机动车排放标准

  • 中国重型车排放标准
中国重型车排放标准
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概述

中国于2018年正式发布了《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(重型车国六标准),该标准分两个阶段在全国范围内实施,适用于装用压燃式、气体点燃式发动机的重型车辆。其中,第一阶段称为国六a阶段,其排放限值总体上等效于欧VI(Euro VI)标准。国六a标准分别于2019年7月起对燃气汽车实施,2020年7月起对城市车辆实施,于2021年7月扩展至对所有新生产重型车实施。第二阶段称为国六b阶段,该阶段在国六a的基础上进一步增加了防篡改监测、车载诊断(OBD)数据远程报送等要求,进一步提高了对车辆实际道路排放的合规性要求。国六b标准于2021年1月在全国范围内对燃气汽车实施,于2023年7月开始适用于所有新生产重型车。

  • 标准类型:常规污染物排放限值

  • 监管机构:全国层级:生态环境部;地方层级:各地生态环境局

  • 当前标准:全国范围:国六标准,标准编号 GB 17691-2018

  • 适用范围:适用于所有总质量大于3500kg,装用压燃式、天然气(NG)或液化石油气(LPG)点燃式发动机的重型车。

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历史沿革

中国的新生产重型车(包括货车和客车)排放标准选择了类似于欧盟标准的体系,采用国一、国二、国三等依次排序命名。一直以来,中国的重型车排放标准实施进程通常比欧盟等效标准晚7到8年时间。中国的重型车排放标准由生态环境部负责牵头制定,由生态环境部与国家市场监督管理总局联合发布。表1列出了中国重型车排放标准的实施时间。

表1. 中国重型车排放标准全国实施时间表

阶段

标准编号

实施日期(型式核准)

实施日期(全部销售与注册)

柴油发动机

国一

GB 17691-2001

2000年9月1日

2001年9月1日

国二

2003年9月1日

2004年9月1日

国三

GB 17691-2005

2007年1月1日

2008年1月1日a

国四

2010年7月1日b

2013年7月1日c

国五

2016年1月1日d

2016年7月1日

2017年1月1日d

2017年7月1日

国六a

GB 17691-2018

不适用

2019年7月1日e

2020年7月1日d

2021年7月1日

国六b

不适用

2021年1月1日e

2023年7月1日

汽油发动机

国一

GB 14762-2002

2003年3月1日

2003年7月1日

国二

2003年9月1日

2004年9月1日

国三

GB 14762-2008

2009年7月1日

2010年7月1日

国四

2012年7月1日

2013年7月1日

注释:
a. 原有库存允许销售至2008年6月30日;

b. 2011年12月,环境保护部(现生态环境部)宣布国三型式核准重新开放申请,有效期至2013年6月30日;

c. 该日期较原计划实施日期2011年1月1日推迟了30个月。首次调整发生于2010年12月,实施时间延后1年;随后又于2011年12月再次延后18个月;

d. 适用于公交车、环卫车辆、邮政运输车辆及其他公共服务车辆;

e. 适用于燃气重型车。

 

中国允许地方在满足一定条件的情况下提前实施机动车排放标准,具体需满足两个条件:第一,相关排放标准必须已由国家正式制定并发布;第二,提前实施须经国务院批准。北京市历来是提前实施机动车排放标准的先锋,上海、广州及其他一些主要城市也均有过提前实施排放标准的做法。表2总结了中国各地提前实施重型车排放标准的情况。

表2. 重型车排放标准地方提前实施时间表

阶段

北京

上海

广州及其他城市

国一

1999年1月1日

1999年7月1日

未提前实施

国二

2003年1月1日

2003年3月1日

2005年7月1日

国三

2005年12月31日

2007年逐步实施

2006年9月1日

国四

2008年7月1日

2009年11月1日

2010年6月1日(广州及广东省9城市)

国五

2013年2月1日

2015年6月1日对所有新销售重型车a

2014年5月1日

2015年12月31日(广州及广东省9城市)

2016年6月30日广东全省

2016年4月1日东部11省市针对公交、环卫车辆、邮政运输车辆及其他公共服务车辆实施b

国六

2020年1月1日(国六b)

未提前实施

未提前实施

a. 自2016年1月1日起,新销售的公共领域重型车辆(包括公交车、环卫车、邮政运输车辆、旅游客车、班车等)必须配备柴油颗粒物捕集器(DPF);

b. 东部11省市包括:北京市、天津市、河北省、辽宁省、上海市、江苏省、浙江省、福建省、山东省、广东省和海南省。

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补充测试要求

2014年1月,环境保护部(现生态环境部)发布了一项补充标准,要求用于城市公交车和公共服务车辆的国四、国五柴油发动机按照全球统一瞬态循环(WHTC)工况进行排放测试。该补充标准旨在防止国四和国五认证车辆出现氮氧化物(NOₓ)实际排放过高的问题。

2013年,北京市环境保护局(现北京市生态环境局)发布了两项针对国四和国五重型车的地方补充标准——DB11/964-2013和DB11/965-2013,旨在控制车辆在城市道路行驶过程中的NOₓ排放。其中,DB11/965-2013于2017年进行了修订。

2017年,环境保护部进而发布了一项针对国五重型车的补充标准,以解决车辆实际运行过程中NOₓ排放过高的问题。该标准是在国五排放标准原有要求基础上的补充,新增要求使用便携式排放测量系统(PEMS)对新生产和在用国五重型车开展车载排放测试。 

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技术标准

国六重型车排放标准的主要改进包括:

  • 氮氧化物(NOₓ)和颗粒物(PM)排放限值较国五标准加严约70%;

  • 新增颗粒物粒子数量(PN)排放限值;

  • 测试循环升级:由欧洲稳态循环(ESC)和欧洲瞬态循环(ETC)调整为更具代表性、更加动态的全球统一稳态循环(WHSC)和全球统一瞬态循环(WHTC);

  • 新增全球统一NTE限值测试(World Harmonized Not-to-Exceed,WNTE);

  • 延长了耐久性周期要求;

  • 全面采用整车便携式排放测量系统(PEMS)进行测试,并借鉴欧洲PEMS法规要求,结合中国道路行驶特点,对型式认证、新车生产一致性和在用符合性测试进行了针对性调整;

  • 改进车载诊断系统(OBD)和防篡改要求,相关规定参考了美国OBD法规;

  • 要求车辆配备远程排放监控(Remote OBD),这是全球首个针对该技术提出强制要求的法规;

  • 建立覆盖预生产、生产和在用阶段的多环节排放符合性管理体系,要求监管部门和制造企业开展排放测试;

  • 首次建立中国重型车辆排放质保制度,要求制造商对排放控制相关部件提供最低行驶里程或最低使用期限的排放质保;

  • 最终法规还提出,未来可能引入针对重型车辆二氧化碳(CO₂)排放的监管要求。

表3总结了国三至国六阶段的重型车排放限值。

表3. 重型车排放标准限值

标准

测试循环

CO

HC

NMHC

CH₄ᵃ

NOₓ

PM

烟度

PN

g/kWh

1/m

#/kWh

国三

ESC+ELR

2.1

0.66

–

–

5.0

0.10/0.13ᵇ

0.8

–

ETC

5.45

–

0.78

1.6

5.0

0.16/0.21b

–

–

国四

ESC+ELR

1.5

0.46

–

–

3.5

0.02

0.5

–

ETC

4.0

–

0.55

1.1

3.5

0.03

–

–

国五

ESC+ELR

1.5

0.46

–

–

2.0

0.02

0.5

–

ETC

4.0

–

0.55

1.1

2.0

0.03

–

–

国六

WHSC
(压燃式发动机)

1.5

0.13

–

–

0.4

0.01

–

8×10¹¹

WHTC
(压燃式发动机)

4.0

0.16

–

–

0.46

0.01

–

6×10¹¹

WHTC
(点燃式发动机)

4.0

–

0.16

0.5

0.46

0.01

–

6×10¹¹

ᵃ 仅适用于天然气发动机。

ᵇ 适用于单缸排量低于0.75dm3及额定功率转速超过3000 rpm的发动机。

注:在国一、国二阶段(本表未列出),测试工况采用ECE R-49循环或中国9工况循环。

 

中国自国五阶段开始实施氨(NH₃)逃逸限值,国五标准规定的氨逃逸峰值浓度为25 ppm,工况循环平均浓度限值为10 ppm。国六阶段对氨逃逸限值保留了工况循环平均浓度限值10 ppm。除采用更加贴近实际工况的测试循环和更加严格的排放限值外,国六标准还新增了多项循环外排放测试(off-cycle testing)要求,包括全球统一NTE限值测试(WNTE)和整车PEMS测试。其中,国六标准中WNTE测试的技术要求及排放限值与欧VI标准是一致的。

表4. 国六WNTE测试排放限值 

测试

CO (mg/kWh)

THC (mg/kWh)

NOX (mg/kWh)

PM (mg/kWh)

WNTE测试

2000

220

600

16

 

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PEMS测试要求

国六标准在型式核准测试、生产一致性检查和在用符合性检查中引入了PEMS测试。国六标准中的PEMS测试要求和排放限值总体上接近于欧VI法规中的PEMS测试要求,同时结合中国实际情况进行了若干完善和调整。在数据评估方面,国六标准采用功基窗口法(work-based window method),当90%及以上的有效窗口满足排放限值要求时,车辆方可判定为符合要求。此外,国六标准还创新性地引入了瞬态氮氧化物(NOₓ)浓度限值,规定瞬态NOₓ浓度不得超过500 ppm,并要求PEMS测试所得数据中至少95%的数据点满足该限值要求。

表5. 国六PEMS测试要求 

测试车辆

型式检验、新生产车和在用车

规定的测试频率

车辆使用满18个月且最低行驶里程达到10,000 km,此后每两年开展一次测试

柴油车
排放限值

NOX

0.69 g/kWh(CF=1.5)

PN

国六a:无限值要求;国六b:1.2×1012 #/kWh(CF=2.0)

CO

6 g/kWh(CF=1.5)

是否包含冷启动

否

行驶时间占比

 

城市工况

20%–70%

市郊工况

25%–33%

高速工况

0%–55%

测试时长

WHTC循环功的4–7倍

载荷

国六a:50%–100%;国六b:10%–100%

环境温度

-7 ℃~38 ℃

海拔

国六a:<1,700 m;国六b:<2,400 m

最低功率阈值

10%

数据评价方法

功基窗口法

 

国六标准中的柴油机PEMS排放限值

NOX

PN

CO

0.69 g/kWh
(CF=1.5)

国六a阶段不适用
国六b阶段: 1.2×1012/kWh (CF=2.0)

6 g/kWh
(CF=1.5)

 

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耐久性及排放质保要求

国六重型车排放标准中的有效寿命期要求与欧VI标准是相同的,相较于国五阶段有了进一步的加严,所有类别的车辆均需满足更长的耐久性里程,但对使用年限要求则未作出调整。

表6. 国六标准中的有效寿命期要求 

车辆类型

有效寿命期

行驶里程 (km)

使用年限 (年)

M1, N1, M2

200,000

5

N2, N3 (GVW≤18 吨)
M3 I级, II级, A级
M3 B级 (GVW≤7.5 吨)

300,000

6

N3 (GVW>18 吨)
M3 III级
M3 B级 (GVW>7.5 吨)

700,000

7

a 行驶里程或使用年限,以二者先到达者为准。

自国六标准起,制造商须对新生产车辆的排放控制系统及相关零部件提供最低行驶里程或最低使用期限的排放质保。在质保期内,如排放控制装置及其相关部件发生故障,制造商应负责维修或更换。

 

表7. 国六标准中的排放耐久性要求 

车辆类型

最低质保要求

行驶里程 (km)

使用年限 (年)

M1, M2, N1

80,000

5

M3, N2, N3

160,000

5

a 行驶里程或使用年限,以二者先到达者为准。

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合规管理方案

国六标准要求开展一系列由监管部门和制造商组织实施的符合性测试,这些测试覆盖了型式检验以及车辆的整个排放耐久性周期,以确保车辆在使用寿命周期内持续满足排放法规要求。

图片来源: China’s Stage VI emission standard for heavy-duty vehicles, ICCT.

 

国六标准规定,制造商须开展四类排放测试,包括型式检验、生产一致性检查、新生产车辆抽检和在用符合性检查。对于上述四类由制造商实施的法规测试,监管部门均有权开展监督验证测试。如车辆未满足排放法规要求,制造商应向监管部门提交整改方案,并在获得批准后组织实施相应整改措施。

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