在用輕型汽油車環(huán)保定期檢驗(yàn)與排放限值研究

黃鵬超

（柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院，廣西柳州 545006）

機(jī)動(dòng)車保有量劇增致使車輛尾氣超標(biāo)排放污染已成為影響人類生存空氣質(zhì)量的主要污染。廣西目前各類機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到1100萬(wàn)輛，其中汽油車占機(jī)動(dòng)車總量比例19%，汽油車尾氣超標(biāo)排放對(duì)本地環(huán)境影響已日趨嚴(yán)重。對(duì)此有關(guān)部門已加強(qiáng)在用車輛環(huán)保定期檢驗(yàn)（I/M）力度，構(gòu)建系統(tǒng)。可行的監(jiān)控制度體系［1］。2019年5月1日開(kāi)始廣西汽車環(huán)保檢測(cè)已經(jīng)實(shí)施了《汽油車污染物排放限值及測(cè)量方法（雙怠速法及簡(jiǎn)易工況法）》（GB18285-2018），《柴油車污染物排放限值及測(cè)量方法（自由加速法及加載減速法）》（GB3847-2018）兩項(xiàng)新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，意味著對(duì)車輛的尾氣排放管控要求更為嚴(yán)格［1-2］。

1 我國(guó)機(jī)動(dòng)車污染物排放模型

我國(guó)依據(jù)現(xiàn)階段機(jī)動(dòng)車實(shí)際排放現(xiàn)狀，自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了中國(guó)機(jī)動(dòng)車排放模型China Vehicle Emission Model，簡(jiǎn)稱為 CVEM［1-3］。該模型具有十分強(qiáng)大的分析統(tǒng)計(jì)功能，通過(guò)模型既可以計(jì)算出全國(guó)、各個(gè)省份主要城市各類機(jī)動(dòng)車的排放因子，還可以通過(guò)各類車輛的保有量的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，按照需要計(jì)算出各種類型機(jī)動(dòng)車污染物排放總量，最后的結(jié)果可以以圖形的形式進(jìn)行輸出以便監(jiān)控部門分析，便于各地方政府對(duì)機(jī)動(dòng)車排放進(jìn)行監(jiān)控和修訂排放限值。該模型充分考慮到機(jī)動(dòng)車的排放污染物的復(fù)雜性，污染物統(tǒng)計(jì)計(jì)算主要包括CO、HC、NOx、PM四類，并計(jì)算出全國(guó)365個(gè)地級(jí)市的機(jī)動(dòng)車排放系數(shù)。通過(guò)該模型，我國(guó)的機(jī)動(dòng)車排放總量計(jì)算可簡(jiǎn)單描述為：

式中：TD—排放總量，MVO—機(jī)動(dòng)車保有量，EC—排放系數(shù)

機(jī)動(dòng)車作為一個(gè)移動(dòng)源模型，其車型的分類對(duì)排放系數(shù)的確定非常重要，模型把機(jī)動(dòng)車分為了汽車、摩托車、低速載貨汽車3大類，具體劃分如表1所示。按照機(jī)動(dòng)車的類型劃分為12類，細(xì)分34小類。

表1 中國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)中的汽車分類［3］

我國(guó)CVEM模型的目標(biāo)任務(wù)主要是針對(duì)1980—2030年的中國(guó)機(jī)動(dòng)車污染物排放狀況進(jìn)行評(píng)估、預(yù)測(cè)，并為每個(gè)省和主要城市的機(jī)動(dòng)車排放清單提供計(jì)算功能［3］。CVEM模型是根據(jù)排放類型來(lái)計(jì)算總排放量：

式中：TD—總排放；EE—蒸發(fā)排放；TGE—尾氣排放；EE—蒸發(fā)排放；UE—城區(qū)排放；HSE—高速路排放；SD—郊區(qū)排放；TGE—尾氣排放；CSE—冷啟動(dòng)排放；HOD—熱運(yùn)行排放；NV—車輛數(shù)；VMT—年均行駛里程；EF—排放因子

根據(jù)（1）至（5）計(jì)算公式，排放模型劃分一定要根據(jù)機(jī)動(dòng)車不同排放特性進(jìn)行，才能準(zhǔn)確計(jì)算不同類型機(jī)動(dòng)車污染物排放總量，再對(duì)每一類機(jī)動(dòng)車進(jìn)行排放系數(shù)的計(jì)算［4］。

輕型車和摩托車排放因子計(jì)算方法利用平均速度法：

EF=BEF×SCF×TCF×LCF×FCF×ACF （6）式中：BEF—基本排放因子；TCF—溫度修正因子；SCF—速度修正因子；ACF—空調(diào)修正因子；FCF—燃料修正因子；LCF—負(fù)載修正因子

CVEM模型計(jì)算具有非常強(qiáng)大的樣本數(shù)據(jù)。主要包括以下4方面：（1）全國(guó)320個(gè)城市的汽車企業(yè)及其售后維修服務(wù)店車隊(duì)信息數(shù)據(jù)；（2）全國(guó)345個(gè)城市公安交通管理局提供的車輛數(shù)據(jù)；（3）20個(gè)典型城市機(jī)動(dòng)車行駛工況調(diào)查數(shù)據(jù)；（4）機(jī)動(dòng)車修正因子數(shù)據(jù)和排放因子來(lái)源于國(guó)檢各級(jí)環(huán)保部門機(jī)動(dòng)車排污監(jiān)控中心及其合作研究機(jī)構(gòu)［4］。

2 廣西機(jī)動(dòng)車各種污染物排放情況

依據(jù)現(xiàn)有機(jī)動(dòng)車的保有量及環(huán)保部門的監(jiān)控統(tǒng)計(jì)，利用我國(guó)機(jī)動(dòng)車排放CVEM模型對(duì)廣西機(jī)動(dòng)車排放污染總量進(jìn)行測(cè)算。2018年廣西機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)1168.1萬(wàn)輛。其中，汽車322.3萬(wàn)輛，摩托車692.80萬(wàn)輛，掛車2.73萬(wàn)輛，拖拉機(jī)48.72萬(wàn)輛，其他類型車輛0.01萬(wàn)輛。全年機(jī)動(dòng)車排放四種主要污染物為106.04萬(wàn)噸，其中一氧化碳（CO）80.92萬(wàn)噸、碳?xì)浠衔铮℉C）9.99萬(wàn)噸、氮氧化物（NOx）13.83萬(wàn)噸、總顆粒物（PM）1.3萬(wàn)噸。這四種主要污染物的生成者都是汽車，其排放的一氧化碳和碳?xì)浠衔锍^(guò)了相應(yīng)污染物的67%，氮氧化物和總顆粒物超過(guò)了相應(yīng)污染物的94.1%。其中，南寧市和玉林市機(jī)動(dòng)車氮氧化物排放量分別為3.75萬(wàn)噸和1.87萬(wàn)噸，兩者合計(jì)占全區(qū)總量的41.%［5］。四類主要污染物排放來(lái)源情況如圖1所示。

圖1 四類主要污染物排放來(lái)源

2018年廣西機(jī)動(dòng)車排放一氧化碳80.92萬(wàn)噸。其中，汽車排放56.91萬(wàn)噸，占70.3%；低速載貨汽車排放0.16萬(wàn)噸，占0.20%；摩托車排放23.85萬(wàn)噸，占29.5%。2018年廣西機(jī)動(dòng)車排放一氧化碳量前三位的城市依次是南寧市、柳州市、桂林市。2018年廣西各市機(jī)動(dòng)車一氧化碳排放量如圖2所示。

圖2 各市機(jī)動(dòng)車一氧化碳排放量

2018年廣西機(jī)動(dòng)車排放碳?xì)浠衔?.99萬(wàn)噸。其中，汽車排放6.66萬(wàn)噸，占67.0%；低速載貨汽車排放0.10萬(wàn)噸，占1.0%；摩托車排放3.23萬(wàn)噸，占32.0%。2018年廣西機(jī)動(dòng)車排放碳?xì)浠衔锪壳叭坏某鞘幸来问悄蠈幨?、柳州市、桂林市?018年廣西各市機(jī)動(dòng)車碳?xì)浠衔锱欧帕咳鐖D3所示。

圖3 各市機(jī)動(dòng)車碳?xì)浠衔锱欧帕?/p>

2018年廣西機(jī)動(dòng)車排放氮氧化物排放量13.83萬(wàn)噸，其中，汽車排放13.0萬(wàn)噸，占94.1%；低速載貨汽車排放0.16萬(wàn)噸，占1.2%；摩托車排放0.65萬(wàn)噸，占4.7%。2018年廣西機(jī)動(dòng)車排放氮氧化物量前三位的城市依次是南寧市、玉林市、桂林市。2018年廣西各市機(jī)動(dòng)車氮氧化物排放量如圖4所示。其中，南寧市和玉林市機(jī)動(dòng)車氮氧化物排放量分別為3.76萬(wàn)噸和1.87萬(wàn)噸，兩者合計(jì)占全區(qū)總量的40.7%。

圖4 各市機(jī)動(dòng)車氮氧化物排放量

3 在用輕型汽油車ASM排放限值

3.1廣西I/M檢測(cè)維護(hù)制度

2013年廣西頒布了最新的《廣西壯族自治區(qū)機(jī)動(dòng)車排氣污染防治辦法》，推行機(jī)動(dòng)車排氣污染定期檢查與維護(hù)制度（I/M制度）和工況法排氣檢測(cè)工作。按照該辦法制定了機(jī)動(dòng)車環(huán)保分類標(biāo)志管理辦法，從制定標(biāo)志、核發(fā)、管理和執(zhí)行做出了規(guī)定。廣西從2015年6月1日起，在全區(qū)開(kāi)始實(shí)施機(jī)動(dòng)車排氣污染檢測(cè)，對(duì)不達(dá)標(biāo)的黃標(biāo)車和無(wú)環(huán)保合格標(biāo)志車輛實(shí)施限行禁行等強(qiáng)制措施，同時(shí)實(shí)施汽油車執(zhí)行穩(wěn)態(tài)工況法檢測(cè)即ASM檢測(cè)。全區(qū)按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一排放限值標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一檢測(cè)方法、統(tǒng)一標(biāo)志管理、統(tǒng)一安裝操作軟件（即聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控）”的原則，機(jī)動(dòng)車環(huán)保檢測(cè)站建設(shè)（包括新建和改造）達(dá)到41個(gè)，檢測(cè)線達(dá)到220條，建成一套全區(qū)聯(lián)網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3.2在用輕型汽油車穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）檢測(cè)

穩(wěn)態(tài)工況法檢測(cè)是最簡(jiǎn)單的有負(fù)荷測(cè)試方法，主要由5025和2540兩個(gè)穩(wěn)態(tài)工況組合而成，我國(guó)的HJ/T240－2005排放標(biāo)準(zhǔn)中提出點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)易工況法檢測(cè)限值原則和方法，提出了采用ASM作為在用汽油車排放監(jiān)測(cè)方法包括ASM5025和ASM2540加速模擬工況［6-8］。底盤測(cè)功器上運(yùn)轉(zhuǎn)檢驗(yàn)的具體要求如表2所示。

表2 穩(wěn)態(tài)工況法試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)

3.3 穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）檢測(cè)排放限值

遵照“新車新標(biāo)準(zhǔn)、老車?yán)蠘?biāo)準(zhǔn)”的原則，依據(jù)汽車的基準(zhǔn)質(zhì)量劃分，2000年7月1日以前生產(chǎn)的第一類輕型汽車，2001年10月1日以前生產(chǎn)的第二類輕型汽車適合表3所示的Ⅰ類限值。

表3 穩(wěn)態(tài)工況（ASM）排氣污染物排放限值Ⅰ類限值

對(duì)于2000年7月1日以后生產(chǎn)的第一類輕型汽車和2001年10月1日以后生產(chǎn)的第二類輕型汽車適合表4所示的Ⅱ類限值［9-10］。

表4 穩(wěn)態(tài)工況（ASM）排氣污染物排放限值Ⅱ類限值

4 結(jié)語(yǔ)

以廣西2018年機(jī)動(dòng)車保有量數(shù)據(jù)為核算基礎(chǔ)，利用我國(guó)機(jī)動(dòng)車污染物排放CVEM模型對(duì)廣西在用汽油車排放總量進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)不同區(qū)域、不同車型比例進(jìn)行各城市汽油車尾氣污染物排放分量計(jì)算，獲得客觀準(zhǔn)確的廣西汽油車排放現(xiàn)狀相關(guān)數(shù)據(jù)。對(duì)比分析區(qū)內(nèi)外I/M檢測(cè)維修制度實(shí)施進(jìn)展情況，表明廣西建設(shè)和完善I/M檢測(cè)維修制度的迫切性，提出構(gòu)建包括排放標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法、實(shí)施監(jiān)管制度等系統(tǒng)建設(shè)措施。