美国轻型柴油机排放标准及相关技术
egr、scr两种技术路线的比较
EGR、SCR两种技术路线的比较（转）(2009-09-20 23:50:30)转载▼标签：两种技术路线的比较1.选择性催化还原SCRSCR 系统通过机内净化降低PM 排放，然后利用SCR 系统降低NOX 排放。
2.废气再循环EGREGR 系统通过EGR 将NOX 排放降低到标准要求以下，通过DOC（柴油氧化催化剂）或者DOC+DPF（颗粒捕捉器）将TPM（总颗粒物）降低到排放标准以下。
EGR 系统有以下几种形式：（1）EGR+DOC：通过EGR 降低NOX 排放，同时大幅提高喷油压力并增加DOC 以降低TPM 排放。
斯堪尼亚在EGR 基础上，在机内系统采用了同康明斯联合研发的XPI（超高压燃油喷射系统，不同我们之前讨论的三大主流主机技术），喷油压力增加到220MPa 以上，再加上DOC，实现了欧Ⅳ排放。
可见该路径需要较高的喷油压力，并不适用于之前讨论的主流主机技术。
（2）EGR+DOC+DPF：根据过滤器再生方式不同，又分为主动再生型和被动再生型，目前欧美都以主动再生以技术为主。
被动再生技术曾广泛用于欧美在用车改造，但由于被动再生需要低硫燃油，同时受发动机工况、负载以及排温的影响，所以在安装被动再生系统前一定要保证能够提供再生所需要的条件。
目前欧美单纯采用被动再生技术已经越来越少。
（3）另外，也有制造商通过使用EGR+DOC+POC（颗粒氧化催化器，通过氧化碳烟来降低颗粒数）系统作为过渡技术达到欧Ⅳ排放，该系统需要与被动再生技术相同的工作条件。
但是该系统最大的优点是价格相对较低，依照中国的现实情况和目前所知，国Ⅳ排量3.9L 以内的车辆极可能采用该技术（其中3.5 吨以上车辆则采用DOC+POC 的技术）。
通过以上分析，我们可以得到EGR+DOC+DPF 系统为目前主流的重型车EGR 技术的结论。
通过以上对比，我们得到两种技术路线的比较：（1）SCR 系统：优势在于无需对机体进行改动，即国Ⅲ电控裸机加上SCR 即可实现国Ⅳ；发动机耐久性好；燃油经济性好；对燃油和机油品质要求低；无催化器堵塞风险；技术升级连续性较好；维护费用低。
美国汽车排放标准
美国汽车排放标准
美国有加州及联邦两个标准。
美国加州最早控制汽车排放，而且标准也最严。
1963年制订了“大气清洁法”；1966年加州制订“7工况法”，颁布汽车排放控制标准；1968年联邦采用“7工况法”开始控制汽车排放；1972年联邦采用LA-4C(FTP-72)试验规范，并增加对NO X的控制；1975年改用LA-4H(FTP-75)，并一直延续使用至今。
1975年起到80年代，美国排放标准大幅度加严，特别强化对NO X的限值，同时再提高对HC和CO的控制，1983年排放标准一直维持到1993年。
1990年美国国会修订了“清洁空气法”，对汽车排放提出更加严格的要求。
表11-1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11-2)。
美国联邦轻型车排放控制标准(g/mile) 表11-1
美国轻型汽车排放限值(FTP-75测试循环) (g／km) 表11-2
（1）微粒排放只用于柴油车
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11-3是加州轿车排放限值。
美国加州轻型汽车排放限值(g/km) 保证里程80000km
表11-3
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11-4。
美国重型车用柴油机的排放。
柴油机达到欧5排放标准的新技术
柴油机达到欧5排放标准的新技术【法】 IFP公司 / Valeo公司和 2008～2010年生效的柴油机欧5排放标准的最大挑战在于要大大降低NOX颗粒物排放。
为了达到这个目标，IFP公司和Valeo公司共同合作开发出了新的NADI燃烧方式。
这种被称为“窄油束锥角直接喷射”（“Narrow Angle Direct Injection”）的燃烧方式采用了油束锥角非常小的直接喷射和创新的进气系统模排放，而且并没有因此使燃油耗增加。
这种燃烧方式基于应块，显著降低了NOX用冷却EGR降低燃烧温度。
1 前言为了开发出能以汽车工业认可的代价达到未来排放标准的系统，IFP公司和Valeo公司共同合作，确定了有关燃气成分、燃气温度和压力等方面对进气系统的切实可行的要求，并已用Valeo公司创新设计的进气系统和合适的调节策略达到了这些开发要求。
IFP公司采用很窄的油束锥角开发出的直接喷射方案（NADI），在和颗粒排放方面获得了许多企盼的结果，并在一台 2.2 L-TDI发NOX动机上采用Valeo公司创新设计的进气系统继续进行进一步的开发工作。
这种极限冷却进气系统（Ultimate-Cooling-Ansaugsystem）基于一个带有EGR冷却器的液冷式低温回路，和一个液冷式增压空气冷却器，并以较小的结构空间达到了很高的冷却效率。
2 欧5排放标准的要求根据欧5排放标准的要求，柴油机的NO和颗粒排放限值几乎只X有欧4排放标准的一半（图1），确实是一个比较棘手的难题。
排放量较少，因此只要能进一由于柴油机的热效率高，而且CO2步降低其NO和颗粒排放，柴油机的市场份额还能进一步增长。
虽然X的后处理装置能有所减少，但是即使这些废气中的有害成分通过NOX如此，后处理装置仍存在着一些需要进一步解决的重要问题，诸如负载能力尚不令人满意，对硫很敏感，并且成本又较高等。
为此，研究了一些新的燃烧方式，例如均质充量压缩点火（HCCI）和高预混合燃烧（HPC）。
柴油发电机相关标准
柴油发电机相关标准一、柴油机排放标准柴油机排放标准是衡量柴油机尾气中污染物含量的指标，旨在保护环境和人类健康。
不同国家和地区有不同的排放标准，但通常包括一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)和颗粒物(PM)等污染物。
以下是一些常见的排放标准：1. 欧盟排放标准：欧盟实施了欧洲联盟指令(EEC) No. 70/220/EEC，规定了柴油机的排放标准，包括CO、NOx、HC和PM等污染物。
2. 美国排放标准：美国环保局(EPA)根据《清洁空气法》制定了排放标准，规定了柴油机排放的限制和要求。
3. 中国排放标准：中国也制定了相应的排放标准，称为国家排放标准(GB)，规定了不同排量柴油机的排放限值。
二、柴油机噪声标准柴油机噪声标准是衡量柴油机噪声水平的指标，旨在保护环境和人类健康。
以下是一些常见的噪声标准：1. 欧盟噪声标准：欧盟实施了欧洲联盟指令(EC) No. 74/2009，规定了柴油机的噪声标准，包括自由场和距离噪声测量方法。
2. 美国噪声标准：美国环保局(EPA)制定了噪声标准，要求柴油机在规定距离内测量的噪声水平不得超过规定的限值。
3. 中国噪声标准：中国也制定了相应的噪声标准，称为国家噪声排放标准(GB)，规定了不同排量柴油机的噪声限值。
三、柴油机燃油消耗标准柴油机燃油消耗标准是衡量柴油机燃油经济性的指标，旨在降低能源消耗和减少环境污染。
以下是一些常见的燃油消耗标准：1. 欧盟燃油消耗标准：欧盟实施了欧洲联盟指令(EC) No. 715/2015，规定了乘用车和轻型商用车的燃油消耗要求，以减少温室气体排放和能源消耗。
2. 美国燃油消耗标准：美国环保局(EPA)根据《清洁空气法》制定了燃油消耗标准，要求柴油机在行驶过程中消耗的燃油量不超过规定的限值。
3. 中国燃油消耗标准：中国也制定了相应的燃油消耗标准，称为国家燃油消耗限值标准(GB)，规定了不同排量柴油机的燃油消耗限值。
柴油机排气污染物排放限值及测量方法
柴油机排气污染物排放限值及测量方法柴油机是一种内燃机，广泛应用于工业和交通运输领域。
然而，柴油机的使用也会造成大量的排气污染物的排放，对空气质量和人类健康产生不利影响。
因此，各国纷纷制定了柴油机排气污染物排放限值，并采用相应的测量方法来监督和控制排放。
本文将介绍柴油机排气污染物排放限值及测量方法。
一、柴油机排气污染物排放限值1.美国排放标准美国环保署（EPA）颁布了一系列的柴油机排放标准，涵盖了从轻型车辆到重型商用车辆的各类柴油机。
其中，最为重要的是“Tier 4”标准，适用于在2024年以后生产的柴油机车辆。
根据“Tier 4”标准，轻型车辆的柴油机排放限值为每英里氮氧化物不超过0.07克，颗粒物不超过0.01克；重型商用车辆的柴油机排放限值为每马力时氮氧化物不超过0.2克，颗粒物不超过0.01克。
2.欧洲排放标准欧洲联盟制定了一系列的柴油机排放标准，被称为“欧洲阶段标准”。
最新的标准是第六阶段（Euro 6），适用于在2024年以后生产的柴油机车辆。
根据这一标准，柴油机排放限值为每千瓦时氮氧化物不超过0.4克，颗粒物不超过0.005克。
此外，还有其他一些国家和地区制定了自己的柴油机排气污染物排放限值，如日本的“新长期综合管理方式”（Japan's New Long-Term Emission Regulation）和中国的国家排放标准。
二、柴油机排气污染物测量方法为了监测柴油机排气污染物的排放情况，需要采用相应的测量方法。
目前，常用的柴油机排气污染物测量方法主要有两种：稀释采样法和直接测量法。
1.稀释采样法稀释采样法是最常用的柴油机排气污染物测量方法之一、其基本原理是将发动机排气与稀释气体混合，使浓度降低到可测范围内，然后利用传感器等设备进行测量。
稀释采样法有多种具体的实施方法，如稀释尾气测量法（Dilution Method）和恢复系数法（Recoverable Fraction Method）等。
美欧中最新排放法规
美国非道路排放限值
2004年，美国EPA签署引入Tier4排放标准，适用期限是2008年-2015年。
欧盟非道路排放限值
欧盟非道路柴油机第IV阶段排放限值
中国非道路排放限值
中国第III、第IV阶段标准2014年5月16日发布，自2014年 10月1日起实施。
非道路测试循环（稳态）
非道路测试循环（稳态）
美国环保署2013年3月29日提出法规建议，从2017年起实 施Tier3标准。 循环工况采用FTP-75，US06/SC03体系。
Bin
NMOG+NOx PM (mg/mi) (mg/mi) 3
CO (g/mi) 4.2
HCHO (mg/mi) 4
Bin 160 160
Bin 125 125
Class 3
PMR≥34
Vmax＜135km/h Vmax≥135km/h
WLTC循环
WLTC-Class1 循环
WLTC-Class2 循环
WLTC-Class3 循环
欧5标准排放限值（mg/km）
欧6标准排放限值（mg/km）
欧5排放指标强制实施日期
欧6排放指标强制实施日期
中国道路排放试验循环
美欧中最新排放法规
2015年
目录
非道路排放限值
美国非道路排放限值
欧盟非道路排放限值 中国非道路排放限值 非道路测试循环（稳态） 非道路测试循环（瞬态） 美国道路排放试验循环 美国道路排放限值 欧盟道路排放试验循环 中国道路排放试验循环
非道路测试循环
欧盟使用八工况和五工况的稳态测试循环及瞬态测试循环。 中国与美国还增加了19kW以下非恒定转速柴油机可采用的六工况试验循环。
柴油机排放标准简介[1]
![柴油机排放标准简介[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/610cdc46773231126edb6f1aff00bed5b8f37341.png)
*
2、范围
GB14763-2005 装用点燃式发动机重型汽车燃油蒸发污染物排放限值及测量方法（收集法）
燃油蒸发
收集法
柴油机
GB 17691-2001 车用压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法
尾气排放
91/542/EC ( Euro II)
GB 3847-2005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法
*
四、非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国Ⅰ、Ⅱ阶段) Limits and measurement methods for exhaust pollutants from diesel engines of non-road mobile machinery（Ⅰ、Ⅱ）
5、型式核准证书 根据……（本标准名称和编号）的要求，对下列柴油机机型或柴油机系族给予型式核准/型式核准扩展。 型式核准号： 型式核准扩展号： 型式核准扩展的理由（如适用）： F.1 概述 F.1.1 厂牌： F.1.2 柴油机机型或柴油机系族的名称： F.1.3 制造厂的名称和地址： 制造厂授权的代理人(如果有)的名称和地址： F.1.4 柴油机标签 位置: 固定方法： F.1.5 总装厂地址： F.1.6 柴油机驱动的移动机械说明：
III、IV 计划Planning
\
柴油机
2006 ? 中国I 2009? 中国II
美国排放法规Tier2介绍
乘用车和轻型载重车－Tier 2 简介与Tier 1尾气排放标准相比，Tier 2设立了更多严格的规定，并针对于大型车辆设定了更加严格的标准。
Tier 2规定，相同的排放标准应用于各种重量级别的车辆，即，汽车、小型货车以及轻型卡车和SUV 都采用相同的排放限制。
在Tier 2中，轻型车的排放标准也适用于一些重型车辆。
Tier 1标准适用于重量在8500 lbs 以上GVWR 的车辆，而Tier 2 标准不仅涵盖了Tier 1标准的适用范围，还包括了中型乘用车(MDPV)。
这些中型乘用车是车辆分类中的新类别，重量定位在8500到10000 lbs GVWR，一般为私人使用。
这一类别主要包括大型SUV 车辆和乘用车。
表1略述和定义了Tier 2标准中EPA 中车辆的类别。
重量在8500 lbs GVWR 以上的商用车（货车及轻型卡车）发动机将继续执行重型发动机排放标准。
表1EPA Tier 2标准中规定的车辆类别 轻型车辆 LDV 最大8500 lb GVWRLDT max. 8500 lb GVWR,max. 6000 lb 遏制重量及最大45 ft 2迎风面积LLDT 最大6000 lb GVWR轻型卡车1LDT1最大3750 lb LVW 1超轻型卡车 轻型卡车2LDT2最小3750 lb LVW 1HLDT 最小 6000 lb GVWR轻型卡车3LDT3最大 5750 lb ALVW 2轻型卡车重轻型卡车 轻型卡车4LDT4最小5750 lb ALVW 2中型乘用车MDPV 最大10000 lb GVWR 31 – LVW（负载车重）= 遏制重量 + 300 lb2 – ALVW（经过调整的负载车重）= GVWR 和遏制重量的平均值3 -制造商可以遵照重型柴油发动机的排放规定，为柴油燃料MDPV 选择发动机。
无论车辆使用何种燃料，同样的排放限制适用于所有车辆。
也就是说，使用汽油、柴油或其它替代燃料的车辆都应满足相同的排放标准。
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non-methane organic gases (NMOG)非甲烷有机气体 non-methane hydrocarbons (NMHC)无甲烷碳氢化合物 nitrogen oxides (NOx)氮氧化物 particulate matter (PM)颗粒物 formaldehyde (HCHO)甲醛 grams per mile (g/mi)克/升 Miles per gallon (MPG)英里每加仑 1mile=1.6km,1 gallon=3.785升（美制） On-board refueling vapor recovery (ORVR)车载加油蒸气回收 Federal Test Procedure (FTP) 联邦测试程序 Direct Injection Spark Ignited (DISI)直接喷射火花点火 Worldwide Harmonized Light Duty Test Cycle (WLTC ) 全球统一的轻型车测试循环 Corporate Average Fuel Economy （ CAFÉ ）公司平均燃油经济性 Dual Clutch Transmission (DCT)双离合变速器
欧六与LEVIII的异同点（二）
1. NOx排放：欧六要求M1(Passenger car) 0.06 g/km ， LEV III NMOG+NOx 0.02(SULEV20)-0.16 g/mile，共计 六个达标等级(BIN) 2. PM排放：欧六M1 （轿车）0.005g/km， PN 6.0X1011/km; LEVIII 0.01g/mi (2015-2025), 无PN，但在 讨论是否从2025年起采用 3. 耐久性里程：欧六16万公里， LEVIII 15万英里 4. 实施时间：欧六2014年9月起；LEVIII PM 0.003 g/mile 2017-2021, 0.001 g/mile 2025-2028，2028年所有车辆 必须全部满足。 一．同 1. 都需要DPF来满足欧六和LEVIII. 2. 都要求车载诊断(OBD)，但是欧六的要求更复杂。
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史上最严苛的LEVIII标准
The LEV III emission standards—adopted in January 2012 and amended in December 2012 —are phased-in over the 2015-2025 model years. LEVIII确定于2012年1 月，应用于2015-2025年 Manufacturers can certify vehicles to the LEV III standards before model year 2015. Beginning with model year 2020, all vehicles must be certified to LEV III standards. 2015年起逐步符合LEVIII，2020年必须全部符合
（EPA LD Automotive Technology Carbon Dioxide Emission and fuel economy trends: 1975 through 2013）
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预测2013年车辆满足未来的 CO2排放目标的比例
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加州的排放标准简介
California emission standards have been traditionally more stringent than the EPA requirements. 加州标准总是比国家标准要严 Tier 1/LEV California emission standards extended through the year 2003. LEV的排放标准1和TLEV在2003年后不再适用 LEV II California regulations were phased-in through model years 20042010. LEVII标准应用于在2004和2010年 LEV III California regulations are phased-in through model years 2015-2025. LEVIII标准应用于2015-2015年 A number of other states have adopted California LEV II emission standards. 美国有很多州都借鉴加州的标准
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Technological innovation is a major driver of vehicle design in general, and vehicle fuel economy and CO2 emissions in particular. 技术创新通常是车辆设计的主要推动力，特别在燃 油经济性和二氧化碳排放方面的创新 Two powertrain strategies that are relatively new to this report are turbo-downsizing and hybridization. 在本报告中是相对较新的两个动力总成策略：缩小 的涡轮增压和混合动力。
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SAE 2014-01-1491 by Timothy Johnson EPA tier 3从对于6000 lbs的轿车2017年起生效，大于的2018年，完全达标2025年。 最终把轿车和轻客标准的NMOG+NOx统一到0.03 g/mi, 比 Tier2-bin 5 要低 80%，有五 个级别（Bin 160-Bin20）。 到2020年，耐久15万英里, 对于较轻的车辆耐久12万英里，但是排放要低15% MDV（8500-14000 lbs）必须底盘测功机验证 汽油E15， 10 ppm 硫，87号，里德蒸汽压力 10 PSI