排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合微車應(yīng)用實(shí)際

　　
　　目前，微車領(lǐng)域有不少專家反映，現(xiàn)行的排放標(biāo)準(zhǔn)要求與微車的特性不符，對(duì)微車企業(yè)挑戰(zhàn)性很大。微車是最早進(jìn)入我國百姓生活中的車型之一，總量龐大，用途廣泛，覆蓋地域遼闊，嚴(yán)格而合理的控制微車排放對(duì)我國的減排事業(yè)具有重要意義。長安汽車工程研究總院總工程師繆曙霞博士撰文提出了自己對(duì)修改微車排放標(biāo)準(zhǔn)要求的建議。
　　排放標(biāo)準(zhǔn)不符合微車特性
　　最近，筆者在微車開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)了若干微車獨(dú)有的現(xiàn)象，與目前微車執(zhí)行的排放法規(guī)內(nèi)容不相匹配。其中，微車的使用特征及動(dòng)力匹配與法規(guī)要求出入最為明顯，主要體現(xiàn)在二個(gè)方面：1）微車很少能夠達(dá)到排放法規(guī)要求的駕駛動(dòng)力性和最高加速度，不能在標(biāo)準(zhǔn)要求的時(shí)間內(nèi)加速到規(guī)定速度；2）微車實(shí)際使用過程中的速度分布特性顯著區(qū)別于排放法規(guī)規(guī)定的速度分布，即微車實(shí)際使用以中、低速為主，而排放法規(guī)規(guī)定的測(cè)試工況以中、高速為主。目前，在全球的排放法規(guī)體系中，有相對(duì)獨(dú)立的美國、歐洲與日本三大排放法規(guī)體系。我國汽車排放法規(guī)的建立與實(shí)施起步較晚，自1994年5月，我國開始實(shí)施汽車排放限值法規(guī)。在制定排放法規(guī)方面，全面借鑒ECE（歐盟經(jīng)濟(jì)委員會(huì)）法規(guī)，相繼出臺(tái)了國家標(biāo)準(zhǔn)和一些城市的地方標(biāo)準(zhǔn)，在排放限值指標(biāo)上逐漸向國際新標(biāo)準(zhǔn)靠近。
　　微車，既通常意義上的輕、微型商用車和微型轎車，是改革開放后以“面包車”、“面的”等面孔最早介入百姓生活的車型之一。在法規(guī)中定義為基準(zhǔn)質(zhì)量低于1305kg或6座以下的四輪卡車或客車。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，即使到2010年，轎車迅猛發(fā)展，全國汽車總銷量突破1800萬輛，這一類微車迄今為止仍然是銷量最大的車型，2010年總計(jì)銷售接近300萬臺(tái)。微車生產(chǎn)制造也相對(duì)集中，僅上汽通用五菱和長安汽車二家就共計(jì)占據(jù)了超過50%的市場(chǎng)份額。
　　隨著人民生活水平提高，汽車行業(yè)的發(fā)展和競(jìng)爭的白熱化，微車市場(chǎng)利潤越來越低，客戶市場(chǎng)也逐漸下移，深入廣大農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)和邊遠(yuǎn)地區(qū)，競(jìng)爭的要點(diǎn)也有所變化。
　　中國微車使用現(xiàn)狀
　　作為多年從事汽車環(huán)保與排放控制的專業(yè)人員，在對(duì)比分析以下三方面因素后，依照中國目前的現(xiàn)狀和汽車產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，提出若干建議，希望藉此與業(yè)內(nèi)專家討論，推動(dòng)對(duì)未來微車排放標(biāo)準(zhǔn)的討論與修正。
　　其一，現(xiàn)有的國家排放標(biāo)準(zhǔn)與微車的使用特征不符。現(xiàn)有國家排放標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)汽油機(jī)微車的型式核準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目要求中包含I型至VI型試驗(yàn)，其中I型試驗(yàn)即常溫下冷啟動(dòng)后排氣污染物排放試驗(yàn)，主要測(cè)量室溫狀態(tài)下汽車從啟動(dòng)，經(jīng)歷一段典型駕駛工況的過程中的排氣污染情況，主要包括二氧化碳（CO）、一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）及氮氧化合物（NOx）。而VI型試驗(yàn)即為低溫-7℃時(shí)冷啟動(dòng)后排氣中的一氧化碳和碳?xì)浠衔铮–O和HC）排放試驗(yàn)。I型與VI型試驗(yàn)的測(cè)試工況循環(huán)沿用了歐盟經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）的NEDC工況循環(huán)（俗稱28工況，其時(shí)間-速度曲線要求如圖一所示），其基本特點(diǎn)是模擬歐洲，特別是歐洲發(fā)達(dá)國家駕駛者的使用環(huán)境與習(xí)慣，加速快，平均速度高。該排放試驗(yàn)循環(huán)的28工況反應(yīng)了歐洲顧客的駕駛特點(diǎn)和道路情況，即加速快(最高加速度達(dá)到1.04m/s )，巡航速度高(最高時(shí)速達(dá)到每小時(shí)120公里)，平均時(shí)速達(dá)到33.6km/h，其中4、5擋測(cè)試駕駛時(shí)間超過27%。
　　
　　但微車在實(shí)際使用中，是以中低速為主。在一項(xiàng)研究微車使用特性產(chǎn)品適用性的項(xiàng)目中，項(xiàng)目組跟蹤了重慶地區(qū)一批共20輛微車典型客戶的使用情況，使用行駛記錄儀記錄客戶使用工況，數(shù)據(jù)包括車速、油門踏板開度、負(fù)荷等詳細(xì)數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)客戶的駕駛工況確實(shí)包含市區(qū)和城郊或高速路段，但絕對(duì)多數(shù)工況以中、低速為主，如圖二所示。客戶96%以上的時(shí)間是以低于60km/h的速度在行駛，超過80km/h時(shí)速的行駛時(shí)間不足2%，而在10km/h以下速度行駛的時(shí)間接近五分之一。這與當(dāng)前重慶市區(qū)的交通情況及微車作為短途、區(qū)間客運(yùn)車輛的使用性質(zhì)很吻合。在接近一個(gè)月的跟蹤時(shí)間內(nèi)，還沒有發(fā)現(xiàn)時(shí)速超過100km/h的駕駛工況。事實(shí)上，很多微車的技術(shù)參數(shù)表中明確顯示最高時(shí)速為100km/h，在目前的城市和城郊高速交通的車流密度條件下，不僅微車受自身動(dòng)力及負(fù)荷限制，無法高效加速，即使是普通轎車，也很少能維持100km/h以上的行駛速度。
　　
　　由于微車動(dòng)力配置一般較低，不僅無法達(dá)到排放法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求的120km/h的時(shí)速，也無法滿足其加速要求。在一次配置1.0L排量發(fā)動(dòng)機(jī)的微車排放試驗(yàn)中，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率可以達(dá)到53kw，但在排放試驗(yàn)的最后一段加速過程中，即從100km/h加速到120km/h的時(shí)間內(nèi)，車輛加速完全不能達(dá)到法規(guī)要求的加速度，速度曲線明顯偏離，如圖三所示。直至排放試驗(yàn)工況中120km/h巡航階段結(jié)束，車輛實(shí)際速度仍然無法達(dá)到120km/h。
　　盡管目前國家排放法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)考慮了這種特殊情況，在不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的速度時(shí)，允許車輛按所能達(dá)到的最高速度和加速度進(jìn)行排放試驗(yàn)，但從技術(shù)角度而言，在這種工況條件下，考慮到排溫過高的風(fēng)險(xiǎn)和加速動(dòng)力的需求，通常會(huì)通過電子控制策略對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴油加濃，即額外過量噴油，預(yù)留動(dòng)力提升的潛力，并保證排氣溫度不至于過高，對(duì)排氣系統(tǒng)，特別是排放后處理的三元催化劑造成損害。但這種策略的不良后果就是，過量噴油的不完全燃燒導(dǎo)致排氣污染物和油耗顯著增加，并且還會(huì)由于燃油與空氣進(jìn)氣量比例持續(xù)失衡，導(dǎo)致排放后處理的三元催化劑的轉(zhuǎn)化能力顯著降低，超出車輛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)處理能力范圍。
　　
　　微車，特別是微型商用車（小皮卡或小面包車）根據(jù)其車輛基準(zhǔn)重量分類，幾乎都劃分為與普通轎車一類，執(zhí)行相對(duì)最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。但絕大多數(shù)微車是作為基本生產(chǎn)資料，從事貨物或人員的運(yùn)輸工作，負(fù)荷大，車速慢，起停頻繁，車輛損耗嚴(yán)重。微車市場(chǎng)也相對(duì)集中在廣大農(nóng)村及中小城市，道路條件更加惡劣。客戶以收入有限的小業(yè)主、個(gè)體經(jīng)營者為主，維修、保養(yǎng)基本由客戶自費(fèi)，對(duì)油耗、維修、保養(yǎng)成本十分敏感，與擁有普通家轎的相對(duì)富裕客戶區(qū)別明顯，與轎車的家用、代步、休旅的使用性質(zhì)也截然不同。
　　其二，目前的中國微車排放標(biāo)準(zhǔn)與國際通行標(biāo)準(zhǔn)有差異。眾所周知，中國的排放法規(guī)對(duì)微車執(zhí)行的排放試驗(yàn)方法、檢測(cè)內(nèi)容、分類與規(guī)范要求都與歐洲轎車排放標(biāo)準(zhǔn)或完全相同，或十分接近。但是，歐洲市場(chǎng)的微車份額十分有限，特別是作為生產(chǎn)資料性質(zhì)的微車市場(chǎng)更小。歐洲發(fā)達(dá)國家的排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)微車的特點(diǎn)未加區(qū)分就很自然。而中國引進(jìn)歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范微車時(shí)，就忽視了這一類車型與普通轎車的差異，也無法預(yù)料到目前微車市場(chǎng)的巨大發(fā)展和在改善人民物質(zhì)文化生活中所起到的巨大作用。
　　相反，日本是一個(gè)微型轎車、微型商用車（面包車）比重很高的國家，道路交通條件與擁擠程度總體比中國要好，但日本的排放法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)所采用的測(cè)試工況循環(huán)很少有高巡航速度和高加速度的條件。正在執(zhí)行的11工況法（圖四）和10-15工況法最高速度分別為60km/h和70km/h。即使在即將使用的JC08工況（圖五）中最高速度也只有80km/h，平均時(shí)速只有22.4km/h。
　　
　　其三，微車將面臨更加實(shí)用化、簡單化的市場(chǎng)競(jìng)爭。從2011年起，微車市場(chǎng)已頹式盡顯。自主品牌所受到的傷害大部分來源于微車市場(chǎng)的不景氣。可以預(yù)見，未來微車市場(chǎng)的份額與成本競(jìng)爭將更加白熱化，也迫使微車市場(chǎng)隨經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展逐級(jí)下移，更多地面向農(nóng)村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)，實(shí)用化、簡單化的要求愈趨明顯。但是，嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)要求，又迫使微車使用復(fù)雜昂貴的排氣后處理系統(tǒng)，不但成本顯著增加，而且復(fù)雜的排氣后處理系統(tǒng)同時(shí)增加了背壓，降低了車輛動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。市場(chǎng)的下探也會(huì)使微車市場(chǎng)面臨農(nóng)用車、低速車等競(jìng)爭，受到鄉(xiāng)村道路條件的挑戰(zhàn)。而農(nóng)用車與低速車等目前所受到的排放標(biāo)準(zhǔn)的約束卻很小，微車在這一細(xì)分市場(chǎng)中，比競(jìng)爭產(chǎn)品額外增加了因排放法規(guī)要求帶來的動(dòng)力性制約與成本負(fù)擔(dān)。
　　綜上所述，雖然目前微車企業(yè)都能夠按照國家法規(guī)要求達(dá)到國Ⅲ、國Ⅳ階段排放限值要求，
　　
　　但在實(shí)際使用中，道路條件、使用工況及油品都嚴(yán)重制約了微車的排放一致性、耐久性及真實(shí)的環(huán)保效果。與其企業(yè)、客戶都對(duì)此勉為其難，環(huán)保排放要求與現(xiàn)實(shí)差距又非常明顯，不如就此修訂、討論一些更科學(xué)合理、更可操作，并能真正體現(xiàn)環(huán)保效果的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和執(zhí)行的方式方法，同時(shí)也促進(jìn)微車市場(chǎng)健康有序地發(fā)展。
　　五種修訂方法可行性分析
　　因此，建議對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充分討論，為未來新的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的修訂做準(zhǔn)備，筆者以為有以下可行的標(biāo)準(zhǔn)修訂方法，供參考。
　　一、改變標(biāo)準(zhǔn)要求的限值數(shù)量。最簡單的方法是直接修改目前的微車排放限值指標(biāo)。這種修訂雖然能讓微車達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)限值的壓力減少，增加微車與其它車型在市場(chǎng)競(jìng)爭中的成本優(yōu)勢(shì)，但并不能改正問題的關(guān)鍵所在，不可取。
　　二、減少測(cè)試工況或排放計(jì)算方法。目前的國家排放標(biāo)準(zhǔn)中的I、VI型試驗(yàn)，其測(cè)試循環(huán)借用了歐洲標(biāo)準(zhǔn)中的NEDC測(cè)試循環(huán)，其中包括城市和郊區(qū)道路循環(huán)二大部分。如果從簡，考慮微車的動(dòng)力性特征，去除NEDC測(cè)試循環(huán)的第二部分：郊區(qū)工況條件，保留第一部分的原歐Ⅱ排放階段使用的EUDC市區(qū)道路循環(huán)，也可能會(huì)更接近微車的實(shí)際使用工況。另外，也可以借鑒美國排放標(biāo)準(zhǔn)中FTP聯(lián)邦道路測(cè)試程序中的權(quán)重計(jì)算方法，對(duì)微車排放，給市區(qū)、郊區(qū)工況分別賦予不同的計(jì)算權(quán)重。為此，需要根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分析推算二種工況的權(quán)重因子。
　　三、微型商用車與微型轎車的標(biāo)準(zhǔn)分開。考慮到微型家轎與微型商用車的使用性質(zhì)、客戶群特點(diǎn)的不同，將微型商用車（即通常意義的小面包車與小皮卡）單獨(dú)列出，并相應(yīng)地修改其排放限值與測(cè)試程序，降低微型商用車在測(cè)試循環(huán)中的加速度和最高速度要求，這是操作性較高并且科學(xué)合理的選擇之一。
　　四、改變測(cè)試循環(huán)與流程。既可以通過積累微車使用條件下道路和速度特性的記錄，開發(fā)符合中國國情的中國微車排放測(cè)試循環(huán)，也可以借鑒日本已有的測(cè)試循環(huán)，參照現(xiàn)有的國Ⅲ、國Ⅳ階段排放限值，制定新的排放測(cè)試循環(huán)下的微車排放限值標(biāo)準(zhǔn)。如果要科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刂贫ㄔ摌?biāo)準(zhǔn)，建議國家環(huán)保部門組織產(chǎn)學(xué)研相關(guān)單位專門論證，將排放耐久性要求、OBD監(jiān)測(cè)要求一并予以考慮。在以后的國Ⅴ排放實(shí)施計(jì)劃中，也結(jié)合微車的速度與駕駛特性，充分考慮排放耐久的快速老化驗(yàn)證程序和測(cè)試要求。
　　五、將微車的經(jīng)濟(jì)性要求進(jìn)一步提升。以上建議，表面看似放松了對(duì)車輛排放控制標(biāo)準(zhǔn)的要求，但如果調(diào)整適當(dāng)，卻更具可操作性，更體現(xiàn)微車的真實(shí)使用排放水平。同時(shí)，微車作為細(xì)分市場(chǎng)用戶最大的車型，其經(jīng)濟(jì)性要求是國家推進(jìn)節(jié)能減排戰(zhàn)略和滿足客戶期望的最佳契合點(diǎn)和最有效的節(jié)能減排方法。因此，建議國家法規(guī)部門將微車經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性與排放性能要求，統(tǒng)籌考慮，制定更加科學(xué)、合理的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，如果能在此基礎(chǔ)上，保障車輛排放標(biāo)準(zhǔn)的一致性要求得到嚴(yán)格執(zhí)行，其節(jié)能環(huán)保效果就會(huì)更加顯著。