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摩托车和轻便摩托-解世文


ICS10 13.040.50 Z 64

GB19758-2005

摩托车和轻便摩托车排气烟度 排放限值及测量方法
(简介)
2005-05-30发布 2005-07-01实施

国家环境保护总局、国家质量监督检验检疫总局 发布

前言
本标准规定了摩托车和轻便摩托车

型式 核准、生产一致性检查和在用车排放状况 检查试验的急加速排气烟度排放限值及测 量方法。 本标准是首次发布。

本标准附录A、附录B均为规范性附录。 按有关法律规定,本标准具有强制执行的 效力。 本标准由国家环境保护总局科技标准司提 出。 本标准起草单位:天津内燃机研究所(天 津摩托车技术中心)。 本标准由国家环保总局于2005年5月30日批 准。本标准自2005年7月1日起实施。

标准使用范围
本标准规定了摩托车和轻便摩托车型式 核准、生产一致性检查和在用车的排气 烟度排放限值及测量方法。 本标准适用于摩托车和轻便摩托车。

不透光度 N (%) opacity
由光源发射的光线不能透过排烟的比 率,以百分数表示。光线完全透过时为 0%,完全不透过时为100%。

光吸收系数 K (m-1) light absorption coefficient
一缕烟的光吸收系数(K), 由不透光度 (N)和光通道有效长度(L)按下式而定:
K =? 1 N ln (1 ? ) L 100

急加速工况 snap-acceleration condition
对带有手动或自动变速器的摩托车和 轻便摩托车,使离合器结合,变速档位处 于Ⅰ档位置。试验时,迅速使油门全开, 至2s后立即松开油门,减速至怠速,一个 循环共32s。

急加速烟度
snap-acceleration smoke concentration
在急加速工况下,摩托车和轻便摩托 车排烟测量中的不透光度峰值。

排气烟度排放限值
排放试验类别 型式核准 生产一致性检查 在用车 排放检查 2006 年 7 月 1 日起生产的车辆 2006 年 7 月 1 日前生产的车辆 排放限值 N (%) 15 30 40

试验分类
a.型式核准试验

指对制造企业申请型式核准的摩托车 和轻便摩托车样车所进行的排气烟度排放 试验。 型式核准试验时,制造企业应提交一 辆该车型的代表车辆。

b. 生产一致性检查试验
指对制造企业成批生产的摩托车和轻 便摩托车进行排气烟度排放检查的试验。 应从成批生产的产品中抽取一辆样 车。

c. 在用车检查试验
指对上牌照以后的摩托车和轻便摩托 车进行排气烟度排放的检查试验。 按附录测量方法进行摩托车和轻便摩 托车的排气烟度排放在用车检查试验。

标准的实施
本标准型式核准和生产一致性检查由 国务院环境保护行政主管部门负责监督实 施。在用车排放状况检查由县级及以上人 民政府环境保护行政主管部门负责监督实 施。

自2005年7月1日起,所有进行型式核准 的新型摩托车和轻便摩托车均应满足本标准 要求。 自2006年7月1日起,所有销售和投入使 用的摩托车和轻便摩托车均应满足本标准要 求。 自2007年1月1日起,所有在用摩托车和 轻便摩托车均应满足本标准要求。

测量用仪器及技术指标(附录)
名称 量程 线性度 ±1.0% 漂移 ±1.0% ±0.5% -20℃~0℃(± 1.5℃) 0℃~40℃(± 1℃) <± 5% RH (30% RH~100% RH) ±0.1 kPa ±0.2% 精度 内置全流不透光式烟度仪 0~100% 〔烟通道内径推荐使用 φ50.8mm(2 英寸)〕 转速表 温湿表 大气压力计 秒表 0 r/min~15000 r/min -20 ℃~+40 ℃ 0~100% RH 81 kPa~110 kPa 0.1 s~900 s

烟度仪的安装
烟度仪的安装如图所示。 前后稳流管的内径D应与烟度仪的烟通道 内径相同,其长度应为D的10倍左右。 过度软管与前稳流管长度之和应小于 1000mm。

过度软管与摩托车和轻便摩托车排气管 之 间 应 采 用 软 连 接 , 以 减 小烟 度 仪的 振 动。 连接处不能漏烟。 排气烟道入口的负压能使排烟全部被吸 出,并在测量中保持稳定。 当有两支排气管时,可用三通过度管将 其与烟度仪连接。

内置全流不透光式烟度仪安装示意图

被测车辆的准备
被测车辆应保持良好的机械状态,并符 合制造企业出厂之规定。 检查进排气系统的密封性,按制造企业 规定调整发动机怠速。

燃料与润滑油的准备
检测时,应使用GB17930规定的辛烷值 95号车用无铅汽油和产品使用说明书中规 定的润滑油。

烟度仪的测量准备
接通烟度仪电源并至少预热10min后, 再用校准片(推荐采用不透光度约为10%、 20%、40%、60%的校准片)对烟度仪进行 校正,当烟度仪示值处于说明书规定的范 围时,进行试验。

烟度仪使用中需用清洁空气清扫传感 器,空气应经过过滤以清除其中所含的 油、水等。

急加速法排气烟度测量程序
a. 起动摩托车和轻便摩托车,供给冷 却风,加大油门(如车辆带离合器,应使 之分离),使摩托车和轻便摩托车自怠速加 速到制造企业规定之最大功率转速,运行 600s,以消除粘附在发动机和消声器内表 面上的沉积物对排烟的影响。

b. 松开油门,关闭冷却风,并使摩托 车和轻便摩托车怠速运行300s(如车辆带 离合器,应使之结合,使变速档位处于Ⅰ 档)。

c. 迅速使油门全开,持续至2s后立即 松开油门,减速至怠速共32s为一个循环。 记录不透光度及发动机转速的最大峰值。 记录不透光度的变化曲线(见下图),用转 速表测量发动机转速。

排烟测量急加速法不透光度曲线峰值示例

d. 共运行15个循环,取后5个循环的测 量峰值的平均值为摩托车和轻便摩托车排 气烟度排放测量值。

排烟测量急加速法运行模式

数据处理
在上述测量的后5个循环试验中,被测试的 摩托车和轻便摩托车发动机最高转速之差 不应超过400r/min。

由急加速法测得的后5个循环试验数据应 按下式进行相对偏差计算。最大相对偏差 绝对值应小于20%。否则试验无效。
Nmax ? Nmin N max ×100%

其中:N max 为5个循环数据中的最大值

N min 为5个循环数据中的最小值。

N值的修正方法
推荐使用烟通道内径为 ф50.8mm的烟度 仪,此时光通道有效长度L(m)近似取为烟 通道内径。

当使用不同烟通道内径的不透光烟度仪 时(通常:45~55mm),此时烟通道有 效长度为LA,所测烟度排放值为NA,可用 下式计算出N值。
N =100( -e ? KL) 1

式中:N:不透光度即烟度(%); L:0.058m(ф50.8mm); K:等于 N 1 ln 1- A ) ( ,l/m, 100 LA

其中:NA-实测不透光度(%) LA-所用烟度仪的光通道有效长度m 。

急加速烟度排放检测记录表

《摩托车和轻便摩托车排气烟度 排放限值及测量方法》标准说明

解世文
天津内燃机研究所 天津摩托车 技术中心

标 准 目 的
控制和减少摩托车和轻便摩托车的排烟。润滑油颗粒,硬质颗粒将 对土壤、河流造成污染,对人体造成危害。 中国台湾、泰国、日本、瑞士都已制定标准。中国台湾、泰国给出 了排烟限值。中国大陆排烟标准是空白。 至2004年6月,我国约8000万辆在用车中,仍有30%左右为二冲程摩 托车,并每年以100万辆的速度递增。另外,链锯、发电机组、小型 通用二冲程汽油机等约1000万台的保有量,每年也以100万辆左右的 数量累增。这些产品直接与人群、水源、生物密切相关。

制订原则
参照国际通用的烟度排放标准及测量方法,等效建立中国环保强制 性标准。 基于中国摩托车及通用小汽油机的技术现状,基于中国交通管理、 环保监督等部门的测试现状,对标准规定的检测方法和限值进行普 查、分阶段实施。 随着标准的制定,先进而可靠的烟度仪需批产、推广。降低烟度的 油泵改造技术,低烟油使用等应尽早实施。

制订方法
测量随气体排出的含炭粒子流及着色液滴粒子流对发射光的遮挡、反射 程度,称之为消光度N%即烟度。 N=100(1-e-KL),K与粒子流中单位容积中粒子数n(粒子/m3)及每 颗粒子平均投影面积A(m2/粒)成正比,K=nAQ式中Q为吸收率系数。N 可间接表明微粒排量。 该标准主要参照我国台湾省《机器脚踏车无负载急加速排烟试验法》 CNS 12299和《摩托车安全要求及排放》TIS1650-2541(1998)标准制 定,主要用于车辆型式核准、生产一致性检查和在用车检测。 日 本 标 准 《 二 冲 程 轻 便 摩 托 车 和 摩 托 车 可 见 烟 度 测 量 方 法 》 JASO T902-95 ,主要适于在底盘测功机上的排烟检测。 日本标准《二冲程汽油机油排烟试验程序》 JASO M342-92 ,主要适于 在发动机台架上的排烟检测。

技术依据
自1988年,我国台湾省,开始推行“机器脚踏车无负载急加速排烟试验法”及标准限值。 九十年代初泰国、台湾省的排烟限值标准:定型车、新生产车不透光度N≤15%,在用 车不透光度N≤30%。 日本 JASO M342-92《二冲程汽油机油排烟试验程序》,与我国 SH/T 0646-1997 《 风 冷二冲程汽油机油排气烟度评定法》等效。 日本 JASO T902-95 《二冲程轻便摩托车和摩托车可见烟度测量方法》, 是在底盘测功 机上对摩托车的排烟进行更准确的测量。 美国加州国家空气资源局1999年推行的二冲程汽油机微粒排放量限值为0.25g/Bhp-hr。 而微粒排放量与消光度有一定的对应关系。 挂靠欧洲ECE摩托车、轻便摩托车排放标准的日本、东南亚等国家和地区,特别是中 国、东南亚地区,摩托车车密度高、技术水平低,必须实施排气烟度限值及测量方法标 准。

内容概要
使摩托车和轻便摩托车处于变速1挡位置,由怠速突然加大油门至全开,加速至2s 后松开油门减速至怠速共32秒为一个循环。记录烟度、转速变化的最大峰值。共 进行15个循环,循环间隔32秒。取后5个循环峰值的平均值为所测取的排气不透光 度。循环试验前,摩托车和轻便摩托车在企业规定的最大功率转速下空负荷运转 10分钟,以消除机体和消声器内沉积物对炭烟产生的影响 。运行模式图如下:

本标准参照我国台湾省CNS 12299 机器脚踏车无负载急加速排烟试验法制订,为 避免测量过程受外界条件的影响,确定采用内置全流不透光式烟度仪,参见ISO 11614-1999。 需要做15个循环,取后5个循环的不透光峰值的平均值为试验不透光度N,下图给出 了答案。

来源

标准实施基础
我国摩托车生产量、保有量均为世界第一,但技术落后。另外,我国已能 生产低烟二冲程油。 低烟二冲程油可降低发动机排烟的技术依据如下: 1) 摩托车排烟的主要成分是未燃烧或未完全燃烧的二冲程油,约占95%, 其余是硬质颗粒。 2) 汽、机油使用混合比越稀,排烟越低,低烟二冲程油的使用混合比 80~100:1,有潜力减少机油泵供油量,而常规二冲程油的使用混合比为 20~50:1。 3) 在相同汽、机油混合比条件下,低烟二冲程油较常规二冲程油有更低 的排烟。 4)一升低烟二冲程油的价格仅比普通二冲程油的价格高10元左右。

2000年12月19日,“摩托车的排烟检测方法 及其检测设备研究”和“QN-1型不透光式烟 度仪的研制”两项科研成果通过部级鉴定。 内置全流不透光式烟度仪已能批产。 内置全流不透光式排气烟度检测系统照 片。

试验方法重复性
使用两种不同型号的摩托车进行急加速法 重复性试验。重复测量的相对偏差绝对值 小于20%。

试验方法区分性
表中的JATRE-1高标准参比油,JATRE-3低 标准参比油比,测试的结果与上述结论一 致,证实了方法的可靠性和区分性。

排气烟度排放普查
从1997年到2004年,共进行3次普查试验,其中二冲程摩托车142辆(新生产摩托车80 辆,在用摩托车62辆),四冲程摩托车60辆(新生产车25辆,在用车35辆)。试验结果 如下 : 新生产二冲程摩托车和轻便摩托车的排烟检测结果

25
车数量 (辆)

22 17 12 9 6 14

20 15 10 5 0 0-15 15-30 30-45 45-60

60-75

75以上

最大排烟N平均值范围 (%)

在用二冲程摩托车和轻便摩托车 的排烟检测结果
20
车数量(辆)

17 12 8 12 13

15 10 5 0 0 0-15 15-30

30-45

45-60

60-75

75以上

最大排烟N平均值范围 (%)

新生产四冲程摩托车和轻便摩托 车的排烟检测结果
30
车数量(辆)

25

25 20 15 10 5 0 0-15 0 15-30 0 30-45 0 45-60 0 60-75 0 75以上

最大排烟N平均值范围 (%)

在用四冲程摩托车和轻便摩托车 的排烟检测结果
25
车数量(辆)

21 14

20 15 10 5 0 0-15 15-30 0 30-45 0 45-60 0 60-75 0 75以上

最大排烟N平均值范围 (%)

普查数据分析
根据标准规定的限值(型式核准试验N限值15%,在用车检查试验N限 值40%),二冲程摩托车和轻便摩托车(含新生产车、在用车)其通 过率20%以下。四冲程摩托车通过率为100%。 排烟高的原因主要是机油泵供油量过大或没有采用低烟润滑油所 致。 基于以上原因,又选用5辆新生产摩托车采用低烟标准油 Jatre-1进 行排烟试验。所得的结果如表所示。

自带润滑油与低烟标准油比较试验
序号 摩托车编号与排量 润滑方式 自带润滑油N值 (%) 65.94 58.93 54.70 52.50 75.32 Jatre-1 N值 (%) 65.94 58.93 54.70 52.50 75.32 1 2 3 4 5 A 100ml B 50ml C 50ml D 100ml E 125ml 分离润滑 分离润滑 分离润滑 分离润滑 分离润滑

优质低烟油为减少供油量提供了必要条件,对上述 5辆车进行了低烟标准油的混合油试验,汽油和低 50:1

分离润滑与混合油比较试验
序号 1 2 3 4 5 A 100ml B 50ml C 50ml D 100ml E 125ml 摩托车型号 分离润滑油N值 (%) 58.93 52.50 55.25 35.07 35.67 混合油N值 (%) 17.21 16.98 14.12 12.58 13.03

只通过选用低烟油和较稀的燃油混合比就可以将通过率提高到60%以上,还可加上其 它措施提高通过率,可见标准中型式核准的限值N≤15%、生产一致性检查试验限值 N≤15%是合理的,为生产企业提供了不影响产品正常出厂前提下的技术进步时机。 考虑到标准实施前生产厂的实际情况,标准中将在用车分为:标准实施前N≤40%和 标准实施后N≤30%两种情况。

促进低烟二冲程油的应用
1997年,各大润滑油生产企业和主要摩托车生产厂在扬州召开会议,各摩托车 生产厂与各大炼油厂结成对子,进行改造与调整机油泵后摩托车的道路可靠性 试验,为低烟二冲程油的广泛采用打下了基础。 1997年,天津内燃机研究所进行了机油泵凸轮的改型及调整试验,见《低排烟 二冲程摩托车稀混合比机油泵改型试验报告》。 1998年,天津内燃机研究所进行了低排烟二冲程摩托车和轻便摩托车稀混合比 发动机可靠性台架试验,见《低排烟二冲程摩托车和轻便摩托车稀混合比发动 机可靠性台架试验报告》。

烟度仪的供给问题
本标准用全流不透光式烟度仪可由天津天 波公司、分析仪器厂生产。也可向我国台 湾省、日本、泰国等有排烟测试方法的地 区或国家购买烟度仪。

检测速度问题
培养观察员,用肉眼选出排烟较大的摩托车和轻便摩托车,然后再采 用规定的标准试验方法进行测量,从而提高了检测效率。 在在用车和新生产车检测过程中,一辆车进行排烟检测的同时,可进 行另一摩托车10min预运转,也可采用多台烟度仪同时进行测量。

实施成本和效益分析
采取调整机油泵和选用低烟油降低排气烟度的措施,对新生产二冲 程摩托车和在用摩托车无需增加成本。 对于新生产车,采购机油泵配件时向配件厂提出技术要求,配件厂 根据用户的要求调整油泵的供油规律。 对于在用车,用户可以通过调整机油泵流量控制拉线来减少供油 量,也可以更换机油泵,一台机油泵的售价10元左右。 采用低烟油后,虽然低烟油比普通油价格高,但由于燃油混合比稀 了一倍以上,因此使用成本并不增加。




试验证明,摩托车和轻便摩托车排气烟度排放限值及

测量方法是切实可行的。该标准的发布实施,有利于摩 托车和轻便摩托车的技术进步,能有效地控制车辆对大 气的排烟污染,改善环境空气质量。

谢谢各位领导专家
主讲人:解世文
(兴城) 2005年8月3日


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