柴油车加载减速烟度排放标准.docx

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柴油车加载减速烟度排放标准

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柴油车加载减速烟度排放标准

来源：

作者：

admin

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　2003-02-15发布                                                      2003-03-01实施

北京市环境保护局

                     发布

北京市技术监督局 

前言

   为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，控制机动车排气污染，改善北京市大气环境质量，根据《中华人民共和国大气污染防治法》第七条的规定，制定本标准。

   本标准规定了柴油车加载减速烟度排放标准和测试方法，用于在用柴油车的排气烟度检测。

本标准检测方法和排放限值参照香港环保署的柴油车加载减速烟度排放法规（CAP.374中77F

（1）（a）部分,2000年6月修订版）制定,本标准的限值在实施后将根据实测数据定期进行修订。

   本标准的附录A、附录B和附录C都是标准的附录。

其中附录A、C是规范性附录，附录B是资料性附录。

   本标准由北京市环境保护局提出。

   本标准起草单位：

清华大学环境科学与工程系。

   本标准主要起草人：

傅立新、郝吉明、贺克斌、吴烨。

   本标准修订单位：

北京理工大学

   本标准主要修订人：

葛蕴珊，郝利君，吴思进，高力平，张付军，韩秀坤

   本标准由北京市环境保护局负责解释。

   柴油车加载减速烟度排放标准

   1　范围

   本标准规定了道路用柴油车加载减速烟度排放限值及测试方法。

   本标准适用于装用压燃式发动机、最大总质量大于400kg、最大设计速度等于或大于50km/h的在用汽车。

   2　规范性引用文件

   下列标准中所包含的条文，通过本标准的引用而构成本标准的条文。

在本标准出版时，所示版本均为有效。

因为所有标准都有可能被修订，所以使用本标准的各有关机构和人员应探讨使用下列标准的最新版本的可能性。

   GB3847-1999压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气可见污染物限值及测试方法

   GB5181-85汽车排放物术语和定义

   3　定义和术语

   本标准采用下列定义和术语。

   3.1最大总质量（GVM）

   指汽车制造厂规定的技术上允许的最大质量。

   3.2轻型汽车

   指最大总质量小于或等于3500kg的汽车。

   3.3重型汽车

   指最大总质量大于3500kg的汽车。

   3.4轮边功率

   指汽车在底盘测功机上运转时，在驱动轮上的测量得到的功率。

   3.5最大轮边功率（MaxHP）

   指汽车在底盘测功机上运转时，在驱动轮上的测量得到的最大功率。

   3.6发动机名义最大转速（MaxRPM）

   指在进行本标准规定的测试中，加速踏板处于全开位置测量得到的发动机最大转速。

   3.7最大轮边功率时转鼓线速度（VelMaxHP）

   指在进行本标准规定的功率扫描实验中，测量得到的实际最大轮边功率点的转鼓线速度。

   3.8光吸收系数

   表示光束被单位长度的排烟衰减的一个系数,它是单位容积的微粒数n,微粒的平均投影面积a和微粒的消光系数Q三者的乘积。

   3.9不透光度仪

   按GB3847-1999规定的，用于连续测量排气的光吸收系数的仪器。

   4　限值标准及判定方法

   4.1烟度限值及发动机性能要求

   4.1.1烟度限值

   2002年12月31日以前领取牌照的柴油车（或采用其它压燃式发动机的汽车），执行排放标准中的I类限值，2003年1月1日以后领取牌照的柴油（或其它压燃式发动机）汽车执行II类限值，2005年1月1日以后领取牌照的柴油车（满足欧洲第三阶段排放标准）执行III类限值标准。

表1加载减速工况烟度限值

烟度值

光吸收系数

I类限值

50HSU

1.61m-1

II类限值

40HSU

1.19m-1

III类限值

29HSU

0.80m-1

   在3个工况点测得的任何一个光吸收系数k或烟度值，均不得超过表1中规定的相应限值，3个工况点分别是测量的VelMaxHP点、90%VelMaxHP点和和80%VelMaxHP点。

   经环境保护行政主管部门认可的汽车烟度监测人员，可采用目测法测量，柴油车在工作中不应有明显的可见烟度，烟度值不能超过林格曼1级。

   4.1.2发动机性能要求

   发动机的最大功率转速不得超过制造厂规定的标定转速的±10%；

   功率扫描过程中测得的实际最大轮边功率值不得低于制造厂规定的发动机标定功率值的50%。

   4.2判定方法

   如果车辆的测试结果不能满足4.1条的规定（包括烟度和性能要求）,则该车被判定为不合格；

   在按附录A进行排放测试预检查时,如果车况太差，不适合进行加载减速实验，则该车被判定为不适合进行检测,必须先进行维护保养或修理，然后再进行加载减速实验；

   如果在试验过程中由于发动机故障，使试验被迫终止，该车也被判定为不合格。

   5　试验方法

   柴油车加载减速烟度测试方法采用底盘测功机、不透光度仪和发动机转速计等设备，按本标准附录A“柴油车加载减速烟度测试规程”的规定执行。

   试验前应该对车辆的技术状况进行仔细检查，以确定是否能够进行后续的排放测试,车辆的预检要求见附录B。

将被测试车辆放在底盘测功机上，按照规定的加载减速法,测试VelMaxHP、90%VelMaxHP点、80%VelMaxHP点的烟度、发动机转速和实际轮边功率，烟度测量应采用分流式不透光度仪。

   6　检测结果与数据记录

   柴油车加载减速工况烟度测试的数据记录要求见附录A，检测报告的打印格式见附录C。

附　录　A 

（规范性附录）

柴油车加载减速烟度测试规程

   A1前言

   本附录说明了标准正文5中规定的柴油车加载减速工况烟度测试的检测规程。

   A2测试规程

   A2.1烟度测试分为三部分。

第一部分是对车辆进行预先检查，以保证车辆证件的一致性和进行试验的安全性；第二部分是检查测试系统和车辆的状况是否适合进行测试；第三部分则是进行烟度测试试验，这部分由控制系统自动完成，以保证试验程序的一致性和试验结果的可靠性。

   A2.2预先检查

   A2.2.1测试登记完毕后，驾驶操作员应将车辆驾驶到底盘测功机前等待试验，并进行预先检查。

其目的是证实车辆的身份，评价车辆的状况是否能够进行加载减速测试。

操作员应对车辆的下列部件进行目视检查：

轮胎、发动机、仪表盘、传动装置及冷却系统等。

   A2.2.2在将车辆驾驶到底盘测功机前，检验员应对受检车辆进行以下调整：

   A2.2.2.1中断所有主动型制动和扭矩控制功能（自动缓速器除外），例如ABS、ESP等。

   A2.2.2.2关闭车上所有以发动机为动力的附加设备，或切断其动力传输机构。

   A2.2.2.3除检验驾驶员外，受检车辆不能装载其它乘客或货物，也不能有附加的动力装置。

如果需要的话，可以用称量驱动桥重量的方法来确定测功机能否承受车辆驱动桥的重量。

   A2.2.2.4在测试准备工作中，应特别注意车辆传动系统的下述特点：

   A2.2.2.4.1对于四轮驱动汽车，应选择后轮驱动方式；

   A2.2.2.4.2对于紧密型多驱动轴的车辆，或全时四轮驱动车辆，不能进行底盘测功机试验，应进行自由加速烟度实验。

   A2.2.2.5附录B描述了预检的要求，所有预检不符合要求的车辆均不得进行加载减速烟度测试。

   A2.3测试系统检验

   A2.3.1本规程的目的是确认底盘测功机能否满足受检车辆的功率要求，同时检查测试系统是否可以正常工作。

   A2.3.2将受检车辆驾驶到底盘测功机的程序

   A2.3.2.1如果受检车辆通过了预检，检验员应按以下程序将车辆驾驶到底盘测功机上：

   a）       举起测功机升降板，检查转鼓是否已被牢固锁好。

   b）      小心将车辆驾驶到底盘测功机上，将驱动轮置于转鼓中央位置。

   [注意：

除测功机允许双向操作外，一定要按测功机的规定方向驶入，否则有可能损坏底盘测功机，当驱动轮位于转鼓鼓面上时，严禁使用倒档。

]

   c）      放下测功机升降板，松开转鼓制动器。

当升降板被完全放下后，缓慢驾车使车轮与转鼓完美吻合。

   d）      用汽车刹车停止车轮的滚动，关闭发动机。

   e）按照测功机制造商的建议将非驱动轮楔住,系扣车辆安全限位装置。

如果是前轮驱动的车辆,还要有防侧滑措施。

   A2.3.3检验准备

   A2.3.3.1参照设备厂商提供的说明书，连接好发动机转速传感器，以便测量发动机的转速。

   A2.3.3.2应选择合适的档位，使加速踏板踩到最大位置时，以不高于70km/h的速度驱动受检车辆。

   A2.3.4由计算机判断测功机能否吸收受检车辆的功率，如果超过测功机功率范围，不得进行测试。

   A2.4烟度测试

   A2.4.1如果受检车辆顺利通过了上述检验，就可以继续进行下面的加载减速测试。

   A2.4.2设备连接

   A2.4.2.1参照GB3847-1999《压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气可见污染物限值及测试方法》中附录H“不透光度仪的安装和使用”，将合适尺寸的采样探头插入机动车排气管中，并注意连接好不透光度仪，采样探头的插入深度不得低于400mm。

应避免使用过大的探头以造成机动车排气系统背压过大，影响被试车辆的输出功率。

在操作过程中，必须将采样气体的温度和压力控制在规定的范围内，必要时可用适当的方法冷却采样管，但要避免使测量室内出现冷凝现象。

   A2.4.2.2应为机动车配备辅助冷却风扇，对于大型机动车，应掀开发动机机仓盖板，以促进冷却空气流通，防止发动机过热。

   A2.4.3测试准备

   A2.4.3.1测试工作至少需要两名检验员，其中一名检验员驾驶机动车，另一名检验员观察测试过程中机动车的状况。

   A2.4.3.2在开始测试以前，必须检查检验员用于交流的系统是否能够正常工作。

   A2.4.3.3必须在车内或车外设置燃料紧急切断装置，并使检验员了解其使用方法。

当出现紧急情况时，检验员可以用它切断汽车燃料供给，或利用其他安全装置以确保被检车辆和人员的安全。

   A2.4.3.4除检验员外，在测试过程中，其它无关人员均不得在测试现场逗留。

   A2.4.3.5当发动机冷却液温度低于正常温度时，操作员可以进行预热操作。

将测功机切换到手动模式，在小负荷下预热发动机，直到冷却液的温度达到制造厂规定的正常范围为止。

   A2.4.3.6关闭发动机，变速器置空档，检查不透光度仪的零刻度和满刻度。

通过检查后，将采样探头插入排气管中，

   A2.4.4测试顺序

   A2.4.4.1测试开始前，检验员应按以下步骤进行操作，以获得自动测试所需初始资料：

   a）       启动发动机，变速器置空档，逐渐增大加速踏板开度直到最大，并保持在最大开度状态，记录这时发动机的最大转速，然后松开加速踏板，使发动机回到怠速状态。

   b）      使用前进档驱动被测试车辆，选择合适的档位，使加速踏板位于全开位置时，测功机指示的车速最接近70km/h，但不能超过100km/h。

对自动变速车辆，注意不要在超速档下进行测试，加载减速自动实验规程详见A4。

   A2.4.4.2计算机对按上述步骤获得的数据自动进行分析，判断是否可以继续测试。

所有被判定为不适合测试的机动车都不允许进行后续的烟度测试。

   A2.4.4.3在确认机动车可以接受自动测试程序后，将底盘测功机切换到自动测试状态。

   a）       加载减速烟度测试的程序必须完全自动化，具体要求见A4的控制软件说明。

在整个测试循环中，由控制模块自动完成测功机的加载减速过程管理。

   b）      采集三组测试状态下的测试数据，以判定受检车辆烟度是否达标，三组数据分别在VelMaxHP点、90%VelMaxHP点和80%VelMaxHP点获得。

   c）      上述测试数据包括轮边功率、发动机转速和排气烟度，必须将不同工况点的测试结果与排放标准进行比较。

若修正后的最大轮边功率低于所要求的最小功率，或者测得的排气烟度超过了标准规定的限值，该机动车均被判断为排放不合格。

   A2.4.4.4测试结束后，检验员打印三份检验结果报告，并将其中一份交给车主，其余两份分别交市环保局和由检测场存档。

   A2.4.4.5在加载减速测试中，检验员应通过受检车辆的仪表盘，时刻监控发动机冷却液温度和机油压力。

若冷却液温度超出温度范围，或当机油压力偏低时，都必须立即暂时停止测试。

这时检验员须松开加速踏板，停止烟度测试，将变速器置空档，使机动车停下来。

然后使发动机在怠速状态下运行，直到冷却液温度恢复回到正常工作范围为止。

   A2.4.4.6实验过程中，检验员应时刻注意机动车或测试系统出现的不正常状况。

   A2.5机动车卸载程序

   A2.5.1将机动车驾离底盘测功机以前，检验员应检查是否已经记录了必须的测试数据，相关文件程序是否完成。

   A2.5.2按下列步骤将汽车驾离底盘测功机。

   A2.5.2.1从机动车上拆下所有测试和保护装置。

   A2.5.2.2将发动机机仓盖复位。

   A2.5.2.3举起测功机升降板，锁住转鼓。

   A2.5.2.4去掉轮边挡块，确认机动车及其行驶路线周围有无障碍物或无关人员。

   A2.5.2.5慢慢将机动车驶离底盘测功机，并到指定地点停放，等待车主领回。

   A3测试设备

   试验设备主要包括底盘测功机、不透光度仪和发动机转速计，由中央控制系统集中控制，基本技术参数要求如下。

   A3.1底盘测功机

   底盘测功机主要由滚筒、功率吸收单元（PAU）、惯量模拟装置等组成，用来模拟车辆行驶的道路阻力和加速阻力。

   A3.1.1用于轻型车试验的底盘测功机,应能测试最大轴重为2750kg的车辆,最大试验车速不得低于120km/h。

PAU的功率吸收范围应保证最大总质量达到3500kg的柴油车能够完成加载减速试验。

在测试车速大于或等于50km/h时，能够连续稳定吸收56kW的功率5min以上，两次测试之间间隔3min。

   A3.1.2用于重型车试验的底盘测功机，应能测试最大单轴重为5500kg或最大总重量11000kg的车辆，最大试验车速不得低于120km/h。

PAU的功率吸收范围应保证最大总重量不超过11000kg的重型车能够完成加载减速试验。

在测试车速大于或等于50km/h时，能够稳定吸收至少120kW的功率连续5min以上,两次测试之间间隔3min。

   最大单轴重为11000kg的测功机，应能满足单轴驱动或轴距在1.17—1.52m之间的多轴驱动车辆的测试。

在任何轴距设置条件下，滚筒中心距公差不得超过1.3cm。

对多轴驱动车辆，对应前后两轴的滚筒转速应匹配，或在所有速度范围内最大速度偏差不超过1.6km/h。

如果前后两套滚筒的速度不匹配，控制软件应能提供两套不同的基准惯量和内部摩擦损失设置。

制造厂可以配备更大的基准惯量，但必须在技术规格上描述清楚。

所有滚筒直径应相等，尺寸满足A3.1.6.1的规定要求。

若厂商能证明使用较小的滚筒不会导致轮胎过热或滑动事故，须经环保局认可，才能使用该尺寸的滚筒。

   A3.1.3测功机应有永久性固定标牌，标牌应标明以下内容：

测功机制造厂名、系统供应商名、生产日期、型号、序列号、测功机种类、最大允许轴重、最大吸收功率、滚筒直径、滚筒宽度、基本转动惯量和用电要求。

   A3.1.4测功机的功率吸收

   A3.1.4.1吸收功率定义

   测功机总吸收功率包括测功机功率吸收装置和由于内部摩擦作用吸收的功率。

Pa是测试车辆的设定功率值，除非另外说明，测功机显示的功率数值应该是Pa值：

Pa=Pi+Pc

式中：

Pi-功率吸收单元的吸收功率，kW；Pc-测功机内部磨擦损失功率，kW。

   A3.1.4.2功率吸收装置的要求

   应使用电力或电涡流测功机,在30-100km/h的测试车速下，吸收功率应以0.1kW为单位可调。

动态功率吸收（PAU加内部摩擦损失功率）的准确度应达到±0.2kW，或设定吸收功率值的±2%（取两者中的大值）。

   当环境温度在2-43°C之间时,经预热后的测功机的功率设定误差应不超过±0.4kW。

在温度不变时，测功机的准确度应在试验开始后的15s内达到±0.4kW，30s内达到±0.2kW。

如果温度超出上述范围，测功机必须提供修正或者执行制造商的预热程序直到温度达到规定要求。

   A3.1.5惯量模拟

   测功机的惯量模拟可以采用机械惯量或电惯量模拟，系统的基础惯量总和应当为900kg，惯量的准确度为±2%。

   加载减速试验用测功机应能够模拟车辆的加速惯量。

轻型车测功机的惯量模拟最低要求是，在0-22.5km/h的测试车速范围和最少18.6kW的负荷下，能够模拟900-3500kg之间的质量，产生每秒0-5.3km/h之间的加速度的能力。

控制单元发出指令后，扭矩响应在200ms内至少应达到目标值的90%，300ms内达到98%以上，最大扭矩冲击量不应超过目标值的25%。

   A3.1.6滚筒技术要求

   测功机应使用双滚筒结构，飞轮与前滚筒相连，前后滚筒的耦合可以采用机械或电力方式，速比为1：

1，同步精度为±0.3km/h。

   A3.1.6.1轻型车的滚筒直径为216mm，重型车的滚筒直径为216mm±2mm到530mm±2mm。

滚筒中心距根据A3.1.6.2公式计算，公差应在-6.5mm与12.7mm之间。

滚筒内跨距宽小于760mm，外跨距宽大于2540mm。

   A3.1.6.2滚筒中心距A要求

A=（620+D）×sin31.5o

其中：

A--滚筒中心距，mm

    D—底盘测功机滚筒直径，mm。

   A3.1.6.3滚筒表面处理应保证轮胎不打滑、滚筒表面干燥，速度测量准确度稳定，轮胎摩损和噪声最小。

   A3.1.7其它要求

   A3.1.7.1测功机应配备限位装置，限位装置应保证其施加于驱动轮上水平、垂直方向的力对排放水平没有显著影响，并且在对车辆进行的任何合理操作情况下都能进行安全限位，而不损伤车辆。

   A3.1.7.2测功机应配备车辆冷却风扇，发动机温度过高时应启动冷却风扇。

   A3.1.7.3测功机应有滚筒转速测量装置，在所有测试车速范围内,其测量准确度为±0.2km/h。

   A3.1.7.4测功机的安装应保证被测车辆在测功机上测试时处于水平位置（±5o），测试过程中不应使车辆产生任何可察觉的,或可能妨碍车辆正常运行的振动。

   A3.2柴油发动机转速传感器

   转速传感器应能实时为测功机的控制/显示单元提供信号，用于程序计算和屏幕显示。

其测量准确度要求为±1%，传感器的动态响应特性应不得劣于测功机的扭矩控制动态特性。

此外，还必须具有一个合适的数据通讯端口，与测功机控制单元兼容以实现数据传送。

   A3.3不透光度仪

   A3.3.1不透光度仪应采用分流式内置不透光测量的原理。

   A3.3.2由于测试的运行和数据采集是完全自动的，不透光度仪需满足以下技术要求，以保证与自动控制模块的操作兼容：

   A3.3.2.1采样速率—不透光度仪的采样频率为每秒至少10次；

   A3.3.2.2数据通讯—不透光度仪须配备与测功机控制单元的数据采集方式兼容的数据传输装置。

   A3.3.3此外不透光度仪还需满足以下要求：

   A3.3.3.1不透光度仪的一般技术要求应符合GB3847-1999中附录G“不透光度仪的特性”的规定。

   A3.3.3.2采样系统对发动机排气系统产生的背压应尽可能小；

   A3.3.3.3采样系统能够承受试验过程中可能遇到的最高排气温度和压力；

   A3.3.3.4具有冷却装置（气冷或水冷），以保证将排气温度降至不透光度仪能处理的温度范围。

   A3.4控制系统

   测功机应该配备自动控制模块来进行烟度测试。

控制模块的软件应能够直接控制不透光度仪和转速传感器,自动按照A3的规定完成测试程序。

自动控制模块应符合以下规格：

   A3.4.1控制模块应监控下述参数以完成测试规程和数据采集，参数来源列在第二列中：

监控参数

信号来源

测试车辆的行驶速度

测功机控制单元测量的转鼓速度

测功机的吸收功率

测功机控制单元测量的轮边功率

测试车辆的发动机转速

发动机转速传感器测得的转速

测试车辆的排气烟度

不透光度仪

   A3.4.2控制模块应配备实时显示器，显示发动机转速及相应的吸收功率。

   A3.4.3自动全负荷加载减速测试一般应在2min内完成，最长不能超过3min。

   A3.4.4自动控制模块应能够随时优先支持手动控制；

   A3.4.5控制模块应配有多余的通道，用于接收不透光度仪和发动机转速传感器的信号，以及其它过程计算和显示所要求的测试参数；

   A3.4.6应配有记录和输出测试数据，测试日期、时间和车辆信息的电子文打印文件的设备；

   A3.4.7分级设置密码以保护控制系统的参数和记录的测试数据，防止他人进行改动。

   A4柴油车加载减速工况测试自动操作软件

   A4.1开始烟度测试

   A4.1.1提示操作员应对车辆型号进行检查，并对车辆的识别号（VIN）或底盘号进行正确检查。

检查结果需输入指定的字段。

若检验未通过，则不能继续测试，并在结果报告处打印“放弃测试-底盘号不正确”。

   A4.1.2操作员应根据最新版本的法规进行预检测，并输入检测结果。

如果预检失败，屏幕上应显示一个文本字段，列出导致失败的错误原因。

与此同时，程序应终止并在报告中打印检测结果“测试失败：

在规定的检查项目号…出现错误”。

   A4.1.3如果车辆通过了预检，软件允许开始进行负载测试。

   A4.1.4作为可选项，软件可以为操作员提供如下的操作向导：

   a）提示操作员在随后测试中出现的操作顺序。

   b）将车辆驶入底盘测功机上，并对车辆进行合理的安全限位。

   c）连接发动机转速传感器，并检查其工作是否正常。

   d）提醒检验员，在没有对不透光度仪调零和进行量程检查之前，不要将不透光度仪的采样探头插入排气管。

   A4.1.5如果检测系统中包含了软件控制的不透光度仪的调零/量程功能，应首先进行校正。

否则，应提醒操作员进行手动的调零/量程操作。

为了防止自动校正失败，应在软件中设置可选的手动操作，提醒操作