摘 要:介紹了中歐RDE試驗(yàn)相關(guān)法規(guī)的發(fā)展過程,分析了中歐現(xiàn)行RDE法規(guī)的差異及其產(chǎn)生原因,對在我國開展歐六RDE認(rèn)證試驗(yàn)有指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:輕型車;實(shí)際道路排放;法規(guī)
0 引言
實(shí)際道路排放(下稱RDE)試驗(yàn)是指車輛在實(shí)際道路行駛過程中對其排放污染物進(jìn)行測量的試驗(yàn)。這項(xiàng)試驗(yàn)?zāi)茌^好得反映出車輛的真實(shí)排放水平。2015年底的排放門事件爆出后不久,歐盟將RDE試驗(yàn)作為新型式認(rèn)證試驗(yàn)推出,以驗(yàn)證車輛在轉(zhuǎn)鼓排放試驗(yàn)過程在是否存在作弊的現(xiàn)象。2016年底發(fā)布的輕型車國六標(biāo)準(zhǔn)中,RDE試驗(yàn)也作為型式認(rèn)證試驗(yàn)引入國內(nèi)。隨著時(shí)間的推移,歐六和國六RDE試驗(yàn)在試驗(yàn)要求、數(shù)據(jù)處理等方面都有了許多改變,形成了一些差異。
1 中歐RDE法規(guī)發(fā)展過程
歐洲方面,2016年3月,歐盟發(fā)布RDE第一包法規(guī)CR(EU)2016/
427,法規(guī)中規(guī)定了RDE試驗(yàn)的試驗(yàn)流程、邊界條件、設(shè)備要求、數(shù)據(jù)處理方法等內(nèi)容,但其中很多細(xì)節(jié)內(nèi)容尚未完善,仍處在TBD的狀態(tài)。同年4月,歐盟發(fā)布第二包法規(guī)CR(EU)2016/646,作為一號法規(guī)的修訂案,其中行程要求上增加了單次停車超過180秒,停車段排放剔除一項(xiàng),暫定NOx的CF因子為1.5(過渡期為2.1),增加了行程動(dòng)力學(xué)特性和累計(jì)正海拔增加高度驗(yàn)證兩個(gè)附錄。2017年6月,歐盟發(fā)布法規(guī)CR(EU)2017/1151,這套法規(guī)并未對前者進(jìn)行改動(dòng),而是將前兩號法規(guī)內(nèi)容整合為一套法規(guī),作為后續(xù)修訂的基礎(chǔ)。同年7月,歐盟發(fā)布第三包法規(guī)CR(EU)2017/1154,其中增加了PN測量設(shè)備的相關(guān)要求并規(guī)定PN的CF因子為1.5;冷啟動(dòng)階段排放不剔除,參與最終計(jì)算;單次停車不得超過300秒;對于有速度上限的車輛調(diào)整了試驗(yàn)車速范圍;增加了不可外接充電(NOVC-HEV車輛)和可外接充電(OVC-HEV車輛)車輛的試驗(yàn)要求和數(shù)據(jù)處理方法。2018年11月,歐盟發(fā)布第四包法規(guī)CR(EU)2018/1832,其中將NOx的CF因子調(diào)整為1.43;新增試驗(yàn)車輛需至少磨合3000公里的要求;刪除了數(shù)據(jù)處理方法之一的功率層級法(CLEAR);對另一數(shù)據(jù)處理方法移動(dòng)平均窗口法(MAW)進(jìn)行調(diào)整,MAW法只作為試驗(yàn)有效性判定,其排放結(jié)果不再作為最終結(jié)果;不再使用之前的計(jì)算方法,提出當(dāng)量系數(shù)法,將內(nèi)燃機(jī)車和混動(dòng)車的試驗(yàn)有效性判定要求和計(jì)算方法統(tǒng)一。目前歐六D階段的車輛的RDE試驗(yàn)均按照第四包法規(guī)進(jìn)行。
我國方面,2016年12月,環(huán)境部發(fā)布輕型車國六標(biāo)準(zhǔn)GB18352.6-2016,經(jīng)過數(shù)次修訂后,整合了歐洲第一包和第二包法規(guī)的全部內(nèi)容,并結(jié)合我國國情進(jìn)行了一些調(diào)整;同時(shí)參考了第三包中有關(guān)PN測量設(shè)備要求,NOVC-HEV車輛和OVC-HEV車輛的試驗(yàn)要求和計(jì)算方法的有關(guān)內(nèi)容,即形成了現(xiàn)在的國六RDE試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。2017年9月,在歐洲第三包法規(guī)發(fā)布后,機(jī)動(dòng)車排污監(jiān)控中心(VECC)曾發(fā)布輕型車國六RDE試驗(yàn)規(guī)程(試用稿),此版規(guī)程幾乎全部參考?xì)W洲第三包法規(guī)內(nèi)容,包括冷啟動(dòng)的相關(guān)要求,但后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)中并未對冷啟動(dòng)的部分作出改動(dòng)。2018年12月,VECC發(fā)布輕型車國六標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施細(xì)則(試行),此版細(xì)則中對國六標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了補(bǔ)充說明,包括試驗(yàn)流程、有效性判定、計(jì)算方法等方面。此版細(xì)則進(jìn)一步解釋了RDE試驗(yàn)流程中一些存在爭議的環(huán)節(jié),對于標(biāo)準(zhǔn)起到很好的補(bǔ)充作用。
2 中歐RDE排放限值差異
如表1所示,中歐在NOx排放限值和CF因子上有所差異,其中國六限值較歐六限值更為嚴(yán)格,但CF因子目前定得較為寬松。在2021年RDE確定CF因子時(shí),可預(yù)見最終值將遠(yuǎn)小于目前的2.1。
3 中歐RDE試驗(yàn)要求差異
表2反映了中歐在試驗(yàn)要求上的不同。高速段速度上限根據(jù)道法規(guī)定下調(diào);海拔則根據(jù)我國國情增加進(jìn)一步擴(kuò)展海拔條件,擴(kuò)展到2400米,擴(kuò)展系數(shù)定為1.8,充分考慮了我國高海拔地區(qū)排放惡化的情況;停車時(shí)間的規(guī)定,歐六為第四包規(guī)定,而我國目前仍沿用第三包中的規(guī)定,這點(diǎn)在實(shí)際試驗(yàn)中需要加以區(qū)分;磨合方面,歐六第四包中新增3000公里要求,而國六標(biāo)準(zhǔn)中并無相關(guān)要求,標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施細(xì)則中則補(bǔ)充說明,試驗(yàn)樣車可按照生產(chǎn)企業(yè)需求進(jìn)行磨合。
在冷啟動(dòng)方面,歐六法規(guī)從第三包開始將冷啟動(dòng)階段排放納入計(jì)算,并相應(yīng)規(guī)定了冷啟動(dòng)前的預(yù)處理和浸車要求,試驗(yàn)車輛在正?;蛘邤U(kuò)展的邊界條件范圍內(nèi),在正常道路上至少行駛30min,停車保持車門和發(fā)動(dòng)機(jī)艙關(guān)閉,以及發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉6h到56h,以及車輛發(fā)動(dòng)后15秒內(nèi)出發(fā)和冷啟動(dòng)期間停車時(shí)間不得超過90s的要求,從而保證冷啟動(dòng)期間排放的真實(shí)性。而至今國六標(biāo)準(zhǔn)中一直保持剔除冷啟動(dòng)階段排放進(jìn)行計(jì)算。原因可能為國六限值本身更為嚴(yán)格,若排放計(jì)算加入冷啟動(dòng),則對于市區(qū)階段的結(jié)果造成較大的影響。若在國內(nèi)開展歐六的RDE認(rèn)證試驗(yàn),則需要特別注意上述冷啟動(dòng)相關(guān)要求,前一天進(jìn)行車輛預(yù)處理并浸車達(dá)到規(guī)定時(shí)間,然后開始試驗(yàn)。車輛發(fā)動(dòng)后盡快出發(fā),調(diào)整試驗(yàn)路線,使冷啟動(dòng)階段盡量避免紅燈,從而達(dá)到冷啟動(dòng)階段停車時(shí)間不超過90秒的要求。
4 中歐RDE數(shù)據(jù)處理差異
歐六和國六現(xiàn)行法規(guī)最大的差異在數(shù)據(jù)處理方面。國六仍基本保持歐六第三包的處理方法,對于燃油車(ICE)采用MAW法,對于OVC-HEV車輛則采用當(dāng)量系數(shù)法。歐六現(xiàn)行的第四包法規(guī)則對第三包作出較大改動(dòng)。首先MAW法只作窗口正常性判定,不參與排放計(jì)算,所有車輛都采用當(dāng)量系數(shù)的方法進(jìn)行計(jì)算。MAW法的定義也有了一些變化,國六中,如圖1所示,構(gòu)成二氧化碳特性曲線的三個(gè)點(diǎn)P1,P2,P3縱坐標(biāo)分別為常溫WLTP試驗(yàn)結(jié)果中低速段CO2距離特性排放的1.2倍,高速段CO2距離特性排放的1.1倍和超高速段CO2距離特性排放的1.05倍?;竟顜椤?5%,擴(kuò)展公差帶為±50%。歐六中,如圖2所示,P1,P2,P3縱坐標(biāo)不再乘以倍數(shù),直接為WLTP試驗(yàn)對應(yīng)階段的排放量,而基本公差帶的上公差,市區(qū)段變?yōu)?5%,市郊和高速段變?yōu)?0%,下公差對于ICE保持25%不變,而對于OVC-HEV車輛和NOVC-HEV車輛設(shè)置為100%,擴(kuò)展公差帶刪除。
排放結(jié)果計(jì)算方面,如圖3所示,國六ICE和NOVC-HEV車輛通過每個(gè)窗口的公差h確定其加權(quán)系數(shù),然后通過加權(quán)平均確定最終結(jié)果。OVC-HEV車輛則將RDECO2排放量和WLTC試驗(yàn)CO2排放的比值作為系數(shù)確定最終排放結(jié)果。歐六的方法則如圖4所示,通過CO2系數(shù)Rk確定其對應(yīng)的排放系數(shù)RFk。對于OVC-HEV車輛,Rk還與純電模式下行駛的里程數(shù)有關(guān)。
5 OVC-HEV車輛試驗(yàn)差異
排放計(jì)算方法的改變,導(dǎo)致OVC-HEV車輛試驗(yàn)要求也有了相應(yīng)的變化。國六附錄DI專門規(guī)定了OVC-HEV車輛的試驗(yàn)要求和計(jì)算方法,基本參考了歐六第三包的內(nèi)容,包括建議在電量保持模式下進(jìn)行試驗(yàn),市區(qū)階段內(nèi)燃機(jī)模式下的行駛累計(jì)里程至少12公里等,且OVC-HEV車輛試驗(yàn)行程不需要經(jīng)過MAW法的有效性判定。歐六對于OVC-HEV車輛的試驗(yàn)要求則有了較大的修改,法規(guī)中強(qiáng)調(diào)任何模式下均可進(jìn)行試驗(yàn),市區(qū)階段內(nèi)燃機(jī)模式累計(jì)公里數(shù)也沒有了要求,而增加了MAW法的正常性判定要求。歐六的這一改動(dòng)符合其技術(shù)中立的原則,即ICE、NOVC-HEV車輛和OVC-HEV車輛適用同樣的試驗(yàn)要求和計(jì)算方法,從而在結(jié)果評判上更具一致性。若在國內(nèi)開展歐六OVC-HEV車輛的RDE試驗(yàn),可對車輛SOC有更多嘗試,電量保持模式之外,SOC更高的狀態(tài)也可通過試驗(yàn)。反而當(dāng)SOC較低甚至為0時(shí),對于國六而言,對試驗(yàn)有利,因?yàn)榭梢愿玫臐M足市區(qū)階段內(nèi)燃機(jī)模式行程12公里的要求;而對于歐六而言,過低的電量容易造成過高的油耗,即二氧化碳排放,在MAW法窗口正常性要求上易超出基本公差帶上限,造成試驗(yàn)無效。
6 結(jié)語
歐六現(xiàn)行RDE法規(guī)強(qiáng)調(diào)技術(shù)中性的原則,對于ICE車輛、NOVC-HEV車輛、OVC-HEV車輛采用相同的試驗(yàn)要求、有效性判定要求和數(shù)據(jù)處理方法;國六法規(guī)在參考整合歐六前三包法規(guī)的基礎(chǔ)上結(jié)合我國國情進(jìn)行一些調(diào)整,有著更嚴(yán)格的排放限值,目前ICE車輛和OVC-HEV車輛的試驗(yàn)要求和計(jì)算方法各成體系。所以針對國六和歐六法規(guī)的差異,在實(shí)際RDE試驗(yàn)過程中也要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,才能保證試驗(yàn)有效性,提高工作效率。
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作者簡介:黃維斐(1993-),男,江西宜春人,本科,初級工程師,研究方向:整車排放。