在用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法稳态工况法.docx
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在用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法稳态工况法
DB44
广东省环境保护局
发布
广东省质量技术监督局
在用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值
及测量方法(稳态工况法)
Limitsandmeasurementmethodsforexhaustpollutants
fromin-usevehiclesequipedignitionengine
(UnderSteady-StateLoadedmode)
(发布稿)
本电子版为发布稿。
请以正式出版标准文本为准。
目次
1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》,控制在用汽车污染物排放,改善广东省的环境空气质量,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。
本标准规定了在用点燃式发动机轻型汽车稳态工况法排气污染物的排放限值和测量方法,适用于在用点燃式发动机轻型汽车的排气污染物检测。
本标准的技术内容是根据GB18285-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)》进行制定的,并参考了北京市地方标准DB11/122-2006《在用汽油车稳态加载污染物排放限值及测量方法》以及美国EPA-AA-RSPD-IM-96-2(1996年)技术指南,和美国加州BAR97(2002年版)法规中有关加速模拟工况(ASM)的相关技术内容。
排放限值是按照HJ/T240-2005《确定点燃式发动机在用汽车简易工况法排气污染物排放限值的原则和方法》,并结合广东省车辆排放状况和大气污染控制目标制定的,排放限值在标准实施后,将定期根据实测数据进行调整。
本标准为首次制订。
本标准的附录A为本标准的规范性附录。
本标准由广东省环境保护局提出。
本标准起草单位:
华南理工大学、北京理工大学
本标准主要起草人:
洪家龙葛蕴珊姜红石
本标准由广东省环境保护局负责解释。
在用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法
(稳态工况法)
11 范围
本标准规定了在用点燃式发动机轻型汽车稳态工况法排气污染物的排放限值和测量方法。
本标准适用于使用汽油、单一燃料和两用燃料的在用轻型汽车,但不适用于全时四轮驱动的汽车。
12 规范性引用文件
下列标准所包含的条文,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。
使用本标准的各方应探讨使用下列标准的最新版本的可能性。
GB5181汽车排放术语和定义
GB17930-2006车用无铅汽油
GB18285-2005点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)
GB18352.3-2005轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)
GB/T15089机动车辆及挂车分类
HJ/T240-2005确定点燃式发动机在用汽车简易工况法排气污染物排放限值的原则和方法
SY/T7546汽车用压缩天然气
SY7548汽车用液化石油气
13 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1轻型汽车
指最大总质量不超过3500kg的M1类、M2类和N1类车辆。
3.2M1、M2、N1类车辆
按GB/T15089规定:
M1类车指包括驾驶员座位在内,座位数不超过九座的载客车辆。
M2类车指包括驾驶员座位在内座位数超过九座,且最大设计总质量不超过5000kg的载客车辆。
N1类车指最大设计总质量不超过3500kg的载货车辆。
3.3第一类轻型汽车
设计乘员数不超过6人(包括司机),且最大总质量≤2500kg的M1类车。
3.4第二类轻型汽车
在本标准适用范围内,除第一类车以外的其他所有轻型汽车。
3.5在用汽车
指已经登记注册并取得号牌的汽车。
3.6基准质量(RM)
指整车整备质量加100kg质量。
3.7最大总质量(GVM)
指汽车制造厂规定的技术上允许的车辆最大质量。
3.8排气污染物
指排气管排放的气体污染物。
通常指一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)及氮氧化物(NOX)。
氮氧化物(NOX)用二氧化氮(NO2)当量表示。
碳氢化合物(HC)以碳(C)当量表示,假定碳氢比如下:
—汽油:
C1H1.85,
—柴油:
C1H1.86,
—LPG:
C1H2.525,
—NG:
CH4。
3.9一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和一氧化氮(NO)的体积分数
排气中一氧化碳(CO)的体积分数以“%”表示;
排气中碳氢化合物(HC)的体积分数以“10-6”表示,体积分数值按正己烷当量;
排气中一氧化氮(NO)的体积分数以“10-6”表示。
3.10稳态加载工况(ASM)
指车辆在与基准质量成正比的负荷和稳定不变的车速下匀速行驶的试验工况。
ASM5025工况的稳定车速为25km/h,ASM2540工况的稳定车速为40km/h。
3.11气体燃料
指液化石油气(LPG)或天然气(NG)。
3.12两用燃料车
能燃用汽油和一种气体燃料的车辆。
3.13单一燃料车
指能燃用汽油和一种气体燃料(LPG或NG),但汽油仅用于紧急情况或发动机起动用,且汽油箱容积不超过15L的车辆。
3.14全时四轮驱动汽车
四个车轮一直保持有驱动力的汽车,可分成固定扭矩分配(前后50∶50比例分配)和变扭矩分配(前后动力分配比例可变)两大类。
3.15车载诊断(OBD)系统
指排放控制用车载诊断(OBD)系统。
它必须具有识别可能存在故障的区域的功能,并以故障代码的方式将该信息储存在电控单元存储器内。
3.16过量空气系数(λ)
燃烧1kg燃料的实际空气量与理论上所需空气量之质量比。
14 排气污染物排放限值
在用点燃式发动机轻型汽车的排气污染物检测使用稳态工况法(ASM),对无法进行ASM工况检测的汽车,可以使用双怠速法进行排气检测,双怠速法的限值及测量方法按GB18285-2005的规定执行。
稳态工况排气污染物排放限值见表1。
其中,第Ⅰ类限值适用于2000年7月1日以前登记注册并取得号牌的第一类轻型汽车,以及2001年10月1日以前登记注册并取得号牌的第二类轻型汽车;第Ⅱ类限值适用于2000年7月1日以后且于2008年6月30日以前登记注册并取得号牌的第一类轻型汽车,以及2001年10月1日以后且于2008年6月30日以前登记注册并取得号牌的第二类轻型汽车;第Ⅲ类限值适用于2008年7月1日以后登记注册并取得号牌的轻型汽车。
表1稳态工况(ASM)排气污染物排放限值
Ⅰ类限值
车辆基准质量
RM(kg)
ASM5025
ASM2540
CO(%)
HC(10-6)
NO(10-6)
CO(%)
HC(10-6)
NO(10-6)
RM≤1250
2.00
200
4000
2.50
200
3500
1250<RM≤1700
1.50
160
2800
2.00
160
2600
1700<RM
1.20
130
2100
1.60
130
2000
Ⅱ类限值
车辆基准质量
RM(kg)
ASM5025
ASM2540
CO(%)
HC(10-6)
NO(10-6)
CO(%)
HC(10-6)
NO(10-6)
RM≤1250
0.95
150
1650
0.90
120
1400
1250<RM≤1700
0.80
115
1250
0.80
110
1150
1700<RM
0.75
95
950
0.70
100
850
Ⅲ类限值
车辆基准质量
RM(kg)
ASM5025
ASM2540
CO(%)
HC(10-6)
NO(10-6)
CO(%)
HC(10-6)
NO(10-6)
RM≤1305
0.95
150
1650
0.90
120
1400
1305<RM≤1760
0.80
115
1250
0.80
110
1150
1760<RM
0.75
95
950
0.70
100
850
15 测量方法
测量方法见附录A(等效采用GB18285-2005附录B)。
16 单一燃料车和两用燃料车
单一燃料车和两用燃料车均适用于本标准的规定;对于两用燃料车,要对两种燃料分别进行排放检测。
17 测量结果判定
对于第4条中规定的车辆进行稳态工况法检测时,如果检测污染物有一项超过规定的限值,则认为排放不合格。
具体检测结果按7.1和7.2中规定的原则进行判断。
7.1快速判定
7.1.1快速检查工况的10s内的排放平均值经修正后如果等于或低于限值的50%,则测试合格。
7.1.2在检测过程中如任意连续10s内的任何一种污染物10次排放值经修正后均高于限值的500%,则测试不合格。
7.2正常判定
未达到快速判定标准,而进行正常工况检测的车辆,如果所有检测污染物连续10s的平均值均低于或等于规定的限值,则该车应判定为工况测试合格;如任何一种污染物连续10s的平均值超过规定的限值,则测试不合格。
18 标准的实施
本标准自2009年6月1日起实施。
附录A
(规范性附录)
稳态工况法测量方法
A.1范围
本附录规定了本标准第5条中规定的稳态工况法测量方法的测试规程。
A.2稳态工况法
A.2.1在底盘测功机上的测试运转循环
A.2.1.1在底盘测功机上的测试运转循环由ASM5025和ASM2540两个工况组成,见图A.1、表A.1所示。
图A.1稳态工况法(ASM)试验运转循环
表A.1稳态工况法(ASM)试验运转循环表
工况
运转次序
速度(km/h)
操作时间(t/s)
测试时间(t/s)
5025
1
25
5
/
2
25
15
3
25
25
10
4
25
90
65
2540
5
40
5
/
6
40
15
7
40
25
10
8
40
90
65
A.2.1.1.1ASM5025工况
经预热后的车辆加速至25.0km/h,测功机以车辆速度为25.0km/h、加速度为1.475m/s2时的输出功率的50%作为设定功率对车辆加载,工况计时器开始计时(t=0s)。
车辆以25.0km/h±1.5km/h的速度持续运转5s,如果底盘测功机模拟的惯量值在计时开始后持续3s超出所规定误差范围,工况计时器将重新开始计时(t=0)。
如果再次出现该情况,检测将被停止。
系统将根据分析仪最长响应时间进行预置,(如果分析仪响应时间为10s,则预置时间为10s,t=15)然后系统开始取样,持续运行10s(t=25s)即为ASM5025快速检查工况。
ASM5025快速检查工况结束后继续运行至90s(t=90s)即为ASM5025工况。
A.2.1.1.2ASM2540工况
ASM5025工况检测结束后车辆立即加速至40.0km/h,测功机以车辆速度为40.0km/h,加速度为1.475m/s2时的输出功率的25%作为设定功率对车辆加载。
工况计时器开始计时(t=0s)。
车辆以40.0km/h±1.5km/h的速度持续运转5s,如果底盘测功机模拟的惯量值在计时开始后持续3s超出所规定误差范围,工况计时器将重新开始计时(t=0)。
如果再次出现该情况,检测将被停止。
系统将根据分析仪最长响应时间进行预制,(如果分析仪响应时间为10s,则预置时间为10s,t=15)然后系统开始取样,持续运行10s(t=25s)即为ASM2540快速检查工况。
ASM2540快速检查工况结束后继续运行至90s(t=90s)即为ASM2540工况。
A.2.2车辆和燃料
A.2.2.1试验车辆
A.2.2.1.1车辆的机械状况应良好,无影响安全或引起试验偏差的机械故障。
A.2.2.1.2车辆进、排气系统不得有任何泄漏。
A.2.2.1.3车辆的发动机、变速箱和冷却系统等应无液体渗漏。
A.2.2.1.4轮胎表面磨损应符合有关标准的规定。
驱动轮轮胎压力应符合生产厂的规定。
A.2.2.1.5对于满足GB18352.3-2005标准,且装有OBD系统的车辆,在测试前应检查OBD系统的故障代码,受检车辆不能出现与排放装置相关的故障码。
A.2.2.2燃料
应使用符合规定的市售燃料,包括:
无铅汽油、压缩天然气、液化石油气等。
A.2.3检测设备技术要求
试验设备应符合国家相关标准和计量检定规程的规定。
A.2.3.1底盘测功机
A.2.3.1.1测功机结构应适用于最大总质量不大于3500kg的M类、N类车辆。
A.2.3.1.2根据检测录入的车辆参数,测功机应能自动选择测试工况的加载功率。
A.2.3.1.3测功机功率吸收装置
A.2.3.1.3.1设定的测功机加载功率允许波动范围为±0.2kW。
设定测功机对车辆的加载功率时应考虑到车轮与滚筒表面的摩擦损失功率和测功机内部损失功率,并按下列公式进行功率设定。
Pi=Pt-Pc-Pf
P=Pi+Pc
式中:
P——设定功率值,根据基准质量和试验工况确定,kW;
Pi——测功机的指示功率,kW;
Pt——车辆规定工况的输出功率,kW;
Pf——测功机滚筒与轮胎表面摩擦损失功率,kW;
Pc——测功机内部损失功率,kW。
A.2.3.1.3.2测功机功率吸收装置应能满足最大总质量(GVM)小于3500kg的M类、N类车辆进行ASM5025和ASM2540工况时的试验载荷要求。
在滚筒转速大于22.5km/h时,功率吸收装置吸收的功率应不少于15kW,稳定的试验状态应不少于5min,每次试验间隔3min,连续试验应不少于10次。
A.2.3.1.3.3测功机应定期标定系统的内部损失功率(包括轴承摩擦损失、系统驱动摩擦损失和风阻损失等)。
A.2.3.1.3.4应使用电功率吸收装置。
在0℃到40℃环境范围内,测功机在25km/h和40km/h的转速下,吸收功率应能以0.1kW为单位进行调整。
功率设定的准确度应为±0.2kW。
A.2.3.1.4滚筒
A.2.3.1.4.1测功机应装备双滚筒。
滚筒直径为200mm到530mm之间,同一地区的检测项目应采用配备同一直径滚筒的底盘测功机。
可采用左右可移动式滚筒或固定式滚筒。
固定式滚筒内外跨距要求能满足轻型车工况检测的安全要求。
A.2.3.1.4.2滚筒中心距要求
L=(620+D)×sin31.5°
式中:
L——滚筒轴间距,mm;
D——滚筒直径,mm。
滚筒轴间距公差为-6.5mm~12.5mm。
A.2.3.1.4.3在任何气候条件下,滚筒尺寸、表面处理和硬度均应保证轮胎不打滑;测试距离、速度精度恒定;轮胎磨损小、噪声低。
A.2.3.1.5惯量
A.2.3.1.5.1基准惯量
测功机应配备机械飞轮或惯量模拟装置使测功机具有不得低于900kg±20kg的基准惯量;并应在铭牌上标明基准惯量。
A.2.3.1.5.2惯量模拟
测功机应能模拟基准质量小于3500kg的车辆在加速度为0~1.475m/s2时的瞬态惯量。
惯量为800~2700kg,速度为90km/h的车辆加速时测功机最大模拟输出功率应大于18kW。
应标明惯量模拟偏差,惯量模拟并应做相应修正。
A.2.3.1.5.3惯量模拟系统响应
惯量模拟扭矩响应在0.3s内应达到扭矩变化终值的90%。
A.2.3.1.5.4惯量模拟误差
惯量模拟误差应不超过被试车辆所选惯性质量的±3%。
A.2.3.1.6其它要求
A.2.3.1.6.1测功机应有滚筒转速测量装置。
测功机应能达到的最高车速为90km/h。
车速大于10km/h时,测量准确度应为±0.2km/h。
A.2.3.1.6.2测功机应配备限位系统。
限位系统应保证施加于驱动轮上的水平、垂直方向的力对排放测量没有影响。
A.2.3.1.6.3测功机应配备冷却车辆的装置。
环境温度超过22℃时冷却系统应启动。
应避免冷却车辆催化转化器。
A.2.3.1.6.4测功机的安装应保证测试车辆在测功机上试验时处于水平位置。
A.2.3.1.6.5四轮驱动测功机
四轮驱动测功机应能按A.2.3.1.3.1的规定对车辆正确加载,不能损坏车辆的四轮驱动系统,并适用于加装防抱死制动系统和牵引力控制系统的车辆。
前后车轮滚筒速度同步误差应小于0.3km/h。
A.2.3.2测量仪器
A.2.3.2.1排气分析仪
A.2.3.2.1.1取样系统应有水气分离系统、颗粒过滤装置、取样泵和流量控制单元,应保证可靠耐用,无泄漏并且易于维护。
与取样气体接触的制造材料不能与取样气体发生反应并且不污染取样气体或改变被分析气体的特性。
取样系统必须耐腐蚀,并能耐受ASM工况检测过程中车辆的排气温度。
A.2.3.2.1.2取样探头插入车辆排气管深度应不小于400mm,所用材料应能耐受600℃的排气温度。
A.2.3.2.1.3排气分析仪应能测试双排气管车辆。
双取样探头应保证各支管流量相同。
A.2.3.2.1.4排气通风系统
通风系统不应引起探头取样点尾气被稀释且不能引起车辆排气出口压力变化大于0.25kPa。
A.2.3.2.1.5排气分析仪应能满足至少每秒一次的废气浓度测试能力。
A.2.3.2.1.6下列情况系统取样分析应自动停止工作:
——排气分析仪未进行充分预热;
——无关气体干扰影响超过±10×10-6HC、±0.05%CO、±0.20%CO2和±25×10-6NO;
——取样系统中HC残留量体积分数大于10×10-6;
——零点漂移或标定时的读数漂移超过分析仪调整范围。
A.2.3.2.1.7排气分析仪应能抗电磁干扰,抗振动冲击。
A.2.3.2.1.8排气分析仪响应要求
排气分析仪对HC、CO、CO2分析,从探头输入被测气体到显示终值的90%响应时间应小于8s,显示终值的95%反应时间应小于12s;对NO分析,从探头输入被测气体到显示终值的90%响应时间应小于12s,NO稳定值读数下降到10%稳定读数值的响应时间应小于12s。
A.2.3.2.1.9HC、CO和CO2分析应采用不分光红外吸收型(NDIR)分析仪,NO分析应采用电化学传感器分析仪或其它等效方法。
仪器量程和测量误差应满足表A.2的要求(满足相对误差和绝对误差任一项即可):
表A.2仪器量程和测量误差要求
气体种类
量程
测量误差
相对误差
绝对误差
HC
0~2000×10-6
±5%
±10×10-6
2001×10-6~9000×10-6
±10%
-
CO
0~10%
±5%
±0.05%
10.01%~14%
±10%
-
CO2
0~16%
±5%
±0.5%
16%~18%
±10%
-
NO
0~4000×10-6
±4%
±25×10-6
4000×10-6~5000×10-6
±8%
-
A.2.3.2.2其它测量装置
A.2.3.2.2.1湿度计
设备须配备湿度计,相对湿度测量范围应为5%~95%,测量准确度应为±3%。
湿度计须安置在能直接采集检测场内环境湿度的地方,按检测程序要求向控制计算机传输实时数据。
A.2.3.2.2.2温度计
设备须配备温度计,温度测量范围应为255~333K(-18~60℃),测量准确度应为±1.5K。
温度计须安置在能直接采集检测场内环境湿度的地方,按检测程序要求向控制计算机传输实时数据。
A.2.3.2.2.3气压计
设备应配备气压计,气压测量范围应为80~110kPa,测量准确度应为±3%。
如大气压力变化不大的地区,系统应能够允许人工输入检测地季节大气压力。
A.2.3.2.2.4计时器
计时器10s~1000s测量准确度应为±0.1%。
A.2.3.2.3测量仪器显示分辨力应满足表A.3的要求:
A.2.3.3自动检测控制系统和显示
A.2.3.3.1自动检测控制系统应能根据输入的车辆参数自动设置加载载荷和选择排放标准。
检测程序,数据采集和分析判断检测结果应由计算机控制自动进行。
A.2.3.3.2自动检测控制系统应考虑到排气分析仪的响应时间,以确保记录的排气污染物检测值与相应的试验工况记录值互相对应。
A.2.3.3.3系统应配备清晰可见的驾驶员引导装置。
引导装置应不断显示所需速度,试验工况时间,驾驶实际速度和时间,以及其它必要的提示和警告。
表A.3测量仪器显示分辨力
类别
分辨率
HC
1×10-6(正己烷当量)
NO
1×10-6
CO
0.01%
CO2
0.1%
速度
0.1km/h
载荷
0.1kW
相对湿度
1%
干球温度
1℃
气压计压力
0.1kPa
A.2.3.3.4系统应具有设备数据生成功能,所要求数据项见附件AC,具体格式将根据国家环境保护主管部门的要求另行规定。
A.2.4测试准备
A.2.4.1车辆准备
A.2.4.1.1根据需要在发动机上安装冷却水和润滑油测温计等测试仪器。
A.2.4.1.2应关闭空调、暖风等附属装备。
装备牵引力控制装置的车辆应关闭牵引力控制装置。
A.2.4.1.3车辆预热:
进行试验前,车辆各总成的热状态应符合汽车技术条件的规定,并保持稳定。
在试验前车辆的等候时间超过20min或在试验前熄火超过5min,应选以下任一种方法预热车辆:
——车辆在无负荷状态使发动机以2500r/min转速运转4min;
——车辆在测功机上按ASM5025工况运行60s。
A.2.4.1.4变速器的使用
安装自动变速器的车辆应使用前进档进行试验。
安装手动变速器的车辆应使用二档,如果二档所能达到的最高车速低于45km/h可使用三档。
A.2.4.1.5车辆驱动轮应位于滚筒上,必须确保车辆横向稳定。
驱动轮胎应干燥防滑。
A.2.4.1.6车辆应限位良好。
对前轮驱动车辆,试验前应使驻车制动起作用。
A.2.4.1.7在试验工况计时过程中,车辆不允许制动。
如果车辆制动,工况起始计时应重新置零(t=0)。
A.2.4.2设备准备与设置及质量保证
A.2.4.2.1排气分析仪预热
应在通电后30min内达到稳定。
在5min内未经调整,零位及HC、CO、NO和CO2的量距读数应稳定在误差范围内。
A.2.4.2.2在每次开始试验前2min内,分析仪器应完成自动调零、环境空气测定和HC残留量的检查。
A.2.4.2.3在每天开机开始检测前应对排气分析仪取样系统进行泄漏检查,如未进行泄漏检查或泄
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