在用汽車排氣污染物限值及測試方法

在用汽車排氣污染物限值及測試方法

《在用汽車排氣污染物限值及測試方法》是為在用汽車排氣污染物的排放制定的標準。起草單位是交通部公路科學研究所,起草人是王曉輝、韓國慶。

基本信息

標準說明

本標準全文強制性標準。

為控制在用汽車排氣污染物的排放,改善環境空氣品質,特制定本標準。

本標準的加速模擬工況試驗限值及試驗方法參照美國國家環保局標準EPA-AA-RSPD-1M-96-2

《加速模擬工況試驗規程、排放標準、質量控制要求及設備技術要求 技術導則》(1996年7月)制定。

本標準的裝配壓燃式發動機按GB14761-1999通過C類認證的車輛,使用取樣式不透光度儀進

行自由加速可見污染物排放試驗,代替過去標準中的濾紙式煙度計,因此試驗方法和煙度單位與過去的標準截然不同。

本標準的附錄A、附錄B是標準的附錄。附錄C、附錄D是提示的附錄。

本標準由中華人民共和國交通部提出。

本標準由全國汽車維修標準化技術委員會歸口。

本標準起草單位:交通部公路科學研究所。

本標準主要起草人:王曉輝、韓國慶。

中華人民共和國國家標準

標準細則

1 範圍

本標準規定了在用汽車排氣污染物的限值和測試方法。

本標準適用於裝配點燃式四衝程發動機及壓燃式發動機,最大總質量大於或等於400kg,最大設計車速大於或等於50km/h的在用汽車。

2 引用標準

下列標準所包含的條文,通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時,所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。

GB 252-1994 輕柴油

GB/T 3845-1993 汽油車排氣污染物的測量 怠速法

GB/T 3846-1993 柴油車自由加速煙度的測量 濾紙菸度法

GB 3847-1999 壓燃式發動機和袋用壓燃式發動機的車輛排氣可見污染物限值及測試方法

GB 14761-1999 汽車排放污染物限值及測試方法

GB/T 15089-1994 機動車輛分類

GB 17930-1999 車用無鉛汽油

SY/T 7546-1996 汽車用壓縮天然氣

SY 7548-1998 汽車用液化石油氣

3 定義

本標準採用下列定義。

3.1 在用汽車 in-use vehicles

上牌照以後的汽車。

3.2 輕型汽車 light duty vehicles

最大總質量不超過3500kg的M類和N1類車輛。

3.3 重型汽車 heavy duty vehicles

最大總質量大於3500kg的車輛。

3.4 M、N、M1和N1類車輛 vehicle type of M、N、M1 and N1。

GB/T 15089中規定的車輛。

3.5 基準質量(RM) reference mass

指車輛的“整備質量”加上100 kg。

3.6 最大總質量(GTM) maximum total mass

指汽車製造廠提出的技術上允許的最大質量。

3.7 氣體污染物 gas pollutants

指一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)和氮氧化物(NOx)。碳氫化合物以正己烷當量表示。氮氧化物以一氧化氮(NO)表示。

3.8 排氣污染物 exhaust pollutants

對以點燃式發動機為動力的車輛,指排氣管排出的氣體污染物。對以壓燃式發動機為動力的車輛,指排氣管排出的排氣可見污染物。

3.9 加速模擬工況(ASM)acceleration simulation mode

車輛預熱到規定的熱狀態後,加速至規定車速,根據車輛規定車速時的加速負荷,通過測功機對車輛載入,車輛保持等速運轉即為加速模擬工況。

4 試驗分類及試驗方法

4.1試驗分類

試驗分為裝配點燃式發動機的車輛試驗和裝配壓燃式發動機的車輛試驗。

4.1.1裝配點燃式發動機的車輛試驗

進行怠速試驗,雙怠速試驗和加速模擬工況(ASM)試驗。

4.1.1.1 雙怠速試驗或加速模擬工況(ASM)試驗

按GB 14761通過B類認證,設計乘員數不超過6人,且最大總質量不超過2500 kg的M1類車輛和按GB 14761通過B類認證,設計乘員數超過6人,或最大總質量超過2500kg但不超過3500kg的M類車輛和N1類車輛,進行雙怠速試驗或加速模擬工況(ASM)試驗。

4.1.1.2 除4.1.1.1條規定的其他M、N類裝配點燃式發動機的車輛進行怠速試驗。

4.1.2 裝配壓燃式發動機的車輛試驗

4.1.2.1 按GB I4761通過C類認證的車輛進行自由加速排氣可見污染物試驗。

4.1.2.2 除4.1.2.1條規定的其他裝配壓燃式發動機的車輛進行自由加速煙度試驗。

4.2試驗方法

4.2.1 雙怠速試驗

按GB/T 3845-1993附錄C的規定進行試驗。

4.2.2 加速模擬工況試驗

按附錄A(標準的附錄)進行試驗。

4.2.3 怠速試驗

按GB/T 3845的規定進行試驗。

4.2.4 自由加速試驗

4.2.4.1 自由加速排氣可見污染物試驗按附錄B(標準的附錄)進行試驗。

4.2.4.2 自由加速煙度試驗按GB/T 3846的規定進行試驗。

5 排氣污染物限值

5.1 裝配點燃式發動機的車輛排氣污染物限值

5.1.1 裝配點燃式發動機的車輛進行雙怠速試驗排氣污染物限值見表1。

5.1.2 裝配點燃式發動機的車輛加速模擬工況試驗排氣污染物限值見表2。

b.1.3 裝配點燃式發動機的車輛怠速試驗排氣污染物限值見表3。

5.2 裝配壓燃式發動機的車輛自由加速試驗排氣污染物限值

5.2.1 裝配壓燃式發動機的車輛自由加速試驗排氣可見污染物限值見表4。

表4 裝配壓燃式發動機的車輛自由加速試驗排氣可見污染物限值

車 輛 類 型 光吸收係數 m
2001年1月1日以後上牌照的在用車 2.5

5.2.2 裝配壓燃式發動機的車輛自由加速試驗煙度排放限值見表5。

表5 裝配壓燃式發動機的車輛自由加速試驗煙度排放限值

車輛類型 煙度值,Rb
1995年7月1日以前生產的在用車 4.7
1995年7月1日起生產的在用車 4.0

附錄A

(標準的附錄)

加速模擬工況試驗

A1 在底盤測動機上的試驗運轉循環

A1.1 在底盤測功機上的試驗運轉循環由ASM 5025和ASM 2540兩個工況組成,見圖A1、表A1所示。

A1.1.1 ASM5025工況

經預熱後的車輛加速至25.0km/h,測功機以車輛速度為25.0km/h,加速度為1.475m/s時的輸出功率的50%作為設定功率對車輛載入。車輛以25.0km/h±1.5km/h的速度持續運轉10s,工況計時器開始計時(t=0 s),持續運行90 s(t=90 s)即為ASM5025工況。

A1.1.2 ASM2540工況

ASM5025工況試驗結束後車輛立即加速至40.0km/h,測功機以車輛速度為40.0km/h,加速度為1.475m/s時的輸出功率的25%作為設定功率對車輛載入。

A1.1.3 復檢試驗

第一次試驗如不合格,可進行復檢試驗。連續進行ASM5025工況和ASM2540工況試驗,每個工況測試時間延長至145 s(t=145 s),兩工況重複測試時間為290 s(t=290 s)。

A2 車輛和燃料

A2.1 試驗車輛

A2.1.1車輛的機械狀況應良好,無影響安全或引起試驗偏差的機械故障。

A2.1.2車輛進、排氣系統不得有任何泄漏。

A2.1.3車輛的發動機、變速箱和冷卻系統等應無液體滲漏。

A2.1.4輪胎表面磨損應符合有關標準的規定。驅動輪輪胎壓力應符合生產廠的規定。

A2.2燃料

應使用無鉛汽油或壓縮天然氣、液化石油氣。無鉛汽油應符合GB I7930的規定;壓縮天然氣應符合SY/T7546的規定,液化石油氣應符合SY 7548的規定。

A3 試驗設備技術要求

試驗設備應符合國家相關標準和計量檢定規程的規定。

A3.1底盤測功機

A3.1.1 測功機結構應適用於最大總質量不大於3800 kg的M類、N類車輛。

A3.1.2 根據試驗記錄的車輛參數,測功機應能自動選擇試驗工況的載入功率。

A3.1.3 測功機功率吸收裝置

A3.1.3.1 設定的測功機載入功率應穩定,不應有影響車輛正常運轉的波動。

設定側功機對車輛的載入功率時應考慮到車輪與滾筒表面的摩擦損失功率和測功機內部損失功率,並按下列公式進行功率設定:

Pi=Pt-Pc-Pf

P=Pi+Pc

式中:P--設定功率值,根據基準質量和試驗工況確定,kW;

Pi--測功機的指示功率,kW;

Pt--車輛規定工況的輸出功率,kW;

Pf--測功機滾筒與輪胎表面摩擦損失功率,kW;

Pc--測功機內部損失功率,kW。

A3.1.3.2 測功機功率吸收裝置應能滿足最大總質量(GTM)小於3800 kg的M類、N類車輛進行ASM5025和ASM2540工況時的試驗載荷要求。在滾筒轉速大子22.5 km/h時,功率吸收裝置吸收的功率應不少於15 kW,穩定的試驗狀態應不少於5min,每次試驗間隔3min。

A3.1.3.3 測功機應定期標定系統的內部損失功率(包括軸承摩擦損失、系統驅動摩擦損失和風阻損失等)。

A3.1.3.4 應使用電功率吸收裝置。在25km/h和40km/h的轉速下,測功機吸收功率應能以0.1 kW為單位進行調整。功率設定的準確度應為±0.5 kW。

A3.1.4滾筒

A3.1.4.1 測功機應裝備雙滾筒。滾筒直徑為200 mm到530 mm之間。可採用左右可移動式濃筒或固定式滾筒。固定式滾筒內跨距小乾760 mm,外跨距大於2540 mm。

A3.1.4.2 滾筒中心距要求

L=(620+D)·sin31.5

式中:L--滾筒軸間距,mm;

D--滾筒直徑,mm。

滾筒軸間距公差為-6.5mm~12.5mm。

A3.1.4.3 在任何氣候條件下,滾筒尺寸、表面處理和硬度均應保證輪胎不打滑;測試距離、速度精度恆定;輪胎磨損小、噪聲低。

A3.1.5 慣量

A3.1.5.1 基本慣量

測功機應配備機械飛輪或慣量模擬裝置使測功機具有800 kg±20 kg的基本慣量;並應標明基本慣量偏差。

A3.1.5.2 慣量模擬

測功機應能模擬基準質量小於3500kg的車輛在加速度為0~1.475 m/s時的瞬態慣量。慣量為800~2700 kg,速度為25 m/s的車輛加速時測功機最大模擬輸出功率應大於18 kW。應標明慣量模擬偏差,慣量模擬並應做相應修正。

A3.1.5.3 慣量模擬系統回響

慣量模擬扭矩回響在0.5 s內應達到扭矩變化終值的90%。

A3.1.5.4 慣量模擬誤差

慣量模擬誤差應不超過被試車輛所選慣性質量的10%。

A3.1.6 其他要求

A3.1.6.1 測功機應有滾筒轉速測量裝置。測功機應能達到的最高車速為90 km/h。車速大於10 km/h時,測量準確度應為±1.0 km/h。

A3.1.6.2 測功機應配備限位系統。限位系統應保證施加於驅動輪上的水平、垂直方向的力對排放測量沒有影響。

A3.1.6.3 測功機應配備冷卻車輛的裝置。環境溫度超過295 K(22℃)時冷卻系統應啟動。應避免冷卻車輛催化轉化器。

A3.1.6.4 測功機的安裝應保證測試車輛在測功機上試驗時處於水平位置。

A3.1.6 四輪驅動測功機

四輪驅動測功機應能按A3.1.3.1的規定對車輛正確載入,不能損壞車輛的四輪驅動系統,並適用於加裝防抱死制動系統和牽引力控制系統的車輛。前後車輪滾筒速度同步誤差應小於0.3 km/h。

A3.2 測量儀器

A3.2.1排氣分析儀

A3.2.1.1 取樣系統應有水分離系統、顆粒過濾裝置、取樣泵和流量控制單元,應保證可靠耐用,無泄漏並且易於維護。與取樣氣體接觸的製造材料不能與取樣氣體發生反應並且不污染取樣氣體或改變被分析氣體的特性。取樣系統必須耐腐蝕,並能耐受ASM試驗工況290 s的車輛排氣溫度。

A3.2.1.2 取樣探頭插入車輛排氣管深度應不小於400 mm,所用材料應能耐受873 K(600℃)的排氣溫度。

A3.2.1.3 排氣分析儀應能測試雙排氣管車輛。雙取樣探頭應保證各支管流量相同。

A3.2.1.4排氣通風系統

通風系統不應引起探頭取樣點尾氣被稀釋且不能引起車輛排氣出口壓力變化大於0.25 kPa。

A3.2.1.5 排氣分析儀應能滿足至少每秒一次的廢氣濃度測試能力。

A3.2.1.6 下列情況系統取樣分析應自動停止工作:

--排氣分析儀未預熱;

--無關氣體干擾影響超過±10×10HC、±0.05%C0、±0.20%C02和±25×l0NO;

--取樣系統中HC殘留量濃度大於10×l0;

--零點漂移或標定時的讀數漂移超過分析儀調整範圍。

A3.2.1.7 排氣分析儀應能抗電磁干擾,抗振動衝擊。

A3.2.1.8 排氣分析儀回響要求

排氣分析儀對HC、CO、CO2分析,從探頭輸入被測氣體到顯示終值的90%反應時間應小於8 s,顯示終值的95%反應時間應小於12 s;對NO分析,從探頭輸入被測氣體到顯示終值的90%反應時間應小於12 s,NO穩定值讀數下降到10%穩定讀數值的反應時間應小於12 s。

A3.2.1.9 HC、CO和CO2分析應採用不分光紅外吸收型(NDIR)分析儀,NO分析應採用電化學感測器分析儀。儀器量程和測量誤差應滿足表A2的要求(滿足相對誤差和絕對誤差任一項即可)。

A3.2.2 其他測量裝置

A3.2.2.1 濕度計

相對濕度測量範圍應為5%~95%,測量準確度應為±3%。

A3.2.2.2 溫度計

溫度測量範圍應為255~333K(-18℃~60℃),測量準確度應為±1.5K。

A3.2.2.3 氣壓計

氣壓測量範圍應為80~110kPa,測量準確度應為±3%。

A3.2.2.4 計時器

計時器10~1000 s測重準確度應為±0.l%。

A3.2.3 測量儀器顯示解析度應滿足表A3的要求

A3.3 自動檢測控制系統和顯示。

A3.3.1 自動檢測控制系統應能根據輸入的車輛參數向動設定載入載荷和選擇排放標準。檢測程式、數據採集和分析判斷檢測結果應由計算機控制自動進行。

A3.3.2 自動檢測控制系統應考慮到排氣分析儀的回響時間,以確保記錄的排氣污染物檢測值與相應的試驗工況記錄值互相對應。

A3.3.3 系統應配備清晰可見的駕駛員引導裝置。引導裝置應不斷顯示所需速度、試驗工況時間、駕駛實際速度和時間,以及其他必要的提示和警告。

A4 試驗準備

A4.1 車輛準備

A4.1.1 如需要,可在發動機上安裝冷卻水和潤滑油測溫計等測試儀器。

A4.1.2 應關閉空調、暖風等附屬裝備,裝備牽引力控制裝置的車輛應關閉牽引力控制裝置。

A4.1.3 車輛預熱,進行試驗前,車輛各總成的熱狀態應符合汽車技術條件的規定,並保持穩定。在試驗前車輛的等候時間超過20min或在試驗前熄火超過5min,應選以下任一種方法預熱車輛。

--車輛在無負荷狀態使發動機以2500 r/min轉速運轉4min;

--車輛在測功機上按ASM5025工況運行60 s。

A4.1.4 變速器的使用

安裝自動變速器的車輛應使用前進檔進行試驗。安裝手動變速器的車輛應使用二檔,如果二檔所能

達到的最高車速低於45km/h可使用三檔。

A4.1.5 車輛驅動輪應位於滾筒上,必須確保車輛橫向穩定。驅動輪胎應乾燥防滑。

A4.1.6 車輛應限位良好。對前輪驅動車輛,試驗前應使駐車制動起作用。

A4.1.7 在試驗工況計時過程中,車輛不允許制動。如果車輛制動,工況起始記時應重新置零(t=0)。

A4.2 設備準備與設定

A4.2.1 排氣分析儀預熱

應在通電後30min內達到穩定。在5min內未經調整,零位及HC、CO、NO和CO2的量距飲數應

穩定在誤差範圍內。

A4.2.2 在每次開始試驗前2min內,分析儀器應完成自動調零、環境空氣測定和HC殘留量的檢查。

A4.2.3 測功機預熱

測功機停機或轉速小於25km/h超過30min,應在試驗前進行自動預熱。

A4.2.4 載荷設定

在進行每個工況試驗前,測功機應根據輸入的車輛參數及試驗工況按A3.1.3.1要求自動設計對車輛的載入載荷。

A4.3 在試驗循環開始前應記錄環境溫度、相對濕度和大氣壓力。

A4.4 CO與CO2濃度之和小於6%,或發動機在任何時間熄火,應終止試驗,排放測量無效。

A5 試驗程式

A5.1 車輛驅動輪位於測功機滾筒上,將分析儀取樣探頭插入排氣管中、,深度為400mm,並固定於排氣管上,對獨立工作的多排氣管應同時取樣。

A5.2 ASM5025工況

車輛經預熱後,加速至25km/h,測功機根據試驗工況要求載入,車輛保持25km/h±1.5km/h等

速,維持10 s後開始記時(t=0 s)。當測功機轉速和扭矩偏差超過設定值的時間大於5 s,試驗應重新開始。25 s(t=25 s)後分析儀器開始測量,每秒鐘測量一次,並根據稀釋修止係數及濕度修正係數計算10 s內的排放平均值。運行90 s(t=90 s)該試驗工況結束。測功機在試驗車速25km/h±1.5km/h的允許誤繪範圍內,載入扭矩應隨車速的變化做相應的調整,保證載入功率不隨車速改變。扭矩允許誤差為該工況設定扭矩的±5%。

在25 s至90 s的測量過程,任意10 s內第一秒至第十秒的車速變化相對於第一秒小於±0.5km/h,測試結果有效。任意10 s內的十次排放平均值經修正後如滿足限值的要求,則試驗結束;否則進行下一工況(ASM2540)試驗。

A5.3 ASM2540工況

車輛從25 km/h直接加速至40 km/h,測功機根據試驗工況要求載入,車輛保持40km/h±

1.5 km/h等速,維持10 s後開始記時(t=0 s)。當測功機轉速和扭矩偏差超過設定值的時間大於5 s,試驗應重新開始。 25 s(t=25 s)後分析儀器開始測量,每秒鐘測量一次,並根據稀釋修正係數及濕度修正係數計算10 s內的排放平均值。運行90 s(t=90 s)該試驗工況結束。測功機在試驗車速40 km/h±1.5 km/h的允許誤差範圍內,載入扭矩應隨車速的變化做相應的調整,保證:載入功率不隨車速改變。扭矩允許誤差為該工況設定扭矩的±5%。

A5.4 復檢試驗

按照A5.2及A5.3的試驗程式及試驗結果判定方法連續進行ASM5025和ASM2540工況試驗,工況時間延長至145 s(t=145 s),總試驗時間為290 s。

如兩個工況測試結果經修正後均滿足要求,則測試結果合格;否則測試結果不合格。

A6 排氣污染物測量值的計算

排放測試結果應進行稀釋校正及濕度校正,計算10次有效測試的算術平均值。

A6.1 稀釋校正

ASM排放試驗的CO、HC、NO測量值應乘以稀釋係數(DF)予以校正,當稀釋係數計算值大於3.0時,取稀釋係數等於3.0。

A7 試驗結果

試驗設備及試驗結果按附錄D(提示的附錄)D2記錄。

附錄B

(標準的附錄)

自由加速排氣可見污染物試驗

B1 車輛和燃料

B1.1 車輛

B1.1.1 車輛進氣系統應裝配空氣濾清器,排氣系統應裝配消聲器並且不得有泄漏。

B1.1.2 測量時發動機的冷卻水和潤滑油溫度應達到汽車使用說明書所規定的熱狀態。

B1.1.3 試驗前車輛不應長時間怠速運轉。

B1.2燃料

應使用柴油,不得加消煙添加劑。柴油應符合GB 252的規定。

B2 試驗儀器

應使用取樣式不透光度儀,技術要求應符合GB 3847-1999附錄G、附錄H的有關規定。

B3 試驗程式

B3.1 車輛在發動機怠速下,按GB 3847-1999附錄H的要求插入不透光度儀取樣探頭。

B3.2 迅速但不猛烈地踏下油門踏板,使噴油泵供給最大油量。在發動機達到調速器允許的最大轉速前,保持此位置。一旦達到最大轉速,立即鬆開油門踏板,使發動機恢復至怠速,不透光度儀恢復到相應狀態。

B3.3 重複B3.2操作過程至少6次,記錄不透光度儀的最大讀數值。如果讀數值連續四次均在0.25m的頻寬內,並且沒有連續下降趨勢,則記錄值有效。

B4 計算4次測量結果的算術平均值

記錄於附錄D的表格中。

附錄C

(提示的附錄)

測功機載入計算

C1 滾筒直徑為218 mm的測功機載入計算

P5025-2=RM/148

P2540-2=RM/185

式中:RM--基準質量,kg;

P5025-2--滾簡直徑為218 mm的測功機ASM 5025工況設定功率值,kW;

P2540-2--滾筒直徑為218 mm的測功機ASM 2540工況設定功率值,kW。

C2 其他滾筒直徑的測動機載入計算

P5025=P5025-2+Pf5025-2+Pf5025

P2540=P2540-2+Pf2540-2+Pf2540

式中:P5025--任意滾簡直徑的測功機ASM5025工況設定功率值,kW;

P2540--任意滾筒直徑的測功機ASM2540工況度定功率值,kW;

P5025-2--滾簡直徑為218 mm的測功機ASM5025工況設定功率值,kW;

P2540-2--滾簡直徑為218 mm的測功機ASM2540工況設定功率值,kW;

Pf5025-2--滾簡直徑為218 mm的測功機ASM5025工況輪胎與滾筒表面摩擦損失功率,kW;

Pf2540-2--滾簡直徑為218 mm的測功機ASM2540工況輪胎與滾筒表面摩擦損失功率,kW;

Pf5025--任意滾簡直徑的測功機ASM5025工況輪胎與滾筒表面摩擦損失功率,kW;

Pf2540--任意滾簡直徑的測功機ASM25刎工況輪胎與滾筒表面摩擦損失功率,kW。

C3 輪胎與測動機滾簡表圃摩擦損失功率計算

輪胎與任意直徑滾筒的表面摩擦損失功率可表示為:

Pf=Av+Bv+Cv

式中:Pf--輪胎與任意直徑滾筒的表面摩擦損失功率,kW;可通過測功機對車輛反拖或車輛在測功機上空檔滑行測量取值;

A,B,C--特定滾簡直徑的測功機輪胎與滾筒表面摩擦損失功率擬合係數;

v--車輛速度,m/s。

附錄D

(提示的附錄)

試驗記錄

D1 裝點燃式發動機的車輛雙怠速排氣污染物試驗記錄表

見表D1。

D2 裝點燃式發動機的車輛加速模擬工況試驗測量記錄

見表D2,下列信息在每次試驗進行後套用電子表格形式記錄(包括合格和不合格試驗)

D3 裝壓燃式發動機的車輛自由加速度試驗記錄表

見表D3。

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