欧七标准影响下重型商用车排放控制技术的研究

欧七标准影响下重型商用车排放控制技术的研究

滕建锴  胡冰

陕西重型汽车有限公司

摘要：2023年12月，欧洲议会和欧洲理事会就欧七（Euro 7）排放标准达成一致，标志着欧盟排放法规进入新阶段。本文探讨了欧七标准对国内重型商用车排放控制技术的影响，分析了新标准的实施范围、排放限值的变化及其对重型车提出的更高要求。通过对国内现有排放控制技术的现状和面临的问题进行讨论，提出了应对欧七标准的多项措施，包括引入先进排放技术、优化制动系统和轮胎设计以及政策支持等，以推动产业的绿色转型。

关键词：欧七标准；重型商用车；排放控制技术；绿色转型

一、引言

随着全球气候变化问题的日益严峻，车辆排放尤其是重型商用车的排放，已成为各国政府关注的重点。重型车辆排放的大量氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）等污染物，对大气环境和人类健康产生了极大的负面影响。为了应对日益严峻的环保挑战，欧七标准不仅加强了对NOx和PM等常规污染物的管控，还新增了对氨（NH₃）和氧化亚氮（N₂O）的排放限值，并首次将制动系统和轮胎磨损的颗粒物纳入管理范围。在此背景下，欧七标准的实施对全球，尤其是国内的重型商用车制造商提出了新的技术要求与挑战。虽然中国重型商用车排放控制技术经过国六标准的推动取得了一定进展，但面对欧七标准，现有技术手段在效率和成本方面尚存在不足。尤其是在氮氧化物和颗粒物的低温排放控制、车载排放监测系统（OBM）的实时性与准确性等方面，亟需技术升级与优化。

二、欧七标准的主要内容

2.1 欧七标准的实施范围与实施时间

欧七标准涵盖了乘用车、轻型商用车及重型货车和客车，适用于所有在欧盟境内销售的新车。其对车辆的管理要求较之前更加严格，特别是重型车辆，涵盖了氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、非甲烷有机物（NMOG）、甲烷（CH4）等污染物的排放限值。

欧七标准自生效起两年半后对轻型车实施，四年后对重型车实施，并规定所有新注册车辆必须满足新的排放限值。对于重型车的制动系统颗粒物限值要求将自2030年起逐步实施，而轮胎颗粒物排放的管理要求自2028年起对部分车型实施。

2.2 排放限值的变化

欧七标准与欧六标准相比，针对轻型和重型车辆的排放限值均有所加严。对于重型车，氮氧化物（NOx）排放限值在稳态工况（WHSC）下减少了50%，在瞬态工况（WHTC）下减少了56%。此外，颗粒物限值也有所加严，且新的标准引入了氨（NH₃）和氧化亚氮（N₂O）的排放限值。这些变化使得国内重型商用车面临更加严格的排放控制要求，特别是在氮氧化物和颗粒物控制方面，需要采取更为有效的技术手段以满足新标准。

三、欧七标准对重型商用车的挑战

3.1 更加严格的排放控制要求

欧七标准在尾气排放方面对重型车提出了更为严格的要求，特别是在NOx和PM的控制上需要大幅度降低。例如，与欧六标准相比，欧七标准要求压燃式发动机的氮氧化物排放减少一半，同时颗粒物限值也降低了20%。这对当前依赖选择性催化还原（SCR）和颗粒物捕集器（DPF）的技术方案提出了新要求，要求这些系统的效率进一步提高。

此外，欧七标准规定，所有新车必须进行车载排放监测（OBM），以确保其在道路行驶中符合排放标准。这对重型商用车制造商提出了挑战，需要在车辆上安装更复杂的监测和控制设备，以确保实时符合排放要求。

3.2 制动系统与轮胎磨损排放控制

欧七标准首次将制动系统和轮胎磨损颗粒物的排放纳入监管范围，并设定了相关限值。对于制动颗粒物排放，欧七标准建议通过采用更环保的刹车片材料以及优化制动系统设计来降低磨损颗粒物的排放。而对于轮胎磨损颗粒物，标准要求所有轮胎需通过磨损率的型式认证。这些新增的要求使得国内的重型商用车在排放控制方面面临更高的成本压力和技术升级需求。

四、国内重型商用车排放控制技术的现状

4.1 国内排放控制技术的发展历程

国内重型商用车排放控制技术的发展经历了从国三至国六的不断演进。当前的技术主要包括选择性催化还原（SCR）、废气再循环（EGR）和柴油颗粒捕集器（DPF）等技术，这些技术的应用使得排放标准逐步提升。然而，随着欧七标准的实施，现有的技术手段已不足以满足新的排放限值。

4.2 面临的主要问题

虽然国内的重型商用车排放控制技术取得了一定的进展，但在面对欧七标准时仍存在诸多不足。首先，现有的SCR和DPF技术在提升效率上受到限制，特别是在低温条件下的排放控制效果不佳。其次，国内企业在应对排放控制技术升级方面面临成本压力和技术壁垒的挑战，尤其是缺乏高效、低成本的技术解决方案。此外，排放检测手段的不足也使得车辆在实际道路行驶中的排放难以有效控制。

五、欧七标准影响下的应对措施

5.1 先进排放控制技术的引入

为应对欧七标准对重型车更为严格的排放控制要求，国内应引入和应用更为先进的排放控制技术。例如，采用SCR+DPF联合控制技术可以更高效地减少NOx和PM的排放。此外，为控制新增加的氨（NH₃）排放，可安装氨逃逸控制装置来确保尾气中的氨含量符合标准。

燃烧优化技术也是一项重要的应对措施，通过改善燃烧室设计和燃油喷射技术来降低排放。例如，高压共轨系统与燃油直喷技术结合，可以实现更加精确的燃油控制，从而降低排放。此外，推广使用替代燃料，如天然气、甲醇等，也有助于减少排放。

5.2 车载排放监测（OBM）和实际道路排放（RDE）测试

欧七标准要求所有重型商用车配备车载排放监测系统（OBM），以确保车辆在实际道路行驶中的排放符合标准。为实现这一要求，国内应加强OBM技术的研发，并在新车型中推广应用。通过实时监测NOx、PM等关键污染物的排放，可以确保车辆在整个使用生命周期内保持较低的排放水平。

此外，为了适应欧七标准中的实际道路排放（RDE）测试，国内企业需在车辆设计和生产过程中加入更多的测试和优化步骤，以确保车辆在各种驾驶条件下均能符合排放标准。这需要改进动力系统管理策略，使之能够在各种负载和道路条件下更好地控制排放。

5.3 改进车辆制动系统和轮胎设计

欧七标准对制动系统和轮胎磨损颗粒物排放的控制要求，促使国内企业在制动系统和轮胎设计上进行改进。可以通过使用低摩擦系数的刹车片材料、优化制动系统设计来减少磨损颗粒物的排放。此外，在重型商用车中推广使用再生制动系统（尤其是在混合动力和电动车中），可以显著降低制动系统的颗粒物排放。

在轮胎方面，可以通过改进轮胎材料和结构设计来降低磨损率，进而减少轮胎颗粒物的排放。通过采用更耐磨的橡胶化合物和优化胎面花纹设计，不仅可以提高轮胎的耐用性，还能有效减少颗粒物的产生。

六、政策与产业协同的支持措施

6.1 政策引导与激励机制

为推动国内重型商用车企业应对欧七标准的挑战，政府应提供相应的政策引导与激励机制。在标准过渡期内，可以通过财政补贴、税收优惠等方式支持企业进行技术改造。同时，鼓励企业通过产学研合作，借助科研机构的力量共同攻克技术难题，缩短研发周期。

6.2 完善排放监控与管理体系

为了确保排放控制技术的有效实施，国内需要进一步完善排放监控与管理体系。首先，应加强排放测试和监控设备的标准化建设，以确保新车在出厂时即符合排放要求。其次，应加大对排放超标车辆的处罚力度，通过法律手段督促企业提升排放控制技术。此外，还应加强对在用车的排放检测，通过随机抽查等方式，确保车辆在使用过程中依然符合排放标准。

七、结论

欧七标准的实施对国内重型商用车排放控制提出了前所未有的挑战，尤其是在NOx、PM、NH₃等污染物的排放控制方面，要求更加严格。尽管面临着技术门槛高、成本增加的挑战，国内企业通过引入先进的排放控制技术、优化车辆设计以及政策支持，可以有效应对欧七标准的要求。通过这些措施，不仅可以确保国内重型商用车的排放符合国际标准，还有助于推动产业的绿色转型和可持续发展。未来，随着排放标准的进一步提升，国内重型商用车企业需要持续进行技术创新和改进，不断提高排放控制水平。同时，政府应为企业提供政策支持和市场引导，推动整个行业向绿色、环保方向发展。

参考文献

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