下四个方面的研究工作 一、摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 1）对日本、美国、欧洲、台湾等国家和地区现行摩托车排放法规进行调研，将其与我国摩托车“国Ⅲ排放标准”进行了对比 。将中国摩托车国Ⅱ和“国Ⅲ排放标准”的内容进行对比，介绍了试验项目、测试方法及标准限值等方面的差异。 2）着重对中国摩托车排放标准第Ⅱ和Ⅲ阶段的实施效果进行了分析。通过对两个阶段摩托车排放平均水平和全国摩托车每年 的排放总量等参数的计算，分析了中国摩托车“国Ⅲ排放标准”的实施在节能减排 方面所带来的效果。对于第一次引入中国摩托车排放标准的燃油蒸发测试项目进行 了介绍，通过对大量测试数据进行分析，得到了通过控制燃油蒸发污染物排放所带来的减排效果。 3）对“国Ⅲ排放标准”实施过程中遇到的问题以及应对“国Ⅲ排放标准”的技术路线等进行了分析和阐述。 4）对“国Ⅲ排放标准”实施过程中存在的问题进行了分析，并提出了相应的建议，供政府相关部门和摩托车行业参考。 二、摩托车燃油消耗国家标准实施效果分析 1） 分析和总结了国家标准 GB/T 16486-1996 阶段摩托车的百公里燃油消耗水平。在此基础上，依据 GB 15744-2008 和 GB 16486-2008 的试验方法，以 200 9年7月至2010 年 6 月的摩托车新车型为对象，对不同排量摩托车的百公里燃油消耗量测试结果进行了整理和分析。通过比较，说明 2008 版标准实施以后，摩托车百公里燃油消耗量明显下降，在节约能源方面的效果明显。 2）对台湾地区的摩托车燃油消耗政策和法规进行了介绍，并选取 2010 年台湾车辆油耗指南中，热车测试方法得出的两轮摩 托车Ⅰ型试验油耗结果，与大陆Ⅰ型试验的燃油消耗量测试结果进行了比较和分析 。结果显示，大陆的摩托车燃油消耗水平同台湾地区的摩托车相比，还存在一定差距。 3）本报告指出了我国摩托车行业技术水平的不足，并对未来标准的改进和实施提出了建议。 2 三、在用摩托车排放和燃油消耗现状分析 为切实了解在用摩托车使用情况、量化排气污染物排放和燃油消耗现状，2010年3至10 月份开展了调查问卷及样本测试相结合的调查研究工作。 1）在重庆、广东广州、广东江门、山东济南、浙江温岭及周边 17 个市（地区） ，随机调查 534 辆在用摩托车，对 80 辆在用车进行了排放污染物（工况法、怠速法）和燃油消耗量测试。 2）对调查信息进行分析，汇总出了在用摩托车生产年度分布、排量分布、年平均行驶里程、车辆使用信息等基础数据，直观反映了我国在用摩托车现状。 3）对测试结果进行统计，形成在用车各阶段、各排量的性能数据，最终得出我国 2009 年在用摩托车组成情况、污染物排放和燃油消耗现状的各项数据。 四、中国摩托车控制政策的研究--环保篇、节能篇 环保篇 1）对美国、欧洲、日本、台湾地区及印度的摩托车环保管理措施进行了介绍，包括新车及在用车，并简要介绍了针对环保节能车的奖励措施。 2）介绍了中国摩托车车辆环保管理制度的特点及车辆相关行业的管理情况。 3）基于世界各国、各地区对于摩托车环保管理情况及我国目前对于摩托车的环保管理情况，提出了中国摩托车环保管理方案建议 - 提出了促进摩托车环保节能的激励政策； - 提出了制造商担保金管理办法； - 提出了生产企业环保项目控制要求； - 提出了摩托车以旧换新实施办法。 节能篇 1）对美国、欧洲、日本、台湾地区的车辆节能管理措施进行了介绍，并简要介绍了针对节能车提出的奖励措施。 2）介绍了我国摩托车及相关车辆行业的管理情况。 3）针对世界各国、各地区对于车辆节能管理情况及我国目前对于摩托车的节能管理情况，提出了中国摩托车节能管理方案建议 - 提出了促进摩托车节能的激励政策； - 提出了燃油消耗生产一致性的通告制度。 目 录 I目 录 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 1 背景资料 1 1.1 我国摩托车排放标准发展概况 . .1 1.2 国外摩托车排放污染物测试方法简介 4 1.3 现行摩托车排放污染物国家标准与国Ⅱ标准的区别 7 2 国Ⅱ阶段数据与分析 .13 2.1 国Ⅱ阶段工况法排放数据与分析 .1 3 2.2 国Ⅱ阶段燃油蒸发污染物排放 . 23 3 国Ⅲ阶段数据与分析 .24 3.1 国Ⅲ阶段排放数据与分析 . 24 3.2 国Ⅲ阶段蒸发排放量 . 32 4 国Ⅲ阶段排放标准实施效果及分析 .34 4.1 国Ⅱ阶段和国Ⅲ阶段排放数据汇总 .34 4.2 工况法排放标准实施效果分析 . 42 4.3 蒸发污染物排放控制标准实施效果分析 .53 4.4 国Ⅲ排放阶段污染物排放总体效果 .62 5 结论与建议 .63 5.1 标准制定时设定的预期目标基本实现 .63 5.2 存在的问题与建议 .63 子课题二 摩托车燃油消耗国家标准实施效果分析 1 背景 .65 1.1 摩托车燃油消耗国家标准发展历程 .65 1.2 现行摩托车燃油消耗国家标准概况 .67 2 油耗标准 GB/T 16486-1996 阶段水平调研及分析 .69 2.1 油耗标准 GB/T 164 86-1996 试验方法 . 69 2.2 油耗标准 GB/T 16486-1 996 阶段车辆产销数据调研 .70 2.3 燃油消耗数据 .72 目 录 II 3 油耗标准（2008 版）对应油耗数据整理及分析 .74 3.1 国Ⅲ阶段排放基本情况介绍 .74 3.2 基础油耗数据来源 .74 3.3 油耗数据分析 .75 4 GB 15744-2008 和G B 16486-2008实施效果分析及相关技术比较 79 4.1 实施效果分析 .79 4.2 相关技术比较 .81 5 与其他国家及地区油耗水平比较 .85 5.1 油耗数据来源及相关政策 . 85 5.2 大陆车型与台湾车型能耗水平比较 .88 6 结论及建议 .89 6.1 标准制定时设定的预期目标基本实现 .89 6.2 对标准实施的建议 .90 6.3 生产企业技术提高的空间仍然存在 .91 子课题三 在用摩托车排放和燃油消耗现状分析 1 背景资料 .95 1.1 摩托车生产销售企业分布 . 95 1.2 摩托车产品特点 . 96 1.3 摩托车售后服务及保养 .96 1.4 排放和燃油消耗性能监控手段 . 96 2 在用摩托车排放和燃油消耗现状调查 .97 2.1 调查的策划 . 97 2.2 调查样本概述 .99 2.3 测试数据分析 . .103 3 在用摩托车排气污染物排放和燃油消耗研究 112 3.1 研究理论基础 112 3.2 基础数据 . .113 3.3 在用摩托车排气污染物排放总量研究 115 3.4 在用摩托车燃油消耗量研究 117 3.5 综述 118 4 结论与建议 120 目 录 III子课题四 中国摩托车控制政策的研究 环保篇 1 世界摩托车环保控制措施的研究 125 1.1 美国车辆环保管理制度 125 1.2 欧洲地区车辆环保管理制度 131 1.3 日本车辆环保管理制度 135 1.4 台湾地区车辆环保管理制度 141 1.5 印度车辆环保管理 143 1.6 亚洲其他国家对环保节能车辆的奖励措施 . .145 2 我国车辆及相关行业环保管理现状 146 2.1 我国摩托车环保管理现状 . .146 2.2 国内汽车行业环保管理 150 3 中国摩托车环保管理方案建议 153 3.1 促进摩托车环保节能的激励政策 15 3 3.2 摩托车产品环保生产一致性管理 15 4 3.3 在用车环保一致性管理建议 157 节能篇 1 世界摩托车节能控制措施的研究 177 1.1 美国车辆节能管理制度 177 1.2 欧洲地区摩托车节能管理制度 1 80 1.3 日本车辆节能管理制度 181 1.4 台湾地区摩托车节能管理制度 1 84 2 我国摩托车及相关行业节能管理现状 186 2.1 我国摩托车节能管理现状 . .186 2.2 国内汽车行业节能管理 187 3 中国摩托车节能管理方案建议 190 3.1 促进摩托车节能的激励政策 190 3.2 摩托车燃油消耗量通告暂行管理规定 192 摩托车排放及燃油消耗的现状研究及控制政策建议 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准” 实施效果分析 项目参加人张智轩 郑义 郭津 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 1 -1 背景资料 1.1 我国摩托车排放标准发展概况 随着科技进步和经济发展，环境保护一直是人类社会关注的主题。机动车排放是主要的大气污染源。我国是摩托车生产和使用大国，摩托车工业自改革开放以来得到迅猛发展，摩托车成为城乡的主要代步工具，其产量由 1980 年的 4.9 万辆发展到 2009 年的 2543 万辆，摩托车保有量也随之迅速增加。 摩托车工业的发展， 对国民经济的发展起到推动作用的同时，也产生了大气污染和噪声污染等不能忽视的负面影响。 因此必须制定并实施严格的摩托车排放控制标准法规，才能促进摩托车技术和质量升级，降低单车污染物排放量，有效地控制摩托车排气污染。 我国摩托车排放控制法规的制订是一个持续的过程， 随着我国摩托车行业的发展及工业发展水平的提高不断完善和改进。纵观我国十几年摩托车排放控制法规的制订历程，从 GB 14621-93 到GB 14622- 2002、GB 18176-2002 中规定的第一阶段和第二阶段，再到摩托车排放国Ⅲ阶段（GB 14621-2002、GB 14622-2007、GB 18176-2007 和GB 20998-2007） ，限值不断降低，试验方法更加严格，试验内容不断扩大。在逐步与欧洲标准接轨的同时，参考美国标准，并根据我国国情增加了“摩托车污染控制装置耐久性试验要求”和“摩托车燃油蒸发污染物排放的测量要求”等内容。 国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局在 2007 年 4 月发布了 GB 14622-2007摩托车污染物排放限值及测量方法工况法，中国第 Ⅲ阶段和GB 18176-2007轻便摩托车污染物排放限值及测量方法工况法，中国第Ⅲ阶段两个标准。这两个标准都修改采用了欧盟 97/24/EC 指令第五章及其后的修改指令，限值及要求与欧Ⅲ标准相当。GB 14622-2007和GB 1817 6-2007 的排放污染物限值如表 1-1、表 1-2 所示。国Ⅲ标准规定摩托车的工况法测试循环如图1-1 所示。采样时间都是从车辆起动时开始。对于排量低于150 mL的两轮摩托车，测试循环按 ECE R40，共测量 6 个循环的排放；对于排量大于等于 150 mL的两轮摩托车，测试循环增加了最高车速为 90 km/h 的 EUDC 高速循环，即 6 个 UDC＋1 个EUDC 循环，如图 1-2 所示。轻便摩托车的工况法测试循环如图 1-3 所示，采样时间也是从车辆起动时开始。 GB 14622-2007 和 GB 18176-200 7 对摩托车和轻便摩托车的型式核准试验，不仅要求了Ⅰ型试验（工况法）和Ⅲ型试验（曲轴箱污染物排放试验） ，还对污染控制装置的耐久性试验（Ⅴ型试验）增加了控制要求。Ⅴ型试验要求车辆按照 11 Laps 循环运行至相应车型分类的最少试验里程。其间，从初次试验里程到最少试验里程，以相等的间隔进行至少 4 次排气污染物排放量测量，所有测量点的每种排气污染物的测量结果均应满足Ⅰ型试验的限值要求。 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 2 - 表 1-1 摩托车排气污染物排放限值 类别 排放限值g/km CO排放量，L 1 HC排放量，L 2 NOx排放量，L 3两轮摩托车 ＜150mLUDC 2.0 0.8 0.15 ≥150mLUDCEUDC 2.0 0.3 0.15 三轮摩托车 全部（UDC） 4.0 1.0 0.25 注 1）UDC指ECE R40试验循环模型，包括全部6个市区循环模型的排气污染物测量，采样开始时间t0。 2）UDCEUDC指最高车速为 90 km/h的ECE R40＋EUDC试验循环模型，包括市区和市郊全部循环模型的排气污染物测量，采样开始时间 t0。 表 1-2 轻便摩托车排气污染物排放限值 排气污染物 排放限值g/km 两轮轻便摩托车 三轮轻便摩托车 CO，L 1 1.0 3.5 HCNOx，L 2 1.2 1.2 图 1-1 三轮摩托车和发动机排量小于 150 mL 的两轮摩托车的运行循环UDC 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 3 -图 1-2 发动机排量大于等于 150 mL 的两轮摩托车的运行循环UDCEUDC 图 1-3 轻便摩托车试验运行循环 将所有的排气污染物的测量结果作为耐久行驶里程的函数进行绘图， 利用最小二乘法得到所有测量点的最佳拟合直线， 并采用外推法得出耐久性试验总里程时每种排气污染物的排放量。要求最佳拟合直线所有点上的每种排气污染物的排放量都低于Ⅰ型试验的限值，然后计算劣化系数。 每种排气污染物排放量的最终结果用Ⅰ型试验时的测量结果乘以相应的劣化系数得到，其结果仍应低于Ⅰ型试验的限值。 2007 年 7 月发布的 GB 20998-2007 摩托车和轻便摩托车燃油蒸发污染物排放限值及测量方法是我国首次制定的摩托车燃油蒸发排放标准。该标准是参照已经颁布摩托车燃油蒸发排放标准并实施控制的国家和地区美国、泰国和我国台湾省的标准法规制定的。GB 20998-2007 规定型式核准试验采用密室式法， 测量昼间换气损失试验和热浸损失试验的 HC排放量，两部分结果之和为一次蒸发试验的结果。限值如表 1-3 所示。 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 4 - 表 1-3 燃油蒸发污染物排放限值 燃油蒸发污染物 限值（g/试验） 轻便摩托车 摩托车 HC 2.0 国Ⅲ标准的怠速法排放测量（Ⅱ型试验） ，仍按照 GB 14621-2002摩托车和轻便摩托车排气污染物排放限值及测量方法怠速法标准进行，测量车辆在怠速工况下的 CO 和 HC排放的容积浓度值，限值如表 1-4 所示。 表 1-4 怠速法测量排气污染物限值 试验类别 CO（） HC1）（10-6） 四冲程 二冲程 2003年1月1日起型式核准试 验 3.8 800 3500 2003年7月1日起生产一致性 检查试验 4.0 1000 4000 2003年7月1日起生产的在用车检查 试验 4.5 1200 4500 2003年7月1日以前生产的在用车检查 试验 4.5 2200 8000 注1）HC浓度按正己烷当量。 与欧Ⅲ双怠速法接轨的国标双怠速测量方法已经制定并将发布， 要求测量车辆在怠速工况和高怠速工况下的 CO 和 HC 排放的容积浓度值。限值如表 1-5 所示。 表 1-5 双怠速法型式核准和生产一致性检查排放限值 怠速工况 高怠速工况 CO（） HC（10-6） CO（） HC（10-6） 2.0 250 2.0 250 注1）HC体积分数值按正己烷当量计。 2）污染物浓度为体积分数。 我国摩托车国家标准的制定与发布，经历了一个逐渐加严的过程。随着摩托车工业及发动机技术的发展，车辆污染排放控制技术越来越进步，摩托车排放标准也不断更新发展。国Ⅳ排放标准正在研究制定中，有望将 WMTC（全球统一的摩托车排放测试循环）定为工况法测试循环，并将根据我国实际情况制定相应的限值。国Ⅳ标准中的燃油蒸发污染物排放测量是否要求进行耐久性试验，也将是一个讨论和研究的重点问题。 1.2 国外摩托车排放污染物测试方法简介 1.2.1 欧洲试验方法 GB 14622-2007 和 GB 18176-200 7 修改采用欧Ⅲ法规，因此欧Ⅲ排放法规在车型分类、子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 5 -限值（见表 1-1 和表 1-2）和Ⅰ型试验方法与国Ⅲ标准基本相同。 对于工况法测试循环，发动机排量小于 150 mL 的两轮摩托车和三轮摩托车，国Ⅲ和欧Ⅲ的试验循环相同，都为图 1-1 所示的 UDC 循环；对于发动机排量大于等于 150 mL 的两轮摩托车，国Ⅲ的试验循环为图 1-2 所示的最高速度为 90 km/h 的UDCEUDC循环，而欧Ⅲ则为最高速度是120 km/h的UDCEUDC循环。 此外， 在 2006 年 8 月 18日公布的 2006/72/EC 指令中， 欧盟已正式提出了 WMTC 循环 （全球统一的摩托车排放测试循环）所对应的相当于欧Ⅲ要求的两轮摩托车排放限值，并作为可选的认证试验之一用于欧Ⅲ的排放认证。WMTC 是在世界范围若干不同国家和地区采集摩托车实际行驶数据合成的试验循环，因此更符合摩托车实际行驶状况，同时也是全球法规协调的基础。WMTC 试验循环也将是国Ⅳ标准的发展方向，同时应根据实际情况制定符合我国国情的排放限值。 对于怠速法排气污染物测量方法（Ⅱ型试验） ，欧洲仅对摩托车的 CO 怠速排放有限值要求，即不得超过 4.5％；对轻便摩托车没有限值要求，仅要求记录 CO 测量数据值。根据欧盟 2002/51/EC 指令，除了测量怠速时的 CO 排放外，还增加了高怠速工况的 CO 排放测量要求。两个怠速工况的 CO 测量结果均要求进行记录，并作为在用车排放测量的限值要求。 蒸发排放控制是控制摩托车 HC 排放的有效措施之一。 欧Ⅲ法规暂无燃油蒸发试验要求，但在欧盟草案中建议在美国加州蒸发排放测试规程的基础上引入对蒸发排放的控制要求。 欧盟现行法规对摩托车没有排放耐久性的内容。但随着排放法规的日趋加严，欧盟已开始对摩托车排放耐久性进行研究和评估，并在 2002/24/EC 指令及随后的补充指令中规定了摩托车和轻便摩托车排放耐久性要求。 1.2.2 美国试验方法 美国摩托车排放标准和测试规程，是国际上普遍采用除欧规之外的另一大标准体系。美标 EPA 及其认证政策庞大而复杂，自成体系。 美标（EPA）对摩托车的分类与欧规不同，不分轻便摩托车和摩托车，只按发动机排量分Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类，排放限值也是按车辆类型的 不同分别规定，如表 1-6 所示。美标（EPA）限值远没有欧规严格，比较宽松，而且没有 I 型试验。但是美标（EPA）很早就开始对摩托车排放控制系统的耐久性进行测试，要求做 0 km 排放测试及耐久性要求的各次排放测试，且各次试验结果和用各次试验结果计算的劣化系数以及推算得到的最终试验里程排放结果均要低于规定的限值。 美标（EPA）所采用的测试循环与欧洲法规相差较远，如图 1-4 所示。该测试循环对不同分类摩托车时间长度都相同，速度曲线更接近车辆实际行驶状况，不但易于驾驶，而且更能反应车辆的实际运行状况。 此外，美标（EPA）无怠速法排气污染物的测量（Ⅱ型试验）要求。 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 6 - 表 1-6 美标（EPA）排放限值 车辆分类，排量（mL） 循环工况 排放限值（g/km） CO HC NOx 美标 （EPA） 1-A ＜50 LA-4 （低速） 12.0 1.0 / 1-B 50～169 Ⅱ 170～279 LA-4 （高速） 12.0 1.0 / Ⅲ ≥280 12.0 0.8 LA-4 循环020406080100时间 2477 s车速km/hⅠ类Ⅱ和Ⅲ类图 1-4 美国摩托车排放测试循环 美国加州是世界上最早实施摩托车燃油蒸发排放控制及标准最严格的地区。 美国加州摩托车蒸发排放法规规定用密闭室法，先后测量昼间换气损失试验和热浸损失试验的 HC 排放量，两次试验HC 排放量之和为燃油蒸发试验的结果，限值为2 g/试验。 美国加州还对摩托车燃油蒸发排放控制装置提出了耐久性要求， 且与排放控制装置耐久性要求的试验里程和试验次数相同， 并在各里程点的燃油蒸发昼间换气损失试验和热浸损失试验之间进行排放污染物的测量。 2003 年 12 月 23 日，美标（EPA）颁布了新的排放标准，其中规定从 2008 车型年起对摩托车燃油箱和燃油管实行燃油蒸发控制，其限值如表 1-7 所示。 表 1-7 美联邦部件燃油蒸发限值 蒸发排放部件 标准限值 （g/m2/天） 测试用油（乙醇） （） 测试温度 （℃） 燃油箱 1.5 10 40 燃油管 1.5 10 23 1.2.3 其他国家及地区的试验方法 尽管世界各国及地区摩托车保有量、运行状况、环境污染控制进程等因素不同，然而基时间 t 2477s 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 7 -本上是修改采用欧洲标准体系和美国标准体系的相关内容，并结合本国和本地区的实际情况，制定适合本国和本地区的排放限值及试验方法。部分国家和地区摩托车排放法规如表1-8 所示。 表 1-8 部分国家和地区摩托车排放法规 国家/地区 阶段 排量 （mL） 限值（g/km） HC CO NOx HCNOx 试验循环欧盟 欧Ⅲ2006＜150 0.8 2 0.15 UDC ≥150 0.3 2 0.15 EUDC 印度 2008（Ⅲ） 1.0～1.25 1.0～1.25 IDC 日本 J-2 2007-7-1＜125 0.5 2. 0.15 UDC ≥125 0.3 2.0 0.15 中国 台湾省 5υ＜150 0.8 2.0 0.15 CNS冷起动≥150 0.3 2.0 0.15 泰国 3.5 2（1.8） ECE R40 1.3 现行摩托车排放污染物国家 标准与国Ⅱ标准的区别 1.3.1 排放污染物测试（工况法） （Ⅰ型试验）的变化 国Ⅲ标准的摩托车和轻便摩托车工况法排放限值如表 1-1 和表 1-2 所示。 对于两轮摩托车，与国Ⅱ标准相比，CO 限值加严了 64，NOx限值加严了 50，排量小于 150 mL 的摩托车HC 限值加严了 33，排量大于等于 150 mL 的摩托车 HC 限值加严了 75。对于三轮摩托车，与国Ⅱ标准相比，CO 限值加严了 43，HC 限值加严了 33，NOx 限值加严了 38。轻便摩托车的国Ⅲ限值与国Ⅱ阶段的限值相同，没有变化。 国Ⅱ阶段 GB 14622-2002规定的两轮或三轮摩托车的工况法测试循环，如图 1-1 所示的6 个 UDC 循环。但在开始时多 40 s 怠速，且开始 2 个 UDC 循环不采样，而 GB 14622-2007的工况法测试循环冷起动时即采样，对排 量大于等于 150 mL 的两轮摩托车，测试循环增加了一个最高车速为90 km/h 的EUDC高速循环（如图1-2） 。对于轻便摩托车的工况法测试循环， GB 18176-2002 和GB 18176-2007要求的测试循环相同， 都是 8 个循环， 但GB 18176-2002规定前 4 个循环不采样，后 4 个热态循环为测试循环，GB 18176-2007则从第一个冷态循环开始即采样（如图1-3） 。 其次，设定底盘测功机的行驶阻力表也略有变化。GB 14622-2007 相对于GB 14622-2002的当量惯量划分更加细化， 为10 kg一级， 用行驶阻力表设定底盘测功机的行驶阻力也不同，底盘测功机的行驶阻力 FE由下式确定 2TEvbaFF 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 8 - 式中TF ── 由行驶阻力表查得的行驶阻力，单位 N； a── 前轮滚动阻力，单位 N； b ── 空气阻力系数，单位N/km/h2； ν ── 指定速度，单位 km/h。 此外，国Ⅱ阶段 GB 14622-2002 和 GB 18176 -2002 标准要求使用 GB 17930 规定的辛烷值 95 号的车用无铅汽油，而国Ⅲ标准 GB 14622 -2007 和 GB 18176-2007 不仅规定了使用辛烷值不小于 93 号的无铅汽油，而且增加了液化石油气（LPG）和天然气（NG）这两种气体基准燃料。 1.3.2 国Ⅲ标准污染控制装置耐久性试验（Ⅴ型试验） 对摩托车和轻便摩托车的排放控制系统的使用寿命提出要求， 是避免出现不可预见的排放增加的重要措施， 因此国Ⅲ标准参照欧盟摩托车和轻便摩托车排放耐久性的法规草案和美标 EPA 中摩托车耐久性试验要求的有关技术内容， 增加了摩托车和轻便摩托车污染控制装置耐久性试验的要求，并结合我国的实际情况进行了修改。其中，耐久性里程要求和规定如表1-9 所示。 表 1-9 摩托车和轻便摩托车类型和试验总里程 车辆类型 发动机排量 （mL） 最高车速 （km/h） 试验总里程 （km） 轻便摩托车 ≤50 ≤45 10 000 Ⅰ类摩托车 ＜150 不限 12 000 Ⅱ类摩托车 ≥150 ＜130 18 000 Ⅲ类摩托车 ≥150 ≥130 30 000 Ⅴ型试验的运行循环，采用美标 Appendix Ⅳ t o 40CFR86 的 11 laps 循环，在试验道路或底盘测功机上的运行过程中，行驶里程应按下述行驶规范（见图 1-5 和表 1-10）进行 （1）在行驶试验中，始终按照摩托车制造企业的换档规范，正常加速和减速。 （2）试验行驶程序由11 个循环组成，每个循环的行驶里程为6 km。 （3）在前9 个循环中,车辆在每一循环过程中应停车四次 每一次发动机怠速时间为15 s。 （4）在每个循环过程中，有五次减速。摩托车和三轮摩托车车速从循环速度减速到 30 km/h，轻便摩托车则减速至15 km/h。每次减速后，车辆必须再逐渐加速到循环要求的最高车速。 （5）第10 个循环，车辆应根据车辆类型在规定的车速下等速运行（见表1-10） 。 （ 6）第 11 个循环，车辆开始从停止点以最大加速度加速到规定的最高速度，到该循环里程一半时（ 3 km） ，正常使用制动器，将车速降为零，随之发动机怠速运转 15 s，然后以子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 9 -最大加速度进行第 2 次加速。 （ 7）重新开始运行程序。 图 1-5 摩托车和三轮摩托车的运行规范 表 1-10 每个循环的最高车速（km/h） 循环 车辆类型 轻便摩托车 Ⅰ类摩托车 Ⅱ类摩托车 Ⅲ类摩托车 方案一 方案二 1 45 65 65 65 65 2 35 45 45 65 45 3 45 65 65 55 65 4 45 65 65 45 65 5 35 55 55 55 55 6 35 45 45 55 45 7 35 55 55 70 55 8 45 70 70 55 70 9 35 55 55 46 55 10 45 70 90 90 90 11 45 70 90 110 110 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 10 - 排气污染物的测量要求 1）在Ⅴ型试验前，应按Ⅰ型试验的要求进行0 km 排气污染物排放测量。 2）Ⅴ型试验排气污染物排放测量，包括从初次试验里程直到最小试验里程（即耐久试验总里程的 50） ，以相等的试验间隔里程，依据Ⅰ型试验的要求，至少进行 4 次排气污染物排放测量。测量要求见表1-11，各次排放测量结果均应符合相应的限值规定。 劣化系数的计算和测量结果 1）将所有的排气污染物的测量结果作为耐久行驶里程的函数进行绘图，行驶里程按四舍五入方法圆整到整数；用最小二乘法得到所有测量点的最佳拟合直线，计算时不考虑 0 km的测量结果，并采用外推法得出耐久性试验总里程时每种排气污染物的排放量。 表 1-11 试验里程和测量次数 车辆类型 初次试验里程 （km） 最少试验里程 （km） 最少测量次数 （次） 轻便摩托车 1 000 5 000 4 Ⅰ类摩托车 2 500 6 000 4 Ⅱ类摩托车 2 500 9 000 4 Ⅲ类摩托车 3 500 15 000 4 2）只有最佳拟合直线上所有点的每种排气污染物的排放量均低于该车辆的排放限值要求时，其数据才可以用于计算劣化系数。 3）对每种排气污染物，可以通过下式计算趋于增加的排气污染物的劣化系数（ DF） 12iiMMDF 式中1iM 在耐久试验总里程1000 km 时，每种排气污染物排放量的插值，单位为g/km； 2iM 在耐久试验总里程时，每种排气污染物排放量的插值，单位为g/km。 4）这些插值应至少保留到小数点后四位，再两者相除确定劣化系数。劣化系数的计算结果应四舍五入到小数点后三位。如果劣化系数小于 1，则视其为 1。 5）每种排气污染物排放量的最终结果，用Ⅰ型试验时的测量结果乘以相应的劣化系数得到。其结果均应低于该车辆的排放限值要求。 1.3.3 国Ⅲ标准燃油蒸发污染物测试（Ⅳ型试验） 为了推动摩托车和轻便摩托车污染物排放控制力度向国际靠拢， 减少摩托车和轻便摩托车对我国大气环境的污染，进一步改善环境空气质量，国Ⅲ标准增加了摩托车和轻便摩托车子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 11 -燃油蒸发污染物测试（Ⅳ型试验） 。 GB 20998-2007摩托车和轻便摩托车燃油蒸发污染物排放限值及测量方法规定，型式核准试验的试验方法采用密闭室法。对车辆进行昼间换气损失和热浸损失两部分的测量，试验结果为两部分试验所得数据之和，限值如表 1-3 所示。 昼间换气损失试验需要给燃油和蒸汽加热， GB 20998-2007区分外露式和非外露式油箱，加热曲线公式为 Tf 1/3t288.5 K 外露式油箱 Tv 1/3t294 K 外露式油箱 Tf 2/9t289 K 非外露式油箱 式中 Tf 燃油温度，K； Tv 蒸汽温度，K； t 经历的时间，min。 昼间换气损失试验和热浸损失试验均进行 1 小时， 热浸损失试验不需对燃油和蒸汽进行加热。 具体试验流程见图1-6。 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 12 - 重复昼间换气 以达到 2 克临界点 起始温度 293K（ 20℃） Δ t 15K 最多7min最多1h 6h 放油和加油 燃油温度283K 至287K10℃-14℃ 名义油箱容积505 环境温度293K 至303K20℃-30℃ 开始 炭罐吸附至 临界点（丁烷） 丁烷 /氮 吸附至 2 克临界点 放油和加油 炭罐吸附至 临界点（汽油） 结束 热浸损失试验 60min 0.5min 预处理运行 GB14622或GB18176附录C规定的循环 起始温度293K 至303K20℃-30℃ 最多5min浸车 环境温度 293K 至 303K20℃ -30℃ 预处理运行 GB14622或GB18176附录C规定的循环 起始温度293K 至303K20℃-30℃ 最低温度 288.5K（ 15.5℃） 最高温度 308.5K（ 35.5℃） 60min 0.5min 昼间换气损失试验6 至 36h 图 1-6 蒸发污染物排放试验流程 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 13 -2 国Ⅱ阶段数据与分析 本文在历年的排放测试结果数据中， 按照不同的排放标准实施阶段选择了两部分测试数据，包含了国Ⅱ阶段和国Ⅲ阶段几乎所有代表车型， 单次工况法排放数据量达 1600 余次。以下对这两个不同阶段的测试数据进行详细的汇总和分析。 2.1 国Ⅱ阶段工况法排放数据与分析 2.1.1 数据来源 本文中所有国Ⅱ阶段排放数据，均来自国家摩托车质量监督检验中心（天津）自 2004年起进行的型式核准测试的排放结果， 数据准确可靠。 所有数据， 包括不同车型 455 辆样车，单次工况法排放测试 877 次；车辆来自全国 48 个不同的摩托车生产厂家，车型包括两轮及三轮摩托车共计 5 大类 22 种不同车型。车型分类如下 2.1.2 车辆认证新车型国Ⅱ阶段排放试验数据 GB 14622-2002摩托车排气污染物排放限值及测量方法（工况法） 及GB 18176-2002轻便摩托车排气污染物排放限值及测量方法（工况法） 中规定，第二阶段型式核准试验从2004 年1月1 日起开始执行 （轻便摩托车型式核准试验从2005 年1月1 日起开始执行） 。排放限值如表2-1。 车型分类 三轮摩托车 两轮摩托车 正客 正货 骑式 踏板 弯梁 50mL 100mL 125mL 150mL 200mL 50mL 100mL125mL150mL200mL50mL 70mL 90mL 100mL110mL125mL50mL 100mL125mL150mL250mL90mL 100mL 110mL 125mL 子课题一 摩托车“国Ⅲ排放标准”实施效果分析 - 14 - 表 2-1 国Ⅱ阶段排放限值 排放污染物 排放限值（g/km） 两轮摩托车 三轮摩托车 两轮轻便摩托车 三轮轻便摩托车CO 5.5 7 1.0 3.5 HC 1.2 1.5 1.2 1.2 NOx 0.3 0