在用轻型汽油车环保定期检验与排放限值研究

黄鹏超

（柳州职业技术学院汽车工程学院，广西柳州 545006）

机动车保有量剧增致使车辆尾气超标排放污染已成为影响人类生存空气质量的主要污染。广西目前各类机动车保有量达到1100万辆，其中汽油车占机动车总量比例19%，汽油车尾气超标排放对本地环境影响已日趋严重。对此有关部门已加强在用车辆环保定期检验（I/M）力度，构建系统。可行的监控制度体系［1］。2019年5月1日开始广西汽车环保检测已经实施了《汽油车污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）》（GB18285-2018），《柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）》（GB3847-2018）两项新的国家标准，意味着对车辆的尾气排放管控要求更为严格［1-2］。

1 我国机动车污染物排放模型

我国依据现阶段机动车实际排放现状，自主设计开发了中国机动车排放模型China Vehicle Emission Model，简称为 CVEM［1-3］。该模型具有十分强大的分析统计功能，通过模型既可以计算出全国、各个省份主要城市各类机动车的排放因子，还可以通过各类车辆的保有量的数据作为基础，按照需要计算出各种类型机动车污染物排放总量，最后的结果可以以图形的形式进行输出以便监控部门分析，便于各地方政府对机动车排放进行监控和修订排放限值。该模型充分考虑到机动车的排放污染物的复杂性，污染物统计计算主要包括CO、HC、NOx、PM四类，并计算出全国365个地级市的机动车排放系数。通过该模型，我国的机动车排放总量计算可简单描述为：

式中：TD—排放总量，MVO—机动车保有量，EC—排放系数

机动车作为一个移动源模型，其车型的分类对排放系数的确定非常重要，模型把机动车分为了汽车、摩托车、低速载货汽车3大类，具体划分如表1所示。按照机动车的类型划分为12类，细分34小类。

表1 中国排放标准中的汽车分类［3］

我国CVEM模型的目标任务主要是针对1980—2030年的中国机动车污染物排放状况进行评估、预测，并为每个省和主要城市的机动车排放清单提供计算功能［3］。CVEM模型是根据排放类型来计算总排放量：

式中：TD—总排放；EE—蒸发排放；TGE—尾气排放；EE—蒸发排放；UE—城区排放；HSE—高速路排放；SD—郊区排放；TGE—尾气排放；CSE—冷启动排放；HOD—热运行排放；NV—车辆数；VMT—年均行驶里程；EF—排放因子

根据（1）至（5）计算公式，排放模型划分一定要根据机动车不同排放特性进行，才能准确计算不同类型机动车污染物排放总量，再对每一类机动车进行排放系数的计算［4］。

轻型车和摩托车排放因子计算方法利用平均速度法：

EF=BEF×SCF×TCF×LCF×FCF×ACF （6）式中：BEF—基本排放因子；TCF—温度修正因子；SCF—速度修正因子；ACF—空调修正因子；FCF—燃料修正因子；LCF—负载修正因子

CVEM模型计算具有非常强大的样本数据。主要包括以下4方面：（1）全国320个城市的汽车企业及其售后维修服务店车队信息数据；（2）全国345个城市公安交通管理局提供的车辆数据；（3）20个典型城市机动车行驶工况调查数据；（4）机动车修正因子数据和排放因子来源于国检各级环保部门机动车排污监控中心及其合作研究机构［4］。

2 广西机动车各种污染物排放情况

依据现有机动车的保有量及环保部门的监控统计，利用我国机动车排放CVEM模型对广西机动车排放污染总量进行测算。2018年广西机动车保有量达1168.1万辆。其中，汽车322.3万辆，摩托车692.80万辆，挂车2.73万辆，拖拉机48.72万辆，其他类型车辆0.01万辆。全年机动车排放四种主要污染物为106.04万吨，其中一氧化碳（CO）80.92万吨、碳氢化合物（HC）9.99万吨、氮氧化物（NOx）13.83万吨、总颗粒物（PM）1.3万吨。这四种主要污染物的生成者都是汽车，其排放的一氧化碳和碳氢化合物超过了相应污染物的67%，氮氧化物和总颗粒物超过了相应污染物的94.1%。其中，南宁市和玉林市机动车氮氧化物排放量分别为3.75万吨和1.87万吨，两者合计占全区总量的41.%［5］。四类主要污染物排放来源情况如图1所示。

图1 四类主要污染物排放来源

2018年广西机动车排放一氧化碳80.92万吨。其中，汽车排放56.91万吨，占70.3%；低速载货汽车排放0.16万吨，占0.20%；摩托车排放23.85万吨，占29.5%。2018年广西机动车排放一氧化碳量前三位的城市依次是南宁市、柳州市、桂林市。2018年广西各市机动车一氧化碳排放量如图2所示。

图2 各市机动车一氧化碳排放量

2018年广西机动车排放碳氢化合物9.99万吨。其中，汽车排放6.66万吨，占67.0%；低速载货汽车排放0.10万吨，占1.0%；摩托车排放3.23万吨，占32.0%。2018年广西机动车排放碳氢化合物量前三位的城市依次是南宁市、柳州市、桂林市。2018年广西各市机动车碳氢化合物排放量如图3所示。

图3 各市机动车碳氢化合物排放量

2018年广西机动车排放氮氧化物排放量13.83万吨，其中，汽车排放13.0万吨，占94.1%；低速载货汽车排放0.16万吨，占1.2%；摩托车排放0.65万吨，占4.7%。2018年广西机动车排放氮氧化物量前三位的城市依次是南宁市、玉林市、桂林市。2018年广西各市机动车氮氧化物排放量如图4所示。其中，南宁市和玉林市机动车氮氧化物排放量分别为3.76万吨和1.87万吨，两者合计占全区总量的40.7%。

图4 各市机动车氮氧化物排放量

3 在用轻型汽油车ASM排放限值

3.1广西I/M检测维护制度

2013年广西颁布了最新的《广西壮族自治区机动车排气污染防治办法》，推行机动车排气污染定期检查与维护制度（I/M制度）和工况法排气检测工作。按照该办法制定了机动车环保分类标志管理办法，从制定标志、核发、管理和执行做出了规定。广西从2015年6月1日起，在全区开始实施机动车排气污染检测，对不达标的黄标车和无环保合格标志车辆实施限行禁行等强制措施，同时实施汽油车执行稳态工况法检测即ASM检测。全区按照“统一规划、统一建设标准、统一排放限值标准、统一检测方法、统一标志管理、统一安装操作软件（即联网监控）”的原则，机动车环保检测站建设（包括新建和改造）达到41个，检测线达到220条，建成一套全区联网信息网络系统。

3.2在用轻型汽油车稳态工况法（ASM）检测

稳态工况法检测是最简单的有负荷测试方法，主要由5025和2540两个稳态工况组合而成，我国的HJ/T240－2005排放标准中提出点燃式发动机简易工况法检测限值原则和方法，提出了采用ASM作为在用汽油车排放监测方法包括ASM5025和ASM2540加速模拟工况［6-8］。底盘测功器上运转检验的具体要求如表2所示。

表2 稳态工况法试验运转循环

3.3 稳态工况法（ASM）检测排放限值

遵照“新车新标准、老车老标准”的原则，依据汽车的基准质量划分，2000年7月1日以前生产的第一类轻型汽车，2001年10月1日以前生产的第二类轻型汽车适合表3所示的Ⅰ类限值。

表3 稳态工况（ASM）排气污染物排放限值Ⅰ类限值

对于2000年7月1日以后生产的第一类轻型汽车和2001年10月1日以后生产的第二类轻型汽车适合表4所示的Ⅱ类限值［9-10］。

表4 稳态工况（ASM）排气污染物排放限值Ⅱ类限值

4 结语

以广西2018年机动车保有量数据为核算基础，利用我国机动车污染物排放CVEM模型对广西在用汽油车排放总量进行计算，并根据不同区域、不同车型比例进行各城市汽油车尾气污染物排放分量计算，获得客观准确的广西汽油车排放现状相关数据。对比分析区内外I/M检测维修制度实施进展情况，表明广西建设和完善I/M检测维修制度的迫切性，提出构建包括排放标准检测方法、实施监管制度等系统建设措施。