在用點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)輕型汽車穩(wěn)態(tài)工況法排氣污染物排放限值修訂方法研究*

張 靜 劉寧鍇 周 平

(1.江蘇省太湖水質(zhì)監(jiān)測中心站，江蘇 南京 210036；2.江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 南京 210036；3.中國人民政治協(xié)商會議江蘇省委員會，江蘇 南京 210024)

在用點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)輕型汽車穩(wěn)態(tài)工況法排氣污染物排放限值修訂方法研究*

張 靜1劉寧鍇2周 平3

(1.江蘇省太湖水質(zhì)監(jiān)測中心站，江蘇 南京 210036；2.江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 南京 210036；3.中國人民政治協(xié)商會議江蘇省委員會，江蘇 南京 210024)

針對機(jī)動車尾氣污染物檢測現(xiàn)狀，提出了對在用點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)輕型汽車穩(wěn)態(tài)工況法排氣污染物排放限值的修訂方法，即首先收集在用汽車尾氣排放檢測數(shù)據(jù)，依次按照汽車類型、注冊登記日期及基準(zhǔn)質(zhì)量進(jìn)行劃分；通過數(shù)據(jù)整體性分析，確定調(diào)整基礎(chǔ)、調(diào)整檔次；再通過各因子不合格貢獻(xiàn)率分析，確定檢測因子優(yōu)先調(diào)整級別；最后，以江蘇省國Ⅰ、國Ⅱ階段輕型汽車的尾氣排放檢測數(shù)據(jù)為例，對提出的修訂方法進(jìn)行了實(shí)證研究。結(jié)果表明，該方法可很好解決修訂排放限值的問題。

在用點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)輕型汽車 穩(wěn)態(tài)工況法 排放限值 修訂方法

近年來，我國機(jī)動車引發(fā)了嚴(yán)重的大氣污染問題。機(jī)動車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)已成為控制污染的一種有效手段[1-2]。

《點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)汽車排氣污染物排放限值及測量方法(雙怠速法及簡易工況法)》(GB 18285—2005)要求：“省級有關(guān)行政主管部門可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，選擇雙怠速法或簡易工況法中的一種方法作為在用汽車排氣污染物排放檢測方法”。全國眾多省份均實(shí)施了地方標(biāo)準(zhǔn)，其中北京、上海、廣東、浙江、江蘇、陜西等省、直轄市選擇了簡易工況法作為在用汽車尾氣污染物排放檢測方法[3-6]。隨著排放控制技術(shù)、油品質(zhì)量的提升，應(yīng)進(jìn)一步嚴(yán)格排放限值，以便降低新車排放水平，提高高排放車輛的識別率[7-9]。但截至目前，只有北京、上海修訂了地方標(biāo)準(zhǔn)[10-11]，其他省份均未曾修訂。以江蘇為例，目前采用的是《在用點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)輕型汽車穩(wěn)態(tài)工況法排氣污染物排放限值》(DB32/ 966—2006)，檢測合格率明顯低于《確定點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)在用汽車簡易工況法排氣污染物排放限值的原則和方法》(HJ/T 240—2005)中推薦的10%～25%的高污染車檢出比例。因此，未來幾年將不可避免地出現(xiàn)修訂排放限值的高潮。

本研究通過對在用點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)輕型汽車尾氣檢測結(jié)果的統(tǒng)計與分析，建立了一套修訂標(biāo)準(zhǔn)限值的方法，為江蘇乃至其他省市修訂輕型汽車污染物排放限值提供理論參考。

1 研究方法

1.1 收集整理數(shù)據(jù)

(1) 劃分汽車類型。根據(jù)GB 18285—2005、HJ/T240—2005，將收集到的輕型汽車尾氣檢測數(shù)據(jù)劃分為第一、第二類輕型汽車兩大類。(2)劃分階段。按照車輛注冊登記日期，將上述數(shù)據(jù)劃分為國Ⅰ至國Ⅳ階段。根據(jù)地區(qū)實(shí)際情況，可對各階段數(shù)據(jù)組合調(diào)整。(3)劃分檔次。按照汽車基準(zhǔn)質(zhì)量，劃分成1～7檔：≤1 020、>1 020～1 250、>1 250～1 470、>1 470～1 700、>1 700～1 930、>1 930～2 150、>2 150～2 500 kg。

表1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及軟件計算可信度分析

1.2 統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)

收集整理后的數(shù)據(jù)采用某排放限值進(jìn)行整體性分析，并與預(yù)設(shè)監(jiān)控比例比較，從而判定各階段車輛排放限值的調(diào)整基礎(chǔ)和調(diào)整檔次。然后分階段、分檔次計算ASM5025、ASM2540兩種工況法下碳?xì)浠衔?HC)、CO、NO的不合格貢獻(xiàn)率，確定調(diào)整因子的優(yōu)先級別。

1.3 調(diào)整排放限值

優(yōu)先調(diào)整不合格貢獻(xiàn)率大、靈敏度高的因子。修訂后的排放限值與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)比較修正，并驗(yàn)證是否滿足預(yù)設(shè)不合格率，從而得到最終排放限值。

2 方法應(yīng)用及分析

以江蘇國Ⅰ、國Ⅱ階段輕型汽車為研究對象，利用收集到的簡易工況法下所測的CO、HC、NO排放數(shù)據(jù)來分析。按照“分類型、分階段、分區(qū)域”治理機(jī)動車污染物原則[12]，并考慮到江蘇省內(nèi)在用車輛的年代分布情況及排放水平，擬定國Ⅰ、國Ⅱ輕型汽車的預(yù)設(shè)不合格率為20%。

2.1 檢測結(jié)果統(tǒng)計

考慮到江蘇省內(nèi)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)差異和用車情況，從蘇州、揚(yáng)州和徐州隨機(jī)抽取了國Ⅰ、國Ⅱ輕型汽車的尾氣排放檢測數(shù)據(jù)，并開發(fā)軟件對其處理。以DB32/ 966—2006為標(biāo)準(zhǔn)，以式(1)計算誤差比例(P，%)，若P在±5%以內(nèi)，則認(rèn)為該軟件判定結(jié)果可信。由表1可見，1～7檔的P=-0.2%，軟件計算結(jié)果可信。

P=(X-Y)/X×100%

(1)

式中：X為現(xiàn)有樣本數(shù)據(jù)人工判定為不合格車輛數(shù)；Y為軟件計算不合格車輛數(shù)。

2.2 檢測結(jié)果數(shù)據(jù)分析

HJ/T 240—2005對穩(wěn)態(tài)工況法提供了最低和最高參考排放限值，而江蘇目前實(shí)施的DB32/ 966—2006選用了其最低限值。由表2可見，采用DB32/ 96—2006限值時，綜合不合格率為20.8%，與預(yù)設(shè)不合格率基本一致；第3、4檔不合格率分別為16.3%、16.2%，需加嚴(yán)排放限值；其他檔次不合格率為20%～35%，且檢測車輛數(shù)較少，可保持原排放限值不變。由表3可見，采用HJ/T 240—2005穩(wěn)態(tài)工況法最高限值時，綜合不合格率為38.7%，高于預(yù)設(shè)不合格率，各檔次排放限值均需適當(dāng)放寬。因此，修訂排放限值應(yīng)以DB32/ 966—2006為基礎(chǔ)，適當(dāng)加嚴(yán)第3、4檔排放限值，其他檔次保持不變。

表2 采用DB32/ 966—2006限值的整體分析情況

表3 采用HJ/T 240—2005穩(wěn)態(tài)工況法最高限值的整體分析情況

以DB32/ 966—2006為基礎(chǔ)，分析ASM5025、ASM2540兩種工況下CO、HC、NO的因子不合格貢獻(xiàn)率，結(jié)果見表4，其中因子不合格貢獻(xiàn)率為單項(xiàng)因子不合格車輛數(shù)與不合格車輛總數(shù)(本研究中即25 895)的比值。ASM5025工況下NO因子不合格貢獻(xiàn)率最高，為82.5%。因此，需重點(diǎn)修訂其排放限值。

2.3 排放限值修訂

由表5可見，通過對第3、4檔ASM5025工況下NO排放限值進(jìn)行修訂，即可使該兩檔的車輛不合格率分別調(diào)整為19.8%、20.1%，相應(yīng)的車輛綜合不合格率也調(diào)整為22.7%，基本符合預(yù)設(shè)不合格率的要求。

表4 采用DB32/ 966—2006的因子不合格貢獻(xiàn)率分析

表5 修訂排放限值前后不合格車輛對比統(tǒng)計1)

注：1)CO、HC、NO排放限值均為體積分?jǐn)?shù)；2)與DB32/ 966—2006相比，未變化的數(shù)據(jù)不再重復(fù)列出。

3 結(jié) 語

本研究提出的對輕型汽車穩(wěn)態(tài)工況法排氣污染物排放限值的修訂方法，是在統(tǒng)計在用汽車尾氣排放檢測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，依次通過數(shù)據(jù)整體性分析、各因子不合格貢獻(xiàn)率分析，確定調(diào)整的基礎(chǔ)、檔次及檢測因子調(diào)整優(yōu)先級別，從而修訂排放限值。將該方法應(yīng)用于江蘇省國Ⅰ、國Ⅱ階段輕型汽車的尾氣排放檢測數(shù)據(jù)，確定修訂排放限值以DB32/ 966—2006為基礎(chǔ)，并需適當(dāng)加嚴(yán)第3、4檔次ASM5025工況下NO的排放限值。結(jié)果表明，該方法可很好解決修訂排放限值的問題。

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Researchonthemethodofreviselimitsforexhaustpollutantsfromin-uselight-dutyvehicleequippedignitionenginewithsteady-statemodeconditions

ZHANGJing1，LIUNingkai2，ZHOUPing3.

(1.JiangsuTaihuWaterQualityMonitoringCenterStation，NanjingJiangsu210036；2.JiangsuEnvironmentalMonitoringCenter，NanjingJiangsu210036；3.JiangsuProvincialCommitteeoftheChinesePeople’sPoliticalConsultativeConference，NanjingJiangsu210024)

According to the presence of the exhaust pollutants detection from in-use light-duty spark ignition vehicles under steady-state mode conditions，a pollutant emission limits revision method was presented. At the first stage，the gathered detection data of the exhaust pollutants was classified based on the vehicle type，registered time and reference quality. Then integrity analysis was used to confirm the adjusted base and lever，and the analysis of the unqualified contribution rate of factors was used to confirm the adjustment rank. Finally，detection data of the exhaust pollutants from the stage CHINA Ⅰ and Ⅱ in Jiangsu Province was taken as a case study. The result showed that the method could solve the problem of revising the emission limits perfectly.

in-use light-duty vehicle equipped ignition engine; steady-state mode; emission limits; revision method

張 靜，女，1983年生，碩士，工程師，主要從事環(huán)境管理工作。

*美國能源基金第四期機(jī)動車污染防治研究；江蘇省環(huán)?？蒲姓n題(No.2013065)。

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.12.022

2016-09-09)