基于ASM的在用汽车排气污染物排放限值修订方法

任亚平,阮文就,崔鹏飞,金世洲,储江伟,王胜军

(1.东北林业大学 a.交通学院； b.理学院，哈尔滨 150040；2.哈尔滨市重点污染源环境监控管理中心，哈尔滨 150027；3.黑龙江省环境保护厅，哈尔滨 150090)

基于ASM的在用汽车排气污染物排放限值修订方法

任亚平1a,阮文就1a,崔鹏飞1b,金世洲2,储江伟1a,王胜军3

(1.东北林业大学 a.交通学院； b.理学院，哈尔滨 150040；2.哈尔滨市重点污染源环境监控管理中心，哈尔滨 150027；3.黑龙江省环境保护厅，哈尔滨 150090)

调查了黑龙江省机动车排气污染物检测现状，介绍了国家点燃式发动机在用汽车排气污染物排放限值的确定原则及基本要求，提出了黑龙江省原执行的点燃式发动机在用汽车排气污染物排放限值标准的修订方法。通过对黑龙江省点燃式发动机在用汽车排气污染物排放检测数据及限值修订后的不合格率分析，确定了基于ASM(加速模拟工况法)的点燃式发动机在用汽车排气污染物排放限值，为其他省、自治区、直辖市点燃式发动机在用汽车排气污染物排放限值的修订提供理论参考。

加速模拟工况法；在用汽车；排放限值；标准修订

按照“十二五”期间环保规划对氮氧化合物减排的要求[1]，结合黑龙江省机动车排气污染检测与控制的实际情况，根据《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)》(GB 18285—2005)关于制订地方排气污染物排放限值的规定[2],依据《确定点燃式发动机在用汽车简易工况法排气污染物排放限值的基本原则和方法》(HJ/T 240—2005)的相关要求[3]，对黑龙江省原执行的《点燃式发动机在用汽车排气污染物排放限值及测量方法(稳态加载工况法)》(DB 23/1061—2006)进行修订，为其他省、自治区、直辖市在用汽车排气污染物排放限值的修订提供借鉴。

1 排放限值确定原则与基本要求

1.1 确定原则

按照HJ/T 240—2005的相关要求，排放限值的确定应执行以下原则：

1) 技术性原则。遵循“新车新标准，老车老标准”的原则。根据车型在新车进行型式核准时所达到的排放标准水平，同时考虑车辆在正常使用和维修保养情况下排放控制系统的正常劣化，确定该车型的在用汽车排气污染物排放限值[4-6]。

2) 可控性原则。确定的排放限值应能有效地检测出高排放的车辆。推荐的城市控制高排放车辆的比例为10%～25%。

3) 区域性原则。在确定排放限值时，应根据当地实际情况，坚持“初始放松、逐步加严”的原则。

1.2 基本要求

按照HJ/T 240—2005的相关规定，排放限值确定的基本要求为：根据国家不同阶段的新生产机动车排放标准，对地方在用车分布情况进行调查，对不同排放水平类型的在用车进行排放检测；原则上每种排放水平类型车辆的抽测数量应不低于100辆，同时应考虑不同排放水平车型的占有比例[7-9]；对检测数据进行统计分析，根据地方对高排放车辆的监管比例确定在用汽车排气污染物排放限值。

2 检测数据收集与不合格率分析

2.1 检测数据收集

收集整理了近10万辆在用汽车排气污染物的检测数据，包括使用年限在12年以上且具有不同排放水平的各类车型。采用不同方法进行检测的车辆数比例如图1所示，其中采用ASM(加速模拟工况法)进行检测的车辆数为57 997辆，涵盖了不同排放水平的各类车型。根据HJ/T 240—2005要求，不同检测方法下各车型车辆数大于100辆的样本统计情况如图2所示。

图1 数据样本中采用相关检测方法的比例

图2 不同检测方法被检车型车辆数大于100辆的样本统计情况

2.2 检测不合格率统计

以收集到的在用汽车排气污染物检测数据为基础，基于DB 23/1061—2006标准排放限值对ASM检测，得到的不合格率的统计结果如表1所示。

表1 ASM检测结果不合格率统计

由表1可见：采用ASM对在用车辆进行排气污染物检测的总体不合格率为8.55%，与TJ/T 240—2005中提出的“确定的排放限值应能有效地检测出高排放的车辆，推荐的城市控制高排放车辆的比例为10%～25%”的要求相比，控制比例相对偏低，因此有必要制订更加严格的DB 23/1061—2006规定的排放限值。

3 排放限值修订与不合格率预测

3.1 排放限值修订对象

通过对收集到的在用汽车排气污染物检测数据样本的统计分析得出：一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)排放的总体劣化率相对一氧化氮(NO)的劣化率较低，其排放的平均值总体低于HJ/T 240—2005推荐的最低限值；NO的劣化率相对较高，使用年限大于8～10年的车辆排放平均值总体高于HJ/T 240—2005推荐的最低限值。因此，对本省在用汽车排气污染物排放限值的修订主要是对NO的排放限值制订相对更加严格的标准[10],而CO及HC的排气污染物的限值不作修订。

3.2 NO拟修订限值比较

第I类限值车辆(2000年7月1日以前生产的第1类轻型汽车和2001年10月1日以前生产的第2类轻型汽车)、第Ⅱ类限值车辆(2000年7月1日起生产的第1类轻型汽车和2001年10月1日起生产的第2类轻型汽车)[11-13]的NO拟修订限值、原标准限值(DB 23/1061—2006)及HJ/T 240—2005推荐最高限值比较如表2、表3所示。拟修订限值平均值比原标准限值平均值降低了16.50%，比HJ/T 240—2005推荐的最高限值平均值增加了11.09 %。

3.3 基于拟修订标准限值的不合格率预测

1) 汽车排气污染物检测不合格数预测分析流程如图3所示。

图3 汽车排气污染物检测不合格数预测分析流程

图3中，拟修订的新标准仅对NO排放限值进行加严，对HC及CO排放限值未作修改，因此ASM5025检测下会相应地增加新的NO排放不合格车辆数，即原ASM5025检测下新增不合格车辆数与原标准下ASM5025检测不合格车辆数组成新标下ASM5025检测总体不合格车辆数；对新标下ASM5025检测合格的车辆继续进行ASM2540检测，获得新标下ASM2540检测总体不合格车辆数，与新标下ASM5025检测总体不合格车辆数组成拟修订的新标准限值下总体不合格车辆数。

2) 由表2及表3可知：采用拟修订限值标准后，基于ASM检测的新增不合格率预测为(10 361+260-2 806)/57 997=13.47%，其中2 806为ASM5025与ASM2540同时新增的不合格数。基于拟修订标准限值的ASM检测车辆总体不合格率预测为8.55%+13.47%=22.02%。

3) 基于拟修订标准限值的不合格率变化的主要特点如表2所示，拟修订标准限值后的第Ⅰ类限值不同基准质量车辆的不合格增加数并不明显，因此对第Ⅰ类限值的车辆检测不合格率的影响较小，即总计不合格车辆增加数为260辆，不合格车辆数增加比例仅为0.45%；如表3所示，拟修订标准限值后的第Ⅱ类限值不同基准质量的不合格车辆增加数在基准质量小于1 770 kg的范围内增加较大，因此对第Ⅱ类限值的车辆检测不合格率的影响较大，即总计的不合格车辆数增加了10 361辆，不合格车辆数增加比例达到17.86%。

采用拟修订标准限值后，基于ASM检测车辆排气污染物不合格率预测值为22.02%，是修订前车辆排气污染物不合格率8.55%的2.6倍。因此，拟修订限值的加严幅度较大，不合格率增加明显。

3.4 基于DB 23/1061—2013标准的不合格率预测

由表3可知：第Ⅱ类限值基准质量小于1 700 kg的车辆检测不合格率增加相对较多。因此，应对与其基准质量相应的NO排放限值进行适当放宽修订。修订后车辆检测不合格增加数统计如表4所示。

由表4可知：放宽修订后的NO排放限值比原限值平均加严了11.88%，比拟修订限值平均放宽了6.34%，检测不合格增加数减少了2 886，总体检测不合格率有所降低。采用修订标准限值后，在收集的数据中基于ASM检测的新增不合格率预测为(7 475+270-2 242)/57 997=9.49%，其中2 242为ASM5025与ASM2540同时新增的不合格数。基于修订后标准限值的ASM检测车辆总体不合格率预测为8.55%+9.49%=18.04%，比拟修订标准限值降低4.00%，符合国家环保部推荐的检测不合格率10%～25%的限值范围。实际上，随着汽车排放控制技术的提高及在用汽车中新车比例的增加，在用汽车排气污染物检测不合格率将低于上述不合格率的预测结果。

表2 基于拟修订标准的第Ⅰ类限值不同基准质量的不合格车辆增加数统计

表3 基于拟修订标准的第Ⅱ类限值不同基准质量的不合格车辆增加数统计

表4 第Ⅱ类排放限值修订后检测不合格的车辆增加数统计预测值

4 结束语

CO和HC的总体劣化率相对NO较低，其排放平均值低于HJ/T 240—2005推荐的最低限值。对黑龙江省在用汽车排气污染物排放限值的修订主要是对NO限值进行加严。限值修订后，采用ASM检测的车辆不合格率预测值为18.04%，在国家环保部推荐的检测不合格率10%～25%的限值范围内。

限值修订后的总体加严比例为12.34%，上调空间充足，满足“初始放松，逐步加严”的控制要求。遵循“新车新标准，老车老标准”的原则，对于第Ⅰ类限值范围内的车辆(老车)NO排气限值加严了12.80%；对于第Ⅱ类限值范围内的车辆(新车)NO排气限值加严了11.88%。老车NO排气限值加严比例有所增加，可以有效检测出老车中的高排放车辆，进而进行强制维修或淘汰，大大减少了机动车排放的污染物。

[1] 张弢.我国机动车尾气排放研究的情况和发展趋势[J].资源开发与市场,2013,29(2):159-161.

[2] 点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)，GB18285—2005 [S].北京:中国环境科学出版社， 2005.

[3] 确定点燃式发动机在用汽车简易工况法排气污染物排放限值的基本原则和方法，HJ/T 240—2005 [S].北京:中国环境科学出版社， 2005.

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(责任编辑 刘 舸)

Research on Revising Method of Exhaust Pollutants Limits for In-Use Vehicles Based on ASM

REN Ya-ping1a, RUAN Wen-jiu1a, CUI Peng-fei1b,JIN Shi-zhou2, CHU Jiang-wei1a, WANG Sheng-jun3

(1.a.Traffic College; b. College of Science, Northeast Forestry University,Harbin 150040, China; 2.Harbin Key Pollution Sources Environmental Monitoring Management Center, Harbin 150027, China;3.Environmental Protection Office of Heilongjiang Province, Harbin 150090, China)

Vehicles exhaust pollutants testing situation of Heilongjiang province was investigated deeply, and determining principles and basic requirements of vehicles in-use exhaust pollutants emission limits in China were introduced. In addition, revising methods for Heilongjiang’s former executive standard of ignited-engine vehicles in-use exhaust pollutants emission limits and measurement methods (steady-state load conditions) were proposed. Vehicles in-use exhaust pollutants emission limits based on ASM (acceleration simulation mode) was determined gradually according to the failure rate analysis of vehicles in-use exhaust emissions testing data and revised limits. This paper can provide theoretical reference to other provinces in exhaust pollutants emission limits revising of vehicles in-use.

ASM; vehicles in-use; emission limits; standard revising

2015-04-18 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51405075)

任亚平(1995—),男,山东东明人,硕士研究生,主要从事智能交通控制研究；通讯作者 储江伟(1962—),男,江苏宜兴人,博士,教授,主要从事汽车运行品质控制理论与方法研究。

任亚平,阮文就,崔鹏飞,等.基于ASM的在用汽车排气污染物排放限值修订方法[J].重庆理工大学学报(自然科学版)，2015(12):84-88.

format：REN Ya-ping, RUAN Wen-jiu, CUI Peng-fei, et al.Research on Revising Method of Exhaust Pollutants Limits for In-Use Vehicles Based on ASM[J].Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science)，2015(12):84-88.

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2015.12.014

U491.9+2

A

1674-8425(2015)12-0084-05