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国Ⅲ排放法规促EMS升级 |
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| 国Ⅲ排放法规促EMS升级 |
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| 作者：中国电子… 行业动态来源：不详 点击数： 更新时间：2005-8-1 |
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2005年4月27日，国家环保总局公布了《轻型汽车污染物排放限 值及测量方法》，即我们平时所说的国Ⅲ、国Ⅳ(相当于欧Ⅲ、欧Ⅳ) 排放标准。这两个标准将分别于2007年7月1日和2010年7月1日开始在 全国实施。 国Ⅱ与国Ⅲ排放法规主要区别 从国Ⅰ到国II排放限值虽有所加严，但实现起来还比较容易。而 从国II排放标准到国Ⅲ，却需要上一个大的台阶。 国II与国Ⅲ排放标准的主要区别有以下几方面： 首先，国II与国Ⅲ相比，国Ⅲ排放标准中最大的变化是，车辆出 厂前必须装备车载诊断系统。该系统的特点是，实时监测车辆在使用 过程中排放是否超标。也就是说，国Ⅲ要求排放控制装置在行驶5年 或8万公里后，仍能达到型式认证标准的要求。 其次，排气中的有害污染物的限值加严。在国II排放法规中，HC 和NOX是加在一起考核的，只对两者之和制订了一个限值标准，不超 过0.5 g / km 。在国Ⅲ排放法规中HC和NOX分别规定了限值，单独来 进行考核。HC的限值标准为0.2 g / km，NOX的限值标准为0.1 g / km 。比国 II HC + NOX 为0.5 g / km 的限值减少了将近30%。对车辆 来说，HC和NOX分别考核，车辆达标的难度更大。 第三，排放测试程序更为严格。国II排放法规的测试循环是加速、 等速、减速和怠速等15个工况组成一个工作循环，共进行4个这样循 环(第一部分，即ECE)，然后再进行一个市郊高速循环(第二部分，即 EUDC，)，共计1220秒时间。由于发动机在起动以后没有经过预热， 开始时氧传感器没达到工作温度，三元催化转化器也没达到起燃温度， 都没有进入工作状态，致使车辆在进行排放型式认证试验时，发动机 起动后，前200秒所产生的排放物，将占到整个测试过程产生排放物 总量的70%～80%以上。由于国II的排放测试循环程序，在发动机启动 后，前40秒怠速不进行排放物的采集，在此期间，发动机得到了一定 程度的预热，这样就避开了一段排放物高生成区，从而减少了测试过 程所生成排放有害物的总量。 而国Ⅲ的排放测试程序是，发动机一起动，就开始采集汽车的排 放物，发动机、催化转化器和氧传感器都没有前40秒的预热阶段，总 的测试时间为1180秒。一开始就进行检测，发动机未经预热，混合气 燃烧不完全，氧传感器和三元催化转化器也未进入正常工作状态，因 而采集到的有害排放物的数量，要比用国II使用的测试循环采集的数 量要多。 第四，增加了低温(-7℃)的测试程序。国Ⅲ排放标准，要求试验 环境温度在-7℃的排放实验室内放置6个小时，进行一次ECE(第一部 分)工况的测试，即15个工况的4个循环。但不包括EUDC(第二部分)市 郊高速工况的测试。在国II排放法规中没有这项要求。 第五，燃油蒸发测试程序加严。国Ⅲ比国II燃油蒸发测试程序要 复杂得多，净置的时间也长于国II的测试程序。 第六，对排放控制装置的耐久性要求更严。国Ⅲ要求排放控制装 置在行驶5年或8万公里后，仍能达到型式认证标准的要求。 在国Ⅲ排放法规中，当车辆行驶超过15000 公里，不到80000 公 里(或6个月～5年)的范围内，由审核部门随机进行车辆的性能检测( 只进行第一部分试验)。在国II排放法规中，对在用车在使用的排放 没有这一要求。 达到新排放标准必须加装车载诊断系统 OBD ( O n - Board Dia gnostic s ) 即车载诊断系统。在实 行国II排放法规时，大多数的发动机管理系统(E MS ) ，都具有车载 故障诊断的功能，但不是必须的。在国Ⅲ排放法规中，车辆必须具有 用于排放控制的车载诊断系统。北京有可能在2007年开始实行国Ⅲ排 放法规，车载诊断系统推迟一年，在2008年开始实行。 车载诊断系统在车辆的使用期内，要确保系统能够识别出造成排 放超标故障的原因，损坏的类型以及故障可能存在的位置。 车载诊断系统的报警，并非都是被检测的零部件或系统已经完全 损坏，也可能是由于零部件性能的退化，而使检测到的数值超过了规 定的限值。当排放控制系统中出现故障，检测到的数据超过限值时， 告知驾驶员。 目前，国家环保总局还没有颁布国Ⅲ车载诊断系统的限值标准。 欧Ⅲ的 EOBD ( 欧洲车载诊断系统)的排放限值标准：HC为0.4 g / km ，CO为3.2 g / km ，NOX为0.6 g / km 。 汽油发动机车载诊断系统主要进行的监测对象： 第一，零部件的监测。 监测与排放相关的零部件或系统，对这种零部件或系统的输入或 输出的信号进行监测。在这些零部件或系统出现故障时，可能导致排 放超出车载诊断系统规定的限值。对那些零部件或系统进行监测和进 行检测的方法都要有明确的规定。 第二，控制系统的监测。 1.发动机失火的监测 发动机在运转时，由于某种故障原因，造成发动机没有将吸入的 混合气点燃，未燃烧的混合气排入大气，造成对大气的污染。通过监 测发动机转速的变化，确定是否有失火现象发生。失火的百分率，不 应超过规定的限值。 2.催化器性能退化的诊断 利用安装在催化器前面的氧传感器和安装在催化器后面的氧传感 器的输出信号，来判断催化器氧的存储能力(O xygen Storage Capacity ) 。 催化器经过长时间的使用性能退化，排气中排出的HC超过规定的 标准(0 .4 g /km)时，系统则认为是发生了故障。 第三，前置氧传感器性能退化的监测。 监测氧传感器开关特性的目的是，检查前置氧传感器的工作是否 正常。 监测氧传感器输出信号的电压是否超出正常的工作范围、响应速 度是否过慢、跳变时间是否超出规定的数值；氧传感器加热器的加热 时间是否过慢。 如前置氧传感器性能退化，输出信号达到了车载诊断系统规定的 限值，则故障指示灯MIL点亮。 前置氧传感器可单独检测，也可与后置氧传感器一起进行检测。 第四，ECU的监测。 包括对通信的检测、校验和确认以及内部硬件的检测。 1.每次发动机启动时，都必须开始一系列的诊断检测。2.当OBD 系统检测到零部件或系统出现问题时，电子控制系统应进入备用模 式运转，以保证车辆能继续行驶。3.车载诊断系统应有故障报警指 示灯，用来提示驾驶员出现了故障。只有启动了紧急程序或跛行回 家程序时(发动机管理系统发生了故障，放弃了部分控制功能，只 保留了勉强维持车辆行驶的功能)时故障指示灯点亮。4.车载诊断系 统在下列情况下不起作用：油箱储油量小于20%；启动时环境温度低 于-7℃；海拔高度高于2500米；道路的路面情况十分恶劣；对于装有 功率输出装置的车辆，当功率输出装置在工作时影响监测系统工作， 监测系统则停止工作。 国Ⅲ排放法规对发动机改造提出新要求 首先，三元催化转化器的安装位置要尽量靠近排气歧管 的出口，以便使催化转化器很快地达到起燃温度。例如，有的汽车制 造商规定：从发动机起动开始，催化转化器达到起燃温度的时间要小 于90秒。由于受到催化转化器工作最高温度的限制，在正常运转时， 一般催化转化器的温度要低于900℃。 其次，在三元催化转化器的后面还要增加一个氧传感器，以便用 来监测三元催化转化器的储氧能力。 第三，在国Ⅲ排放法规采用ETC(电子节气门)时，不需要IAC(怠 速空气控制)阀。 第四，将发动机转速传感器安装在发动机离合器一侧，以便通过 检测发动机转速的细微变化，监测发动机的失火状况，从而避免检测 到的转速信号受到曲轴扭振的影响。 第五，需要安装检测车身垂直加速度的传感器(也可与其他电子 控制系统共用)，通过这个传感器，检测行驶路面的状况，在道路十 分差的条件下关闭车载诊断系统。 第六，装有EGR(排气再循环系统)的车辆，要在进气歧管内安装 压力传感器，以便进行排气再循环率的控制。并当汽车行驶在海拔高 度超过2500米时，关闭车载诊断系统。 第七，在碳罐新鲜空气入口处安装截止控制阀。在封闭的燃油箱 内安装压差传感器，用来监测燃油蒸发排放物控制系统的密封性。 发动机管理软硬件升级 硬件：目前，满足国II排放法规的发动机管理系统，一般都是使 用8位单片机，由于国Ⅲ法规要求控制系统功能的增多，控制精度的 提高，因此，采用16位或32位的单片机。存储器的容量要大于128 Kb 。控制系统中的传感器和执行器的功率驱动电路，需要增加自诊断功 能和诊断接口。 软件：由于控制功能的增多，燃油顺序喷射、精确点火定时的控 制、瞬态工况空燃比的精确控制，软件的程序量和国II相比有了很大 的增加。 油品的改造 国Ⅲ标准对燃油的性能提出了更高的要求，车辆必须使用国Ⅲ标 准油。国Ⅲ标准油降低了含硫量、含烯烃量和杂质的含量。长期使用 国Ⅲ油，可以延长排放控制系统中催化转化器和氧传感器等 零部件的寿命，并可使尾气排放控制和净化效率长时间保持在较高的 水平。汽油饱和蒸气压高，也会给燃油挥发性带来影响。 汽车的排放标准和燃油标准是同步推进的，燃油标准应比国Ⅲ排 放标准提前实施，没有符合国Ⅲ标准的燃油，就无法实施国Ⅲ排放标 准。
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