尹超，王熾軍，嚴(yán)杰

(廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，廣東廣州 510663)

0 引言

當(dāng)前，乘用車市場依然以傳統(tǒng)汽油車輛為主，排放法規(guī)針對汽油車輛的排放限制包括尾氣排放和蒸發(fā)排放兩個方面[1]。其中尾氣排放源于車輛運行時，發(fā)動機(jī)燃燒汽油所產(chǎn)生的氣態(tài)污染物(一氧化碳CO、氮氧化物NOx、碳?xì)浠衔颰HC)和顆粒物。蒸發(fā)排放主要源于車輛靜置時的燃油蒸發(fā)(碳?xì)浠衔颰HC)，特別是車輛剛剛運行后的靜置時段(燃油系統(tǒng)溫度高，汽油易蒸發(fā))和車輛長期停放后的靜置時段(可能發(fā)生碳罐飽和后的燃油蒸汽泄漏)；其次是車輛輪胎、內(nèi)飾件、座椅等非燃油系統(tǒng)散發(fā)出來的碳?xì)浠衔镆矔凰銥檎舭l(fā)排放(以下簡稱為“整車非燃油蒸發(fā)排放”)。

在國五階段，Ⅳ型蒸發(fā)排放試驗的限值為THC：每次試驗2 g[2]，由于試驗持續(xù)24 h，按照每日(24 h)行駛25 km，折算THC的蒸發(fā)排放因子為0.08 g/km，而國五階段Ⅰ型試驗THC的尾氣排放限值為：0.1 g/km，因此蒸發(fā)排放已達(dá)到了和尾氣排放相當(dāng)?shù)乃絒3]。盡管如此，國五階段制造商往往只需通過配置活性碳罐來控制燃油蒸發(fā)，忽略整車非燃油蒸發(fā)，就可以滿足蒸發(fā)排放限值要求[4]。

但到了國六階段，尾氣和蒸發(fā)排放限值全面加嚴(yán)，其中Ⅳ型蒸發(fā)排放試驗的限值由2.0 g降至0.7 g(第一類車)[5]，且試驗時間延長至48 h，同時增加了耐久性要求。對于瞄準(zhǔn)美國市場的制造商，加州LEV3蒸發(fā)排放法規(guī)則是更大的挑戰(zhàn)，其類似于國六Ⅳ型試驗的蒸發(fā)排放限值僅僅為0.3 g[6]。為了滿足國六和加州LEV3蒸發(fā)排放法規(guī)，整車非燃油蒸發(fā)排放已變得不可忽視。

由于法規(guī)允許制造商在正式試驗前對車輛進(jìn)行一定的預(yù)處理，以降低整車非燃油蒸發(fā)排放，因此，本文作者研究了整車非燃油蒸發(fā)排放的特點，并制定了一種整車預(yù)處理策略。

1 車輛預(yù)處理的法規(guī)要求

國六標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制造商可以對生產(chǎn)日期在12個月以內(nèi)的試驗車輛，采用如下方法降低整車非燃油碳?xì)浠衔锏呐欧潘剑?/p>

方法一，以指定的溫度和指定的時間烘烤使底盤和輪胎老化。

方法二，使用舊輪胎替換試驗車輛上使用時間低于12個月的輪胎和備胎。

方法三，以清水替代擋風(fēng)玻璃清洗液。

本文作者主要針對方法一，研究以指定溫度和指定時間對整車進(jìn)行烘烤預(yù)處理時，整車非燃油碳?xì)浠衔锱欧诺淖兓闆r。

2 預(yù)處理試驗方案

2.1 試驗樣車準(zhǔn)備

為了單獨驗證烘烤對整車非燃油碳?xì)浠衔锱欧诺挠绊?，排除燃油蒸發(fā)的干擾，采用一輛下線一個月內(nèi)的新車(第一類車)進(jìn)行試驗，且不添加燃油和玻璃水。

2.2 烘烤程序和驗證試驗

根據(jù)試驗樣車非燃油系統(tǒng)和部件的耐溫能力，以及高溫環(huán)境試驗箱的能力，設(shè)定烘烤溫度為50 ℃。為了充分驗證烘烤后整車非燃油碳?xì)浠衔锸欠襁_(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，制定了為期10天(共計240 h)的烘烤計劃，并定期進(jìn)行蒸發(fā)排放驗證試驗，詳見表1。其中，蒸發(fā)排放驗證試驗截取國六Ⅳ型蒸發(fā)排放試驗流程中的“1 h熱浸+常溫浸車+2 d晝夜試驗段”，詳見表2。

表1 烘烤程序和驗證試驗計劃

備注：烘烤時應(yīng)升高車輛，避免輪胎接觸地面，防止輪胎因為高溫變形。

表2 蒸發(fā)排放驗證試驗流程

備注：1 h熱浸蒸發(fā)測試結(jié)果+2 d晝夜蒸發(fā)測試中較高的某日(24 h)蒸發(fā)排放結(jié)果，作為最終的整車非燃油蒸發(fā)排放測試結(jié)果。

3 驗證試驗結(jié)果分析

以上7次驗證試驗的整車非燃油THC蒸發(fā)量如圖1所示?？芍汉婵厩埃嚪侨加蚑HC蒸發(fā)量高達(dá)0.31 g，超過了加州LEV3蒸發(fā)排放限值(0.3 g)，也占到國六Ⅳ型蒸發(fā)排放試驗限值的44%(第一類車限值為0.7 g)；烘烤72 h后，整車非燃油THC蒸發(fā)量大幅下降至0.18 g；隨著烘烤時間的進(jìn)一步延長，整車非燃油THC蒸發(fā)量的下降趨勢開始減緩，在烘烤192 h以后，整車非燃油蒸發(fā)量基本穩(wěn)定在0.12 g。

圖1 整車非燃油THC蒸發(fā)量隨烘烤時間的變化

基于以上研究可知，對于該車型在進(jìn)行正式的蒸發(fā)排放試驗之前，采用50 ℃高溫對整車進(jìn)行192 h的烘烤，可以實現(xiàn)整車非燃油蒸發(fā)排放的大幅降低，并達(dá)到穩(wěn)定水平。

4 結(jié)論

(1)為了滿足國六或加州LEV3蒸發(fā)排放法規(guī)，整車非燃油蒸發(fā)排放已變得不可忽視，在正式的蒸發(fā)排放試驗前，必須采取預(yù)處理措施降低整車非燃油THC蒸發(fā)量。

(2)對整車進(jìn)行高溫烘烤，是降低整車非燃油THC蒸發(fā)量的有效手段。對于文中所采用的試驗車型，通過對整車進(jìn)行50 ℃高溫烘烤192 h的預(yù)處理，可實現(xiàn)整車非燃油蒸發(fā)排放的大幅降低，并達(dá)到穩(wěn)定水平。