最新综述国外机动车尾气治理的经验.docx

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最新综述国外机动车尾气治理的经验

综述国外机动车尾气治理的经验

国外机动车尾气治理的经验

摘要：

随着经济的增长，城市的扩大，世界各国的汽车保有量迅速增加，机动车尾气成为了城市空气恶化的主要因素之一，机动车排放物是目前城市空气污染的主要来源，汽车尾气的大量排放对人体和生态环境造成了很大影响。

然而我国在机动车尾气方面研究起步较晚，本文主要介绍国际上的一些先进的技术以及治理经验，同时展望一下未来机动车尾气治理的发展趋势。

关键词：

机动车尾气，国外，经验

Motorvehicletailgasmanagementexperienceabroad

Abstract:

Withthegrowthofeconomy,theexpansionofcities,CarownershipincreasedrapidlyinmanycountriesaroundtheworldMotorvehicleexhausthasbecomeoneofthemainfactorofdeteriorationoftheairincities,theyarethemainsourceofairpollutionincitiesLargeamountsofvehicleexhaustemissionhascausedgreatinfluencetothehumanbodyandthetheecologicalenvironment..ButintermsofmotorvehicleexhaustresearchinChinastartslate,thispapermainlyintroducessomeadvancedinternationaltechnologyandmanagementexperienceAtthesametimelookforwardtothefuturedevelopmenttrendofthemotorvehicleexhaustcontrol.

keywords:

motorvehicleexhaust,abroad,experience.

作者简介：

吴xx东南大学能源与环境学院环境工程系03210xxx

1世界及我国机动车尾气污染现状

自从1896年世界上第一台汽油发动机汽车的问世以来，汽车的数量在全世界范围内高速增长，90年代全球汽车产量达到5000万辆以上，截止2010年，全世界行驶的各种汽车总数量为7.37亿，我国机动车保有量为2.25亿辆，继续保持快速增长的态势。

汽车行业的发展给人类带来便利的同时也使燃油消耗快速增加，目前我国石油消耗量位居全球第二，2000年进口7000万吨，2003年约1亿吨，2009年约2.04亿吨，国家的能源安全面临严峻的挑战，与此同时，汽车也给社会带来的大量的环境问题。

例如：

2005年12月，伊朗首都德黑兰笼罩在一层厚厚的有毒烟雾之中，这些烟雾的主要成分就是高油耗汽车排放的一氧化碳，从而使居民遭受持续性头痛、呕吐和呼吸道疾病的困扰。

法国每年有9000多人被机动车尾气等造成的污染夺取生命，据一份题为《城市大气污染带来的健康冲击》的报告指出，在法国，30岁以上人群中，有6%~11%的肺癌死亡病例是由排放到大气中的污染颗粒造成的；另外7%左右因心脏和呼吸系统疾病死亡案例与城市污染直接相关。

在我国，据《中国环境状况公报》显示，全国仍有113个城市空气质量处于三级标准，劣与三级标准的城市有7个。

汽车尾气也已成为城市大气污染的主要因素。

以广州市为例，全是大气污染来源中，机动车尾气占22%；第一批环保模范城的深圳市，大气污染中机动车尾气占70%，每年排放各种有害物质达20多万吨，并且以每年超过20%的速度增长；在北方城市中，随着大量的工厂迁出和采暖结构的改善，工业污染，燃煤污染对城市的污染大幅下降，而汽车排放污染则大幅上升，已成为主要污染源，从环境变化的趋势看，大气污染已经向上升化方向发展。

2国外机动车尾气污染排放标准与法规

2.1国外汽车排放标准的发展

2.1.1美国汽车排放标准

美国是世界上最早执行排放法规的国家，美国的汽车排放法规分为联邦法规即环境保护局（EPA）法规和加利福尼亚州空气资源局（CARB）排放法规，后者一般领先前者1~2年。

1）加利福尼亚州排放法规

1959年加州政府正式立法，控制汽车排放污染物；1963年颁布限制汽车排放的强制法规；从该年起开始控制曲轴箱燃油蒸发排放；1966年执行工况法排放法规；1970年控制轿车燃油蒸发物排放。

20世界90年代初，加州政府根据自己的环保目标制定了一套更为严格的车辆排放标准，即低排放法规，该法规将轻型车分为过渡低排放车，低排放车，超低排放车和零排放车，而且规定了所有在加州销售的轻型车各种排放水平所占比例，从1998年起，加州销售的轻型车应有2%为零排放车，2001年为5%，2003年要求达到10%。

但是由于蓄电池技术的不完善和基础设施不完全具备，该计划推迟到2003年实施。

同时加州政府决定生产低排放车辆及提供“洁净燃油”，使用先进控制排放技术的车辆，以最大限度的降低轻型车，中型货车和轿车的排放

2）联邦排放法规

美国联邦法规主要是针对美国几家主要的发动机生产厂家的新法规，主要厂家有康明斯，底特律柴油机，福特公司和通用公司等。

从1998年开始，这些厂家生产的NOx排放量从3.73g/kw·h降低到2.98g/kw·h，到2004年之后必须降低到1.49g/kw·h，同时,CH必须从0.97g/kw·h降低到0.37g/kw·h。

在美国，联邦排放法规各州是自愿实施的。

对于新开发的车型排放性能已认证方式进行控制，美国实施自愿认证制度，即认证实验和日常监督实验原则上由汽车厂自己进行。

对于在用车则用I/M监测制度。

2.1.2欧洲汽车排放标准

1958年3月20日在原西德及法国，意大利，荷兰等国的首倡下，联合国欧洲经济委员会（ECE）在日内瓦制定了一份多边框架协定书《关于采用统一条件批准机动车辆装配和部件且相互承认此批准的议定书》。

在1970年开始实行欧洲统一工况实验法，最初各国的限制都不一样，到1974年才出现了欧洲的综合法规，即ECER15，以后每3~4年修订加严一次，到1984年修订为ECER15-04。

1986起采用无铅汽油，1989年制定ECER83-00法规，但并没有真正实施。

最初各国都是自愿实施该法规的，当转为欧盟指令后，则在欧盟各国内强制执行。

随着欧洲一体化过程的深入，自20世纪90年代开始推行更加严格的排放法规，对汽车废气排放的限制越来越严厉，相继出台了Euro1、Euro2直至Euro5标准，具体标准如图。

2.1.3日本汽车排放标准

日本制定限制汽车排放气体的法规起源于1965年对汽车排放CO的限制。

1985年和2000年,日本政府先后制定了NO2环境排放标准。

最近,日本政府制定了2010年大气环境实现目标,并采取以下控制措施:

①在大气污染防止法里,对汽车的整车排放制度进行强化;②颁布最新NOx、PM替代法规;③鼓励和推广低排放汽车。

通过这三项措施的实施,日本计划大幅度改善大气环境。

日本汽车排放法规限值有最高值和平均值两种，每一辆车的排放量不得超过最高值，而一个季度测得的各辆车的平均值不得超过法规测定的平均限值。

日本排放法规是强制执行的，对新开发车型以形式认证方式进行控制。

形式认证分为形式认定和形式认可两种，通过形式认定的车辆，在出售时每辆车附有汽车厂出具的认定证书，车辆注册时不用检测，通过形式认可的车辆，在车辆注册事，还要进行简单的检。

日本还建立了汽车排气污染物控制装置的形式认定制度，这在别的国家是没有的。

3国外机动车排放污染的管理对策

即使有世界上最严格的排放标准与法规，若没有一定的程序和方法确保其得以实施，这些标准也没有任何意义和价值。

发达国家的经验表明，一个综合性的管理系统应包括对新车和再用车的全过程管理，包括汽车在生产前的设计阶段就能达到排放标准，生产线上的质量保障，通过强制推行的质量保证和回调制度对不达标车型生产厂商祈祷威慑作用，而且通过检查维护制度来监督和鼓励车主根据汽车制造商的说明要求，加强对排放系统的正常维护，同时管理车辆维修部门，确保排放系统维护程序的顺利实施。

3.1国外新车排放控制管理体系

3.1.1美国新车排放控制管理体系

美国对车辆排放和安全的管理实行认证制度，分为环保局排放认证和联邦汽车安全型试认证。

1）汽车环保局认证程序（EPA）

制造厂首先要以书面形式向政府主管机关提出申请，并附上检测报告，车辆有关说明书，技术参数，试验规程及有关数据和资料，并提交车辆或发动机运行5000mile或1500h的耐久性实验排气测验结果。

主管机关审查认证资料申请后，选择实验样车或样机进行EPA法规要求的试验，若结果符合法规要求，则该车型或发动机通过认证，并予以官方公布。

另外，通过认证的车辆或发动机制造厂应随时接受主管机关任何形式的检查，以及按简化的认证规程进行复查。

如果发现生产线上的车辆不符合排放法规，主管机关有权责令制造厂商限期修正或采取有效的补救措施。

制造厂商应向主管机关提交修正方案，包括对已售出的不符合EPA法规的车辆或发动机的回调治理等。

目前美国的汽车产品形式认证实验可以有制造厂商自己进行，但实验结果必须上报主管部门，主管部门可以随时对生产线上以及销售点的车辆进行检查，产品车抽查或一致性试验由主管部门进行或在其监督下进行。

新车耐久性试验的具体做法是：

用一辆样车进行5000mile耐久性试验，实验中允许进行的保养项目由法规规定，样车首先行驶4000mile，以磨合车辆并稳定排放物控制系统，此时测量的排放结果作为初值。

之后每5000mile测定一次排放量，记下里程数，试验后用最小二乘法线性拟合这些数据，求得4000mile和5000mile之间的比例关系，由此确定样车所装控制系统的劣化系数。

这条生产线上的各个品种发动机组合不同重量，不同不同变速箱的车辆以及其他变形车，都要用一种基准车测定其行驶4000mile时的排放量，并用以确定的劣化系数预测这种车5000mile时的排放量。

各基准车的预测量都必须低于规定的限值时，就能给生产线颁发鉴定书。

产品的一致性检查是用来监督装配线上的产品车辆的质量，以确保它们满足排放标准，该法规包括三项内容分别是：

检查每辆产品车所排放控制系统的功能；怠速试验，这样可以检查出怠速排放量过高的汽车；装配线终了时还需按全套工况发定容取样，抽查2%的产品，抽样车每种污染物的平均排放量必须低于规定的限制。

产品的质量检验是对产品进一步的检验,它是在加州空气资源委员会的试验室里进行的。

抽取少量能代表95%产品车排放质量的新车,以三辆为一组,连续三天每天按CVS试验规程做一次测定,取其平均数。

如果有两辆车的一种或二种污染物超过限值的15%或者有一辆车的三种污染物的排放限量超过15%,则认为不通过。

制造厂可以再提供两辆车做进一步试验,如果5辆车中的3辆有一种或两种污染物的排放量超过限值,或者两辆车有三种污染物超过限值,则认为不合格。

进口汽车必须首先提供排放测试数据及样车,被证明满足美国排放标准的车才准许销售。

新车一旦被联邦EPA和加州CARB证实其排放存在问题,制造商或进口商将会被严厉处罚,同时要求全部收回这些已销售出的车辆进行改造。

例如1995年通用公司生产的额凯迪拉克车被检查证实排放存在问题，被勒令改造及罚款花费4500万美元。

商品监督是由空气资源委员会的官员来到任选的几家商店,检查车辆所装的排放物控制装置的安装情况和调整参数是否符合要求。

如果这些检查和试验发现了不合格的车辆,行政官员就要求制造厂商提交一份使所有装这些品种发动机的车辆符合标准限值的计划。

计划中包括修复有毛病的车辆和收回已出售车辆的内容。

在修复之前将强制暂停出售。

对每辆不合格车,销售者要罚款50美元,对制造厂商每出售一辆不合格车,要罚款5000美元。

2）联邦汽车安全型试认证程序

该法规的认证程序与EPA程序基本相同，都是先提出申请，通过之后进行认证实验，实验数据分析之后确定是否符合排放法规，通过检验的厂商通过认证，并随时准备接受抽查检验，没通过检验的厂商进行限期修正，对已出售的车辆实施回调。

美国联邦政府指定的汽车排放法规，在各州都是强制实施的。

为了简化认证工作，不是对每一种车型都要进行认证，美国是按“发动机族”进行分类，即属于同一类发动机的各车型，只选定其中一种车型进行认证，美国实行自愿认证制度，原则上认证实验和日常监督实验由汽车制造商自己进行。

美国对汽车的排放要求还提出了耐久性要求，汽车制造商提供一辆原型车（样车）进行快速老化耐久性试验,距离范围从6000km（对小型摩托车）到160000km（对客车）或192000km（对轻型货车）。

重型发动机与此类似,但其测试是在发动机测功机上完成的。

通过样车的耐久性试验,可以确定每个“发动机簇”的每种污染物的劣化系数。

当排放预测量低于规定的标准限制时,就能给生产线颁发鉴定书。

3.1.2日本新车排放控制管理体系

日本的排放法规是在全国范围内强制实行的，日本法律授权运输省对机动车的安全，污染控制和节能实施统一的政府管理职能。

日本的汽车产品认证制度分为整车认证和部件认证。

整车认证包括型式认定和形式认定，对于排气和噪声的控制装置还设立了单独的型式认定制度。

这种排放控制装置的形式认定通常是在车型认证或认定前进行。

车型认定程序主要是：

企业提出申请，接受申请后，对申请者计较的文件盒机动车进行审查，以确定是否符合道路安全标准的全部要求，以及申请者是否有能力保持生产质量均一若通过审查，政府部门便认定该种机动车型。

申请者在制造和出售这种车型的机动车时，还必须进行机动车检验以确定机动车是否符合道路车辆安全标准（出厂检验）。

若检验合格，申请者出具出厂检验证书。

汽车主购买新车后，只要向地方陆运署提供出厂检验证书，不需提供车辆，就可以进行新车注册。

车型认可程序与认定程序基本相同，这里不再赘述。

通过型式认定的车辆，消费者只需凭制造厂检验合格证书即可注册。

通过型式认可的车辆，注册时需要通过运输车辆主管机构进行的新车检验。

但对于申请产品型式认定资格的汽车厂，要对其试验设备的能力进行认定。

日本的汽车产品型式认证试验由运输省的“交通安全公害研究所”承担。

生产厂家可以自己进行规定比例的产品检测，但其试验室需经认定，检验结果要上报运输省。

为了简化排放认证手续，日本将整车按车辆型式进行分类。

属同一型式的车辆，只要其中一种车辆通过了认证，其他车辆也就通过了认证。

日本建立的排气排放物控制装置的型式认定制度，以及对进口车的特殊处理办法，是别的国家所没有的。

日本汽车排放法规的限值有最高值和平均值两种。

产品车的检验值都要用耐久性试验中得到的劣化系数进行修正，每一辆车的排放量不得超过最高值，而一个季度测得的各辆车排放量的平均值，不得超过法规规定的限值中的平均值。

日本的实施办法中也有耐久性要求，按车辆型式进行分类。

还建立了生产厂质量保证体系认定、退回制度、产品车拙验、在用车定期检验等制度。

．

为了保证法规的实施，除了由官方制订各年型汽车的排放限值和规定的试验方法外，还对污染物分析方法、分析仪器的要求等专门制订了9个日本工业标准（JIS）及8个日本汽车专业标准（JASO）。

3.1.3欧洲新车排放控制管理体系

欧洲也按车型对汽车进行分类以简化认证工作，车型的扩展由技术检测机构确定。

认

证程序也包括对汽车厂的质量保证体系进行认定。

新车的认证试验和产品车的一致性试验，

欧洲许多国家都是由认证权力部门（一般为运输部）授权的试验机构进行。

欧洲经济共同体成员国在汽车及其有关零部件投放市场前必须通过认证，否则不得制造、销售、使用和进口。

ECE（联合国欧洲经济委员会）和EEC（欧洲经济共同体）规定的申请方式基本相同。

另外特别指出的是由制造商或其授权代表像一个成员国并且只能向一个成员国提出申请。

3.1.4国外新车排放控制的成功经验发达国家的成功经验主要有：

建立了完善的、系统的、科学的管理法规，以法律为基础，以技术法规为依据，对汽车新产品实施法制化管理，使汽车产品的管理有法可依、有章可循，根据法律的要求，使被授权的政府主管部门独立行使政府职能。

对新车的管理制度可以归纳为形式认证，排放性能耐久性试验，产品一致性检验，质量保证体系认定。

我国在对于新车的管理体系上还欠缺的太多，国外的先进经验是值得我们学习的。

3.2国外在用车排放控制措施

3.2.1（I/M）制度简介

国外主要是通过在用车检查和维护制度（I/M）制度来控制在用车的排放污染，这一制度包括对车辆的例行车检，不定期道路排放检测，车辆使用者定期的维护和保养等。

I/M制度有两个目的：

一是发现因调整不当或机械故障导致的高排放车辆；第二是发现

排放控制设备的非正常工作和人为破坏，确定机动车的故障根源，便于对车辆进行维修，并

督促车主加强维护，使得在整个汽车使用生命周期中排放控制系统始终有效。

大量的调查分析表明，在用车排放的大部分污染物来自～小部分高排放车辆。

据统计，在用车中5%的高排放车的污染物排放占总排放量的25%,20%的车辆的排放量占到总排放的50%。

对于没有特殊排放控制系统的化油器车，这一影响主要表现在HC和CO上，调整好与坏的车辆，其排放差值可达4倍。

对安装了催化转化器等排放控制系统的更先进的车型，部分高排放车辆的污染物排放甚至高出5倍以上。

因此，通过I/M制度发现高排放车辆，对削减在用车污染排放非常有效。

比如催化器或氧传感器损坏，虽然不影响驾驶性能，但可使尾气中HC和CO的排放增加20倍以上，NOx增加3~5倍；柴油车的喷射系统损坏，至少使得颗粒物排放增加20倍以上。

通过发现维护

善的车辆并予以修理，平均可降低排放30%-50%。

但由于弧压制度的配套政策和实施初

达不到理想状态，极少有实际的I/M制度能实现完全的削减潜力。

3.2.2美国（I/M）制度简介

美国是最早实行I/M制度的国家，最初该制度用于汽油轿车和轻型卡车，后来有些地区扩大到重型卡车和摩托车。

测试频率为一年或者两年，该制度分基本型和加强型两种。

基本型检查项目包括怠速测试，油箱压力检查和目测检查三部分，加强型包括目测检查，台架排放测验，挥发吹清气流实验，挥发完整性实验，以及1996年后车型的车载诊断系统检查。

基本型I/M制度在美国的某些地区已经实施了20多年。

1981年以前，排放检测采用单怠速法，1981年后对安装了催化转化器的汽车，又增加了一个高怠速测试，即所谓双怠速法。

怠速法通常用排气管尾探针测量HC和CO的排气浓度，能够有效地识别出不合格车辆，对于化油器或机械燃油喷射系统比较灵敏。

但怠速法对电子控制系统的识别很不理想，对不合格车辆的识别率只有1／3，因此测试方法怠速向简易工况法过渡也是必然趋势。

加强型I／M制度从1995年起在美国推荐使用，台架负荷试验作为更具代表性的排放测

试方法，给出了更符合实际实际的结果，尤其是对NO工排放的测定史为准确。

明前，许多

国家和地区也采用加速模拟工况ASM5015来进行测试，对识别高NOx排放很灵敏。

为了在测功机上更准确地模拟机动车运行的真实状况，美国自80年代开始就研究新的简易测试方法，开发了所谓I/M240简易工况法，是目前该领域最先进的测试程序。

之所以称为l/M240，

是因为它建立在FTP（美国联邦测试规程）测试规程的前240s基础之上，包含了瞬态工况，与整个FTP试验有很好的相关住，比稳定负荷工况识别高排放车更为准确。

I/M制度在日本和美国发展得比较成熟，而欧洲是近年才开始的。

它们的经验表明，I/M

翻度是在用车污染控制的关键步骤，应受到重视。

3.2.3随车诊断系统

为了探测汽车尾气排放物HC，CO，NOx和燃油蒸发污染值是否超过排放限值，随车诊

断系统应运而生。

随车诊断系统不会代替定期的排放测试，但是会起随车排放监测器的作用，能探测造成排放上升的发动机性能问题。

轻型汽车排放标准的核心就是要求汽车必须配备随车诊断系统以便在车辆排放超过规定限值时由随车诊断系统作出明显指示（灯亮），而且能够时刻监视与排放控制有关的部件或系统的工作状况。

美国大气资源保护局规定，当在用车辆的排放气体控制装置出现故障时，报警灯应立刻向驾驶者报警，车辆必须到维修工厂去排除故障。

接受诊断修理，对发现故障的部件加以调换，使之达到原有的功能，从而保证降低排放污染物。

该系统最早在美国加州规定使用，1991年开始使用的第一套系统由于功能简单，没有统一的标准等原因已停止使用。

2000年起规定所有的汽车制造厂商生产的轿车及轻型卡车都必须配置OBDⅡ系统。

该系统主要包括一下四项检测内容：

三元催化器效率检测，发动机失火检测，上游氧传感器劣化检测，废气再循环检测等。

OBD系统的开发与进步对在用车排放检测起到了至关重要的作用，目前的系统主要应用于发动机的电子控制，现在美国等发达国家对该系统的代码正在进行相关升级方面的开发，在将来的OBDⅢ系统将更加先进，该系统将会对发动机，变速箱，ABS等系统进行相关监测，显然，第三代系统不再单纯的是汽车监测，维护的功能，而将是检测，维护和管理合为一体，以满足环境保护的要求。

3.3国外其他控制排放制度

3.3.1担保，监督与回调制度

美国的排放法规要求，汽车制造商在规定的耐久行驶里程内必须对汽车的排放质量负

责。

如果车主一直按照厂家要求的详细说明书进行使用、维护、保养，若在规定期限内发现

某一与排放有关的零部件出现故障，从而影响到汽车的排放性能，则制造商必须根据担保制

度的规定，对机动车进行免费修理。

若故障出现的次数超过规定的比例，经过严格的测试后

被美国EPA（环保局）确认为缺陷车，制造商必须将所生产和销售的该车型全部车辆回收，并

采取修理、更换或赔偿的方式来纠正车辆存在的缺陷，保证经认证的车辆能安全行驶，污染

排放合格。

因排放超标被回调而产生的额外花费和消费者的不满，会督促汽车制造商去开发更耐久、更有效的排放控制系统，并建立比法定标准限值严格得多的内部排放目标。

大多数汽车制造商将机动车设计成为有把握的排放量与标准间至少有30%（较好时达50070）的裕度，以留给使用过程中一个合理的损坏允许度。

排放监督规划给汽车排放提供了实际行驶的可靠数据，恰好可弥补原型车试验的不足。

通过把这些重要的信息提供给大气质量计划机构、汽车管理机构和制造厂家，能够使排放控制规划更切合实际，也能促进技术的进步。

监督规划已在美国对高排放车原因的识别方面发挥了重大作用，它使管理者和生产者轮流采取行动纠正这些错误。

3.3.2加速淘汰制度

在国外，淘汰用车是很平常的事情，且多属于自然淘汰。

美国是汽车工业高度发达的国家，一些富裕的美国人每年都要更换新车。

中产阶层家庭一般2—3年也要更新一次汽车。

这些人更换下来的在用车，就转移到下层社会。

一般情况下，当车辆的累汁行驶里程达到15万～20万英里时，这些汽车就作报废处理。

美国汽车的保有量已经饱和，使得在用车的淘汰不是一个专门的问题。

但综合考虑生产，贸易等闲素，国外也鼓励在用车的更新，大体上是通过经济手段，例如增加老龄车的年检费用等方法来非强制性淘汰在用车。

如日本采用增加长车龄车的年检频率，增加检查费用等措施加快旧车的淘汰。

在墨西哥，车辆没六个月做一次排放检测，以促进超标老旧车辆的淘汰，同时还规定出租出在墨西哥城六年必须报废等制度。

3.3.3排放标准的变通办法

排放法规是控制机动车排放的根本方法，但是存在一些强制性和普遍性导致在实行的过程中投入了更高的费用，效益却反而降低的现象。

为了解决这种现象，目前美国已经采取一些措施，例如排放的均化，