王學平，謝東明

（中國汽車技術研究中心，天津 300300）

中國客車產品面臨的國際噪聲限值挑戰(zhàn)

王學平，謝東明

（中國汽車技術研究中心，天津 300300）

2015年聯(lián)合國歐洲經濟委員會確定了加速行駛車外噪聲法規(guī)ECE R51-03系列的限值，并于2016年7月1日起正式實施，中國客車產品將面臨極為嚴峻的挑戰(zhàn)。主要原因是中國與歐洲的客車產品存在尺寸、發(fā)動機功率等典型差異，而歐洲在限值制定過程并未充分考慮中國客車產品特征。結合大量驗證試驗提出適合中國國情的限值劃分方案，并指出國內企業(yè)應借鑒日本經驗，盡快介入ECE R51-03法規(guī)的后續(xù)修訂過程，消除技術壁壘。

聲學；加速行駛車外噪聲；限值；客車；差異分析；ECE R51

2007年聯(lián)合國歐洲經濟委員會頒布了ECE R51-03法規(guī)的試驗方法[1]，2007-2010年期間共收集1 064組樣車加速噪聲試驗數(shù)據(jù)[2]，以此為基礎于2015年頒布了現(xiàn)有的ECE R51-03法規(guī)限值體系，并于2016年7月1日起正式執(zhí)行[3]。

通過分析ECE R51-03法規(guī)限值體系，以及《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組開展的驗證試驗發(fā)現(xiàn)，中國生產的大中型客車，尤其是中型客車極難符合相應限值要求[4]。本文分析了ECE R51-03法規(guī)限值體系對中國不同客車產品的沖擊和影響，并提出了符合中國國情的限值方案和可能的技術補救方案。

1 ECE R51-03法規(guī)的客車限值方案

ECE R51-03系列法規(guī)的限值草案最早由德國于2011年9月提出[5]，日本于2012年02月提出了日本對于ECE R51/03系列法規(guī)的限值[6]。在客車限值領域，德、日雙方僅在M3類客車的功率亞分類上存在一定分歧，2013年9月德、日雙方達成了對于M3類客車的限值一致意見，并最終確定了限值方案如表1所示[7]，表中Pn為汽車額定功率。

整個限值體系均以發(fā)動機額定功率作為亞分類依據(jù)，即功率越大限值越大。但中國生產的M3類客車額定功率均較歐洲小，這就意味著中國生產的同尺寸、噸位產品將因為功率原因執(zhí)行更為苛刻的限值。

表1 UN ECE R51限值草案 dB（A）

2 中、歐客車產品主要特征

依據(jù)對德國、日本2013年9月提交的限值草案的分析，《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組發(fā)現(xiàn)其限值草案與中國國內情況并不適應，這源于中、歐客車產品特征存在巨大差異，且中國客車產品特征未被充分考慮[8]，這樣的限值體系將對中國客車產品出口產生巨大影響。

2.1 歐洲客車產品特征

歐洲客車產品類別較少，整個歐洲范圍內主要有MAN，SCANIA，VOLVO，IVECO，DAIMLER，SETRA等6家制造商，其生產的客車產品均集中在10 m及以上長度，其中又以12 m及以上長度產品為主；功率主要集中在250 kW及以上。

歐洲本土制造商還生產一部分由M2類客車產品或N2類底盤衍生的小型M3類客車產品，主要由IVECO、DAIMLER等幾家制造商生產，其產品長度主要集中在6 m～8 m區(qū)間內，其功率主要集中在85 kW～220 kW范圍內。

另外有少量的日系客車產品在歐洲銷售，如豐田汽車生產的COASTER及日產汽車生產的CIVILIAN等產品，其長度在7 m左右，功率集中在105 kW～180 kW范圍內。

2013年德、日雙方達成的M3類客車噪聲限值意見也基本體現(xiàn)了歐洲客車市場特征。

2.2 國內客車產品特征

而中國的客車產品由于中國路況及市場需求的復雜性，呈現(xiàn)出各種長度客車大量生產的不規(guī)律性，7 m以下客車產品銷量基本占據(jù)客車總銷量的30%左右，7 m～10 m及10 m以上的客車產品各占據(jù)市場總銷量的35%左右[9]。

按照客車產品長度，國內客車產品主要分為6 m～9 m的中型客車、9 m～12 m的大型客車，以及12 m以上的特大型客車，國內M3類客車產品主要集中在6 m～12 m范圍內，以2015年總銷量為例，共銷售M3類中、大、特大型客車16.83萬輛，其中中型客車7.60萬臺，大型客車約8.98萬臺，12 m以上的特大型客車銷量較小，2015年總銷量約為0.25萬臺[10]。

按照客車發(fā)動機能源類型，國內客車產品除四川一汽豐田Coaster車型采用汽油發(fā)動機以外，其余多采用柴油發(fā)動機，發(fā)動機額定功率主要集中在85 kW-320 kW區(qū)間內，其中又以95 kW～250 kW為主，以某客車廠功率分布為例，最典型的發(fā)動機額定功率點為96 kW，105 kW，132 kW，140 kW，147 kW，162 kW，180 kW，199 kW和247 kW。

按照客車整車最大總質量GVM，國內客車產品主要集中在5 300 kg～18 000 kg范圍內，7 000 kg以下的小噸位客車主要為日系汽油發(fā)動機中型客車為主，18 000 kg以上的鉸接客車等目前市場總量極小，最大總質量為25 000 kg～28 000 kg左右，以丹東黃海、廈門金旅等制造商為主。

通過分析鄭州宇通、廈門金龍、廈門金旅等主要中國品牌客車產品，其產品長度、額定功率、最大總質量等特征如表2所示。

3 ECE R51-03法規(guī)對中國客車產品影響

ECE R51-03法規(guī)M3類客車噪聲限值主要考慮了歐洲市場特征，但將其應用到中國的過程中，出現(xiàn)了極大的不適應性，也將對中國客車產品的出口造成致命的影響。

3.1 ECE R51-03客車限值考慮的主要車型

如表1所示的三種限值劃分，其中Pn≤150 kW的亞分類主要考慮了衍生于M2類客車或N2類底盤的小型M3類客車，此類客車長度主要集中在6 m～7 m，最大總質量集中在5 000 kg～6 000 kg左右。由于其考慮的主要產品均衍生自M2類客車平臺，所以其設定的第1階段限值極為苛刻，為76 dB（A）的限值，但與M2類客車產品的限值要求相適應。

表2 我國主要客車產品特征表

150 kW＜Pn≤250 kW的亞分類主要考慮了衍生于M2類客車或N2類底盤的小型M3類客車中功率及長度較大的車型及日系汽油發(fā)動機車型，此類產品長度主要集中在6 m～8 m，最大總質量仍然集中在7 000 kg以下，其第1階段適用78 dB（A）的限值。

3.2 國內客車對ECE R51-03限值的不適應性

如表2所示，由于國內客車產品特征與歐洲客車產品存在巨大差異，國內客車產品的噪聲試驗結果與額定功率也無明顯的相關性，詳見圖1。表1中設定的限值方案并不適合中國國內的客車產品。

3.2.1 Pn≤150 kW的M3類客車

Pn≤150 kW的亞分類原本主要考慮的是衍生于M2類客車的小型M3類客車，但從表2分析可得，大量的8 m左右及9 m～10 m的中、大型客車，其最大總質量達到9 500 kg～14 000 kg，但需要執(zhí)行最大總質量5 000 kg～6 000 kg近似于M2類客車的限值。

從驗證試驗來看，此亞分類國內產品依據(jù)加速噪聲試驗結果在77 dB（A）～82 dB（A）范圍內。以歐洲某品牌M3類客車（代號：車型1）與國內某品牌M3類客車（代號：車型2）試驗結果比較，雖然車型1、2額定功率都低于150 kW且較為接近，但兩車從最大總質量、最大扭矩等方面都存在較大差異，試驗結果差值也達到5 dB（A），但ECE R51-03以車型1類似的相應車型試驗結果其設定了76 dB(A)的噪聲限值，導致車型1能滿足ECE R51-03法規(guī)要求，而車型2則難以滿足ECE R51-03法規(guī)要求，樣車比對信息及試驗結果詳見表3。

3.2.2 150 kW＜Pn≤250 kW的M3類客車

150 kW＜Pn≤250 kW亞分類主要考慮的車型是衍生于M2類客車或N2類底盤的小型M3類客車中功率及長度較大的車型及日系汽油發(fā)動機車型，但從表2分析可知，國內絕大多數(shù)12 m以下客車產品均歸為這個亞分類。

柳紅頭上蒙著一條紅絲巾。蘇石從她的頭上剝了下來，紅絲巾打著一個結，是個死結。他捏著紅絲巾的那個結，硬梆梆的。蘇石從大棚里爬了出來，癱坐在地上，點上一支煙，他邊抽煙邊借著大棚里透出朦朧的燈光，審視著手上的紅絲巾，好像不認識似的。

表3 典型小功率M3類客車對比

表4 日、中典型M3類客車對比表

從驗證試驗來看，國內此亞分類的產品長度主要集中在9 m～12 m，全部為大型客車，最大總質量為14 000 kg～18 000 kg。以日本某品牌M3類客車（代號：車型3）與國內某品牌M3類客車（代號：車型4）試驗結果比較，雖然車型3、4額定功率都接近180 kW，但車型4最大總質量是車型3的2.6倍，最大扭矩也遠大于車型3，噪聲試驗結果較車型3偏大4 dB (A)左右，但ECE R51-03僅依據(jù)車型3類似車型的額定功率參數(shù)設定了78 dB(A)的噪聲限值，同時由于日本的持續(xù)研究和爭取，ECE R51-03法規(guī)認同日本觀點，汽油發(fā)動機在噪聲試驗時發(fā)動機轉速更高，給予2 dB(A)的限值寬松[11]，實際上執(zhí)行78+2=80 dB (A)的寬松限值，車型3能滿足ECE R51-03法規(guī)要求；而車型4則難以滿足ECE R51-03法規(guī)78 dB(A)的噪聲限值要求。

3.2.3 Pn＞250 kW的M3類客車

Pn＞250 kW的亞分類，中國和歐洲、日本汽車的差異不大，但國內此類產品較少，主要為12 m以上及13.7 m的公路及旅游客車，年銷量僅占國內中大型客車市場的1.5%左右。

4 適合中國客車產品的限值分類方式

《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組通過對數(shù)據(jù)庫的大量分析發(fā)現(xiàn)，ECE R51-03依據(jù)發(fā)動機額定功率進行客車亞分類的方式并不適合中國客車產品特征，可以作為國內客車產品限值分類方式的車輛參數(shù)有：車輛長度、座位數(shù)、最大總質量等。其中座位數(shù)受客車用途和內部布置影響有較大變動；而最為穩(wěn)定的車輛參數(shù)為客車長度與最大總質量。

4.1 基于整車長度的限值分類方式

2012年2月《，汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組代表中國在聯(lián)合國歐洲經濟委員會世界汽車法規(guī)協(xié)調輪胎噪聲專家工作組（WP29/GRB）第55次會議上提出中國M3類客車功率較歐洲市場的客車功率小，德國、日本提出的按照額定功率劃分的M3類客車亞分類并不適合中國，建議降低亞分類的功率界限。

2012年9月，在WP29/GRB第56次會議上，項目組代表中國建議依據(jù)整車長度進行M3類客車限值亞分類，如表5所示。采用此種限值分類方式，能夠從限值上較好區(qū)分中型客車、大型客車與特大型客車（特大型客車均采用多于兩軸的布置形式，有一定的限值寬松）。

2013年2月，WP29/GRB第57次會議上，項目組代表中國繼續(xù)完善了基于整車長度的客車限值分類方式，但由于缺乏國內客車行業(yè)持續(xù)支持以及來自德國、日本的反對，中國的限值亞分類方案被迫中斷。

4.2 基于最大總質量的限值分類方式

《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組在后續(xù)的研究中發(fā)現(xiàn)，基于整車長度的客車限值分類方式雖然較為清晰，但容易受到外飾件等因素影響，容易出現(xiàn)同一車型由于細微的整車長度差異，而被列入不同的亞分類。相比之下，客車的最大總質量則更為穩(wěn)定，且如表2所示，整車長度與客車最大總質量具有較高相關性。

表5 中國提交的限值草案

2013年6月《，汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》項目組最終確立了以最大總質量作為客車限值分類方式，詳見表6。

表6 中國最終確立的客車限值分類方式

采用此種限值分類方式，能夠將衍生于M2類客車或N2類底盤的小型M3類客車列入GVM≤7 500 kg類；而傳統(tǒng)的客車底盤生產的8 m～9 m中型客車將列入7 500 kg＜GVM≤12 000 kg；9 m及以上的客車將被列入GVM＞12 000 kg類。

此客車限值分類方式已經列入GB 1495-20XX標準征求意見稿，但仍未被ECE R51-03法規(guī)采納。

5 可行的技術補救方案

由于中國與歐洲未在M3類客車領域達成限值方案的一致意見，國內客車產品出口將面臨噪聲限值壁壘。

5.1 短期補救方案

從短期來看可以采取以下兩種方式進行技術補救：

①試驗認證時注意試驗輪胎的選擇：ECE R51-03法規(guī)規(guī)定雪地胎、牽引胎等容易引起額外噪聲的輪胎被禁止使用，而推薦使用滾動胎等正常輪胎進行試驗。國內目前客車及商用車實際使用的輪胎以牽引胎為主，且國內目前無牽引胎、滾動胎等相應概念的準確描述。從目前歐洲輪胎輪輞協(xié)會ETRTO及世界汽車制造商聯(lián)合會OICA的研究結論來看，對于M3類及N3類車輛，采用滾動胎將使得ECE R51-03法規(guī)試驗結果平均減小1 dB～2 dB（A）左右[1–2]。牽引胎與滾動胎花紋對比如圖1所示。

圖1 輪胎花紋對比（左為牽引胎，右為滾動胎）

②選裝功率較大的發(fā)動機用于出口：目前國內客車產品在相同底盤上往往選裝多個功率的發(fā)動機，以某客車制造商XX6935 HG1型客車為例，其選裝的有濰柴WP7.210E40型發(fā)動機，玉柴YC6J220-42及YC6J200-42型發(fā)動機，錫柴CA6DF4-20E4型發(fā)動機，如選裝YC6J200-42及CA6DF4-20 E4型發(fā)動機時，其額定功率Pn≤150 kW，將執(zhí)行76 dB(A)的苛刻限值；如選裝另外兩款發(fā)動機時，由于額定功率Pn＞150 kW，將可以執(zhí)行78 dB(A)的限值，獲得約2 dB(A)的限值寬松。

5.2 短期措施局限性及長期解決方案

選裝功率較大的發(fā)動機只適用于選裝發(fā)動機功率在150 kW或250 kW附近的車型，且需要因為噪聲限值影響而淘汰功率較小的發(fā)動機，這將導致部分采用單一發(fā)動機型號的客車制造商以及相應的發(fā)動機制造商面臨絕境。

采用滾動胎的方式可以一直采用，但由于ECE R51-03法規(guī)第2階段、第3階段將執(zhí)行更為苛刻的限值，尤其是對于Pn≤150 kW的M3類客車，2020年7月1日起將執(zhí)行74 dB(A)的限值，如果不改變目前ECE R51-03法規(guī)的限值分類方式，及時采用滾動胎也難以滿足ECE R51法規(guī)要求。

目前唯一長期可行的辦法是重新在聯(lián)合國歐洲經濟委員會世界汽車法規(guī)協(xié)調論壇噪聲專家工作組（WP29/GRB）框架下，與歐盟展開M3類客車限值分類方式的合作研究與協(xié)調，逐步影響ECE R51-03法規(guī)，促使其采用與中國一致或能覆蓋中國客車產品的M3類客車限值分類方式。

6 結語

通過研究中國客車產品特征及依據(jù)ECE R51-03系列開展的驗證試驗結果得到以下結論：

①中國客車產品特征不同于歐洲，其產品型號多，長度及質量分布范圍廣，但采用的發(fā)動機功率普遍低于歐洲；

②現(xiàn)行的ECE R51-03法規(guī)采用了額定功率進行M3類客車的限值分類，不利于中國客車產品，國內客車產品噪聲出口認證的技術風險已經形成；

③亟需中國客車行業(yè)積極與歐洲、日本等主要國家和地區(qū)積極協(xié)調，爭取重新確立M3類客車噪聲限值分類方式，從根本上消除國內客車產品出口海外的噪聲法規(guī)技術壁壘。

[1]歐洲經濟委員會.ECE Regulation No.51 Revision 1-Amendment3 Uniform provisions concerning the approval of motor vehicles having at least four wheels with regard to their noise emissions[S].2007.

[2]歐洲經濟委員會 WP29（GRB）.（Japan）Japanese proposal on UN Regulation No.51 limit values～Rationality of Thresholds for N2 and M3[R].UN ECE WP29（GRB）第57次會議.2013.

[3]歐洲經濟委員會.ECE Regulation No.51 Revision 3-Uniform provisions concerning the approval of motor vehicles having at least four wheels with regard to their sound emissions[S].2016.

[4]歐洲經濟委員會WP29（GRB）.(China)Comments on Japanese limit value suggestion of commercial vehicles [R].UN ECE WP29（GRB）第58次會議.2013.

[5]歐洲經濟委員會WP29（GRB）.（Germany）German Position on new limit values for 03 series of amendments to Regulation No.51[R].UN ECE WP29（GRB）第54次會議.2011.

[6]歐洲經濟委員會 WP29（GRB）.（Japan）Japanese Position on new limit values for 03 series of amendments to Regulation No.51[R].UN ECE WP29（GRB）第55次會議.2012.

[7]歐洲經濟委員會WP29（GRB）.(GRB Expert Group on Regulation No.51)Proposalforthe 03 seriesof amendments to UN Regulation No.51[R].UN ECE WP29（GRB）第58次會議.2013.

[8]荷蘭應用科學研究院.VENOLIVA-Vehicle Noise Limit Values-Comparison of two noise emission test methods-Final Report[R].UN ECE WP29（GRB）第54次會議. 2011.

[9]歐洲經濟委員會 WP29（GRB）.(China)Chinese suggestions on subcategories of commercial vehicles[R]. UN ECE WP29（GRB）第57次會議.2013.

[10]姚靜芳.2015年大中型客車市場分析及2016年預測[J].汽車情報，2016(2)：24-36.

[11]歐洲經濟委員會 WP29（GRB）.(Japan)Japanese proposal of limit values to UN Regulation No.51(Noise of M and N categories of vehicles)[R].UN ECE WP29（GRB）第56次會議.2012.

[12]LOUIS-FERDINANDPARDO,HEINZSTEVEN. Monitoring procedure in the vehicle noise regulation[R]. UN ECE WP29（GRB）第53次會議.2011.

The International Challenge in Noise Limit Values for Domestic Buses and Coaches

WANG Xue-ping,XIE Dong-ming
（ChinaAutomotive Technology and Research Center,Tianjin 300300,China）

The UN ECE confirmed the external noise limit values in regulation ECE R51-03 series for noise emitted by accelerating vehicles in 2015 and put the regulation into implement on July 1st 2016,which brought the domestic buses and coaches a very serious challenge.The main reason of the challenge is the obvious difference between the Chinese buses/ coaches and European buses/coaches in the dimensions and engine power parameters.However,the UN ECE has not considered the features of Chinese buses and coaches during making the limit values.In this paper,the limit values classification scheme for domestic vehicles is suggested based on large numbers of proof tests.It is pointed out that the domestic manufacturers should take part in the coming amending of ECE R51-03 regulation as Japanese companies do to avoid the technical barriers.

acoustics;noise emitted by accelerating motor vehicles;limit value;buses and coaches;discrepancy analysis;ECE R51

O422.6

：A

：10.3969/j.issn.1006-1335.2017.01.012

1006-1355(2017)01-0053-05+71

2016-08-26

環(huán)境保護部項目《汽車加速行駛外噪聲限值及測量方法（修訂GB 1495-2002）》，(項目統(tǒng)一編號464)

王學平(1975－)，男，陜西省富平縣人，目前從事汽車標準化研究工作。

謝東明。E-mail:xdongming@126.com