车辆排放综述讲解Word文档格式.docx

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其次，柴油车氧化催化剂（DOC）的发展也进行了总结。

主要包括，作为催化剂配方功能之一的NO氧化为NO2，和碳氢化合物氧化参数。

最后，本文讨论了有关汽油车排放控制的主要发展。

通过区域涂层技术和减少稀有金属来提高三种先进催化剂的催化能力。

新配方关注了硫的影响。

最后，总结了汽油微粒捕集器（GPF）的新兴技术。

介绍

汽车和重型机车行业正在经历一场历史上不曾有过的革命。

压力来自于发达国家、特别是发展中国家的民众和政府，要求减少常规污染物的排放。

并且，加强了对于燃料效率提高的管理以减少CO2的排放和减少对石油燃料的依赖。

虽然在发展中国家市场建立迅猛，但市场和经济压力要求已建立市场的机动车制造商创造更具竞争力的优点。

在这个基础上，传统发动机将被电网供电的电动动力系统所取代。

不仅发动机通过插入混合动力进行精简，如雪弗兰福特，并且他们被纯电池电动车所取代，如日产叶。

为了解决这些问题，发动机制造商更加依赖技术的发展。

有趣的是汽车工业在实施技术方面是很保守的。

图1展示了从1975到2010年的五种相似的发动机技术，从一个可行技术产品的产生到市场占有份额为75－80％花了20年时间

（1）。

充电的混合动力车辆（HEV）同一时间或者更晚出现，于1999年在美国市场首次被介绍，十二年后所有HEV的市场占有份额小于2.5％。

这一趋势下的例外也就是监管驱动排放控制技术。

例如，在1999年法国标致引入了DPF，不到十二年，它被应用于美国、欧洲和日本的所有轻型柴油发动机。

可以把重型SCR催化体系（2003年引入）和重型DPF（2006年引入）归于同一范畴。

给出的紧缩的CO2指标，推动了发动机技术的发展，发动机的发展将比过去更快。

图1五种典型的发动机技术所占的科技突破比率。

一个新技术从上市到占据市场份额75－80％需要15－20年。

（1）

这项调查主要关注汽车和重型市场的汽油和柴油发动机的排放和技术。

在过去的几年，这种评论文章从2010年有关柴油车排放和控制的新进展的评论性文章暂停后开始出现。

因汽车发动机和排放方面的重大进展，今年需要对这一领域的排放的发展进行简明的总结。

并且，正如前几年一样，本文将不会特别论述超大口径发动机，如火车和海运。

然而，许多排放控制技术是相通的。

讨论由包括常规污染物和CO2的主要规定的发展开始。

其次，文章转向探讨技术，首先是非常普遍的轻型的汽油和柴油发动机，然后是重型的柴油发动机。

在这一部分，总结排气技术的趋势和排放挑战的目的是达到高水准全面发展。

再次，本文包括了贫燃NOx的控制，柴油颗粒物控制，柴油氧化催化剂，并且与汽油机排放控制有关的典型论文密切相关。

最后，正如过去的论述一样，本篇综述并不是综合的且兼有众长的。

新的关键的发展和趋向将以典型的论文和报告为例。

规定

虽然这里提及的规定都是正式的提案，但是他们的发展是与主要利益关系人有着紧密的协作关系的。

同样的，最终的规定是相似的。

2011年机动车规定总结如下

●加利福尼亚空气资源委员会（CARB）出台的第三套轻型低排放车辆（LEVIIILD）规定

●美国环境保护机构（EPA）出台的美国轻型温室气体减排规定

●欧6汽油机颗粒数限额（PN）的出台

●在欧洲的轻型测试循环的发展和现行的排放说明

●美国重型温室气体规定定案

轻型规定

常规污染物

加利福尼亚

自2008年CARB与利益关系者共同研究提出了LEVIII。

在2011年他们提出了一个标准的先进清洁机动车计划的提案，这一提案包括了LEVIII和GHG（温室气体）规定（3），以及ZEV（零排放机动车）要求（4），将在2012年1月底定案。

部分LEVIII包括轻型和将在2015年投入的中型机动车模型尾气排放标准。

主要规定包括：

●减少新型机动车总体平均排放约为超低排放机动车水平（NMOG（非甲烷有机气体）＋NOx30mg／英里）的75％。

非甲烷有机气体是指根据常压活性调整的碳氢等级。

●于2015年逐步开展截止于2025年。

图2展示了预期的轿车和轻型卡车（LDT1<

3751磅,LDT2<

8501磅）的直线性减少。

●增加新的排放认证类别，指定SULEV20（超超低排放机动车20），ULEV50（超低排放机动车50），ULEV70（超低排放机动车70）（这里标示的20，50，和70指的是用联邦测试程序（FTP）测试循环NMOG（非甲烷有机气体）＋NOx的排放量（mg／英里））。

●增加使用寿命的耐久性要求由120，000英里增长到150，000英里。

●提高了颗粒物标准，轻型机动车从如今的FTP的10mg／英里减少到3mg／英里（每年机动车的20％）至2017－21达到同步，减少到1mg／英里至2025－28达到同步。

●对轻型机动车补充FTP（SFTP）标准和对MDV（>

8500磅）增加新的限定包括一个PM规定。

US06排放（高速循环）减少到50mg／英里NMOG＋NOx，轿车和LDT1减少64％，LDT2类减少80％。

US06和SC03（空气调节循环）的组合值与FTP结果减少相似。

PM水平为PC10mg／英里和LDT<

6000磅则完全按照US06。

●要求中型机动车（MDVs）为8501－10，000磅，由框架测力计给出。

●转为使用认证汽油E10（10％乙醇）。

图2加利福尼亚LEVIII指出了轿车和轻型卡车（LDT1<

3750磅；

LDT23751－8500磅）的非甲烷有机气体和NOx（NMOG＋NOx）的总体排放标准（3）

这些规定将会驱动LD这一类的排放控制以及发动机技术的进展。

例如，对于每台售出的ULEV50或ULEV70，两台或四台SULEV20将与SULEV30的要求的总体排放相同。

这将推动现如今的LEV（160mg／英里NMOG＋NOx）和ULEV（125mg／英里）将少排放达最高为70％（LEV达到ULEV）；

可以将排放由如今的ULEV和SULEV机动车减少到高达85％（ULEV达到SULEV20）以使ULEV50＋获得足够的低排放补偿。

欧洲

欧洲开展了许多有关常规污染物的活动。

最主要的是，欧洲委员会指出了欧6直喷式汽油机的颗粒数规定（5）。

对于2014年9月1日之后新出的机动车型和2015年9月1日之后新出的机动车模型，PN排放量在NEDC（新欧洲驾驶循环）不能超过6＊1011＃／km，几年前柴油车也规定了这一极限值。

然而，达到颗粒数排放小于6＊1011＃／km将不会超过三年，这将会根据制造商的要求应用于欧6的直喷式汽油机。

这一要求允许给制造商增加三年以发展可供选择的方案来完成这一规定除了汽油机微粒捕集器（GPFs），被公认为完成较好且消费合理。

同样重要的是，联合国欧洲经济委员会污染和能源工作组（UNECEGRPE）正在发展世界和谐轻型测试循环（WLTC）以首先应用于CO2规定和常规污染物（6）。

发展是动态的，但是图3举例说明了一般概念。

一系列的和每一周期的城市，市区外，公路，以及高速公路循环将被监测。

个别的城市要经过算数调整这些循环的权重以更好的适合当地的驾驶习惯。

欧洲正在考虑使用这些循环或便携式排放检测系统（PEMS）来减少使用涉及车量认证认证价值的排放量。

如果测力计测试需要使用这些循环，主要的提议是让他们随机化，就可以允许，例如四个高速公路循环可以使用。

可替换的是，PEMS的方法是在现实中的使用进行测定。

在发展过程中仍旧取决于细节，正在使用的排放体系将推动排放系统的设计并指示途径。

图3世界和谐轻型测试循环（WLTC）提出的一个版本。

城市需要对循环的每一部分进行加权以使它符合当地的驾驶行为。

车载自动诊断系统（OBD）

在美国，加利福尼亚领导OBD的要求。

作为LEVIII提议的一部分（3），CARB提出对有关DOCNO2产生和催化DPFNMHC性能的2013LDOBD规定的微调。

大多数意义，了解到PM传感器并不能广泛大量的应用，CARB在至少一年内减少2013LDOBD的临界值（17.5mg/英里或标准1.75X）。

然而，制造商必须能够监测特殊DPF问题形式就像部分裂缝和熔化。

USHDOBD也作了相同的改变。

欧洲也相似，欧洲委员会提出减少汽油车和柴油车的PMOBD为25mg／km以达到欧6（2014年9月和2015年9月），三年后调整为12mg／km（5）。

之前的临界值为9mg／km（2X的极限值）。

汽油车和柴油车的欧6NOx临界值分别为150和180g／km，三年后减小到105和140g／km。

NMHC指出的对于欧6和其他的规定的临界值为汽油车170mg／km和柴油车290mg／km。

温室气体规定

加利福尼亚GHG项目是与2011年11月16日发布的USEPA－NHTSA（国家公路交通和安全管理）2017－25提议（8）。

总则总结如下：

●有关2025年工厂CO2总体排放量已经给出，即163g／英里（102g／km）；

名义上等价于54.5mpg（1英里／加仑；

24km／公升，4.2公升／100km）。

在2017－25客车将以5％／年的速度减少（最终将为144g／英里或90g／kmCO2；

或62mpg，27l/km,3.7l/100km）。

对于轻型卡车，将在2017－2021完成3.5％／年的减少量（达到40.9mpg,17.7l/km,5.7l/100km），在2022－2025达到5％／年的减少量（最终为203g／英里或125g／kmCO2；

49.6mpg,21.4l/km,4.7l/100km）。

在2018年将会有新的评论。

●就像欧洲，所有的生产厂家都有不同的CO2总体排放要求，这主要取决于他们轿车的大小。

然而，欧洲CO2排放要求主要与机动车重量相关；

在美国这个提议主要是与机动车占地面积有关（轮胎之间的空间）。

●平均的，银行的和交易的信贷，将会在MY2012－2016计划中出台，这将会广泛应用，或者银行存储五年，再或者抵前三年来弥补之前的赤字。

这个信贷还将被用于空气调节系统的效率和泄漏治理方面，也可用于非周期的信贷（就像启停技术和高效照明）。

有了这些信贷，在现实中的驾驶，轿车可以达到40～45mpg（17～19km／l；

5.8~5.1l/100km）。

●在2012－2016规定中的10mg／英里（6.2mg/km）N2O和30mg／英里（19mg／km）CH4将沿用，但是这一提议允许遵从CO2信贷。

●更重要的是，电网供电机动车被给予了极大地鼓励。

对于2017－2021的所有插入电源和燃料电池机动车，栅极CO2将一直为0g／英里。

从2022－25，一个公司在这里使用机动车的累计数目将限制在200，000和600，000内，这将取决于2019－2021插入电源消费。

深一层次的，2017－2021插入电源可使用倍增器，允许这些机动车算作多于一辆以达到合规的目的。

电池机动车／燃料电池机动车的倍增器在201