中国与世界三大法规体系对比

中国柴油机国Ⅳ及以上的排放技术路线已经明确，即轻型车以EGR路线为主，重型车以SCR路线为主，接着将通过不同技术路线的组合满足更高的排放要求。文章综述了国内外柴油机排放升级发展历程，介绍了排放后处理主要技术路线，分析了EGR和SCR技术路线在中国得以推广的原因，进一步总结出车用柴油机排放升级在中国面临着以油品、一致性和用户接受问题为主的共性问题。

由于具有更高的压缩比，使得柴油机比汽油机具有更高的效率，且柴油机较低的燃油消耗率和较大的输出动力在内燃机领域无可替代。柴油机在节能与CO2排放方面的优势是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的，因而以其优良的动力性、经济性和耐久性在汽车中得到了越来越广泛的应用。柴油机排气中包含PM、NOx、HC和CO等有害污染物，其中PM和NOx是排放法规的主要控制对象。目前，世界各国都在致力于减少柴油机NOx和PM排放的技术研究，并且已经取得了实质性的进展。

国内外排放升级历程

1. 国外排放升级历程

美国、欧洲和日本的汽车排放法规是当今世界上的三个主要法规体系。世界上其他国家也都是在不同程度上采用这些法规和标准，尤其以采用欧洲和美国法规的比较多。

美国是当今世界上汽车排放控制最严格的国家，它拥有多种不同的汽车排放法规和标准。在20世纪60年代美国加州政府公布了世界上第一个车辆排放控制标准，美国联邦政府也从1970年开始制定一系列车辆排放控制标准，美国联邦政府的排放法规越来越严格。在20世纪90年代初加州政府根据自己的环保目标制定了一套更为严格的车辆排放标准，即由加州空气资源局制定的低排放法规，联邦排放法规是联邦环境保护署(EPA，Environmental Protection Agency)颁布的排放法规。

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）。

日本对汽车污染物的控制比美国起步晚，但自20世纪70年代以来，它对NOx的控制进程却比美国快。由于日本的测试方法与美国和欧洲不同，因此其排放限值也无法直接相比。事实上，很少有国家采用日本法规，但由于日本是控制汽车排放较早的国家之一，也是控制技术较为先进的国家之一，且其控制法规自成体系，因此一直被人们认为是一个独立的法规体系。

2. 国内排放升级历程

中国的城市道路和车流密度与20世纪末欧洲的情况相似，因此借鉴了欧洲在较早阶段所采用的排放法规。我国采用的标准限值与欧洲一致，但在时间上落后于欧洲。1999年，国家技术监督局发布了GBl7691.1999《压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测量方法》，2001年重新颁布GBl7691.2001《车用压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法》。国家环境保护总局在2005年发布了相当于欧Ⅲ的排放法规GBl7691.2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法》。对比中国现行法规与世界三大排放法规体系，中国的排放升级还有很长一段路要走（见图）。

排放升级主要技术路线

目前常用的排气后处理技术主要有针对PM的氧化催化转化器（DOC）、颗粒捕集器（DPF），针对NOx排放的选择性催化还原技术（SCR）、稀燃NOx捕集技术（LNT）、稀薄NOx催化（LNC）和废气再循环EGR等。SCR+DOC+DPF/POC技术是满足未来国Ⅴ及更高排放法规的重要技术路线，EGR+DOC+DPF技术与进气系统、高压喷射和燃烧技术的结合也是重型柴油机实现国Ⅴ排放的技术路线之一，LNT吸附技术的吸附能力限制了其在重型柴油车上的广泛应用，但在轻型柴油车上有很大的应用前景。

由于中国的特殊国情，目前只有EGR技术路线和SCR技术路线在中国推广。

EGR技术路线比较符合中国国情即为EGR+DOC+POC(颗粒氧化催化器)。因为这种后处理比DPF便宜很多，是国内很多企业转向研究EGR的一个原因。从成本角度考虑，EGR发展空间很大，一套系统的成本只有3 000～6 000元，升级成本诱惑力较大，而且POC没有再生问题。

SCR技术是一种能有效降低车用柴油机NOx排放的机外控制措施，在国外已经进入实用阶段。但在中国由于SCR技术受到温度、柴油品质和PM等诸多因素的影响，单纯地使用SCR技术很难达到令人满意的排放效果，迫切需要基于SCR技术的新技术的产生有效地控制排放。目前主机厂使用SCR技术的主要原因是发动机不用再次技术改进，这将大大降低整车厂的升级成本和周期。根据国内外的实践情况，业内普遍认为在国Ⅳ阶段，SCR将会成为重型柴油机后处理系统的主流技术。

排放升级面临的问题分析

自2010年开始，国Ⅳ标准实施已被数次延迟，如今环保部确定在2013年7月1日执行，时间能否得到保证不免还在猜测。EGR和SCR两种技术路线虽然已经在中国进行尝试性推广，但由于中国的特殊国情，机动车发展历史短暂以及法规监管的滞后，使得在即将执行国Ⅳ排放阶段就面临着诸多问题。

1. 油品质量

2004～2011年，国内柴油的含硫量数据多年来无显著变化，完全高于目前国内实施的国Ⅲ排放标准所要求的350ppm限值。也就是说在讨论国Ⅳ排放标准用燃油时，国Ⅲ柴油在全国范围内的推广使用尚未就绪，市场上油品混杂。尽管有如此多的先期国Ⅳ汽车出炉，但是我国的燃油水平却仍然停留在与国Ⅲ甚至是与国Ⅱ排放水平相对应的平台上。目前尽管含硫量10ppm的车用汽油标准已列入参考附录，含硫量50ppm的车用柴油标准正在报批阶段，但国内车用燃油的整体水平仍然保持在含硫量350ppm以上，车用燃油标准与现实排放要求的差距对相关政策提出的挑战也越来越大。

2. 产品一致性

随着排放法规的逐步加严，针对国Ⅳ标准的相关法规，相关企业都认真做了工作，产品已准备就绪，但目前车用柴油机是新技术、高科技及高精度等复杂技术的集成，关键技术多控制在国外企业手中，而国内制造工艺水平相对较低，配套企业能力不足，产品一致性问题突出。产品开发、测试环节也需要一致性保证，国Ⅳ标准PM的限值为0.02g，机油及空气中颗粒总和将近占0.01g，而且测试环节有人为因素，所以测试的准确性和一致性很难把握。除发动机本身外增加了后处理和很多其他不确定因素，因此在发动机开发中油气室的选择、测试及台架等一致性问题也比较突出。

3. 用户接受程度

对于稳步实施到国Ⅳ排放来说，最终是用户的接受程度，为此必须加大宣传力度让用户理解。另外，要从根本上为用户考虑，给他们带来效益。对于普通消费者而言，商用车就是生产资料，付出的代价尽可能小，用户就能满意。但购买国Ⅳ车辆可能会给用户带来成本负担，因此只能通过品质提升，降低用户的使用和维护费用，提高其运输效率。此外，降低整车油耗也是重要措施之一，根据相关测试采用SCR技术路线的国Ⅳ车辆能改善燃油经济性。

结语

虽然中国排放技术升级推广面临诸多问题，但还是要看到法规标准的前瞻性，只有提出更高要求的法规来让中国及相关企业慢慢适应，如果连标准都没有，执行起来那就是空谈。