中國(guó)輕型車排放法規(guī)的第一階段到第五階段，采用了與歐盟相同的排放測(cè)試循環(huán)。其中第一、二階段的實(shí)驗(yàn)雖然也是從冷啟動(dòng)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，但前40秒熱機(jī)怠速過(guò)程并不進(jìn)行排放采樣，40秒怠速熱機(jī)后開(kāi)始排放采樣，實(shí)驗(yàn)總持續(xù)時(shí)間是1220秒，但排放采樣時(shí)間是1180秒。第三、四、五階段取消了40秒怠速時(shí)間，從冷啟動(dòng)開(kāi)始直接進(jìn)行排放采樣，實(shí)驗(yàn)總時(shí)長(zhǎng)為1180秒，具體為：

第一、二階段標(biāo)準(zhǔn)，采用ECE15+EUDC駕駛循環(huán)，包括市區(qū)（ECE15）和郊區(qū)（EUDC）兩個(gè)部分，試驗(yàn)從熱起動(dòng)階段開(kāi)始（采樣前運(yùn)行40 秒的熱機(jī)循環(huán)）；

第三、四、五階段標(biāo)準(zhǔn)，采用NEDC循環(huán)，駕駛循環(huán)同樣包括ECE15+EUDC兩個(gè)部分，但刪除了40 秒的熱機(jī)循環(huán)，試驗(yàn)從冷啟動(dòng)階段開(kāi)始。

圖1 表示的是ECE15+EUDC循環(huán)，由4個(gè)連續(xù)重復(fù)的195秒城市循環(huán)和一個(gè)400秒的EUDC高速循環(huán)組成，最高車速120km/h，最大加速度1.04m/秒2,平均車速33.6km/h。很明顯該循環(huán)不是真實(shí)的道路駕駛循環(huán)，人為設(shè)計(jì)特征明顯。

▲圖1 ECE15+EUDC循環(huán)

輕型車排放標(biāo)準(zhǔn)不僅包括冷啟動(dòng)排放實(shí)驗(yàn)，還包括曲軸箱通風(fēng)，燃油蒸發(fā)，低溫冷啟動(dòng)排放實(shí)驗(yàn)，耐久性要求，OBD要求等。冷啟動(dòng)排放實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)車輛用途不同（M類、N類），車輛基準(zhǔn)質(zhì)量不同，制定了不同的排放限值，表1列出了第一到到第五階段排放標(biāo)準(zhǔn)中冷啟動(dòng)排放限值和生效日期。

第一階段標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施前，我國(guó)輕型汽油車燃油供給系統(tǒng)以化油器為主，排放控制主要以機(jī)內(nèi)凈化為主，沒(méi)有使用任何排放后處理裝置。第一階段排放標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的污染控制目標(biāo)必須使用三效催化器才能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。因此從2000年開(kāi)始，我國(guó)新生產(chǎn)輕型汽油車全面淘汰了化油器，進(jìn)入燃油噴射時(shí)代，配合使用含有貴金屬鉑、銠、鈀的三效催化器以有效控制各種排氣污染物，同時(shí)為防止汽油中鉛導(dǎo)致的催化器和排氣氧傳感器中毒失效，在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用了無(wú)鉛汽油，我國(guó)也是全球從有鉛汽油到無(wú)鉛汽油切換最快的國(guó)家。和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施前相比，一階段標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，汽油車排氣中CO、THC和NOx排放降低幅度達(dá)到80%以上。除排氣排放控制以外，一階段標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)還提出了燃油蒸發(fā)的排放控制要求，汽車制造商必須使用帶有活性碳罐的燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)，才能滿足排放法規(guī)的要求。排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對(duì)我國(guó)汽車零部件產(chǎn)業(yè)也帶來(lái)巨大沖擊，大有力推動(dòng)了燃油供給系統(tǒng)、排放后處理系統(tǒng)等零部件系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步。

同第一階段排放標(biāo)準(zhǔn)相比，第二階段標(biāo)準(zhǔn)中除將HC+NOx限值降低到原來(lái)的一半左右以外，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的技術(shù)進(jìn)步，汽車制造商除需要進(jìn)一步控制空燃比精度以外，還需要使用轉(zhuǎn)化效率更高的三效催化劑。

2008年開(kāi)始實(shí)施的第三階段排放法規(guī)，提出了冷啟動(dòng)控制要求，修改了排放測(cè)試循環(huán)，取消了40秒的怠速階段，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后立即進(jìn)行排放實(shí)驗(yàn)，汽車制造商通常需要采取專門的排放冷啟動(dòng)排放控制策略才能滿足排放法規(guī)的要求，由于需要三效催化器盡快熱起來(lái)，通常需要采用緊密耦合催化器，將催化器的位置盡可能接近發(fā)動(dòng)機(jī)排氣出口處，以提高催化器進(jìn)口溫度。對(duì)催化器本身，需要提高載體的孔密度，增加貴金屬含量，以提高催化器效率，并降低起燃溫度，滿足排放法規(guī)的控制要求。

第三階段排放標(biāo)準(zhǔn)除加嚴(yán)了表1中的排放限值外，還提出了低溫冷啟動(dòng)排放要求，對(duì)輕型汽油車，要求在-7±3℃的環(huán)境下，進(jìn)行低溫冷啟動(dòng)循環(huán)實(shí)驗(yàn)，CO和THC排放限值分別為15g/km和1.8g/km，實(shí)驗(yàn)循環(huán)按ECE15循環(huán)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)時(shí)間780秒，汽車制造商需采取對(duì)應(yīng)的低溫排放控制策略才能滿足排放法規(guī)的控制要求。

自第三階段法規(guī)起，排放法規(guī)要求輕型車使用車載排放監(jiān)控系統(tǒng)（OBD）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與排放相關(guān)的故障：如催化轉(zhuǎn)換器效率下降、失火、氧傳感器故障、燃油蒸發(fā)系統(tǒng)故障、電控系統(tǒng)故障等，如果發(fā)現(xiàn)排放相關(guān)故障，需要通過(guò)駕駛室儀表盤上的OBD故障指示燈通知駕駛員及時(shí)處理維修，在使用環(huán)節(jié)上，盡早發(fā)現(xiàn)排放相關(guān)故障，及時(shí)準(zhǔn)確進(jìn)行維修。

另外，在第一到第四階段排放法規(guī)中，要求汽車在80,000km里程的有效壽命期內(nèi)排放達(dá)標(biāo)，在第五階段標(biāo)準(zhǔn)中，將有效壽命期提高到160,000km，以覆蓋大部分乘用車的使用壽命。

2016年12月23日，生態(tài)環(huán)境部頒布了《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第六階段）》 (GB18352.6 -2016)。與前面經(jīng)歷的五個(gè)排放階段標(biāo)準(zhǔn)不同，自第六階段開(kāi)始，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)不再跟隨歐盟排放標(biāo)準(zhǔn)，而是根據(jù)中國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量控制要求，自主創(chuàng)新建立了中國(guó)輕型車排放標(biāo)準(zhǔn)體系，輕型車第六階段標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)如下：

（1）燃料中立原則，無(wú)論使用汽油、柴油、還是氣體燃料，都要滿足相同的排放限值；

（2）排放測(cè)試循環(huán)由NEDC循環(huán)切換到WLTC(Worldwide Harmonized Light Duty Vehicle Te秒t Cycle)循環(huán)；

（3）增加了實(shí)際道路排放RDE(Real Driving Emi秒秒ion秒)測(cè)試要求；

（4）修改了燃油蒸發(fā)測(cè)試規(guī)程，晝間實(shí)驗(yàn)時(shí)間由24h增加到48小時(shí)，每24小時(shí)進(jìn)行一次蒸發(fā)量測(cè)量，取其中最大值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

（5）國(guó)六(a)和國(guó)六(b)耐久性里程要求分別為160000km和200000km；

（6）修改了低溫冷啟動(dòng)排放限值和測(cè)試循環(huán)，冷啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)循環(huán)由ECE15工況切換到WLTC循環(huán)低速段和中速段，新增加了NOx限值要求，并堅(jiān)持燃料中立原則。

（7）增加了汽油車加油排放控制要求(ORVR)；

（8）大幅度修改了OBD監(jiān)控要求，主要監(jiān)控要求由EOBD切換到OBD II。

概括而言，第六階段排放標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)變化主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

1 冷啟動(dòng)排放試驗(yàn)

冷啟動(dòng)排放試驗(yàn)要求，排放試驗(yàn)在23±5℃的環(huán)境下進(jìn)行，按WLTC循環(huán)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)的限值分為a、b兩類，對(duì)應(yīng)不同的實(shí)施時(shí)間。其中6a限值在2020年7月1日實(shí)施，6b限值在2023年7月1日實(shí)施。

圖2表示的是冷啟動(dòng)排放試驗(yàn)所用WLTC循環(huán)，WLTC循環(huán)是UNECE WP29 基于統(tǒng)一全球排放測(cè)試循環(huán)基礎(chǔ)上制定的排放測(cè)試循環(huán)，測(cè)試循環(huán)中由低速段、中速段、高速段和超高速段組成，整個(gè)測(cè)試循環(huán)時(shí)間持續(xù)1800秒，最高試驗(yàn)車速131.3km/h。

▲圖2 WLTC循環(huán)

6a階段氣體污染物排放限值與歐盟6e階段中汽油車限值相當(dāng)，并嚴(yán)于歐盟6e階段柴油車限值，6b限值明顯嚴(yán)于同期實(shí)施的歐盟輕型車限值標(biāo)準(zhǔn)。為滿足氣體污染物控制要求，對(duì)三效催化器提出了更加嚴(yán)苛要求，載體目數(shù)應(yīng)達(dá)到600目或以上，對(duì)催化器貴金屬含量、材料、涂敷工藝的要求更高。由于標(biāo)準(zhǔn)中提出了顆粒物質(zhì)量（PM）和數(shù)量（PN）的限值要求，缸內(nèi)直噴汽油機(jī)必須使用顆粒捕集器（GPF）才能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過(guò)程的實(shí)踐證明，低溫環(huán)境下，短行程用戶車輛的GPF再生遇到了空前挑戰(zhàn)。

2 實(shí)際道路排放試驗(yàn)（RDE）

第六階段之前的排放實(shí)驗(yàn)均是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的環(huán)境溫度，并按給定的駕駛循環(huán)進(jìn)行排放實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是重復(fù)性好，便于對(duì)新技術(shù)使用效果的評(píng)估判斷，長(zhǎng)期以來(lái)一直是各國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)中的法規(guī)認(rèn)證方法。但由于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)終究是在受控條件下進(jìn)行，而車輛在實(shí)際道路行駛中存在環(huán)境溫度、海拔高度、道路坡度、駕駛習(xí)慣的多樣性，實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和實(shí)際道路行駛之間排放差異一直是國(guó)內(nèi)外環(huán)境管理部門關(guān)注和研究的重點(diǎn)話題之一。

2015年披露的“大眾柴油車排放門”事件，客觀上加速了實(shí)際道路排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的進(jìn)程，中國(guó)適時(shí)在第六階段排放標(biāo)準(zhǔn)中提出了實(shí)際道路排放控制要求。第六階段輕型車排放標(biāo)準(zhǔn)要求RDE實(shí)驗(yàn)應(yīng)在有代表性的市區(qū)、市郊和高速路上進(jìn)行，每類路段的最小長(zhǎng)度均為16km。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中利用車載排放測(cè)試設(shè)備實(shí)時(shí)記錄各種污染物濃度和排氣流量，最后積分計(jì)算得到g/km的排放量。根據(jù)我國(guó)的氣象地理特點(diǎn)，以及車載排放測(cè)量設(shè)備的使用要求，第六階段排放標(biāo)準(zhǔn)中RDE實(shí)驗(yàn)的環(huán)境溫度范圍為-7℃——40℃，海拔高度上限為2400m。

由于RDE的排放控制要求，汽車制造商不得不擴(kuò)大排放控制區(qū)的標(biāo)定范圍，不僅在實(shí)驗(yàn)室規(guī)定的排放控制區(qū)內(nèi)需要滿足要求，在實(shí)際道路運(yùn)行工況覆蓋的所有工況點(diǎn)上，都需要進(jìn)行精細(xì)標(biāo)定，以滿足標(biāo)準(zhǔn)的控制要求，真正實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室到實(shí)際道路排放管理的飛躍。

3 蒸發(fā)污染物和加油排放要求

汽油車燃油蒸發(fā)和加油排放是汽油車VOC秒排放的主要來(lái)源，也是城市大氣中VOC秒的重要來(lái)源。由于排放法規(guī)對(duì)排氣中THC排放的持續(xù)加嚴(yán)，燃油蒸發(fā)和加油排放產(chǎn)生的THC（VOC秒）排放逐漸超過(guò)排氣產(chǎn)生的THC排放成為主要污染源，因此第六階段排放標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)一步加嚴(yán)了對(duì)燃油蒸發(fā)的控制要求，并提出了對(duì)加油排放的回收要求。

規(guī)定燃油蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)在需要蒸發(fā)密閉室中進(jìn)行，燃油蒸發(fā)晝夜溫度變化區(qū)間定義在20~35℃，與第六階段之前的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相同，但第六階段標(biāo)準(zhǔn)將燃油蒸發(fā)試驗(yàn)晝間試驗(yàn)由24h增加到48h，模擬連續(xù)兩晝夜的燃油蒸發(fā)排放，晝間試驗(yàn)與1h熱浸試驗(yàn)結(jié)果之和不得超過(guò)0.7g，與第五階段標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2g限值相比，第六階段大幅度加嚴(yán)了燃油蒸發(fā)限值，需要增大碳罐容積，采用吸附和脫附性能更好的活性炭，進(jìn)一步優(yōu)化脫附策略才能滿足法規(guī)要求。

加油污染物排放污染是汽油車加油過(guò)程中由于加入汽油，將油箱上方空間油氣混合氣擠壓，排入大氣產(chǎn)生的污染，在沒(méi)有采用任何回收措施得情況下，加入一升汽油產(chǎn)生的揮發(fā)污染物在1-1.2g左右，第六階段標(biāo)準(zhǔn)要求新生產(chǎn)汽油車使用車載油氣回收裝置（ORVR）回收加油過(guò)程產(chǎn)生的揮發(fā)污染，加油過(guò)程產(chǎn)生的蒸發(fā)污染物不得超過(guò)0.05g/ L（燃油）。

4 OBD監(jiān)測(cè)要求

與第三、四、五階段排放標(biāo)準(zhǔn)相比，第六階段排放標(biāo)準(zhǔn)不再沿用EOBD的監(jiān)控要求，而是在參考借鑒美國(guó)加州（CARB OBD II）成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了中國(guó)OBD(COBD)的要求。和前五階段相比的重要改進(jìn)是加嚴(yán)了對(duì)催化劑效率、發(fā)動(dòng)機(jī)失火的診斷要求，新增加了燃油蒸發(fā)系統(tǒng)小孔泄露（1mm和0.5mm）診斷要求，進(jìn)一步明確了燃油系統(tǒng)診斷要求、曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)診斷要求、冷啟動(dòng)策略診斷要求、冷卻系統(tǒng)診斷要求、可變氣門系統(tǒng)診斷要求、增壓系統(tǒng)診斷要求、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)診斷要求、綜合部件診斷要求等，對(duì)各項(xiàng)診斷的要求更加明確具體，提出了診斷的監(jiān)測(cè)頻率（IUPR率）要求。

另外，國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了量產(chǎn)車OBD功能驗(yàn)證（PVE）要求，具體分為三個(gè)階段：

1.標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該在車型生產(chǎn)后的兩個(gè)月內(nèi)，完成標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證，以確認(rèn)所有車輛滿足COBD中有關(guān)秒AE J1978掃描工具與要求的排放相關(guān)信息之間具有正確通訊的要求；

2.監(jiān)測(cè)要求驗(yàn)證在開(kāi)始正常生產(chǎn)后的六個(gè)月內(nèi)，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對(duì)其中一輛（或多輛）量產(chǎn)車輛（測(cè)試車輛）的OBD系統(tǒng)進(jìn)行全面評(píng)估，驗(yàn)證該車型能夠滿足COBD的各項(xiàng)功能要求。

3.IUPR率的驗(yàn)證和報(bào)告在車輛開(kāi)始正常生產(chǎn)后12個(gè)月內(nèi)進(jìn)行，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)按照要求收集能夠代表該OBD系族的IUPR率，以驗(yàn)證其是否能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IUPR率要求。

中國(guó)輕型車已經(jīng)成功實(shí)施了第一階段到第六階段的排放法規(guī)，排放控制技術(shù)也由第一階段前的以化油器、機(jī)內(nèi)凈化為主，迅速切換到理論空燃比閉環(huán)電控結(jié)合三效催化器的排放控制階段。并且隨著法規(guī)的不斷加嚴(yán)，三效催化器自身技術(shù)也不斷進(jìn)步，載體目數(shù)也由原來(lái)的200-300目發(fā)展到目前600目以上，催化換效率持續(xù)提高，從最初僅以控制汽油車氣體污染物為主，逐步過(guò)渡到氣體污染物和顆粒物質(zhì)量、數(shù)量的聯(lián)合控制，顆粒捕集器已成為輕型柴油車和缸內(nèi)直噴汽油車必備的排放控制裝置。除排氣排放控制要求不斷加嚴(yán)以外，排放標(biāo)準(zhǔn)也不斷加嚴(yán)對(duì)燃油蒸發(fā)、加油過(guò)程產(chǎn)生污染物的排放要求。

目前我國(guó)正在制定第七階段排放標(biāo)準(zhǔn)，第七階段排放標(biāo)準(zhǔn)除在原來(lái)基礎(chǔ)上繼續(xù)加嚴(yán)污染物控制，還將引入對(duì)CO2的排放控制要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物和溫室氣體的協(xié)同控制。

                               （作者系北京理工大學(xué)教授）