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中国与国外汽车排放法规对比研究

国内外汽车排放法规对比研究

摘要

本文主要讲述了汽车排放法规尤其是美国、欧洲、日本和我国的排放法规。

介绍了美国排放第一阶段和第二阶段的标准；欧洲排放标准的发展；日本排放标准和我国各个时期的不同排放标准。

通过本文你可以了解到各国的排放法规的发展历程和现行的排放标准

本文资料通过网络以及书本收集。

本文内容基本准确，通过文字以及图解更容易让大家读懂。

关键词：

汽车排放法规对比研究排放标准

ABSTRACT

Thisarticlemainlynarratedtheautomobileemissionregulation,especiallytheAmerican、European、Japanseanddomesticautomobileemissionregulation.Youmayunderstandthroughthisarticlethedevelopmenthistoryoftheautomobileemissionregulationandthecurrentemissionstandard.

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Keyword:

automobileemissionregulationcomparativestudyemissionstandard

第1章概述…………………………………………………………………………………….3

1.1汽车尾气排放的种类与危害……………………………………………………………3

第2章美国汽车排放标准……………………………………………………….....5

2.1第一阶段标准………………………………………………………………7

2.2国家LEV项目………………………………………....……………………8

2.3第二阶段标准……………………………………………………………....9

第3章欧洲汽车排放标准…………………………………………………………..12

3.1欧洲标准的发展…………………………………………………………...12

3.2欧洲排放标准……………………………………………………………...13

3.3OBD试验…………………………………………………………………..16

第4章日本汽车排放标准…………………………………………………………..18

第5章我国汽车排放标准…………………………………………………………20

5.11993年颁布的排放标准…………………………………………………...20

5.21998年北京市颁布的排放标准…………………………………………...21

5.31999年颁布的排放标准…………………………………………………...21

5.42001年颁布的排放标准…………………………………………………...23

5.52002年颁布的排放………………………………………………………...24

5.6第Ⅲ和第Ⅳ阶段的排放标准………………………………………………25

第6章国家机动车污染防治和排放法规发展状况………………………………27

6.1机动车污染防治状况……………………………………………………….27

6.2国家机动车排放法规发展的特点和趋势…………………………………………….

总结…………………………………………………………………………………...

致谢…………………………………………………………………………………...

参考资料………………………………………………………………………………

1概述

汽车是一个流动的污染源。

因为汽车采用内燃机作为动力，而燃料在内燃机中不可能完全燃烧，未燃烧的燃料或燃烧不完全的生成物，如：

一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和碳烟，还有一部分燃烧过程中生成的物质，如：

氮氧化物（NOX）、二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）、铅氧化物等重金属氧化物、烟灰和硫化物等，都将排向大气，成为污染环境的物质。

从20世纪60年代起，汽车对各国城市的大气环境的污染，已为各国政府所重视，成为可持续发展的一个重要因素。

大气污染是以大气中污染物的浓度作为衡量标准，即：

污染物的浓度超过一定水平，则会影响人类的健康和生物的成长，反之，则处于可接受的水平。

因此，每个地区的汽车保有量是汽车对该地区大气环境的污染程度的重要因素。

世界各国的汽车排放法规的宽严程度，是以汽车对该国大气污染程度为依据，往往是以汽车排放的污染物在大城市的大气污染物中的分担率的现状和趋势作为依据。

1.1汽车尾气排放的种类与危害

科学分析表明，汽车尾气中含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。

据统计，一辆轿车一年排出的有害废气比自身重量大3倍，每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg，碳氢化合物200—400kg，氮氧化合物50—150kg；英国空气洁净和环境保护协会曾发表研究报告称，与交通事故遇难者相比，英国每年死于空气污染的人要多出10倍，美国洛杉矶市汽车等流动污染源排放的污染物已占大气污染物总量的90%。

汽车尾气可谓大气污染的“元凶”。

固体悬浮颗粒：

固体悬浮颗粒的成分很复杂，并具有较强的吸附能力，可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。

固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位，引起呼吸系统疾病。

当悬浮颗粒积累到临界浓度时，便会激发形成恶性肿瘤。

此外，悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛，阻塞皮肤的毛囊和汗腺，引起皮肤炎和眼结膜炎，甚至造成角膜损伤。

一氧化碳：

一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。

一氧化碳经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织输送氧的功能，危害中枢神经系统，造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，重者危害血液循环系统，导致生命危险。

所以，即使是微量吸入一氧化碳，也可能给人造成可怕的缺氧性伤害。

　　氮氧化物：

氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮，它们都是对人体有害的气体，特别是对呼吸系统有危害。

在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟，即可造成人的呼吸系统功能失调。

　　碳氢化合物：

目前还不清楚它对人体健康的直接危害。

但当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下，会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。

这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛红肿和喉炎。

1952年12月，伦敦发生光化学烟雾，4天中死亡人数较常年同期多4000人，45岁以上的死亡最多，约为平时的3倍；1岁以下的约为平时的2倍。

　　铅：

铅是有毒的重金属元素，汽车用油大多数掺有防爆剂四乙基铅或甲基铅，燃烧后生成的铅及其化合物均为有毒物质。

城市大气中的铅60%以上来自汽车含铅汽油的燃烧。

人体中铅含量超标可引发心血管系统疾病，并影响肝、肾等重要器官的功能及神经系统。

由于铅尘比重大，通常积聚在1米左右高度的空气中，因此对儿童的威胁最大。

　　二恶英：

二恶英是对人体健康有很大威胁的环境污染物，它有强烈的致癌性，而且能造成畸形，对人体的免疫功能和男女生殖功能造成损伤，是目前世界上已知的毒性最强的有毒化合物之一。

尾气在直接危害人体健康的同时，还会对人类生活的环境产生深远影响。

尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激气味，达到一定浓度时容易导致“酸雨”的发生，造成土壤和水源酸化，影响农作物和森林的生长。

近100年来，气候变暖已成为人类的一大祸患。

冰川融化、水位上涨、厄尔尼诺现象、拉尼娜现象等都对人类的生存带来了严峻的挑战。

而二氧化碳则是地球变暖的罪魁祸首。

2美国汽车排放标准

美国是世界上最早执行排放法规的国家，也是排放控制指标种类最多、排放法规最严格的国家。

美国的汽车排放法规分为联邦排放法规即环境保护局（EPA）排放法规和加利福尼亚州空气资源局（CARB）排放法规。

美国加州最早控制汽车排放，而且标准也最严。

联邦排放法规落后加利福尼亚州排放法规1～2年。

美国加州1960年立法控制汽车排气污染物，在1963年美国政府颁布《大气净化法》当年，加州开始控制曲轴箱燃油蒸发物排放；1966年加州颁布实施“7工况法”汽车排放法规，1968年联邦采用“7工况法”控制汽车排放；1970年加州开始控制轿车燃油蒸发物排放，美国联邦政府从1970年开始制定一系列车辆排放控制法规，1972年采用LA-4C（FPT-72）测试循环，并增加对NOx的控制，1975年改用LA-4CH（FPT-75）测试循环；1975年起到80年代，美国排放法规大幅度加严，特别强化对NOx的限值，同时再提高对HC和CO的控制。

1990年美国国会对《大气净化法》做了重大修订，对汽车排放提出了更高的要求。

表2-1是联邦轿车排放标准。

联邦分两阶段加严排放标准，对HC的排放限制不仅指总碳氢（THC），而要限制非甲烷碳氢化物（NMHC），另外新标准增加对排放稳定性（使用寿命）的考核，提出8万英里和16万英里两个排放限值（见表2-2）。

1994年加利福尼亚州制定的低污染汽车排放法规，将轻型车分为过渡低排放车（TLEV）、低排放车（LEV）、超低排放车（ULEV）和零排放车（ZEV），并且规定从1998年起销售到加州的轻型车应有2%为无污染排放（零排放），2001年为5%，2003年达到10%。

同时计划在2004年进一步强化汽车排放法规（SULEV）,限值为ULEV的1/4。

美国联邦轻型车排放控制标准（g/mile）表2.1

实施年份

测试循环

NOX

1960

10.6

4.1

1966

7工况法

6.3

—

1970

7工况法

4.1

—

1972

FTP-72

3.0

3.1

1975

FTP-75

1.5

3.1

1980

FTP-75

0.41

2.0

1983

FTP-75

3.4

0.41

1.0

1994

FTP-75

3.4

0.25

0.4

美国轻型汽车排放限值（FTP-75测试循环）（g／km）表2.2

标准名称

实施年份

保证里程km

NOX

（1）

Tier1

1994

80000

2.11

0.16（NMHC）

0.25

0.05

160000

2.61

0.19（NMHC）

0.37

0.05

Tier2

2004

80000

1.06

0.08（NMOG）

0.124

0.05

160000

1.06

0.08（NMOG）

0.124

0.05

（1）微粒排放只用于柴油车

1994年加州颁布了清洁燃料和低排放汽车计划CF/LEV，规定从1995年起实施严格的低污染汽车标准（LEV），分四阶段进行：

即过渡低排放车（TLEV）、低排放车（LEV）、超低排放车（ULEV）和零污染车和（ZEV）。

表2-3是加州轿车排放限值。

美国加州轻型汽车排放限值（g/km）保证里程80000km表2.3

标准

NMOG

NOX

HCHO

1993

2.11

0.6

0.25

0.05

TLEV

2.11

0.08

0.25

0.05

0.009

LEV

2.11

0.047

0.125

0.05

0.009

ULEV

1.06

0.025

0.125

0.025

0.005

ZEV

保证里程160000km续表2-3

标准

NMOG

NOX

HCHO

1993

2.61

0.19

（1）

0.62

0.05

—

TLEV

2.61

0.097

0.37

0.05

0.011

LEV

2.61

0.056

0.19

0.05

0.011

ULEV

1.31

0.034

0.19

0.025

0.007

ZEV

（1）指非甲烷有机气体，1993年加州排放标准规定是NMHC。

美国联邦49个州和加利福尼亚州的重型车用柴油机的排放限值见表2-4。

美国重型车用柴油机的排放限值联邦表2-4

实施年份

车辆类型

THC

NOX

1994

重型汽车

20.8

1.74

6.71

0.134

1996

城市公共汽车

20.8

1.74

6.71

0.067

1998

重型汽车

20.8

1.74

5.36

0.134

1998

城市公共汽车

20.8

1.74

5.36

0.067

2004

重型汽车

20.8

NMHC+NOX=3.30

0.134

2007

重型汽车

20.8

0.80

0.027

加州续表2-4

1994

重型汽车

20.8

1.61

6.71

0.134

1996

城市公共汽车

20.8

1.61

6.71

0.067

1998

重型汽车

20.8

1.61

5.36

0.134

2.1第一阶段标准

1990年的清洁空气法案修正案针对轻型车规定了两套标准，第一阶段（Tier1）和第二阶段（Tier2）。

第一阶段法规1991年6月5日最终定稿发行，并于1997年开始全面执行。

第二阶段标准1999年12月21日采纳，于2004年开始执行。

第一阶段轻型车标准适用于所有轻型机动车（LDV），例如乘用车（passengercar）、轻型卡车（lightdutytruck）、运动型多功能越野车（SUV）、小型货车（minivan）和皮卡（pick-up）。

轻型车包括所有毛车重量（grossvehicleweightrating,GVWR）低于8500磅（约3856公斤）的车辆；毛车重量指机动车重量加上评估的货物重量。

轻型车进一步分为如下子类：

★ 乘用车

★ 毛车重量低于6000磅（约2722公斤）的轻型卡车（LLDT）

★ 毛车重量超过6000磅的重型轻型卡车（HLDT）

第一阶段的标准在1994年到1997年之间逐渐引入，应用于机动车整个寿命过程（10万英里，约16万公里，1996年有效）。

法规还规定了一个中期标准，也就是当机动车行驶里程超过5万英里（约8万公里）时需要达到的标准。

汽油车和柴油车标准的不同体现在柴油车NOx排放限制更松一些，这个规定适用于2003车型年生产的机动车。

乘用车和轻型卡车排放按照FTP75程序（theFederalTestProcedure）测量，用g/mile来表示。

除了FTP75程序，2000年到2004年之间SFTP程序（theSupplementFederalTestProcedure）将逐渐引入。

SFTP包括另外的测试工况来测量大量高速道路行驶状况下的排放（US06工况）和城市中开空调状况下行驶的排放（SC03工况）。

表2.5美国环保局乘用车和轻型卡车第一阶段排放标准，FTP75，g/mile

类别

50,000英里/5年

100,000英里/10年1

THC

NMHC

NOx

柴油

NOx

汽油

THC

NMHC

NOx

柴油

NOx

汽油

乘用车

0.41

0.25

3.4

1.0

0.4

0.08

0.31

4.2

1.25

0.6

0.10

LLDT,LVW<3,750磅

0.25

3.4

1.0

0.4

0.08

0.80

0.31

4.2

1.25

0.6

0.10

LLDT,LVW>3,750磅

0.32

4.4

0.7

0.08

0.80

0.40

5.5

0.97

0.10

HLDT,ALVW<5,750磅

0.32

4.4

0.7

0.80

0.46

6.4

0.98

0.10

HLDT,ALVW>5,750磅

0.39

5.0

1.1

0.80

0.56

7.3

1.53

0.12

1：

重型轻型车所有标准和轻型车总碳氢化合物标准都基于11年或者12万英里的寿命期

简称：

LVW：

装有负载的车辆总重（车辆净重加300磅）

ALVW：

调整的LVW（车辆净重和毛重的数学平均）

LLDT：

轻型轻型卡车（毛重低于6000磅）

HLDT：

重型轻型卡车（毛重超过6000磅）

2.2国家LEV项目

1997年12约16日，美国环保局确定了国家低排放机动车项目（NLEV）的法规（63FR926，7Jan1998）。

NLEV是一个自愿项目，通过东北部的州与汽车生产厂商达成的协议来发生作用。

它为第二阶段标准引入前的过渡时期设定了更加严格的排放标准。

美国东北部州从1999车型年，全国从2001车型年开始，新乘用车和轻型轻型卡车必须达到比美国环保局在2004车型年之前能执行的标准更加严格的标准。

然而，NLEV项目达成一致协议以后，这些标准将和其他联邦新机动车项目一样可以实施。

NLEV项目综合了联邦和加州的机动车标准，提供了基本上等同于加州低排放机动车项目的的排放削减。

这个项目通过要求汽车生产厂商逐步使他们的机动车车队中一部分达到更加清洁的标准（TLEV，LEV，ULEV）来分阶段引入。

NLEV项目仅包括轻型的轻型机动车，而不包括重型轻型机动车（毛重大于6000磅）。

2.3第二阶段标准

相对第一阶段法规而言，第二阶段标准进一步显著的降低了排放。

除了更加严格的排放数值限制，法规还变化了很多以使对大型车辆的要求更严。

在第二阶段，所有机动车重量级别都使用同样的排放标准，也就是乘用车、小货车、轻型卡车和SUV都有相同的排放限值。

因为轻型车排放标准用每英里排放的污染物克数来表示，为了达到标准要求，相对于小发动机，大发动机（比如在轻型卡车和SUV上使用的发动机）不得不采用更加先进的排放控制技术。

在第二阶段，轻型车排放标准被延伸至也覆盖了部分更重一些的机动车级别。

第一阶段标准只针对毛重在8500磅以下的机动车，而第二阶段标准除了包括第一阶段标准覆盖的所有机动车以外，还包括中型乘用车（medium-dutypassengervehicles，MDPV）。

MDPV是一类新的毛重在8500磅到10000磅之间的机动车，主要用来当个人交通工具。

这个类别的车辆主要包括大型的SUV和载客的货车。

毛重在8500磅以上的商用车使用的发动机（例如载货火车和轻型卡车）将继续遵守重型发动机排放标准。

同样的排放标准适用于所有发动机，而不管使用什么燃料。

也就是说，使用汽油、柴油或替代燃料的机动车都必须达到同样的标准。

第二阶段尾气排放标准包括8个不同严格程度的级别和一个针对氮氧化物排放的车队平均值标准。

机动车生产厂商可以选择各机动车分别应该达到什么级别，同时，该厂商销售的所有机动车构成的车队氮氧化物排放平均值必须达到氮氧化物平均值标准0.07g/mile。

在过渡阶段将会有额外的排放限制松一些的临时级别（级别9、10和一个MDPV级别）。

这些级别将在2008车型年之后取消。

第二阶段标准将在2004年到2009年之间逐步引入。

对新乘用车和较轻的轻型卡车，第二阶段标准在2004年开始进入，但要到2007年才全部进入。

对较重的轻型卡车和MDPV，第二阶段标准从2008年开始引入，2009年则全部采纳。

在2004年到2007年的逐渐采用阶段，所有不能达到第二阶段主要标准的乘用车和较轻的轻型卡车氮氧化物排放必须达到一个过渡时期的平均标准0.30g/mile，等效于针对轻型卡车的现有NLEV标准。

在2004年到2008年之间，没有达到最后第二阶段标准的较重轻型卡车和MDPV将和那些过渡阶段没有达到单个车辆标准（较重的轻型卡车氮氧化物标准为0.60g/mile，MDPV氮氧化物标准为0.90g/mile）的机动车一起逐渐进入一个中间过渡期（氮氧化物平均值标准为0.20g/mile）。

排放标准中所有污染物浓度限值显示在下表中。

机动车寿命（fullusefullife）延伸至12万英里。

美国环保局级别包括了加州LEVII排放类别，以使机动车生产厂商遵守联邦和加州标准比较容易。

表2.6第二阶段排放标准，FTP75，g/mile

Bin#

50,000英里

120,000级别

NMOG

NOx

HCHO

NMOG

NOx*

HCHO

临时级别

MDPVc

0.280

7.3

0.9

0.12

0.032

10a,b,d,f

0.125（0.160）

3.4（4.4）

0.4

0.015（0.018）

0.156（0.230）

4.2（6.4）

0.6

0.08

0.018（0.027）

9a,b,e

0.075（0.140）

3.4

0.2

0.015

0.090（0.180）

4.2

0.3

0.06

0.018

PermanentBins

0.100（0.125）

3.4

0.14

0.015

0.125（0.156）

4.2

0.20

0.02

0.018

0.075

3.4

0.11

0.015

0.090

4.2

0.15

0.02

0.018

0.075

3.4

0.08

0.015

0.090

4.2

0.10

0.01

0.018

0.075

3.4

0.05

0.015

0.090

4.2

0.07

0.01

0.018

0.070

2.1

0.04

0.01

0.011

0.055

2.1

0.03

0.01

0.011

0.010

2.1

0.02

0.01

0.004

0.000

0.0

0.00

0.000

*-厂商车队平均氮氧化物标准值为0.07g/mile

a-2006车型年废止，对较重的轻型卡车，2008车型年废止

b-较高的临时NMOG、CO和HCHO值仅仅适用于较重的轻型卡车，2008车型年后失效

c-限制MDPV的额外的临时级别，2008车型年后失效

d-可选的临时NMOG

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