中國特有輕型車輛面臨的國際噪聲限值挑戰(zhàn)

謝東明，馮屹，高岳，王學平，張相杰

（中國汽車技術研究中心，天津300162）

中國特有輕型車輛面臨的國際噪聲限值挑戰(zhàn)

謝東明，馮屹，高岳，王學平，張相杰

（中國汽車技術研究中心，天津300162）

2013年聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會將確定加速行駛車外噪聲法規(guī)ECE R51/03系列的限值，中國特有的輕型車輛即將面臨較為嚴峻的挑戰(zhàn)。主要原因是中國與歐洲輕型車輛存在典型差異，而歐洲在數(shù)據(jù)收集過程并未充分考慮中國特有的輕型車輛。對國內車輛大量的驗證試驗表明了中國典型輕型車輛噪聲水平與轎車存在的差異，提出了適合中國國情的限值劃分方案，并指出國內企業(yè)應借鑒日本經(jīng)驗，盡快介入歐盟法規(guī)制訂過程，消除技術壁壘。

聲學；加速行駛車外噪聲；限值；輕型車；差異分析；ECE R51

2007年聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會頒布的ECE R51/03系列法規(guī)試驗方法已經(jīng)基本確定[1]，驗證試驗數(shù)據(jù)庫也于2010年建立，收集了歐洲的880組樣車試驗數(shù)據(jù)和日本的184組試驗數(shù)據(jù)，共計1 064組試驗數(shù)據(jù)[2]，同時將于2013年確定法規(guī)限值。

2011年至今，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會UN ECE世界車輛法規(guī)協(xié)調論壇噪聲專家工作組WP29（GRB）已經(jīng)就標準限值在第53、54、55、56次會議上進行了4次專門討論，由于中國不是1958年協(xié)定成員，不具備ECE R 51法規(guī)投票權，中國開展驗證試驗獲取的170組試驗數(shù)據(jù)也未計入ECE R 51法規(guī)的驗證試驗數(shù)據(jù)庫。從把握話語權最多的德國和日本提交的限值草稿來看，中國汽車市場特有的微型車、微型貨車、輕型客車、皮卡等3.5 t以下的輕型車將面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

依據(jù)驗證試驗情況，本文指出了中國特有的輕型車與歐洲市場的車型存在車型結構、發(fā)動機布置、聲學性能等多方面的較大差異，正在討論的ECE R51法規(guī)限值草案不適用于中國的實際情況，并提出了符合中國國情并更加公平的限制草案意見[3]。

1 ECE R51/03系列中輕型車限值草案現(xiàn)狀

ECE R 51/03系列法規(guī)的限值草案最早由德國于2011年9月提出[4]，日本于2012年02月提出了日本對于ECE R 51/03系列法規(guī)的限值[5]，2012年09月。德國與日本達成妥協(xié)，于2012年09月提交了新的噪聲限值草稿，其輕型車（M 1、N1、M 2≤3.5 t）限值草案如表1所示[6]，表中PMR為汽車功率質量比系數(shù)（最大凈功率/試驗質量，單位kW/t），GVW為汽車最大總質量（單位，t），PMR（GVW）為汽車最大總質量對應的功率質量比系數(shù)（最大凈功率/最大總質量，單位kW/t）。

表1 UN ECE R51限值草案，單位dB（A）

由于中國國產(chǎn)M 1類車輛PMR值均小于120 kW/t，所以第1階段均應執(zhí)行72 dB（A）限值（包含微型客車、輕型客車等）；部分最大總質量GVW≤2.5 t的N1類貨車，由于最大總質量對應的功率質量比系數(shù)PMR（GVW）＞35 kW/t，第1階段應執(zhí)行72 dB（A）限值（包含微型貨車、皮卡等），以上車型均面臨巨大的壓力。

2 國內特有輕型車輛特征

依據(jù)對德國、日本2012年09月提交的限值草案的分析，《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組發(fā)現(xiàn)其限值草案與中國國內情況不適應，源于中國特有輕型車輛未被充分考慮[7]。

2.1 國內微型客車特征

微型客車，即“交叉型乘用車”，目前主要的生產(chǎn)商有上汽通用五菱、長安汽車（長安、昌河、哈飛）、東風小康、陜西通家、一汽吉林、鄭州日產(chǎn)等。此類車型在中國銷量巨大，以2012年為例，共銷售超過220萬臺[8]，超過市場份額的11%，該類車型共同特點為：

最大總質量多分布在1.5～2.0 t之間，座位數(shù)為5～9人，整車長度3.5 m～4.5 m，均屬于M 1類車型；

發(fā)動機布置形式以中置為主，多位于座椅底部，發(fā)動機油底殼直接暴露在車輛底盤下方，發(fā)動機排量為0.8～1.5 L，發(fā)動機額定轉速4 400～6 000 r/m in，全部采用汽油燃料；

均采用后軸驅動，輪胎輪輞直徑多為13英寸（R13），車輛變速箱、傳動軸及主減速器等傳動系統(tǒng)均位于車輛底盤下方。

2.2 國內輕型客車特征

輕型客車，即國內常說的商務車，目前主要生產(chǎn)商有江鈴汽車、北汽福田、東風汽車、華晨金杯、江淮汽車、南汽集團、廈門金龍、一汽吉林、廈門金旅等，2012年共銷售超過30萬輛[9]，該類車型共同特點為：

最大總質量多分布在2.5～3.4 t之間，座位數(shù)為5～14人，整車長度4.6～5.5 m，屬于介于M 1和M 2類之間的過渡車型；

其發(fā)動機多位于前軸上方座椅底部（相應企業(yè)在工信部公告申報時，發(fā)動機布置形式多申報為發(fā)動機前置），發(fā)動機油底殼直接暴露在車輛底盤下方，發(fā)動機排量為2.0～2.8 L，發(fā)動機額定轉速為3 600～5 600 r/m in，采用汽油或柴油燃料；

均采用后軸驅動，車輛傳動比系數(shù)略大于普通轎車，車輛變速箱、傳動軸及主減速器等傳動系統(tǒng)均位于車輛底盤下方。

2.3 國內微型貨車及皮卡特征

微型貨車與微型客車采用相同的底盤布置，目前國內主要生產(chǎn)商有上汽通用五菱、長安汽車（長安、昌河、哈飛）、東風小康、一汽吉林等，此類車型年銷售量超過50萬輛[10]，此類車輛共同特點為：

微型貨車最大總質量多分布在1.7～2.5 t之間，皮卡整車長度3.8 m～4.5 m；

發(fā)動機布置形式為中置，發(fā)動機排量為0.8～1.5 L，發(fā)動機額定轉速4 400～6 000 r/m in，采用汽油燃料為主；

均采用后軸驅動，車輛變速箱、傳動軸及主減速器等傳動系統(tǒng)均位于車輛底盤下方。

國產(chǎn)皮卡主要生產(chǎn)商為長城汽車、中興汽車、福田汽車、江淮汽車等，此類車輛共同特征如下：

其前期生產(chǎn)的產(chǎn)品主要以最大總質量2.0～2.5 t為主，而近三年內開始大量出現(xiàn)最大總質量約為2.8 t的大皮卡；

發(fā)動機布置形式為前置，發(fā)動機排量為2.0～2.8 L，發(fā)動機額定轉速3 600～4 500 r/m in，多采用柴油燃料；

均采用后軸驅動或四輪驅動技術，車輛變速箱、傳動軸及主減速器等傳動系統(tǒng)均位于車輛底盤下方。

3 國內特有輕型車輛聲學水平及原因簡析

2009年—2012年，近四年的超過100組M 1、N1類車輛驗證試驗發(fā)現(xiàn)，國內特有的輕型車輛，其聲學水平與普通轎車相比，存在明顯差異[11]。

3.1 微型客車加速行駛車外噪聲水平

2009年至今，《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組依據(jù)ECE R 51/ 03系列法規(guī)開展轎車加速行駛車外噪聲試驗56組，開展微型客車加速行駛車外噪聲試驗12組。

如圖1所示，由于微型客車主要采用發(fā)動機中置的形式，多位于座椅底部，由于其空間狹窄，不利于降噪裝置的安裝，且在發(fā)動機底部或周圍采用吸聲材料或加裝隔聲裝置等措施，容易影響發(fā)動機和傳動系統(tǒng)的熱性能；如圖2所示，微型客車主要采用后輪驅動，發(fā)動機油底殼、變速箱、傳動軸、主減速器、驅動橋、排氣管均裸露于車輛底部，不利于聲學包裹；且由于微型客車往往采用小徑向尺寸的輪胎，當車輛獲得50 km/h左右的試驗車速時，往往需要采用更大的發(fā)動機轉速。以上幾個主要方面導致了微型客車的加速行駛車外噪聲結果高于普通的乘用車[12]。2組微型客車的加速行駛車外噪聲試驗結果均值大于56組轎車試驗結果均值1.7 dB（A）。

圖1 微型客車發(fā)動機艙布置形式

圖2 微型客車動力及排氣系統(tǒng)布置形式

3.2 輕型客車加速行駛車外噪聲水平

2009年至今，《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組依據(jù)ECE R 51/ 03系列法規(guī)開展輕型客車加速行駛車外噪聲試驗14組。

如圖3所示，為輕型客車發(fā)動機及底盤布置形式，其發(fā)動機位于前軸上方，后輪驅動，發(fā)動機油底殼、變速箱、傳動軸、主減速器、驅動橋、排氣管均裸露于車輛底部，不利于聲學包裹與降噪措施的開展。且由于其采用的發(fā)動機額定轉速低于轎車，為了獲得50 km/h左右的試驗車速，其發(fā)動機必須采用更高的負荷，導致其試驗結果均值高于普通轎車。14組輕型客車的加速行駛車外噪聲試驗結果均值大于56組轎車試驗結果均值2.2 dB（A）。

圖3 輕型客車發(fā)動機及底盤布置形式

3.3 微型貨車及皮卡加速行駛車外噪聲水平

2009年至今，《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組依據(jù)ECE R 51/ 03系列法規(guī)開展微型貨車加速行駛車外噪聲試驗10組，皮卡噪聲試驗7組。10組微型貨車的加速行駛車外噪聲試驗結果均值大于56組轎車試驗結果均值2.5 dB（A），7組皮卡噪聲試驗結果均值大于轎車試驗結果均值4.0 dB（A）。

4 國內特有輕型車輛與歐盟限值草案差距

由于歐盟制訂限值草案時候，并未考慮中國特有輕型車輛的實際情況，如果按照先前德國、日本提交的限值草案執(zhí)行，國內特有輕型車輛將面臨巨大挑戰(zhàn)。其概況如表2所示，如采用德國、日本提交的限值草案，中國加速行駛車外噪聲數(shù)據(jù)庫總計43組特有輕型車中，將有25組車型遭到淘汰，其總體淘汰率高達58%。

由于歐盟銷售的主要產(chǎn)品為轎車，其他車型如N1類貨車、輕型客車等也與中國有極大不同，均由轎車演變而來，如圖4、圖5所示1[13]。所以其在制訂M 1、N1類車輛限值草案時，均以轎車車型或其衍生產(chǎn)品的試驗結果作為參考，對于歐洲生產(chǎn)的運動型轎車或豪華轎車，依據(jù)車輛功率質量比系數(shù)將其區(qū)分并適度放寬了限值，而沒有全面考慮中國車型的具體特點。

圖4 歐洲市場銷售的N1類車型（發(fā)動機及動力傳動系統(tǒng)布置形式等同于轎車）

圖5 中國市場銷售的N1類微型貨車（發(fā)動機及動力系統(tǒng)布置形式不同于轎車）

5 適合中國的輕型車輛限值分類方式

《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組通過對數(shù)據(jù)庫的大量分析，獲得了可以作為輕型車輛限值分類方式的車輛參數(shù)有：座位數(shù)、最大總質量、發(fā)動機布置形式、驅動方式、車輛功率質量比系數(shù)。其中最為穩(wěn)定的車輛參數(shù)為車輛驅動方式與最大總質量。

據(jù)此《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組代表中國在聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會世界汽車法規(guī)協(xié)調輪胎噪聲專家工作組第57次會議上提出了中國關于噪聲限值的意見，其中提出輕型車可供選擇的限值方案中，如表3所示。

如采用此種限值分類方式，則對于普通轎車及衍生產(chǎn)品的限值淘汰率不會產(chǎn)生影響，中國特有的輕型車輛未被考慮的情況也可以基本得到解決。可以做到不同類型產(chǎn)品之間的淘汰率大致相當，增強法規(guī)的公平性，詳見表4。

表2 歐盟限值草案條件下國內輕型車淘汰率

表3 中國提交的限值草案

表4 更改限值分類方式后國內汽車產(chǎn)品淘汰率

6 結語

通過對中國特有輕型車輛特征及依據(jù)ECE R51/03系列開展的驗證試驗結果得到以下結論：

中國特有輕型車輛由于發(fā)動機及底盤布置等原因，其噪聲水平較普通轎車存在較大差距，在制訂噪聲限值時應該區(qū)別對待；

歐洲在制訂噪聲限值時，未對中國特有輕型車輛充分考慮，自主企業(yè)存在噪聲出口認證的潛在技術風險，應該對可能出現(xiàn)的歐盟法規(guī)嚴苛限值做好技術準備；

目前，中國正在與歐洲、日本等主要國家和地區(qū)積極協(xié)調，爭取消除技術壁壘，在制訂歐盟或國內法規(guī)限值時，盡可能全面考慮全球各地的產(chǎn)品特性[14]；

對于M 1、N1類車型的限值分類，目前《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組正在積極組織研究、分析，力爭推出適合中國國情、且易于被國際社會接受的分類方式。

[1]歐洲經(jīng)濟委員會.ECE Regulation No.51 revision 1-amendment 3 uniform provisions concerning the approval of motor vehicles having at least four wheels with regard to their noise emissions[S].2007.

[2]歐洲經(jīng)濟委員會WP29（GRB）.（Japan）Japanese proposal on UN Regulation No.51 lim it values-rationality of thresholds for N2 and M 3[R].UN ECE WP29（GRB）第57次會議.2013.

[3]歐洲經(jīng)濟委員會WP29（GRB）.（China）Proposal of new sound limit values to the draft 03 series of amendments to UN Regulation No.51[R].UN ECE WP29（GRB）第56次會議.2012.

[4]歐洲經(jīng)濟委員會WP29（GRB）.（Germany）German position on new lim it values for 03 series of amendments to Regulation No.51[R].UN ECE WP29（GRB）第54次會議.2011.

[5]歐洲經(jīng)濟委員會WP29（GRB）.（Japan）Japanese position on new lim it values for 03 series of amendments to Regulation No.51[R].UN ECE WP29（GRB）第55次會議.2012.

[6]歐洲經(jīng)濟委員會WP29（GRB）.（Japan）Japanese position on new lim it values for 03 series of amendments to Regulation No.51[R].UN ECE WP29（GRB）第56次會議.2012.

[7]荷蘭應用科學研究院.Venoliva-vehicle noise lim it values-comparison of two noise em ission test methodsfinal report[R].UN ECE WP29（GRB）第54次會議.2011.

[8]譚輝龍.2012年微型客車市場分析與2013年展望[J].汽車情報，2013，02：17-19.

[9]楊再舜.2012年輕型客車市場及產(chǎn)品發(fā)展態(tài)勢[J].汽車情報，2013，02：29-34.

[10]沈溪.2012年國內微卡市場分析及2013年預測[J].汽車情報，2013，02：35-36.

[11]馮屹.汽車加速行駛車外噪聲標準驗證試驗、限值草案及后續(xù)工作安排[R].汽車噪聲標準研究工作組第6次會議.2012.

[12]歐洲經(jīng)濟委員會WP29（GRB）.（China）Common solutions for sub-categories of M 1 and N1 categories[R].UN ECE WP29（GRB）第57次會議.2013.

[13]歐洲經(jīng)濟委員會WP29（GRB）.（Japan）Kei-truck of N1 [R].UN ECE WP29（GRB）第54次會議.2011.

International Challenge of Noise Lim it Values to Chinese Typical Light-duty Vehicles

XIE Dong-m ing,FENG Yi,GAO Yue,
WANG Xue-ping,ZHANG Xian-gjie

（China’sAutomotive Technology and Research Center,Tianjin 300162,China）

United Nations European Committee of Economy(UN ECE)will make a decision for the limit values of noise em itted by accelerating motor vehicles in the regulation ECE R51/03 series in 2013.Thus,Chinese typical light-duty vehicles are facing a serious challenge.The main reason is that there are obvious differences of the light-duty vehicles between China and Europe,and the Europe Union has not fully considered the Chinese typical light-duty vehicles when collecting the data for the noise limit values.This paper points out the discrepancy of the noise emission level between Chinese typical light-duty vehicles and passenger cars according to large amount of results of verification tests,puts forward a classification method of the noise lim it values suitable to the domestic situation,and suggests that the domestic manufacturers should take part in the amending of ECE regulations as the Japanese companies did and eliminate the technical barriers.

acoustics;noise em itted by accelerating motor vehicles;lim it value;light-duty vehicles;discrepancy analysis;ECE R51

TB53

A

10.3969/j.issn.1006-1335.2014.01.001

1006-1355(2014)01-0001-05

2012-04-08

環(huán)境保護部項目《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》，項目統(tǒng)一編號：464

謝東明（1985-），男，四川省大竹縣人，目前從事整車道路試驗研究和道路試驗標準工作。

E-mail:xdongming@126.com