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国六政策解读

作者:   时间:2019-08-06 09:16   

2016年5月13日,环保部官方网站正式发布了我国轻型汽车第六阶段排放标准草案的征求意见稿。这是一个全球轻型汽车制造商都高度关注的一个排放标准,我国主要几大汽车集团也都直接参与其中,一方面是由于我国巨大的汽车消费市场的吸引;另一方面这个不再是直接引用国外排放法规的标准,而是根据我国实际情况,借鉴了国外经验后形成的自己的标准。

媒体上有一些对国六标准起草的报道, 说国六仍然采用欧洲标准,但这句话是不准确的。首先,国六草案的冷起动后排放测试循环及测试规范均采用了全球第15号技术法规的内容。作为全球技术法规,目前欧洲、韩国、印度和日本均表示将会逐步引入到自己国家的排放法规中,欧洲与日本也给出了计划引入的具体时间表,中国作为98协议的缔约国本是有义务采纳全球技术法规的。另外,国6草案加严了蒸发排放要求并新增加油排放规定,这两部分的测试要求则修改采用了美国的测试规程;而OBD车载诊断系统要求,也是参考美国OBD II 2013 版以及2015年草案的规定,结合我国汽车行业实际情况修订而成,这几部分已经没有欧标的影子。国6草案也借鉴了欧洲法规中特有的元素,比如:微粒数量(PN)排放要求,实际道路排放测试要求等,以改善空气质量中的微粒排放,并减少实际道路排放与试验室排放之间的差异。综上,国六草案是一个综合考虑了先进国家的排放法规特点,根据我国排放控制需求而制订,绝不能用“参照欧标”这几个字替代。

以下对具体的国六草案内容进行逐项介绍:

1. 标准的适用范围

标准的适用范围与国五排放标准规定相同,适用于最大设计总质量不超过3.5吨的M1,M2,N1和N2类车辆,包括混合动力电动汽车。

2. 标准的实施日期

对于新车型认证2019-1-1起实施。

对于新车的销售和注册,从2020-1-1起,所有销售和注册登记的轻型汽车应符合标准要求,其中I型试验应满足6a限值;从2023-1-1起,所有销售和注册登记的轻型汽车应符合标准要求,其中I型试验应满足6b限值。

对于提前实施标准的地区,可提前实施标准要求,其中冷起动排放(I型试验)可选择符合6a或6b限值,并报国务院环境主管部门备案。对提前实施6b要求的地区,RDE要求可按照6a阶段(仅监测)或6b阶段(有强制NTE限值)相应规定进行。

3. 冷起动后排放要求(I型试验)

I型试验的测试循环以及测试规程采用了全球第15号技术法规的内容,测试循环采用WLTC低,中,高和超高四段循环,测试规程采用WLTP的相关规定。

而对于排放限值,此次分别制定了国6a阶段和国6b阶段两个水平的要求,同时采用了燃料中性的原则,即无论采用哪种燃料,排放限值是相同的。在不考虑测试工况和测试规程的影响下,与国5限值相比,国6a汽油车CO限值加严50%,国6b汽油车的THC,NMHC以及NOx限值分别下降50%,50%和42%。此外,国五标准只针对汽油直喷汽车有PM限值要求,但在国6中要求所有点燃式汽车均满足PM以及新增的PN限值要求,其中国6b的PM限值下降了33%。另外,国6还新增N₂O的排放限值要求,N₂O是一种温室气体,由于CO₂要求与我国目前的油耗限值要求存在冲突,因此国6草案中没有提出CO₂的限值要求,但要求企业申报CO₂的实际水平。具体国6a和国6b的限值表列出如下:

国6a 限值表

国6b 限值表

4. 实际道路排放要求RDE (II型试验)

实际道路排放试验是一项全新的排放要求,越来越多的数据表明,实际道路行驶过程中的排放水平与实验室的排放测试结果存在一定的差异。因此控制实际道路行驶中的排放将成为未来排放控制趋势。此次国6新增的这项要求参考采用欧洲正在制订中的RDE法规相关要求。为了了解我国车辆RDE的实际水平,要求在6a阶段只进行监测并报告结果,从6b阶段起提出强制性限值要求,即不得超过I型试验的排放限值与对应符合性因子的乘积,其中国6草案中建议的NOx以及PN排放的符合性因子均为2.1。目前在欧洲,对PN的符合性因子还没有最终确定,因此国6草案已经走在欧洲法规的前面。

RDE测试路线要求包括市区34%,市郊33%和高速33%三个部分,各段误差在±10%以内,其中市区比例不能低于总行驶距离的29%。,每段的行驶里程至少16公里。整个行驶时间在90-120分钟。

RDE试验也定义了相应的边界条件,分普通条件和扩展条件,国6针对我国地域的特殊性还规定了进一步扩展的海拔条件:

普通条件:海拔高度不超过700m;环境温度在0℃到30℃之间

扩展条件:海拔高度在700m~1300m之间;环境温度在-7℃~0℃ 或 30℃-35℃

进一步扩展的海拔条件:海拔高度在1300m-2400m之间

对于扩展条件下的测量结果可以除扩展系数1.6 (对进一步扩展的海拔条件下的扩展系数为1.8),然后再进行数据评估处理。

RDE试验的评价测试方法采用了移动窗口平均法,即基于WLTP的I型试验CO₂排放量确定窗口大小(为CO₂排放量的一半),使用移动平均进行积分。对每个窗口计算其CO₂排放,污染物排放以及平均车速,然后根据三个路段中每个窗口的计算结果,确定试验的完整性、正常性,同时根据其与标准I型试验CO₂排放的特征曲线之间的公差,对每个窗口进行加权计算,最终分别得出三个路段的平均排放结果以及总里程的排放结果。

5. 蒸发排放要求(IV型试验)

国5标准中对蒸发排放测试规程以及限值都是参考欧洲法规要求,国6草案则对其进行了较大调整,测量规程上参考美国的流程并进行了适当修改。蒸发排放限值也进行了加严,同时对蒸发排放提出了耐久性的要求,要求在160000公里以内均蒸发排放限值(见下表)。国6草案不仅测试规程上大幅度加严,而且限值也是国五标准的2g/test也大幅度加严。

除此之外,相对国五标准,对蒸发排放提出了耐久性要求,即在16万公里以内车辆的蒸发排放也必须满足限值要求,为此国6草案给出了对应的劣化系数0.06g/test建议,因此新车的蒸发排放要求必须达到0.64g/test才能满足耐久性的要求,从而进一步加严了蒸发排放控制要求。

随着车辆控制技术的不断发展,国6根据蒸发排放控制类型的不同,分别针对整体式的控制系统,非整体式控制以及非整体仅控制加油排放炭罐系统,制订了不同的测试流程,这几个类型的定义如下:

整体控制系统:指一种汽车燃油蒸发污染物控制系统,使用同样的硬件控制加油排放和昼夜换气排放的导向、储存和脱附。

非整体控制系统:指另一种汽车燃油蒸发污染物控制系统,使用不同的系统控制加油排放和昼夜换气排放。

非整体仅控制加油排放炭罐系统(NIRCO):是非整体控制系统的另一种,仅吸附加油排放的活性炭罐。它通常是插电式混合动力电动汽车所采用的。因此国六针对该类车的特点,制订了有针对性的流程要求。

国六的测试流程参考美国3天以及2天的测试规程,简化形成了一个2天的测试规程,补充车辆高温运行预处理,提高车辆行驶过程中高温蒸发控制水平。另外昼间排放试验由原来的1天改为2天的昼间测试,这些要求都大大提高了对碳罐的吸附及脱附能力的要求。

对整体式系统,非整体式(不包括NIRCO系统)车辆的蒸发测试流程

非整体式仅控制加油排放炭罐系统车辆的蒸发测试流程

6. 整车耐久性排放要求(V型试验)

国6编制组提出了弱化型式核准前耐久性试验要求,强化生产一致性监督以及在用车符合性检查中对耐久性要求的原则,企业认证前可采用固定的劣化系数来替代耐久性试验。

与国5相比,耐久性里程要求保持不变,仍为16万公里。但是加严了固定劣化系数的要求,同时补充了加法劣化因子,企业可以选择乘法老化因子或加法老化因子(见下表)。

对于耐久性试验方法,与国5相比也更加灵活,除国5规定的几种试验方法外,企业还可以采用自己的等效老化试验方法。

7. 低温-7度冷起动排放要求(VI型试验)

国6草案加严了对该型式试验的要求,测试循环由原来的NEDC市区循环修改为WLTC的低速+中速段的城市循环。对CO以及THC排放限值分别相比国五加严了三分之一,同时增加NOx排放限值。

8. 加油排放要求(VII型试验)

加油污染物排放要求是一个新增的排放要求,它参考了美国法规的要求而制订,主要控制加油时的油气排放,排放限值要求为0.05g/L。对加油排放也提出了耐久性要求,并规定了相应的劣化系数0.01g/L,因此对新车而言,其加油排放测量结果必须满足0.04g/L,以确保在16万公里行驶里程内的排放满足限值。

加油排放的测试规程也根据整体控制系统和非整体控制系统(相关定义见蒸发排放部分的内容)分别进行了规定。(如下图所示)

9. OBD系统要求

国六草案的OBD系统要求主要参考了加州OBD II 2013年的法规要求,同时也引入了2015版草案中部分进一步明确,或相对简化的补充规定。相比国五的EOBD诊断要求,国六草案中增加了很多新的诊断功能,针对到国内实际情况,删除了对空调诊断要求、各缸不均匀性的诊断要求;对蒸发泄漏诊断仅要求1mm诊断,但如果制造厂提出要求,也可以采用0.5mm泄漏诊断来替代1mm诊断要求;另外补充了对汽油颗粒捕集器的诊断要求以及混合动力汽车相关部件的诊断要求。由于国六新增的诊断功能项较多,因此对在线诊断频率的要求适当放松。

OBD系统的阈值则参考了EU6C法规对应的EU6-2的OBD阈值的规定,同时采用将NMHC与NOx限值进行组合,以确保相应诊断的可靠性,也给企业一定的灵活度,OBD阈值要求表如下:

OBD主要诊断项(仅列出装配点燃式发动机车辆的要求)

对于OBD故障演示试验也进行了详细规定,相比国五规定的4项要求,国六草案也更加严格。对于点燃式发动机车辆草案中规定的演示项有:排气传感器氧传感器)、EGR系统、VVT系统、燃油系统、失火、二次空气系统、催化器效率、加热型催化器系统、冷起动排放降低策略、蒸发系统以及其它排放控制系统。

10. 生产一致性检查及在用符合性要求

国六草案中规定了车辆生产一致性检查要求以及在用符合性检查要求,对新增的排放试验项内容也进行了补充,比如RDE的生产一致性检查要求和在用符合性检查要求。这里不再一一赘述。

综上,国六草案不再是照抄国外法规,它在原有标准框架下参考美国法规以及全球技术法规的要求,进行完善后形成了中国自己标准。相比国五排放标准,排放要求有很大的飞跃:它不仅对汽车企业提出了更高的要求,同时对车用油品也提出更高的要求;从排放控制角度,不仅加严了试验测试的排放要求,同时也首次提出实际道路排放要求,以减少车辆实验室排放与道路实际排放之间的差异。

由于一些重点城市将可能提前实施国家排放标准的需求,特别是直接实施国6b阶段的排放要求,很多整车企业都已经开始研究相应的排放控制系统解决方案,积极应对国家排放标准的升级。另一方面,企业也希望地方政府能给出足够的开发时间来完成从国五到国六的排放升级,毕竟全国国五排放标准的实施时间是从明年的1月1日才正式开始。