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    崇德尚行铸精工——访北京理工大学汽车动力性及排放测试国家专业

  • 时间:2019-05-21
  • 来源:产品安全与召回
  • 北京理工大学的校训是“德以明理学以精工”。德以明理,是指道德高尚,达到以探索客观真理作为己任之境界;学以精工,是指治学严谨,实现以掌握精深学术造福人类之理想。这正是本期人物主人公葛蕴珊教授崇德尚行、学术报国的真实写照。

    3月的北京,阳光渐暖,春意萌动,北京理工大学校园里已经处处泛着新绿。在校园一角,葛蕴珊教授半蹲在一辆实验用汽车旁,正对身边的三个学生讲解着注意事项。见记者前来,他急忙热情招待,在北京理工大学的汽车排放工作室,闻着淡淡的汽油味,记者开始了与葛蕴珊教授的对话。

    葛蕴珊教授1986年毕业于浙江大学热物理工程系,1994年于哈尔滨工程大学博士后出站,同年进入北京理工大学车辆工程学院发动机教研室工作。他长期从事机动车船和非道路移动机械发动机污染控制理论和技术法规研究,主持或以主要参加人员的身份完成多项机动车船排放标准的制定,身兼中国汽车工程学会理事、中国内燃机学会测试分会副主任委员、中国内燃机学会后处理分会副主任委员及中国环境学会机动车船污染控制委员会副主任委员等多种职务,并担任联合国世界车辆法规协调论坛(UN/WP29)VIAQ(车内空气质量标准)项目工作组的联合主席。

    国六标准实现“中国造”

    2001年,我国开始机动车第一阶段排放标准,自此我国机动车排放控制发展才进入了快车道。经过十几年的发展,我国在排放标准上不断升级,在机动车节能减排上取得了显著成效,从国一到国五,单车污染物排放降低90%以上。但从国一到国五,都在照搬欧洲的排放标准,使我国本土汽车企业长期处于被动位置,而对跨国汽车企业的约束力如“形同虚设”。与此同时,中国从2009年起已经成为全球汽车产销大国,并且已经连续8年稳居世界第一。随着空气污染的逐渐加剧,通过排放标准的升级实现对机动车排放监管的需求也越来越越强烈,而欧洲的排放标准在过去几年变化并不是很大,特别是针对轻型汽油车的排放标准,从欧五到欧六,部分限值要求基本没有变化。

    “从改善空气质量的要求和汽车技术进步角度,我们认为汽油车的排放标准是可以继续降低的。”2015年,葛蕴珊以核心成员身份参与了国家第六阶段轻型车排放标准的制定工作,他指出:“无论是从排放控制,还是排放应用的角度来讲,我们国家都不能再继续照搬欧洲的标准了。为此,我们制定了中国自己的第六阶段轻型车排放标准,在这个标准里我们引入了欧洲标准和美国标准的先进内容,并考虑了我国的环境质量改善需求,形成了一个全新的自主技术标准。”

    2016年底,轻型车国六标准由环境保护部、国家质检总局联合正式发布。据葛蕴珊介绍,与国五标准相比,国六标准首先在排放限值上进一步加严,加严了40%~50%左右。其次,测试循环从NEDC循环变为WLTC循环,对车辆的冷启动、加减速以及高速大负荷状态下的排放进行了全面考核,对车辆的排放控制性能提出了更高的要求;此外,大幅度加严了对燃油蒸发排放、车载诊断系统(OBD)控制要求,新增了实际道路行驶排放、加油排放控制和关键零部件排放质保期要求等。可以说,国六标准是我国排放控制标准制定上的一个突破。

    与此同时,国六标准也得到了国际上的广泛关注。美国EPA、独立咨询机构和独立技术专家,以及国际上主要汽车公司等都对国六标准表示了认可与支持。

    标准倒逼企业技术升级

    国六标准的出台与实施,最受影响的莫过于汽车企业。根据国六标准要求,自2020年7月1日起,所有销售和注册登记的轻型汽车应符合6a阶段限值要求;自2023年7月1日起,所有销售和注册登记的轻型汽车应符合6b阶段限值要求。

    在葛蕴珊看来,目前汽车企业确实面临着很多问题。首先在时间上是一个挑战,对车企而言,时间相当紧迫。但就目前了解的情况来说,很多企业在国六标准制定过程中,就已经着手做这方面的研发工作了,到现在不少车企已经完成了技术开发,正在检测中心等待做产品的型式检验试验,这些努力都是值得肯定的。其次,从技术本身来讲,从国五到国六,企业面临着很大的技术挑战。在国六标准中,标准限值加严了,引入的美国车载诊断系统(OBD)控制要求也是目前世界上最为严格的,企业要花时间去解决,特别是大幅度加严了燃油蒸发控制要求,新增了加油排放控制要求,这与之前的欧洲标准体系及国一到国五标准都是完全不同的,因此企业要从油箱、燃油蒸发控制系统方面重新设计,尽管这其中的技术难度并不是很大,但是企业重新设计开发需要足够的时间周期。

    但对车企而言,尤其是中国企业,执行国六标准并不是坏事。标准升级,不仅能够满足国家及社会公众对于环保及排放的要求,还能实现技术创新与升级,与跨国企业站在同一研发起跑线,这也是企业提升竞争力及加速汽车企业走出去的关键一步。

    车内空气质量强标的亮点

    2004年,葛蕴珊作为技术负责人,开始参与制定《乘用车内空气质量评价指南》(以下简称《指南》),这是国内首个车内空气质量标准。

    “《指南》实施后,通过调查与实验,可以明显感受到车内空气中各项污染物都有大幅度下降。但是由于当时《指南》还是推荐性标准,企业的执行力度及标准的监管力度还不够,车内空气质量问题仍频发。此后在一些两会代表的推动下,我们开始着手修订强制性的标准。目前新《指南》已经完成了公开征求意见,很快就会进入技术评审阶段。”葛蕴珊告诉记者,标准从推荐性变为强制性,有利于加强对汽车及零部件生产企业的约束,这是新《指南》的最大亮点。新《指南》还重新明确了乘用车内8种挥发性污染物的浓度限值,如二甲苯、乙苯等限值大幅度地加严了,特别是苯,降低到原来的一半。此外,新《指南》还要求根据实际空气质量对车内空气质量进行分级管理,这些等级信息对消费者是完全公开的,待新《指南》实施后,消费者在购车时对车内空气质量的好坏就能做出直观判断,同时,主管部门也能起到更有力的监管作用。

    总体来看,新《指南》更为严格,也更有利于保障消费者的驾乘舒适性及身体健康。与此同时,这也给汽车及零部件生产企业带来不小的挑战。“汽车及零部件生产企业应该选择和使用更符合环保要求的新技术、新材料及新工艺,提升和改善车内控制质量。另外在质量管理体系上也要进行更严格的管理,要保证从材料、面料、零部件,再到装配等整个供应链的精细化管理。因为标准中的各个限值,其实都是很小的值,稍微有一点偏差都可能导致结果超出限值。”葛蕴珊建议道,但如果企业造假或是技术控制不当,在环保一致性检查或者被其他主管部门检查时发现有问题,就必须接受相应的处罚。

    车内空气质量标准从推荐性变为强制性,这在国际上还是首例。葛蕴珊指出,此次标准的修订在国际上也产生了很大的影响,很多国际大型汽车公司参与了此次标准的修订工作。联合国世界车辆法规协调论坛(UN/WP29),还专门成立了一个评价车内空气质量的工作组,并邀请中国担任工作组的联合主席,希望国际标准的制定能和中国保持一致。

    “二次反应”导致车内异味成因难判定

    3月8日,中国消费者协会发布了2016年汽车投诉报告,其中关于异响、异味的投诉位列质量问题前列。《家用汽车产品修理、更换、退货责任规定》(以下简称“汽车三包规定”)实施已经三年多,在规范汽车市场,解决质量争议方面发挥了重要作用。但近几年车内异响和异味这类问题,由于争议性极大,已渐成消费者投诉的痛点。

    葛蕴珊指出,汽车异味的形成原因比较复杂,同一车型的同一批次可能并不是所有车都有问题,每辆车存在的情况都不一样;还可能一些车在生产时不存在问题,反而在使用过程中,因为一些外部因素导致问题的产生。比如同样的车在南方有异味,在北方就没有,就是因为南方高湿高热,导致内饰材料或零部件发生了“二次反应”。以上这些问题都与车内部的产品质量缺陷有关系,往往这种缺陷只在某个特定外部条件下才能够体现出来。对于企业而言,从确定异味的存在、来源再到确定物质来源都是比较复杂的,同时由于在判定过程中主观性很强,在解决这类三包问题时,就会出现很多争议。

    新《指南》实施后,对解决车内异味问题将会有一定帮助,企业新推向市场的汽车产品必须满足标准中对于车内空气中各指标的限值要求。但如何解决行车过程中产生的异味与标准规定物质之间的关系,目前在国际上还是一个需要突破的难点。

    对于被异味问题困扰的消费者,葛蕴珊建议,“首先需要按标准规定的方法检测车内苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛这8种物质是否超出限值,如果超出限制,就要通过向经销商反应或者投诉等方式,确认这款车的同批次车型是否都有这个问题。如果是共性的问题就相对好解决,企业需要采取召回等相关措施。但如果是个性问题,就需要从主观评价及技术上做判断,这个时间周期往往很长。在用车习惯上,消费者要注意,尽量不要在车内添加如脚垫、方向盘套等这类东西,尤其是一些商家提供的赠品,这类产品的质量及环保性一般都很差。”

    把关键零部件写进汽车三包

    今年两会期间,李克强总理在《政府工作报告》中首次提出鼓励使用“清洁能源汽车”,取代了在以往几届《政府工作报告》中多次出现的“新能源汽车”概念。对此,葛蕴珊认为,单从字面意义上讲,清洁能源汽车的定义要比新能源汽车更科学合理,范围也更广。未来汽车在技术发展路线上,不只是朝着电动车方向发展,还可能采用其他多种替代燃料,包括乙醇燃料、太阳能等,也包括今年两会期间人大代表李书福提出的甲醇燃料。

    目前关于甲醇燃料的争议还有很多,社会公众普遍对甲醇燃料有一种惧怕心理,原因在于甲醇本身对人身体是有害的。“如果技术到位,并通过科学管理,甲醇燃料作为一种替代燃料还是没有问题的。我们此前专门做过甲醇燃料的排放实验,对专门设计开发的甲醇燃料汽车在一定使用里程范围内,使用甲醇燃料和汽油燃料,其污染物排放,并没有明显区别。”葛蕴珊告诉记者。

    目前我国汽车技术已经进入到加速升级和融合发展的新时期,在实现节能、智能等更高要求的过程中会出现多种技术路线及对应的汽车产品,如纯电动汽车、互联网汽车等等。葛蕴珊认为,“无论是走哪种技术路线或使用哪种替代燃料,一旦作为汽车产品投放到市场,就应该纳入到缺陷管理或者汽车三包的范畴。目前的汽车三包规定还是以前针对普通汽柴油家用轿车制定的,事实上对于几大总成及关键零部件的规定,有一些是不适用于电动车或者未来的清洁能源汽车的。像国六标准中就增加了一个排放关键件的质保期,要求在3年或6万公里内,如果车辆的排放相关零部件出现故障和损坏,导致排放超标,就由汽车生产企业承担相应的维修和更换零部件的所有费用。从汽车技术发展及汽车三包上讲,电动车及使用其他替代燃料的车型的关键零部件也应该写到汽车三包规定中,通过法律或管理规定的条款,保证车主享受到汽车三包权益。”

    排放缺陷纳入召回管理是进步

    2016年我国汽车召回数量首次突破1000万辆,进入2017年,国内汽车召回数量继续井喷,今年仅第一季度共累计召回汽车374.01万辆,同比增长101.01%。在葛蕴珊看来,目前我国汽车召回在国家层次上的建设已经很快,缺陷排放也将纳入召回监管。

    2017年初,国家质检总局在全国质量监督检验检疫工作会议上明确提出,2017年将会同环保部建立机动车环境保护缺陷召回管理制度。葛蕴珊认为把存在排放缺陷的机动车纳入召回管理范围,是在汽车排放监管方面和汽车召回制度方面的进步。汽车尾气排放是城市大气污染的重要来源之一,在国家排放标准不断升级的同时,确实需要加大对汽车尾气排放超标的治理力度。像国六标准新增加的实际道路行驶排放测试(RDE),用以判定机动车在路上的排放控制是不是超标,以补充我国在机动车排放标准规范方面的缺失,而将缺陷排放纳入召回监管,就是将排放责任落实到汽车生产者身上。

    与此同时,作为召回的主体,汽车生产者发现缺陷并通过技术消除缺陷的能力也在不断提高。召回实际上也是技术层面上的事情。企业发现缺陷并实施召回,不仅是对消费者负责任,也是自身能够通过同技术升级,提升产品质量的表现。

    谈起汽车召回的未来,葛蕴珊认为:“首先要通过有力的宣传让消费者更了解召回,也让消费者知道可以通过国家质检总局及缺陷产品管理中心这样的平台反馈汽车问题,为自己维权。此外,企业也要相信消费者,而不是担心自己一旦召回会给品牌带来损害,就不承认缺陷的存在,导致最后缺陷产品管理中心的缺陷调查的介入。最后在监管上,希望能达到欧美国家的管理水平,在技术上也要加大投入力度,因为缺陷的调查与确定本身就是一个技术层面的事情。”

    采访最后,葛蕴珊总结了多年来参与国家标准制修订的心得:

    “制修订国家标准法规,首先必须明确国家的需求,其次必须掌握国际上先进技术能够达到的排放控制水平,并且需要与相关企业密切联系沟通交流,因为标准法规的制定与实施,既要满足国家需要,也不能脱离企业。我们可以说是承担了一个中间桥梁的作用,需要花费大量的时间和精力,去做大量实验,协调各方需求,平衡企业利益和公众利益。但是,从国一到国五我国汽车工业的发展历程看,排放标准升级并没有使汽车企业陷入困境,相反,我国汽车工业随排放标准的升级,技术不断升级并进入良性发展的快车道。但在制定标准的过程中,还确实需要给企业施加一定的压力,让企业有急迫感,倒逼企业进行技术升级。”

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