我国低速汽车污染排放现状分析

曹跃芳 尹则璞 李世君

(山东省内燃机研究所，济南 250100)

1 我国低速汽车行业现状

1.1 低速汽车的产生

低速汽车的产生源于我们国情:我国是一个农业大国，有7.5亿农村人口，另有2万个小城镇、人口约为1.8亿。城乡之间、地区之间经济发展存在着巨大不平衡性，反映在我国汽车产品上，则表现为并存两个汽车市场:一个是以较高收入水平的、城市居民为主要消费群体的汽车市场——城市汽车市场;另一个是以较低收入水平的、农村和小城镇居民为主要消费群体的汽车市场——低速汽车市场。

低速汽车产生于上世纪80年代，是伴随着我国农村经济体制改革应运而生的，是改革开放和市场经济的产物，是一种具有中国特色的农村道路机动运输工具，已成为我国交通运输网络中运输工具的重要组成部分，为我国农村经济的繁荣与发展发挥了巨大作用。主要分两类:一类是三轮农用运输车，另一类是四轮农用运输车，后来分别称为三轮汽车和低速货车，总称为低速汽车，三轮汽车占有较大比重。

1.2 低速汽车的发展

低速汽车自产生至今，大致经历了三个发展阶段:

(1)起步阶段(1979－1986):低速汽车产品从无到有，1986年年产量达到6.4万辆。

(2)高速发展阶段(1987－1999):产量迅速增加，1995年产量达230万辆，年平均增长率达51.4%。

(3)相对稳定发展阶段(2000年至今):低速汽车产量增速有所减缓，其年均产销量增长率在±10%左右，2004年以后的年产量在200万辆左右。

在改革开放的30多年间，低速汽车从无到有，取得了巨大的发展。1980年全国低速汽车产量大约还只有几百辆，1987年起进入高速发展阶段，1999年低速汽车产量达到最高峰320万辆，这也标志着低速汽车在农村成熟市场的需求量达到相对饱和的状态。此后，低速汽车进入相对稳定的发展阶段，即由90年代的“井喷”状态进入稳定的发展阶段。从2000年开始，低速汽车产量开始出现了连续三年的负增长，2003年产量有所回升，2004年低速汽车市场呈现较大负增长，但2005年产量下滑趋势减缓。2006、2007年恢复增长，2008年负增长，2009、2010、2011年平稳增长。低速汽车近十年产销情况见表1。

表1 1998～2011年低速货车、三轮汽车产销量

续表1

1.3 低速汽车生产情况

1.3.1 三轮汽车生产情况

我国低速汽车行业曾经是生产企业数量较多，且产地分散，生产集中度相对偏低。但是近年来三轮汽车主要产地渐成集中趋势，山东省占据了三轮汽车总产量的80%以上，多年来处于绝对优势，河南省产量连续三年小幅增长，其余省市占据的份额已非常有限。

1.3.2 低速货车生产情况

低速货车排名前十的省市产量占据的比例已接近80%，浙江、河北、北京三地的产量逐渐减少，山东、四川产量连续增长，其余基本处于稳定状态。

1.4 低速汽车市场地域分布

1.4.1 三轮汽车市场地域分布

多年来，三轮汽车的传统市场没有明显变化，河南、河北、山东三大市场份额基本保持在50%左右，甘肃、安徽两省份额缓慢增长，甘肃省已连续两年份额达到了10%以上。

1.4.2 低速货车市场地域分布

低速货车传统市场中，河南、河北、山东三省市场份额稳定，三大市场总销量之和约占全国总量的1/3。四川、江西、山西三省紧随其后，陕西、湖南两省进入前10省市，江苏、浙江两省从排位前10行列中退出，在经济较为发达地区，轻型载货汽车替代低速货车已见端倪。

1.5 低速汽车在我国的保有量

按照原国家经贸委、国家计委、公安部、环保总局于2001年联合制定颁布的《低速汽车报废标准》，我国低速汽车的最长使用年限为12年。其中三轮汽车和装配单缸柴油机的低速汽车使用年限为6年;装配多缸柴油机的低速货车使用年限为9年;另外对达到报废年限或累计行驶里程的，依据有关技术安全和污染物排放规定检验合格的，可延长不超过3年的使用时间。据此并依据表1，低速汽车最低保有量为2133万辆。

由于低速汽车的使用环境和使用者的特殊性，即使到了报废年限，还有部分低速汽车会继续使用。还有部分偏远或经济相对不发达的地区，使用者为减少使用成本，以及车辆管理部门管理不到位，使用者往往不上机动车牌照照常使用，使得统计数据与实际情况有一定出入。结合市场调研情况，考虑到农村仍然存在低速汽车超期服役问题和二手车交易现象，到2011年底，我国低速汽车保有量为2100万辆～2400万辆，其中三轮汽车1575万辆～1800万辆，占75%左右;低速货车525万辆～600万辆，占25%左右。

1.6 低速汽车配套发动机情况

配套三轮汽车和低速货车的发动机都是柴油机，功率范围:5.0～60.0kW，排量范围:0.754～5.193L。主要 型 号 有:1100、1105、1110、1115、2108、2110、375、380、385、480、485、490、493、4100、4102、4105、4108、4110、4113等。近年来三轮汽车和低速货车配套发动机情况见表2，可见配套单缸发动机的低速汽车占80%以上。

配套低速汽车的柴油机技术配置，一般采用直喷燃烧室，涡流燃烧室很少;都采用2气门结构;容积压缩比一般在(16～21)∶1;供油提前角在(9～22)°CA之间;多数采用自然吸气，很少有增压进气;单缸柴油机大多数已安装限油器。由于成本的限制，低速汽车柴油机目前很少采用高压共轨、电喷电控、废气再循环、催化还原，颗粒捕捉等降低排放的先进技术措施。

表2 低速汽车配套柴油机情况

2 低速汽车排放现状

2.1 试验样机

为得到低速汽车常规污染物和CO2排放状况的实际数据，课题组对配套三轮汽车和低速货车的柴油机进行了排放抽样及试验测试，共抽样35台样车，其中20台为单缸柴油机，占样本57.1%，多缸机为15台，占样本42.9%。

2.2 试验循环和试验程序

依据GB19756－2005三轮汽车和低速货车用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国I、II阶段)，试验循环按图1、试验程序按图2进行。

2.3 低速汽车气体和颗粒排放物排放

低速汽车气体污染物计算按图3、颗粒污染物计算按图4进行。

2.4 样机试验结果

35台样机试验结果表明(见表3):35台样机中，有21台合格，总体合格率为60.0%，其中单缸机有9台不合格，单缸机的不合格率为45.0%;多缸机有5台不合格，多缸机的不合格率为33.3%。

图1 低速汽车排放试验循环

图2 低速汽车排放试验程序

图3 低速汽车气体污染物计算公式

2.5 低速汽车常规污染物及CO2排放量和占比计算

按照抽样检验平均排放水平，根据调研情况，单缸柴油机平均使用功率按9.23kW，多缸柴油机功率按19.54kW;低速汽车平均工作时间每天按4.6h，一年上路天数按128.2天;低速汽车保有量按2100万辆，计算低速汽车排放情况见表4。

图4 低速汽车颗粒污染物计算公式

2.6 低速汽车排放状况分析

(1)低速汽车CO排放值较低，合格率为77.1%。35台样机抽样检测CO排放数据如图5所示。一氧化碳(CO)排放最大值为13.757g/kW.h，为标准限值的3.1倍。全年2100万辆低速汽车一年排放的一氧化碳(CO)50.76万吨，平均单机排放值0.024吨/年.辆;全年20754.6万辆机动车一年排放一氧化碳(CO)3467.1万吨，平均单机排放值0.167吨/年.辆。低速汽车一氧化碳年排放量占机动车年排放量的1.46%，单机排放值是机动车平均单车排放的14.47%。

表3 低速汽车发动机排放抽检

表4 低速汽车排气常规污染物和CO2排放量

图5 低速汽车抽样检测CO排放

(2)低速汽车HC排放值较低，合格率为85.7%。35台样机抽样检测HC排放数据如图6所示。碳氢化合物(HC)排放最大值为1.586g/kW.h，为标准限值的1.4倍。低速汽车一年排放的碳氢化合物(HC)11.04万吨，平均单机排放值0.005吨/年.辆;机动车一年排放碳氢化合物(HC)441.2万吨，平均单机排放值0.021吨/年.辆。低速汽车碳氢化合物年排放量占机动车的2.50%，单机排放值是机动车单车排放的24.73%。

图6 低速汽车抽样检测HC排放

(3)低速汽车氮氧化合物的单机排放值较高，合格率为77.1%。35台样机抽样检测NOx排放数据如图7所示。氮氧化物(NOx)排放最大值为14.418g/kW.h，为标准限值的1.8倍。低速汽车一年排放的氮氧化合物(NOx)105.18万吨，平均单机排放值0.050吨/年.辆;机动车一年排放氮氧化合物(NOx)637.5万吨，平均单机排放值0.031吨/年.辆。低速汽车氮氧化合物年排放量占机动车年排放量的16.50%，单机排放值是机动车单车排放的1.63倍。

图7 低速汽车抽样测试NOx排放

(4)低速汽车颗粒物的单机排放值较高，合格率为62.9%。35台样机抽样检测PM排放数据如图8所示。颗粒物(PM)排放最大值为5.005g/kW.h，为标准限值的8.2倍。低速汽车一年排放的颗粒物(PM)13.14万吨，平均单机排放值0.006吨/年.辆;机动车一年排放颗粒物(PM)62.1万吨，平均单机排放值0.003吨/年.辆。低速汽车颗粒物年排放量占机动车年排放量的21.16%，单机排放值是机动车单车排放的2.09倍。

图8 低速汽车抽样测试PM排放

(5)低速汽车二氧化碳的单机排放值较高。35台样机抽样检测CO2排放数据如图9所示。低速汽车一年排放的二氧化碳(CO2)7881.72万吨，平均单机排放值3.753吨/年·辆;机动车的二氧化碳排放没有数据，无法计算占比。

图9 低速汽车抽样测试CO2排放

3 结语

我国目前高发的雾霾天气，迫切要求控制车辆尾气污染。低速汽车生产企业对此应高度认识。同时政府和行业管理部门应扶助引导低速汽车企业升级转型。

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