中国与国外汽车排放法规对比研究

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国内外汽车排放法规对比研究

摘要

本文主要讲述了汽车排放法规尤其是美国、欧洲、日本和我国的排放法规。介绍了美国排放第一阶段和第二阶段的标准；欧洲排放标准的发展；日本排放标准和我国各个时期的不同排放标准。通过本文你可以了解到各国的排放法规的发展历程和现行的排放标准

本文资料通过网络以及书本收集。本文内容基本准确，通过文字以及图解更容易让大家读懂。

关键词：汽车排放法规对比研究排放标准

ABSTRACT

This article mainly narrated the automobile emission regulation, especially the American、European、Japanse and domestic automobile emission regulation. You may understand through this article the development history of the automobile emission regulation and the current emission standard.

This article material through network as well as books collection. This article content basic accurate, is easier through the writing as well as the graphic solution to let everybody read

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Key word: automobile emission regulation comparative study emission standard

目录

第1章概述 (3)

1.1汽车尾气排放的种类与危害 (3)

第2章美国汽车排放标准 (5)

2.1第一阶段标准 (7)

2.2国家LEV项目 (8)

2.3第二阶段标准 (9)

第3章欧洲汽车排放标准 (12)

3.1欧洲标准的发展 (12)

3.2欧洲排放标准 (13)

3.3 OBD试验 (16)

第4章日本汽车排放标准 (18)

第5章我国汽车排放标准 (20)

5.1 1993年颁布的排放标准 (20)

5.2 1998年北京市颁布的排放标准 (21)

5.3 1999年颁布的排放标准 (21)

5.4 2001年颁布的排放标准 (23)

5.5 2002年颁布的排放 (24)

5.6 第Ⅲ和第Ⅳ阶段的排放标准 (25)

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第6章国家机动车污染防治和排放法规发展状况 (27)

6.1机动车污染防治状况 (27)

6.2国家机动车排放法规发展的特点和趋势…………………………………………….

总结…………………………………………………………………………………...致谢…………………………………………………………………………………...参考资料………………………………………………………………………………

1 概述

汽车是一个流动的污染源。因为汽车采用内燃机作为动力，而燃料在内燃机中不可能完全燃烧，未燃烧的燃料或燃烧不完全的生成物，如：一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和碳烟，还有一部分燃烧过程中生成的物质，如：氮氧化物(NOX)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、铅氧化物等重金属氧化物、烟灰和硫化物等，都将排向大气，成为污染环境的物质。从20世纪60年代起，汽车对各国城市的大气环境的污染，已为各国政府所重视，成为可持续发展的一个重要因素。

大气污染是以大气中污染物的浓度作为衡量标准，即：污染物的浓度超过一定水平，则会影响人类的健康和生物的成长，反之，则处于可接受的水平。因此，每个地区的汽车保有量是汽车对该地区大气环境的污染程度的重要因素。世界各国的汽车排放法规的宽严程度，是以汽车对该国大气污染程度为依据，往往是以汽车排放的污染物在大城市的大气污染物中的分担率的现状和趋势作为依据。

1.1汽车尾气排放的种类与危害

科学分析表明，汽车尾气中含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。据统计，一辆轿车一年排出的有害废气比自身重量大3倍，

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg，碳氢化合物200—400kg，氮氧化合物50—150kg；英国空气洁净和环境保护协会曾发表研究报告称，与交通事故遇难者相比，英国每年死于空气污染的人要多出10倍，美国洛杉矶市汽车等流动污染源排放的污染物已占大气污染物总量的90%。汽车尾气可谓大气污染的“元凶”。

固体悬浮颗粒：固体悬浮颗粒的成分很复杂，并具有较强的吸附能力，可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位，引起呼吸系统疾病。当悬浮颗粒积累到临界浓度时，便会激发形成恶性肿瘤。此外，悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛，阻塞皮肤的毛囊和汗腺，引起皮肤炎和眼结膜炎，甚至造成角膜损伤。

一氧化碳：一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。一氧化碳经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织输送氧的功能，危害中枢神经系统，造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，重者危害血液循环系统，导致生命危险。所以，即使是微量吸入一氧化碳，也可能给人造成可怕的缺氧性伤害。

氮氧化物：氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮，它们都是对人体有害的气体，特别是对呼吸系统有危害。在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟，即可造成人的呼吸系统功能失调。

碳氢化合物：目前还不清楚它对人体健康的直接危害。但当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下，会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛红肿和喉炎。1952年12月，伦敦发生光化学烟雾，4天中死亡人数较常年同期多4000人，45岁以上的死亡最多，约为平时的3倍；1岁以下的约为平时的2倍。

铅：铅是有毒的重金属元素，汽车用油大多数掺有防爆剂四乙基铅或甲基铅，燃烧后生成的铅及其化合物均为有毒物质。城市大气中的铅60%以上来自汽车含铅汽油的燃烧。人体中铅含量超标可引发心血管系统疾病，

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二恶英：二恶英是对人体健康有很大威胁的环境污染物，它有强烈的致癌性，而且能造成畸形，对人体的免疫功能和男女生殖功能造成损伤，是目前世界上已知的毒性最强的有毒化合物之一。

尾气在直接危害人体健康的同时，还会对人类生活的环境产生深远影响。尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激气味，达到一定浓度时容易导致“酸雨”的发生，造成土壤和水源酸化，影响农作物和森林的生长。近100年来，气候变暖已成为人类的一大祸患。冰川融化、水位上涨、厄尔尼诺现象、拉尼娜现象等都对人类的生存带来了严峻的挑战。而二氧化碳则是地球变暖的罪魁祸首。

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2 美国汽车排放标准

美国是世界上最早执行排放法规的国家，也是排放控制指标种类最多、排放法规最严格的国家。美国的汽车排放法规分为联邦排放法规即环境保护局(EPA)排放法规和加利福尼亚州空气资源局(CARB)排放法规。美国加州最早控制汽车排放，而且标准也最严。联邦排放法规落后加利福尼亚州排放法规1～2年。

美国加州1960年立法控制汽车排气污染物，在1963年美国政府颁布《大气净化法》当年，加州开始控制曲轴箱燃油蒸发物排放；1966年加州颁布实施“7工况法”汽车排放法规，1968年联邦采用“7工况法”控制汽车排放；1970年加州开始控制轿车燃油蒸发物排放，美国联邦政府从1970年开始制定一系列车辆排放控制法规，1972年采用LA-4C(FPT-72)测试循环，并增加对NOx的控制，1975年改用LA-4CH(FPT-75)测试循环；1975年起到80年代，美国排放法规大幅度加严，特别强化对NOx的限值，同时再提高对HC和CO的控制。1990年美国国会对《大气净化法》做了重大修订，对汽车排放提出了更高的要求。表2-1是联邦轿车排放标准。联邦分两阶段加严排放标准，对HC的排放限制不仅指总碳氢(THC)，而要限制非甲烷碳氢化物(NMHC)，另外新标准增加对排放稳定性(使用寿命)的考核，提出8万英里和16万英里两个排放限值(见表2-2)。

1994年加利福尼亚州制定的低污染汽车排放法规，将轻型车分为过渡低排放车(TLEV)、低排放车(LEV)、超低排放车(ULEV)和零排放车(ZEV)，并且规定从1998年起销售到加州的轻型车应有2%为无污染排放(零排放)，2001年为5%，

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1994年加州颁布了清洁燃料和低排放汽车计划CF/LEV，规定从1995年起实施严格的低污染汽车标准（LEV），分四阶段进行：即过渡低排放车(TLEV)、低排放车(LEV)、超低排放车(ULEV)和零污染车和（ZEV）。表2-3是加州轿车排放限值。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊美国联邦49个州和加利福尼亚州的重型车用柴油机的排放限值见表2-4。

2.1第一阶段标准

1990年的清洁空气法案修正案针对轻型车规定了两套标准，第一阶段（Tier 1）和第二阶段（Tier 2）。第一阶段法规1991年6月5日最终定稿发行，并于1997年开始全面执行。第二阶段标准1999年12月21日采纳，于2004年开始执行。

第一阶段轻型车标准适用于所有轻型机动车（LDV），例如乘用车（passenger car）、轻型卡车（light duty truck)、运动型多功能越野车（SUV）、小型货车（minivan）和皮卡（pick-up）。轻型车包括所有毛车重量（gross vehicle weight rating, GVWR）低于8500磅（约3856公斤）的车辆；毛车重量指机动车重量加上评估的货物重量。轻型车进一步分为如下子类：

★乘用车

★毛车重量低于6000磅（约2722公斤）的轻型卡车（LLDT）

★毛车重量超过6000磅的重型轻型卡车（HLDT）

第一阶段的标准在1994年到1997年之间逐渐引入，应用于机动车整个寿命过程（10万英里，约16万公里，1996年有效）。法规还规定了一个中期标准，也就是当机动车行驶里程超过5万英里（约8万公里）时需要达到的标准。汽油车和柴油车标准的不同体现在柴油车NOx排放限制更松一些，这个规定适用于2003车型年生产的机动车。

乘用车和轻型卡车排放按照FTP75程序（the Federal Test Procedure）测量，

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表2.5 美国环保局乘用车和轻型卡车第一阶段排放标准，FTP75，g/mile

2.2国家LEV项目

1997年12约16日，美国环保局确定了国家低排放机动车项目（NLEV）的法规（63 FR 926，7 Jan 1998）。NLEV是一个自愿项目，通过东北部的州与汽车生产厂商达成的协议来发生作用。它为第二阶段标准引入前的过渡时期设定了更加严格的排放标准。

美国东北部州从1999车型年，全国从2001车型年开始，新乘用车和轻型

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标准。然而，NLEV项目达成一致协议以后，这些标准将和其他联邦新机动车项目一样可以实施。

NLEV项目综合了联邦和加州的机动车标准，提供了基本上等同于加州低排放机动车项目的的排放削减。这个项目通过要求汽车生产厂商逐步使他们的机动车车队中一部分达到更加清洁的标准（TLEV，LEV，ULEV）来分阶段引入。

NLEV项目仅包括轻型的轻型机动车，而不包括重型轻型机动车（毛重大于6000磅）。

2.3第二阶段标准

相对第一阶段法规而言，第二阶段标准进一步显著的降低了排放。除了更加严格的排放数值限制，法规还变化了很多以使对大型车辆的要求更严。在第二阶段，所有机动车重量级别都使用同样的排放标准，也就是乘用车、小货车、轻型卡车和SUV都有相同的排放限值。因为轻型车排放标准用每英里排放的污染物克数来表示，为了达到标准要求，相对于小发动机，大发动机（比如在轻型卡车和SUV上使用的发动机）不得不采用更加先进的排放控制技术。

在第二阶段，轻型车排放标准被延伸至也覆盖了部分更重一些的机动车级别。第一阶段标准只针对毛重在8500磅以下的机动车，而第二阶段标准除了包括第一阶段标准覆盖的所有机动车以外，还包括中型乘用车

（medium-dutypassenger vehicles，MDPV）。MDPV是一类新的毛重在8500磅到10000磅之间的机动车，主要用来当个人交通工具。这个类别的车辆主要包括大型的SUV和载客的货车。毛重在8500磅以上的商用车使用的发动机（例如载货火车和轻型卡车）将继续遵守重型发动机排放标准。

同样的排放标准适用于所有发动机，而不管使用什么燃料。也就是说，使用汽油、柴油或替代燃料的机动车都必须达到同样的标准。

第二阶段尾气排放标准包括8个不同严格程度的级别和一个针对氮氧化物排放的车队平均值标准。机动车生产厂商可以选择各机动车分别应该达到什么

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美国是世界上最早执行排放法规的国家，也是排放控制指标种类最多、排放法规最严格的国家。美国60年代汽车排放标准较宽，70年代通过改进发动机，对污染物的排放标准逐步严格。从80年代起，美国采用安装尾气三元转化器、进一步改进发动机和使用新配方汽油等措施，尾气排放标准更加严格。

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3 欧洲汽车排放标准

欧洲标准是由欧洲经济委员会（ECE）的排放法规和欧共体（EEC）的排放指令共同加以实现的，欧共体（EEC）即是现在的欧盟（EU）。排放法规由ECE参与国自愿认可，排放指令是EEC或EU参与国强制实施的。汽车排放的欧洲法规（指令）标准1992年前巳实施若干阶段，欧洲从1992年起开始实施欧Ⅰ（欧Ⅰ型式认证排放限值）、1996年起开始实施欧Ⅱ（欧Ⅱ型式认证和生产一致性排放限值）、2000年起开始实施欧Ⅲ（欧Ⅲ型式认证和生产一致性排放限值）、2005年起开始实施欧Ⅳ（欧Ⅳ型式认证和生产一致性排放限值）。

汽车排放的欧洲法规（指令）标准的计量是以汽车发动机单位行驶距离的排污量（g/km）计算，因为这对研究汽车对环境的污染程度比较合理。同时，欧洲排放标准将汽车分为总质量不超过3500公斤（轻型车）和总质量超过3500公斤（重型车）两类。轻型车不管是汽油机或柴油机车，整车均在底盘测功机上进行试验。重型机由于车重，则用所装发动机在发动机台架上进行试验。

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3.1欧洲标准的发展

1958年3月20 日在原西德及法国、意大利、荷兰等国的首倡下，联合国欧洲经济委员会（Economic Commission For Europe 简称ECE）在日内瓦制定了一份对边框架协定书《关于采用统一条件批准机动车车辆装配和部件相互承认此批准的协定书》（简称《1958协定书》）

联合国欧洲经济委员会于1960年颁布实施第一项ECE法规,到今天法规总数已达到99项,其体系内容相当全面.内容涉及安全、环保和节能三大领域,具体到排放法规是7项.欧洲排放法规一直较美国和日本宽松.

联合国欧洲经济委员会于1970年开始以ECER15法规的形式控制轻型汽油车排放污染物和曲轴箱污染物排放,以后限值每3—４年修订加严一次。到1984年，逐渐形成了ECER15－01，ECER15－02，ECER15－03，ECER15－04号限值，1991年修改为ECER83－01法规，从1992年开始实施。

随着欧洲一体化进程以及汽车保有量的增长，欧洲国家从1993年开始推行了日趋严格的排放标准，而且从1996年起除日本外，欧共体和大部分汽车工业发达国家都相继采用了联合国欧洲经济委员会（ECE）的排放标准，这是由于此排放标准有了实质性的变化：ECE扩大了限制有害排放物的种类；试验运转循环更加接近实际使用条件；规定了汽车尾气排放物能够满足环保指标的行程；确立了按汽车环保参数认证的汽车生产稳定性和质量监督统计方法等。汽车排放欧洲Ⅰ号标准（简称欧Ⅰ）是通过对ECER83进行了两次修订后形成的更加严格的排放法规，它于1993年生效。汽车排放欧洲Ⅱ号标准（简称欧Ⅱ）于1996年开始在欧洲实施，该标准对使用无铅汽油和柴油汽车的排放限值更加严格，它既规定电喷汽油机和使用气体燃料以及双燃料汽车排放的测定方法外，又对生产一致性采用了新的检查方法。2000年起开始实施欧Ⅲ标准。2005年起开始实施欧Ⅳ标准。2008年起开始实施欧Ⅴ标准。

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从欧Ⅲ开始欧洲要求在轻型汽车上安装OBD系统，这是欧Ⅲ的核心内容之一。在这之前，欧洲对在用车的排放控制采用定期检查的办法，即每隔1、2、或3年强制检查一次，避免在用车的超标排放行驶。而OBD系统则能随时检测车辆的排放是否超过了一定的极限，一旦超过极限，则给车辆驾驶员警示，并

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊要求车辆驾驶员进行维修。有了OBD系统可以大大减少在用车的超标排放行驶，这对降低汽车对大气环境的污染起了重大作用。

OBD试验是考核OBD系统的各项功能。当与排放有关的部件或系统失效，导致排放超过表11规定的极限值时，OBD系统必须使故障指示器发出指示，警告车辆驾驶员。为了和美国OBD区分开来，欧盟的限值通常被称为EOBD。

欧盟关于排放控制的基本法律是1970年发布的70/220/EEC指令，其后的

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊所有排放标准和减少排放的步骤都以此为参照。1989年欧盟地区开始强制性使用无铅汽油。1992年7月欧盟发布了91/441/EEC指令，即EU1（欧洲1号标准）。EU2（欧洲2号标准）即94/12/EEC指令于1996年1月发布，它要求进一步降低排放，使排放水平达到可与美国环保局等级1(Tier1)标准相比的程度。同不控制排放的车辆相比，EU2标准的实施可使CO排放量减少95%，HC+NOx 排放量减少90%。

欧洲3号标准，即98/69/EU指令又向技术上可行的低排放迈出了一大步。它取消了不计量排放的40秒测试时间，这对汽油车辆的CO排放特别是HC排放的苛刻度明显增加。新的欧洲蒸发实验程序比以前更严格、更费时。另外，新标准要求的车载诊断系统(OBD)对改善空气质量起到很好的作用，因为每辆车在实际行驶条件下都处于随时不断的监测中。车载诊断系统装有故障指示灯，一旦运转状况与规定运转值及校准值出现任何偏差，就向驾驶员提出警示，要求将车送到修理厂检查、维修。这样就能保证每辆车的排放控制系统都能正常运转。

4 日本排放法规

日本紧跟美国，日本在1966年起实施汽车排放法规，采用4工况法控制CO。1973年对乘员11人以下的客车和总质量小于2500kg的轻型载货车改用市区10工况热起动法，增加控制HC和NO X，用碳罐收集法控制汽油蒸发。1975年起增加了城郊11工况冷起动试验法，并加严了10工况限值。将CO规定控制小于3%逐步加严到小型车CO小于1.5%，并增加了HC和NOX作为排放控制指标，将排放指标控制领域逐步扩展到柴油车。日本汽车排放法规限值有最高值和平均值两种，每一辆车的排放量不得超过最高值，平均值指每一季度测得的各辆车的平均值不得超过排放法规规定的平均值限值。

日本于2009年10月开始实施限制氮氧化物和颗粒物排放更严格的标准，新政策将鼓励柴油引擎汽车达标。新规定将颗粒物排放量减少至目前排放水平的三分之一，与对于汽油车减排标准持平。颗粒物是烟灰的组成部分之一。同时，新规定还将氮氧化物排放减半至0.08克/千米；而汽油车的氮氧化物排放量约为0.05克/千米。

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在柴油车方面，规定将NOx降低40～65％、将PM降低53～64％，基本上与汽油车达到相同水平。汽油车方面，对于可能排放PM的、带NOx吸附还原催化剂的直喷发动机汽车，将实施与柴油车同等水平的PM规定。由于不使用汽油、LPG、轻油的车辆的基准值与柴油车相同，所以将随着柴油车规定的强化而更加严格。

从加强规定带来的效果来看，如果适用对象车辆全都符合新规定，那么与以前符合2005年规定的车相比，NOx将从27万t减少到10万t（约减少62％），PM将从3800t减少到1400t（约减少63％）。

年后改为10.15工况，g/km。

日本1989年提出更加严格的汽车排放法规，修改试验规范改为10.15工况，污染物限值标准主要是修改轿车，特别是柴油乘用车的污染物限值见表4-2。