针对国六标准汽车尾气排放检测的溯源性探讨

刘沂玲; 李秀丽; 郝静坤

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0058

针对国六标准汽车尾气排放检测的溯源性探讨

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0058

中国计量科学研究院，北京 100029

详细信息

作者简介:
刘沂玲（1971-），中国计量科学研究院副研究员，研究方向：气体计量，邮箱：liuyl@nim.ac.cn

中图分类号: TB99
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2024-02-29
- 录用日期: 2024-04-10
- 修回日期: 2024-04-24
- 网络出版日期: 2024-05-29

Traceability Discussion on China VI Standard Automobile Exhaust Emission Detection

National Institute of Metrology, Beijing 100029, China

摘要

摘要: 随着我国汽车保有量不断增加，汽车尾气造成的污染问题日益严峻，为了控制环境污染问题，我国早在1987年颁布了《中华人民共和国大气污染防治法》。2013年欧盟发布了欧六标准（EURO VI A- VI D），我国借鉴欧六标准结合本国国情，于2016年颁布GB 18352.6-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（以下简称国六标准），并于2020年1月始分阶段实施，该标准对汽车尾气排放的监管和质量控制溯源提出了新的要求。对比国五标准和国六标准排放物质量控制要求的区别，介绍了国六排放标准中更新排放限制的污染物：一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、非甲烷碳氢化合物（NMHC）、氧化亚氮（N₂O）、粒子数量（PN）、颗粒物（PM）等的测量方法。同时从汽车尾气排放国家气体标准物质研制、计量标准的建立以及全国汽车检测中心的成立等方面介绍了我国尾气排放检测和溯源技术。分析了现有能力和技术水平无法满足国六标准中部分排放检测要求，提出了目前溯源技术中需要进一步优化研究的项目，如粒子数量（PN）测量仪中凝结核粒子计数器，指出下一步对颗粒浓度衰减系数、挥发性颗粒物去除效率、稀释比等计量指标需要加快研究和完善。针对欧六标准规定的一氯二甲酸酯、苯并[a]芘污染物测定要求，我国目前还没有相应标准物质和溯源体系，需研发符合要求的标准物质并建立溯源标准，做好技术储备，以应对国际国内日益更新的质控要求，并对欧洲第七阶段排放标准（欧7）提案的发布提出应对建议。
- 计量学 /
- 汽车尾气 /
- 国六标准 /
- 监管 /
- 溯源 /
- 质量控制 /
- 测量方法
Abstract: As the number of vehicles in China continues to increase, pollution from automobile exhaust has become increasingly severe. To control environmental pollution, China promulgated the "Air Pollution Prevention and Control Law of the People's Republic of China" as early as 1987. In 2013, the European Union released the Euro VI standard (EURO VI A-VI D). China, drawing on the Euro VI standard and considering its national conditions, issued GB 18352.6-2016 "Limits and Measurement Methods for Emissions from Light-Duty Vehicles (China 6)" (hereinafter referred to as the China VI standard) in 2016, which was implemented in phases starting from January 2020. This standard has set new requirements for the regulation and quality control traceability of automobile exhaust emissions. This article compares the differences in emission quality control requirements between the China V and China VI standards, and introduces the measurement methods for updated emission-limited pollutants in the China VI standard, including carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), non-methane hydrocarbons (NMHC), nitrous oxide (N₂O), particle number (PN), and particulate matter (PM). It also describes China's exhaust emission detection and traceability technology from the aspects of developing national gas reference materials, establishing measurement standards, and founding national automobile testing centers. The analysis shows that existing capabilities and technical levels cannot meet some emission detection requirements in the China VI standard. The article proposes areas in current traceability technology that need further optimization, such as the condensation particle counter in particle number (PN) measurement instruments. It points out that research and improvement should be accelerated on metrological indicators like particle concentration attenuation coefficient, volatile particle removal efficiency, and dilution ratio. Regarding the requirements for determining methyl chloroformate and benzo[a]pyrene pollutants specified in the Euro VI standard, China currently lacks corresponding reference materials and traceability systems. It is necessary to develop compliant reference materials and establish traceability standards to prepare for increasingly updated quality control requirements both domestically and internationally. The article also offers suggestions in response to the proposed European seventh stage emission standard (Euro 7).
- metrology /
- automobile exhaust /
- China VI standard /
- regulation /
- traceability /
- quality control /
- measurement methods

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图 1 NDIR检测原理图^[13]

Figure 1. Schematic diagram of NDIR detection

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图 2 氮氧化物测量系统示意图^[17]

Figure 2. Schematic diagram of NOx measurement system

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图 3 ECD结构示意图^[21]

Figure 3. ECD structure diagram

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图 4 FID结构示意图^[32]

Figure 4. FID structure diagram

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图 5 CPC结构示意图^[34]

Figure 5. CPC structure diagram

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表 1 国五和国六A、B的具体要求^{[37 − 38]}

Table 1. Requirements of China V and China VI A/B standards

污染物	国五	国六A	国六B
CO	1000 mg/km	700 mg/km	500 mg/km
THC	100 mg/km	100 mg/km	50 mg/km
NMHC	68 mg/km	68 mg/km	35 mg/km
NOx	60 mg/km	60 mg/km	35 mg/km
N₂O	/	20 mg/km	20 mg/km
PM	4.5 mg/km	4.5 mg/km	3.0 mg/km
PN	/	6.0×10¹¹/km	6.0×10¹¹/km

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表 2 NO气体国际比对结果(单位：μmol/mol)

Table 2. International comparison results for NO gas (unit: μmol/mol)

NMI	Submitted or interpolated value		Reference value		Degree of equivalence
NMI	x_i	u(x_i)	x_R.i	u(x_R.i)	D_i	u(D_i)
BFKH	70.050	0.240	70.620	0.123	−0.570	0.539
CERI	68.760	0.110	68.771	0.144	−0.011	0.362
GUM	71.100	0.550	69.758	0.089	1.315	1.114
KRISS	70.085	0.161	69.864	0.069	0.221	0.350
LNE	69.990	0.080	70.020	0.070	−0.030	0.213
NIM	69.900	0.175	69.905	0.064	−0.005	0.372
NMIA	69.980	0.155	69.953	0.052	0.027	0.327
NMISA	70.090	0.105	69.930	0.066	0.160	0.249
NPL	69.863*	0.087	70.007	0.062	−0.144	0.214
VSL	70.050	0.105	70.094	0.087	−0.044	0.272
NNIST	70.401*	0.176	70.354	0.076	0.047	0.383

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表 3 NO₂ 国际比对结果

Table 3. International comparison results for NO₂

NMI	Cylinder	D_i1 (μmol/mol)	u(D_i1) (μmol/mol)
CERI	CPB25961	0.091	0.214
CERI	CP18969	0.058	0.221
GUM	No D298386_1	0.169	0.404
GUM	No D298387_1	0.141	0.503
INRIM	P27787/D247449	0.631	0.185
INRIM	D247448	0.643	0.151
KRISS	D596920	0.689	0.309
KRISS	D596882	0.780	0.309
LNE	1191	0.202	0.333
LNE	11183	0.199	0.284
METAS	10918	−0.120	0.346
METAS	10919	−0.145	0.357
NIM	L62804125	0.023	0.133
NIM	L62804135	0.050	0.116
NMIA	MK0806	0.396	0.233
NMIA	MK0807	0.541	0.372
NMISA	D626618	0.422	0.151
NMISA	D626554	0.402	0.147
NPL	2448	−	−
NPL	S357	−	−
SMU	MY9742	0.388	0.233
SMU	MY9728	0.748	0.347
UME	PSM499791	0.752	0.161
UME	PSM499783	0.843	0.175
VNIIM	614632	0.500	0.248
VNIIM	5603778	0.255	0.262
VSL	VSL105804	0.125	0.199
VSL	VSL105806	0.103	0.208

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表 4 参与气体国际比对项目

Table 4. Participated gas international comparison projects

No.	Title	Analyte	Time
1	CCQM-k1a	CO in N₂	1994
2	CCQM-k1b	CO₂ in N₂	1994
3	CCQM-k1c	NO in N₂	1995
4	CCQM-k1d	SO₂ in N₂	1996
5	CCQM-k1e	Natural gas I	1997
6	CCQM-k1f	Natural gas II	1997
7	CCQM-k1g	Natural gas III	1997
8	CCQM-k3	CO、CO₂、C₃H₈ in N₂	1998
9	CCQM-k4	C₂H₅OH in Air	1999
10	CCQM-k16a	Natural gas IV	2001
11	CCQM-k16b	Natural gas V	2001
12	CCQM-P71	C₆H₆ in N₂	2003
13	CCQM-P51	SF₆、CF₄ in N₂	2004
14	CCQM-k23a	Natural gas	2004
15	CCQM-k23c	Natural gas	2004
16	CCQM-k23b	Natural gas	2005
17	CCQM-k41	H₂S in N₂	2005
18	APMP.QM-k1.d	SO₂ in N₂	2006
19	APMP.QM-k4.1	C₂H₅OH in N₂	2006
20	APMP.QM-k1.c	NO in N₂	2006
21	CCQM-k52	CO₂ in Air	2007
22	BIPM.QM-k1	O₃	2007
23	CCQM-k51	CO in N₂	2008
24	CCQM-k68	N₂O in Air	2008
25	CCQM-k71	Stack gas	2008
26	CCQM-k66	Purity of CH₄	2009
27	CCQM-K74	NO₂ in N₂	2009
28	CCQM-K77	Refinery gas	2010
29	CCQM-K76	SO₂ in N₂	2010
30	APMP.QM-k41	H₂S in N₂	2010
31	APMP.QM-K53	O₂ in N₂	2011
32	CCQM-K93	C₂H₅OH in N₂	2011
33	CCQM-K94	DMS in N₂	2012
34	CCQM-K84	CO in Air	2012
35	CCQM-K101*	Trace O₂ in N₂	2013
36	CCQM-K82	CH₄ in Air	2013
37	CCQM-K113	Nobel gas	2014
38	BIPM.QM-K1	O₃	2014
39	APMP.QM-K111	Propane in N₂	2015
40	APMP.QM-K46	NH₄ in N₂	2015
41	CCQM-K116	H₂O in N₂	2016
42	CCQM-K90	CH₂O in N₂	2016
43	CCQM-K120	CO₂ in air	2016
44	CCQM-K137	NO in N₂	2017
45	APMP.QM-S12	BTEX in N₂	2017
46	APMP.QM-S13*	N₂O in N₂	2017
47	CCQM K-74	NO₂/N₂	2017
48	CCQM-K117	NH₃/N₂	2018
49	CCQM-K118	Natural gas	2018
50	APMP.QM-S14	HAPs in N₂	2018

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