孟慶闊 左培文 竇汝鵬
(中國(guó)汽車技術(shù)研究中心)
據(jù)統(tǒng)計(jì),北京大氣污染源解析中,機(jī)動(dòng)車排放污染物排放量分擔(dān)率較高,因此北京不斷加嚴(yán)機(jī)動(dòng)車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn),尤其在近幾年,北京汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)一直領(lǐng)先于全國(guó),已經(jīng)取得了初步成效。2015年11月26日,北京發(fā)布了《輕型汽車(點(diǎn)燃式)污染物排放限值及測(cè)量方法(北京第六階段)》征求意見稿(簡(jiǎn)稱“京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)”),然而京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái),不同于以往采用的歐洲標(biāo)準(zhǔn)體系,在主要測(cè)試工況、試驗(yàn)方法及限值方面更多地使用了美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系,為國(guó)內(nèi)廠商提出了新的課題和挑戰(zhàn)。
北京自1999年初開始實(shí)施京Ⅰ排放標(biāo)準(zhǔn)以來,歷經(jīng)4次標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí),2013年初開始對(duì)輕型汽油車實(shí)施京Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn),其發(fā)展歷程,如表1所示[1-4]。從標(biāo)準(zhǔn)限值的角度來看,第五階段較第一階段在CO方面降低了63%;HC和NOx方面降幅超過80%。
表1 北京排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施年份及限值對(duì)比g/km
在耐久性方面,北京在實(shí)施第五階段排放標(biāo)準(zhǔn)以前耐久性歷程要求為8萬km;第五階段標(biāo)準(zhǔn)提升至16萬 km。
為配合排放標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí),北京不斷推進(jìn)車用油品質(zhì)量的升級(jí),如表2所示。據(jù)北京市環(huán)保局統(tǒng)計(jì),油品標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)步升級(jí),可以促進(jìn)在用車污染物實(shí)現(xiàn)15%~20%的降幅。
表2 北京油品標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施進(jìn)程 10-6
從總體來看,北京輕型汽油車排放標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)均快于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)的步伐,在北京市政府的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格實(shí)施和有效監(jiān)管的保障下,輕型汽油車尾氣污染物排放得到了有效的控制。
京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)主要采用美國(guó)加州的排放標(biāo)準(zhǔn),與國(guó)Ⅴ和歐Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)相比,存在較大的差異,如表3所示。
表3 京Ⅵ與國(guó)Ⅴ和歐Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比
在Ⅰ型試驗(yàn)限值方面,京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)Ⅴ和歐Ⅵ相比有較大的降幅,如表4所示。由表4可知,京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)在CO的限值方面要求不變,但是大幅度加嚴(yán)了NOx和PM的限值。
表4 京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)Ⅴ和歐Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)限值比較mg/km
在工況方面,由于美國(guó)FTP75工況最高車速為91.2 km/h,城區(qū)工況占比為52%,加減速比例約為54%,與北京的實(shí)際行駛工況更加接近,因此京Ⅵ考慮采用FTP75工況作為測(cè)試循環(huán)。FTP75工況與NEDC工況比較,如表5所示。
表5 FTP75工況與NEDC工況比較
在OBD方面,京Ⅵ參考OBDⅡ的要求,催化器、前氧傳感器、后氧傳感器、失火、蒸發(fā)泄漏、燃油系統(tǒng)和車載排放診斷系統(tǒng)實(shí)際監(jiān)測(cè)頻率(IUPR)分子分母功能檢查為必須試驗(yàn)認(rèn)證項(xiàng);NMOG+NOx限值為常溫FTP75的2倍,PM限值為3倍;提高了IUPR要求。
在生產(chǎn)一致性方面,京Ⅵ增加了低溫和ORVR環(huán)保一致性要求,對(duì)I型試驗(yàn)的生產(chǎn)一致性檢查增加了新的判定準(zhǔn)則,簡(jiǎn)化了判定原則,即抽查3輛汽車做Ⅰ型試驗(yàn)的結(jié)果,即可作為生產(chǎn)一致性檢查的判定依據(jù)。
在在用符合性方面,京Ⅵ增加了包括尾氣排放、OBD、蒸發(fā)排放以及加油排放的檢查,簡(jiǎn)化了抽查車輛和判定方法。同時(shí),借鑒美國(guó)加州排放標(biāo)準(zhǔn),使用PEMS設(shè)備管理在用車,限值要求為標(biāo)準(zhǔn)限值的1.2倍。而歐盟在2016年起利用RDE進(jìn)行在用車排放監(jiān)測(cè),2017年9月滿足限值2.1倍的要求,2019年滿足限值1.5倍的要求。
從行業(yè)整體的技術(shù)水平來看,在NEDC工況下,當(dāng)前主流的國(guó)Ⅴ產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)限值相比均有不同程度的余量,其中CO和NOx余量較大,超過50%,單從限值的角度來看,可以滿足京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán)30%的要求。但是,京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試FTP75工況以及SFTP工況,需要企業(yè)重新進(jìn)行標(biāo)定。合資企業(yè)的外方集團(tuán),一般在北美有標(biāo)定FTP75工況的成熟產(chǎn)品,因此從技術(shù)角度來說,滿足京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)難度不大,只需增加一定的標(biāo)定成本。而對(duì)于自主品牌企業(yè)來說,缺乏FTP75工況的標(biāo)定基礎(chǔ),需要進(jìn)行重新開發(fā),技術(shù)難度大、周期長(zhǎng)、成本高。
從目前的行業(yè)水平來看,無論是合資品牌還是自主品牌,雖然在24 h蒸發(fā)排放上存在一定的余量,但是距滿足京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)仍有較大差距。同時(shí),增加加油油氣回收試驗(yàn)的要求,企業(yè)將加裝ORVR系統(tǒng),該系統(tǒng)對(duì)碳罐的體積和性能提出了更高的要求,必須進(jìn)行重新布置,對(duì)于整車的改動(dòng)較大。另外,國(guó)內(nèi)供應(yīng)商尚未形成成熟的ORVR系統(tǒng)匹配和供應(yīng)能力,整車企業(yè)只能依賴于外資零部件企業(yè)。
目前,國(guó)內(nèi)的輕型汽油車在滿足16萬km的耐久性方面仍存在一定的問題,京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)將耐久性里程延長(zhǎng)至20萬km對(duì)于國(guó)內(nèi)車企提出了挑戰(zhàn),主要體現(xiàn)在超低的排放限值、較大的劣化系數(shù)及較長(zhǎng)的耐久里程保證。
京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)對(duì)OBD要求的加嚴(yán),將進(jìn)一步提升技術(shù)門檻。國(guó)內(nèi)企業(yè),尤其是自主品牌在電子控制技術(shù)和控制策略方面存在短板,只能依賴于跨國(guó)零部件供應(yīng)商提供OBD系統(tǒng)解決方案,將顯著提升自主品牌的開發(fā)難度和成本。
京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái),為合資和自主品牌企業(yè)均制造了較大的技術(shù)門檻和難題。建議企業(yè)在充分分析北京市場(chǎng)在各自企業(yè)內(nèi)市場(chǎng)地位的基礎(chǔ)上,仔細(xì)測(cè)算滿足京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)造成的成本攀升幅度,綜合考慮北京市場(chǎng)的發(fā)展策略,確定是否需要針對(duì)京Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)和投放,并制定好開發(fā)步驟和周期,穩(wěn)步推進(jìn)京Ⅵ產(chǎn)品計(jì)劃。