孙晨%上汽大众汽车有限公司,上海201805)
-Abstract】In this paper,the Ast methods and evvluation standards of vvrious tests on national sixth-stage emission standard for light vehicle arc explained.The new and tightened technical contenh arc analyzed and studied.Better responds to standard switch in terms of power system upgrade and production preparation far vehicle companies arc provided.
【关键词】“国六”标准排放试验RDE试验蒸发试验
doi:10.3969/j・iss.1007-4554.2021.01.06
0引言
“国六”标准的全《汽车污染物排放限值及测法(中国第六)》,是国家生态环境治动车污染物排放、改善质:出台的排放标准⑴。标准在全面客,判车辆排的同时,对污染控制提出更格的要求。
1国六排放试验项目
1.1常温下冷启动后排气污染物排放试验%I型
试验)
1.1.1试验方法
在I型试验前,车辆需要进行一次WLTP 预,然在23±5h温度下6-36h常温温。在排前,将车辆安在转鼓台架上,调用标准试验程序进行试验,如图1°
抽气泵
空气加热器
过滤器
混合器
排气
MB
ns
MB
1
HU
1.1
bllll
后催化器1)(
司机助
巨跟踪风机
图1排放试验系统示意图
车辆按照WLTP工况循环驾驶,尾气由CVS 系统采集,最终通过排析仪得出测量结果。从图2中到,“
国六”WLTP工况不存在周期性速和加减速段,驾驶过程更贴近日常生活中不同路况下车速时快时慢的情况。此外,WLTP工况
收稿日期:2020-10-11
上海汽车2021.01・
的运行时间从1 180 s 延长至1 800 s ,超高速段平 车速也达到92 km/h °
“国五” NEDC 工
况,WLTP 工况具有更长的测
期和更高的
车速,对车 面
的综合 也 格。
进行驾驶,
路 驶16 km ,测试时长为
90 - 120 min ,
起 点和结束点的海拔高度
差不得超过100 m (
2)。
环境温度 20-30°C 运行时间 | 1 180 s 怠速时长 j 293 s
行驶里程 11.04 km 最高车速|^20 km/h
63 km/h
• 一 _ _ ・••O O O O O O O O O 42086421 K
事)、鰹敢200 400 600 800 时问/J 00200 1 40016001800
环境温度 潼亍嘔 意窥时:性_
行驶里程 23.27 km 最高车速 131 km/h
超高速段平均车速92 km/h 表2 RDE 行驶路段要求
项目市区路段市郊路段高速路段备注
实时车速/(km/h )
.<60
60 <.<9090 <.<120
1、各路段行驶比例 误差±10% ;
2、停 车阶段占市区行驶
6% -30%; 3、高速 段车速>100 km h , 至少5 min
占总行程比例/%
29-34
3333
平均车速/ (km/h )
15-40-
90-110测试时长/m in
-
90-120
-
图2 “国六”与“国五”I 型试验工况
1.1.2 试验评价
了给车企提供车型和动力系统变更及生产 准备的缓冲期,“国六”为I 设置了“国六a ”和“国六b ” 的限 案。其中,较宽
松的“国六a ” 已2020年7月1日
实施,
而
格的“国六b ”
也将在2023年全面实施o
从表1中到,“国六a ”除了新增NO 和PN
两项测
求外,仅对CO 限 30%,其余污
染物限 求与“国五”
致;而真 义上
的“国六b ” 对 污染物的限
大幅加严。
其中,THC 、NMHC 和CO 的限值下降50% ,NOa 限
下降42% °值得一提的是,在2021年7月1日 前,企业仍
6 x 1012 /km 作为PN 排放的
过渡限值o
RDE
车 排 测 设备
(PEMS ),包括气体采样单元和颗粒物采样单元,
别测量NOa #CO 和PN °试验过程中,PEMS 放 在车
备箱内,连接排 和流量计,然后在
道路上
驶里程测量°测 成后,由PEMS 控系统
数据
和排
析,并生成试验
报告,测试流程
3所示。
试验准备 试验进行
•设备安装与暖机
•系统检漏
•零气、标准气 检查
・颗粒分析仪零点检查・测试设备时间对齐
图3 RDE 测试流程
试验结束
•零气、标准气 检查
・颗粒分析仪 零点检查•试验结果后处理 (窗口平移法)
•试验结果分析
表1 “国六”与“国五”限值对比
第一类车
THC/(mg/km )NMHC/ ( mgskm )N 2O/ ( mgskm )CO/( mg[km )NOa/
( mg[km )PM[
( mg[km )PN/
(个/km )
国五10068-100060 4.5-
国六a
100
682070060 4.56X1011国六b 50
35
20
500
35
3
6X1011
注:2021年7月1日前,汽油车的污染物颗粒数PN 适用6X1012个/km 过渡限值
1.2.2 试验评价
“国六”要求RDE 试验市区行程和总行程的
NOa 和PN 排放,均不得超过I 限 符合
的乘积(
3),同时,应测
CO
排放结果。在2023年7月1日前,上述
排放
物
求监测并报告结果。
1.2实际行驶污染物排放试验(II 型试验)
1.2.1
II
又称为“ RDE 试验”,为更加真实反车辆在实 驶过程中的排 ,RDE-将排放测试从 室扩展到实际路面。 过程
中车
在市区、市郊和高速公路3种路上
表3 RDE 符合性因子
发动机类型
NOa PN CO 点燃式/压燃式 2. 1
2.1
-
1.3曲轴箱污染物排放试验(III 型试验)
1.3.1
“国六”III
“国五”相同,在试验过程
中车
规定工况行驶( “国五”标准)/20 ,
30・
上海汽车
2021.01
并利用压力传感器测量曲轴箱通风口处的压力。
1.3.2试验评价
测得的箱内的压力应为负压,并确
保没有箱污染物排入大气。
1.4试验(IV型试验)
1.4.1试验方法
车辆燃油系统产生的蒸发污染物有两
类:一是油箱内温起的合物
排放,即昼间换气损失;二是车驶时间
,
在静置状态下燃料系统产生的合物排
放,即热浸损失。“国六”I在“国五”基础
上了放油+40%加油、浸车6-36h#WLTP预
和高温浸车,并将昼间排放时长
到48h o流程包含4,4。
表4IV型试验流程
第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段
1、车辆检查
2、放油+40%加油
3、常温浸车1、WLTP常温行驶
处理
2、油+40%油
3、
4、碳罐预处理
5、38h高温浸车
1、WLTP高温行驶
处理
2、38h高温热浸
3#20h常温浸车
48h呼吸试验(20-
35h)
尼桑二手车1.4.2评
“国六”IV限值由“国五”的2g/test降低至0.7g/tesA并新面的要求,采用劣
0.06g/hst校,新车磨合前测试结果必须0.64gtesh才能符合蒸发排求。1.5控制装置耐久性试验(V试验)
1.5.1
V车载三元器的可靠,以及在规定工况和行驶里程下的排放控:况°“国六”在程累积方法上与“国五”保同,以在跑道、道路或底盘测上AMA循环进行实车测试,也以在上r SBC循环“器-氧传感器”测试(见图4和图5)。
1.5.2评
与I样,“国六”对于V型试验也给出了“国六y)和“国六b”的程要求。
中,“国六y)的程为160000km,与“国五”相同,而“国六b”的程为200000km,
t
车,然后加速至循环的最大卒
减速至32km/h,
然后加速至循环
的最大车速
起步、停车,然后加速至
循环的最大车速
减速至32km/h,
然后加速至循环
的最大车速
停车,然后加速至
倨环的最夫车速
减速至32km/h,
然后加速至循环
弋号大车速
减速至32km/h,
然后加速至循环
的最大车速
"减速至32km/h,
然后加速至循环
的最大车速
停车,然后加速至
循环的最大车速
图4AMA测试循环
0204060
时间/s
1理论空燃比
控制催化器温度
至800°C
1
孑次空气
“浓”
1
g
r
图5SBC测试循环
加严40000km°在2023年7月1日前可使用160000km作为过渡限值°
1.6低温动后中CO#THC和NO k
试验%VI型试验)
1.6.1试验方法
前车WLTP工况预,
火在环境仓中保温12-36h,将环境温设为-7兀,第二天温动。试验工况为WLTC循环的低速段和中速段,共计续1022s(见图6)°
1.6.2评
“国六”VII“国五”新增NOx测量求,且THC和CO污染物的限值较“国五”
33%,5°
1.7加试验(VII型试验)
1.7.1试验方法
油污染物排放是指车辆在加油过程中产生的合物的蒸发排放〔30°(国六”VII脸
上海汽车2021.0131・
图6 VI 型试验工况
表5 VI 型试验限值
测量项目THC/( mg/km )CO/( mg/km )
五菱宏光试驾NO x /% mg/km )
国五1 80015 000一
国六
1 200
10 000
250
纳了美国ORVR %加油蒸汽回收系统)的求,
将加油时产生的燃油蒸汽全部存 内,在
对蒸发排放控
的同时,也对燃油系统 :
提出更高的要求。
从表6可以看到,“国六” VII 型试验包含4个
阶段,在车辆和
预 成后,首
排放测试%包含I
电动车临时标识预 ), 外 I
“ p +中+低”工况的加油行驶
,总时长
5 800 s ,行驶 60.57 km , 速 J
37.60 km/h o
国标准相比,“国六”加油排放测
试时间更长,平均速 高,更有
。
表6 VII 型试验流程
第一阶段
第二阶段
第三阶段
第四阶段
1、 车辆检查
2、 放油+40%加 油
3、 常温浸车1、 WTP 常温行驶处 理2、 油 +40% 油3、
4、 碳罐预处理
5、 WTP 常温行驶处 理
6、 常温 车
1、 WLTPI 型试验
2、 WTP 加油行驶处
理3、4、 油 +10% 油
5、 常温 车1、 重新连接碳罐
2、 密闭室加油
85%
3、 加油污染物计
算
1.7.2 试验评价
“国六”要求VII
劣化系数
0.01 g/L 校正后,加油蒸发排 不得超过
0.05 g[Lo
1.8 OBD 系统试验
1.8.1 试验方法
“ OBD )是
车
系统,通过监测所有
与排放相关的系统
,确 车辆排放控制系统
常
。“国六”
国OBD II ,将测项目“国五”的9 到15
,对 测要求、监
测条件、故障标准、亮灯和存 障 面进行
了 详细的规定, 7
。
表7 OBD 监测项目
序号
测目
国五国六类型
1催化器监测%
%加严2催化器加热监测
一
%新增
3
失火监测%
%加严4
蒸发系统监测一
%新增
5二次空气系统监测
%%加严6燃油系统监测%%加严7
排气传感器监测
%%加严8废气再循环% EGR )系统监测%
%加严9曲轴箱通风% PVC )系统监测
一
%新增
10发动机冷却系统监测%
%加严11
冷启动减排策略监测
一
%新增
12VVT 系统监测
%
%加严13
颗粒捕集器% OPF )监测
一
%新增
14综合零部件监测%%加严15
其他排放源检测
-
%
新增
1.8.2 试验评价
“国六”OBD 采用NMHC 和NOx 两项污染物
合 的限
求,对PM 排
76%,CO 限
不 ,
8
。
表8 OBD 限值要求
第一类车
NMHC + NOa/( mg/km )
C0/( mg/km )PM/( mg/km )
国五-
190050
国六2601900
12
2应对措施
作为“国五”的升级版,“国六”新增加油排放
目,常温排
新增NO 和PN 控 :
求;实 驶污染物排 、蒸发污染物 和OBD
的测试条
苛刻,测
法也
近车辆实 况。
对“国六”在
法和限 面 格的要求,车企和零部件
供应商
对 系统 升级。
2.1
力,采
化的排放匹配
参数
“国六”标准的排放引入了更多的瞬时动
32・
上海汽车
2021.01
减速工况,使得车辆的
、 力和轮胎滚 对排放结果的影响
敏感,车 在改型或者全新开发时,必须尽早确定车辆的滑行
力
,并在
的车
内设[础
匹配参数。
7和8
,在早期研发
,车
面状 不够成熟, 到 排放匹配的滑
力所涵盖的车
,
以及后续车
、空
力和滚动阻力
出现的
,通常会在项路虎星脉
目初期给出 想阻力% Best Casa)和最苛刻阻力
% Wore Case ) 力边界。随 发项目的不推进,
的滑 力
在原有 上
,力边界不断收拢,最终趋于符合新车
实际的阻力状态。
N /
-R
屈心莊
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120 130140
车速/(km/h)
图7阻力匹配初始状态
2.2
平,采用更先进的排放匹
配技术
发动机燃烧室结
整喷油嘴喷油量
及喷油
,使得
燃烧室的燃油混合气燃烧
; ECU 控 ,在 不损失发动
的情况下,
适 车辆的
深圳2手车市场
夏利n3报价及图片驶工况;
OBD 系统的监测
,做到既不误报,也不漏报,实时监测排 控制系统 是 常工作;扩大 容积, 发动 的工
况控制,避免在高温环境下燃油蒸发被排放到大
中; RDE 系统 ,减实 驶污染物排放;加装颗粒捕集器%OPF ),减少排入大气的污
染物颗粒等。
9
,汽油车可通过加装OPF 来满足
“国六”严苛的PN 限 求。当排 流经OPF 多
孔介质时,通过
、碰撞、扩
,
颗粒物被
续不
捕集在载体壁面内,使PN 排放有效降
-随 体内颗粒物的积累,排气系统阻力和
压也在不 。为确保OPF
常的工作
状态,必须及时 OPF 再生,
积的颗粒物
再次燃烧,以避免车辆动力性和燃油经济性下降-
图9 OPF 结构图
2.3减少 ,采用更符合标准要求
的零部件材料
通过 三元 器
含量, 排污染物在
转化器内发生更好的
,改
善排气污染物排 ;改燃油管的材料和燃
油箱加油锁盖的结构,应对
格的燃油蒸发污染
物排放和加油时的燃油蒸发污染物排
求。
10和11
,
4 合燃油
用
F-TPV 为内层胶,与中
混
胶ECO 复合,
AR 芳
,再包
ACM
烯酸
外层胶。改 的5 合型燃油管
上海汽车 2021. 01
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