1.1 美国 1.1.1 新发动机与车辆排放 1.1.1.1 轿车与轻卡 1.1.1.2 联邦 Tier 1 排放标准 概况 1990 年的清洁空气法案修正案(CAAA)针对轻型车规定了两套标准： ? 第一阶段排放标准于 1991 年 6 月 5 日发布，作为最终法规，在 1994-1997 年之间逐步执行。 ? 第二阶段排放标准于 1999 年 12 月 21 日正式通过，计划在 2004-2009 年 之间逐步执行。 1 第一阶段（Tier 1）标准 第一阶段标准适用于所有轻型车（LDV） ，如乘用车、轻型卡车、SUV、微 型厢式车和皮卡。轻型车包括所有车辆额定总质量（GVWR）低于 8500 lb 的 车辆，车辆额定总质量指车辆质量加上额定装载质量。轻型车进一步分为如 下子类： ? 乘用车 ? GVWR 低于 6000 lb 的超轻型卡车（LLDT） ? GVWR 超过 6000 lb 的重轻型卡车（HLDT） 1.1 FTP 排放标准 第一阶段的标准在 1994 年到 1997 年之间逐渐引入， 应用于汽车整个寿命过 程（10 万英里，约 16 万公里，1996 年有效） 。法规还规定了一个中期标准，也 就是当汽车行驶里程超过 5 万英里（约 8 万公里）时需要达到的标准。汽油车和 柴油车标准的不同体现在柴油车 NOx 排放限制更松一些，这个规定适用于 2003 车型年生产的汽车。第一阶段排放标准如表 1 所示，乘用车和轻型卡车排放按照 联邦测试程序（FTP75）测量，用 g/mile 来表示。 表 1 美国环保局（EPA）乘用车和轻型卡车第一阶段排放标准，FTP75，g/mi 50,000 英里/5 年50,000 英里/5 年 100,000 英里/10 年100,000 英里/10 年 1 1 类别类别 THCTHC NMHCNMHC COCO NOxNOx 柴油柴油 NOx 汽油 NOx 汽油 PMPM THCTHCNMHCNMHCCOCO NOx NOx 柴油 柴油 NOxNOx 汽油汽油 PMPM 乘用车 0.41 0.25 3.4 1.00.40.08- 0.314.21.25 0.6 0.10 LLDT, LVW 3,750 lb - 0.32 4.4 - 0.70.080.800.405.50.97 0.97 0.10 HLDT, ALVW 5,750 lb 0.39 - 5.0 - 1.1- 0.800.567.31.53 1.53 0.12 1 HLDT 所有标准和轻型车 THC 标准都基于 11 年或者 12 万英里的寿命期 更加宽松的柴油车 NOx 限值适用到 2003 年型。 缩写： LVW：车辆装载后总质量（整备质量300 lb） ALVW：调整后的 LVW（整备质量和 GVWR 的平均值） LLDT：超轻型卡车（GVWR 低于 6000 lb） HLDT：重轻型卡车（GVWR 超过 6000 lb） 1.2 SFTP 排放标准 除了 FTP75 程序，2000 年到 2004 年之间联邦测试补充程序(SFTP)将逐渐引 入。SFTP 包括另外的测试工况来测量大量高速道路行驶状况下的排放（US06 工 况）和城市中开空调状况下行驶的排放（SC03 工况）。NMHC+NOx 和 CO 的第一阶 段 SFTP 排放标准如表 2 所示。 表 2 EPA 第一阶段 SFTP 标准 NMHC+NOx, g/mi NMHC+NOx, g/mi CO, g/mi CO, g/mi 类别* 类别* 加权 加权 US06 US06 SC03 SC03 加权 加权 乘 用 车 ILEV 固有低排放车辆; ULEV 超 低排放车辆; ZEV 零排放车辆 2004 车型年及其后 1997 年 10 月，EPA 实施了新排放标准，主要用于 2004 车型年及其后的重型 卡车柴油机和客车发动机。该标准的目标是于 2004 年开始降低重型柴油机 NOx 排量至 2.0 g/bhphr 。2004 车型年及其后的重型柴油机 EPA 排放标准如下表。 2004 车型年及其后的重型柴油机 EPA 排放标准, g/bhphr 选项 选项 NMHC + NONMHC + NOx xNMHC NMHC 1 2.4 n/a 2 2.5 0.5 EPA 规定的重型柴油机可用年限: LHDDE110,000 英里/10 年 MHDDE185,000 英里/10 年 HHDDE435,000 英里/10 年/22,000 小时 排放认证为 5 年/100,000 英里。 许可法令 许可法令包括下列规定： 发动机制造商的民事处罚及用于污染研究的资金分配； 改进现有发动机达到更低的 NOx 排量。 相当于 FTP 标准的 SET 限值及 1.25 FTP 的 NTE 限值。 满足 2004 排放标准。 2007 车型年及其后 2000 年 12 月 21 日，EPA 签署了 2007 车型年及其后重型发动机排放标准。 该标准包括两部分：（1）排放标准；（2）柴油燃料法规。 第一部分的排放标准十分严厉: PM0.01 g/bhp-hr NOx0.20 g/bhp-hr NMHC0.14 g/bhp-hr 柴油燃料法规要求柴油燃料含硫量为 15ppm，与以前的 500ppm 相比有所下 降。2006 年 6 月 1 日，要求生产商生产含硫为 15ppm 的柴油燃料。 非公路用柴油发动机 背景 Tier 1-3 排放标准。美国环保局（EPA）于 1994 年正式通过了功率大于 37 kW (50 hp)非公路用柴油机的第一阶段（Tier 1）排放标准，在 19962000 年 之间逐步执行。1996 年，EPA 和美国加州空气资源委员会(CARB)联合签署了一个 适用于非公路用柴油机的原则意向书(SOP)。签署该意向书的发动机制造商有： 卡特彼勒、 康明斯、 迪尔、 底特律柴油机、 道依茨、 五十铃、 小松、 久保田(Kubota)、 三菱、北极星(Navistar)、纽荷兰(NewHolland)、威士康(Wis-Con)和洋马 (Yanmar)。1998 年 8 月 27 日，EPA 签署了最终法规以明确原来 SOP 所规定的非 公路用柴油机排放标准。它使功率在 37kW(50hp)以下的非公路用柴油机有了第 一阶段(Tier1)排放标准。从 20002008 年，对所有非公路用柴油机将分阶段实 施更加严格的第二阶段(Tier2)和第三阶段(Tier3)排放标准。Tier3 标准的实施 是期望引导非公路用柴油机的排放控制技术与公路用柴油机(如卡车和客车)制 造商所采用的技术相类似，并达到 2004 年的公路用柴油机的排放标准。 Tier 4 排放标准。2004 年 5 月 11 日，EPA 制定了 Tier 4 排放标准，执行 期为 20082015 年。Tier 4 标准要求 PM 和 NOx 排放量减少 90，引导非公路 用柴油机的排放控制技术与公路用柴油机所采用的技术相类似，并达到 2007 2010 年公路用柴油机的排放标准。 非公路用柴油燃料。在 Tier 13 标准中，非公路用柴油燃料的含硫量未受 限制。炼油厂含硫量为 0.5%，平均在用含硫量为 0.3% = 3,000 ppm。为了使尾 气排放处理设备（如颗粒过滤器和 NOx 净化处理器）正常工作，从而使尾气排放 达到 Tier 4 标准，EPA 要求降低非公路用柴油燃料的含硫量： ? 2007 年 6 月执行的针对非公路用、机车和船用柴油燃料的含硫量标准为 500ppm； ? 针对非公路用、机车和船用柴油燃料的含硫量标准为 15ppm（ULSD）的执行 期分别为 2010 年 6 月和 2012 年 6 月。 加州标准。在大多数情况下，联邦非公路用柴油机排放法规也适用于加州。 1990 年的联邦空气净化法(CAA)修正案取代了加州针对功率在 175hp 以下的农业 和建筑设备用新型柴油机的排放控制法规， 同时要求加州针对其它非公路用柴油 机的排放法规须经联邦 EPA 的许可。在某种程度上，美国非公路用柴油机排放标 准与欧洲的柴油机排放标准趋于一致。 适用范围 非公路用柴油机排放标准涵盖了非公路用机动设备使用的各种型号柴油机， 这些柴油机被广泛应用于建筑、农业以及工业设备。 （1）自走式或自走兼带其它功能的、便携式或可移动式的陆用非公路机动 机械（例如拖拉机、非公路用吊车、推土机、装载机、挖掘机、平地机、叉车、 草坪修剪机、修边机等）所用的压燃式发动机； （2）功率37kW 的船用压燃式发动机，不固定安装在船上的便携式船用辅 机（Tier 4 取消了此项）。 （3）机车上不用作推进动力的压燃式发动机。 不适用于以下用途的发动机： （1） 汽车或纯赛车用发动机； （2） 地下矿用发动机； （3） 每缸排量50ml 的业余发动机； （4） 航空用发动机； （5）固定式发动机有一个例外是，自 2003 年 5 月 14 日起，在加州售出 的农用固定式柴油机也列入非公路机动机械排放法规适用范围之内， 而在其它州 售出的仍不适用。按照美国规定，固定式发动机（不论做成固定式或可移动式） 的定义指安装在一个固定地点连续使用一年者（如属季节性使用，则指连续使用 两年、每年有至少为三个月的工作季节）。设备即使做成便携式或可移动式，但 仍在一个固定地点连续使用满一年者，也按固定式处理； （6）机车上作推进用的发动机； （7）37kW 以上船用发动机； （8）军用产品； （9）出口产品。 排放标准 Tier 1-3 排放标准 Tier1 标准在 19962000 年之间逐步执行。Tier2 和 Tier3 标准，执行期分 别为 20012006 年和 20062008 年。 Tier 1-3 排放标准如下表所列。 EPA 非公路用柴油机排放标准 Tier1-Tier3, g/kWh (g/bhphr) 发动机功率 发动机功率 排放标排放标 准 准 实施实施 年份 年份 CO CO HC HC NMHC+NOxNMHC+NOxNOx NOx PM PM Tier 1 2000 8.0 (6.0) - 10.5 (7.8) - 1.0 (0.75) kW 8 (hp 11) Tier 2 2005 8.0 (6.0) - 7.5 (5.6) - 0.8 (0.6) Tier 1 2000 6.6 (4.9) - 9.5 (7.1) - 0.8 (0.6) 8 kW 19 (11 hp 25) Tier 2 2005 6.6 (4.9) - 7.5 (5.6) - 0.8 (0.6) Tier 1 1999 5.5 (4.1) - 9.5 (7.1) - 0.8 (0.6) 19 kW 37 (25 hp 50) Tier 2 2004 5.5 (4.1) - 7.5 (5.6) - 0.6 (0.45) 37 kW 75 Tier 1 1998 - - - 9.2 (6.9) - EPA 非公路用柴油机排放标准 Tier1-Tier3, g/kWh (g/bhphr) 发动机功率 发动机功率 排放标排放标 准 准 实施实施 年份 年份 CO CO HC HC NMHC+NOxNMHC+NOxNOx NOx PM PM Tier 2 2004 5.0 (3.