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摘要：介绍了欧盟摩托车排放法规欧Ⅰ、欧Ⅱ、欧Ⅲ阶段排放限值和日本现行及最新摩托车排放法规限值及实 施日期；美国联邦及加州摩托车排放法规及最新动态；并提出了应对策略。
1 欧洲摩托车排放法规
在欧洲由联合国欧洲经济委员会（ECE）的排放法规（Regulation）和欧洲经济共同体（EEC，即后来的欧盟EU）的排放指令（Directive）对摩托车的排放加以控制。在1999年6月17日采用指令97/24/EC（第Ⅴ章）以前，欧洲没有统一的摩托车排放法规。联合国欧洲经济委员会在排放法规方面的作用是制定法规，即ECE法规。该法规是ECE参与国自愿采用并相互认可的。ECE摩托车和轻便摩托车的排放法规分别为ECE法规R40（R40.01）和ECE法规R47。
欧洲摩托车排放法规不仅对摩托车和轻便摩托车的定型车（进行型式认证的新开发试验车）和新生产车（进行生产一致性检查的车型）分别作出规定，而且均要求进行Ⅰ类和Ⅱ类试验。Ⅰ类试验是检验在拥挤的市区行驶时气体污染物的平均排放量，即通常所说的工况法。Ⅱ类试验是检验怠速时CO和HC的排放量，即通常所说的怠速法。
ECE排放法规规定了定型车认证排放限值和较松的新生产车限值。1986年瑞士环境保护办公室的研究结论指出：ECE R40.01仅需从无控制水平做很少工作就可以达到，同样，ECE R47的限值也仅略低于无控制轻便摩托车的排放水平。因此，从减少排放所起的作用看，ECE R40.01和ECE R47相当于几乎没有标准限制。
1999年6月17日欧盟指令97/24/EC（第Ⅴ章）提出了用于摩托车和轻便摩托车的欧Ⅰ和轻便摩托车欧Ⅱ阶段的排放要求。2002年9月20日欧盟正式 发布97/24/EC的修订指令2002/51/EC，该指令 不仅规定了摩托车欧Ⅱ阶段的排放要求，也规定了两轮摩托车欧Ⅲ阶段的排放要求。具体限值参见表1。
欧洲仅对摩托车的怠速排放中的CO有限值要求，即不得超过4.5%，对轻便摩托车没有限值，仅要求记录CO的测量数据值。根据最新的欧盟2002/51/EC指令，除了测量怠速排放中的CO外，还增加了高怠速工况的CO排放测量要求，对两个怠速工况的CO测量结果均要求进行记录，并作为在用车排放测量的限值要求。在欧洲对怠速和高怠速下的HC排放均无要求。根据欧盟指令，要求怠速排放测量应在完成Ⅰ类试验（工况法试验）后马上进行。
关于正在拟定的"欧洲摩托车排放法规发展计划"，将针对摩托车提前研究更具代表性的测试循环，欧盟也考虑直接引用正在开发制定中的全球统一的摩托车测试循环（WMTC），在欧Ⅲ阶段，制造商将可以在修改的ECE R40循环和WMTC循环之间任选其一进行检测，当WMTC循环受到广泛认可后，WMTC将作为型式认证惟一有效的测试循环。此计划还将对摩托车CO2排放、微粒排放、燃油蒸发排放控制以及轻便摩托车的排放要求等方面进行研究，并且提出相应的法规要求。从发展方向可以看出，随着摩托车技术的不断进步，对摩托车的排放控制将越来越严格，并与轻型汽车的排放法规控制内容基本保持一致。
表1 欧Ⅰ、欧Ⅱ、欧Ⅲ摩托车排放法规限值对比
|
标准 |
车型 |
新车型式认证实施日期 |
生产一致性实施日期 备 |
试验循环 |
冷/热起动 km |
耐久性 |
排放限值，g/km |
备注 |
|
HC |
NOx |
CO |
HC＋NOx |
| 欧Ⅰ |
摩托车（二冲程） |
1999-06-17 |
2000-06-17 |
ECE R40 |
热 |
- |
4.0 - |
0.1 |
8.0 |
- |
- |
|
摩托车（四冲程） |
1999-06-17 |
2000-06-17 |
ECE R40 |
热 |
- |
3.0 - |
0.3 |
13.0 |
- |
- |
|
轻便摩托车 |
1999-06-17 |
2000-06-17 |
ECE R47 |
热 |
- |
- |
- |
6.0 |
3.0 |
- |
欧Ⅱ
|
摩托车
（Ⅰ＜150 mL） |
2003-04-01 |
2004-07-01 |
ECE R40 |
热 |
- |
1.2 |
0.3 |
5.5 |
- |
对ECE R40中的试验规程略作修改，删去了初始40 s的无取样怠速运转期 |
摩托车
（Ⅱ≥150 mL） |
2003-04-01 |
2004-07-01 |
ECE R40 |
热 |
- |
1.0 |
0.3 |
5.5 |
- |
| 轻便摩托车 |
2002-06-17 |
2003-06-17 |
ECE R47 |
热 |
- |
- |
- |
1.0 |
1.2 |
- |
| 三轮、四轮摩托车（点燃式） |
2004-01-01 |
2005-07-01 |
ECE R40 |
热 |
- |
1.5 |
0.4 |
7.0 |
- |
对ECE R40中的试验规程略作修改，删去了初始40 s的无取样怠速运转期 |
| 三轮、四轮摩托车（压燃式） |
2004-01-01 |
2005-07-01 |
ECE R40 |
热 |
- |
1.0 |
0.65 |
2.0 |
- |
| 欧Ⅲ |
摩托车
（Ⅰ＜150 mL） |
2006-01-01 |
2007-01-01 |
ECE R40 |
冷 |
30
000 |
0.8 |
0.15 |
2.0 |
- |
对于排量150 mL以下的摩托车采用修订的ECE R40循环，但是采样时间从摩托车起动时开始，并将原来的前两个预循环也作为排放测量循环，共测量6个循环的排放。
|
摩托车
（Ⅱ≥150 mL） |
2006-01-01 |
2007-01-01 |
ECE R40 |
冷 |
30
000 |
0.3 |
0.15 |
2.0 |
- |
对于排量不小于150 mL的两轮摩托车，采样时间也是从起动时间开始，测试循环增加一个最高车速为120 km/h的EUDC高速循环，即6个UDC循环和1个EUDC循环。其中，对于最高车速低于110 km/h的摩托车，EUDC循环的最高车速可以控制在90 km/h。
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2 日本摩托车排放法规
1998年10月以前日本对两轮摩托车排放无法规限制。日本摩托车排放法规限值及实施日期分别见表2和表3。
2003年，日本空气质量委员会环境中心起草了"关于降低机动车排放的未来政策"，对摩托车未来的排放（包括试验循环）提出了新的更严格的要求，草案中的摩托车排放限值见表4，此新限值计划在2006年或2007年实施。从具体的限值来看，日本将实施的新排放法规中HC限值严于欧Ⅲ阶段的摩托车限值，将成为世界上最严格的摩托车排放法规。
表2 日本摩托车排放法规限值
| |
二冲程
|
四冲程
|
HC，g/km
|
3.0
（5.26）
|
2.0
（2.93）
|
NOx，g/km
|
0.1
（0.14）
|
0.3
（0.51）
|
CO，g/km
|
8.0
（14.4） |
13.0
（20.0） |
曲轴箱排放物
|
0 |
试验循环
|
ISO 6460＝ECE 40.00 |
| 怠速法 |
CO，% |
4.5 |
4.5 |
| HC，10的-6次方 |
7800 |
2000 |
注 1.耐久性考核条件：排量≤50 mL：6 000 km；50 mL＜排量≤125 mL：8 000 km；排量＞125 mL：12 000 km。
2.表格中数据为平均值，（ ）中数据为最大值。
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表3 日本摩托车排放法规的实施日期
| 车型 |
新定型车 |
在生产车 |
进口车 |
| 排量≤50 mL |
1998-10-011 |
1999-09-01 |
2000-04-01 |
| 50 mL＜排量≤125 mL |
1999-10-01 |
2000-09-01 |
2001-04-01 |
| 125 mL＜排量≤250 mL |
1998-10-011 |
1999-09-01 |
2000-04-01 |
| 排量＞250 mL |
1999-10-01 |
2000-09-01 |
2001-04-01 |
表4 日本新的摩托车排放法规限值（建议案）
| 车型 |
排放限值，g/km |
实施日期 |
| HC |
NOx |
CO |
排量≤50 mL
|
0.5
|
0.15
|
2.0
|
2006年
|
50 mL＜排量≤125 mL
|
0.5
|
0.15
|
2.0
|
2007年
|
125 mL＜排量≤250 mL
|
0.3
|
0.15
|
2.0
|
2006年
|
排量＞250 mL
|
0.3
|
0.15
|
2.0
|
2007年
|
3 美国摩托车排放法规
3.1 美国联邦法规
3.1.1 美国联邦摩托车排放法规
美国环境保护局(EPA)于1977年发布了摩托车排放法规（42FR 1126、1977年11月5日），它建立了一个过渡标准，对1978和1979车型年有效，而最终标准是从1980车型年开始有效。1980年标准是宽松的，而且缺少对NOx的排放要求。对50mL排量以上公路用摩托车美国联邦和加州排放标准及进程如表5所示。
3.1.2 美国联邦摩托车排放标准的新进展
美国摩托车受到清洁空气行动202节(a)(3)(E)的管理。这个措施要求EPA考虑摩托车和其他车辆相当的降低排放。EPA已20多年没有修改摩托车排放标准了。摩托车比轿车甚至比大型运动车辆（SUV）单位里程产生更多的有害排放。
2002年7月，EPA发布了一个建议制订新的公路摩托车排放标准的通知(NPRM)，征求对EPA建议的更严格的排放标准的评论。他们收集到了包括摩托车制造商、摩托车用户、政府部门及公众在内的有关各方面的意见。2003年12月23日，EPA发布了新的联邦摩托车排放标准。表6示出新的公路摩托车标准，其中包括坐式摩托车和轻便摩托车。
新标准与加州标准基本一致，但比加州要晚2年实施。该标准对一直未受控制的排量小于50mL的摩托车也作为I类摩托车进行了控制，但将使用稍加改动的驾驶循环对其进行测试，以适应其相对较低的速度和加速性能。
如在加州那样，EPA考虑一个车队的平均HC+NOx标准，这样就给那些有一些发动机系列超过标准，但其它发动机系列HC+NOx低于标准限值的制造商提供了一些灵活性。标准中还给年产摩托车小于3 000辆(包括I、Ⅱ、Ⅲ类摩托车)，雇员少于500人的小制造商以宽限期，可延迟至2008年才实施第一阶段的新标准，而且不必实施第二阶段的新标准。另外，合法的定制改装摩托车可免受新标准的约束。
3.2 加里佛尼亚州法规（加州法规）
加州摩托车排放法规对1988年及以后Ⅲ类摩托车的标准可以满足一个共同的平均基础，同时将Ⅲ类又划分成两类以适用新的标准：即280～699 mL和大于等于700 mL。这些标准今天加州还在采用。与联邦标准一样，目前加州没有公路摩托车NOx标准。加州摩托车采用的LA-4试验模式和取样方法见图1。对50mL排量以上公路用摩托车美国联邦和加州排放标准如表5所示。
3.2.1 蒸发排放标准
美国联邦标准无蒸发排放限值，而加州规定了1983年以后新车型的蒸发排放标准，如表7所示。联邦标准和加州标准均禁止新摩托车曲轴箱排放。
3.2.2 排放耐久性要求
美国联邦和加州排放法规包括耐久性要求和使用监督。其法规提出只要是根据制造厂规范进行维修保养的摩托车，应在整个使用寿命中达到排放法规的要求。Ⅰ类(50～169 mL)，Ⅱ类(170～279 mL)，Ⅲ类(≥280 mL)摩托车的使用寿命分别为6 000 km、9 000 km和15 000 km。排放认证试验要求摩托车排放控制系统根据不同排量摩托车的使用寿命分别通过6 000～15 000 km的加速运转试验循环。进行这种加速运转试验前后样车的排放结果用来确定给定发动机类型各种排放的劣化系数。为确定是否符合法规，样车的排放值应乘以相应的劣化系数，这就要求样车具有比法规限值更低的排放量。
3.2.3 在用车检查
为了防止用户在使用中由于排放控制不良产生的过量排放，EPA和加州空气资源委员会（CARB）建立了扩大的用户使用试验程序。每年抽取数百辆用户手中的车进行试验。首先用车辆调查表和实际车辆检查来确定车辆是否维修良好。随后，车辆按规范进行调整，做排放试验。某一厂家生产的维修良好的车辆平均排放必须满足排放法规，排放值应处于某一统计偏差以内，否则厂家就要在维修改进后再次进行达标认证。尽管这种监督试验很少用于摩托车，但这种试验处理方式和车辆召回试验促成摩托车制造厂家像生产其他车辆一样，要从设计上慎重考虑。为了避免巨大的浪费和由于车辆召回试验引起用户不满，摩托车制造厂被迫开发更可靠、更有效的排放控制系统，并对新车建立高于法规要求的内控指标。
3.2.4 最新加州摩托车排放标准
1999年CARB最终发布了公路Ⅲ类摩托车标准，它将分两个阶段实施。阶段Ⅰ（Tier 1）从2004车型年开始，随后的Tier 2将在2008车型年开始实施。现有的加州Ⅰ类、Ⅱ类摩托车标准保持不变。这些新标准规定了摩托车NOx控制水平，建立了HC+NOx限值的标准。加州的标准对CO的排放要求没有变化，仍维持在12.0 g/km。新的加州Ⅲ类摩托车标准如表8所示。
表5 美联邦和加州对50 mL排量以上公路用摩托车排放标准
| 车型年 |
法规状态 |
试验类型 |
发动机类型
排量，mL |
排放，g/km |
| HC |
CO |
| 美国联邦标准 |
| 1980及以后 |
执行 |
修改的FTP-75 |
全部 |
5.0 |
12.0 |
| 美国加里佛尼亚州标准 |
| 1988及以后 |
执行 |
修改的FTP-75 |
50～279
280～699
≥700
|
1.0
1.0
1.4
|
12.0
12.0
12.0
|
注： 1 车型年系指对某一特定摩托车型一年的生产期，一般来讲它与日历年不同。例如，1994年车型可能开始于1993年夏季。对于给定车型年车辆的零售一般于10月份开始。
2 D为发动机排量
|
表6 新的公路摩托车排气污染物排放标准
| 级别 |
发动机排量，mL |
实施
日期
|
HC，
g/km
|
HCNOx，g/km
|
CO，g/km |
| Ⅰ |
≤180 |
2006年
|
1.0 |
-
|
12.0
|
| Ⅱ
|
180～279 |
2006年
|
1.0 |
-
|
12.0
|
| Ⅲ |
≥280
|
2006年
|
- |
1.4
|
12.0
|
2010年
|
- |
0.8
|
12.0 |
表7 加州摩托车蒸发排放标准
| 摩托车类型 |
车型年 |
HC，g/试验 |
|
Ⅰ类和Ⅱ类 （50～279 mL） |
1983～1984
|
6.0
|
1985及以后
|
2.0
|
Ⅲ类
（≥280 mL） |
1984～1985
|
6.0
|
1986及以后
|
2.0
|
Ⅲ（≥280 mL）
小批量生产
|
1986～1988
|
6.0
|
表8 最新加州Ⅲ类公路摩托车阶段1和阶段2排放标准
| 车型年 |
发动机排量，mL |
HC+NOx，g/km |
CO，g/km |
| 004～2007（Tier 1） |
≥280 |
1.4 |
12.0 |
| 22008及以后（Tier 2） |
≥280 |
0.8 |
12.0 |
3.3 达到美国排放标准的控制技术
3.3.1 联邦标准
目前联邦标准要求的控制技术可以和乘用车采用催化器前阶段的状况相比较，而公路摩托车仅需采用一些低水平的控制技术就能满足目前的联邦标准。这些改进包括：较稀的空燃比混合气、电子点火系统、PCV阀控制曲轴箱排放、化油器制造间隙的严格控制以及一些发动机的重新设计和改进。
3.3.2 加州标准
加州分别在2004年和2008年实施阶段1和阶段2的标准，这就要求采用一些附加的技术。然而，加州并不推荐在2004年阶段1标准（即低于1.4 g/km 的HC+NOx排放）时广泛采用催化转化器，而推荐采用发动机系统优化技术来降低排放（例如，燃油喷射、二次空气喷射、发动机进一步改进），而无需依赖催化后处理。很明显，2008年要达到第2阶段标准（即低于0.8 g/km的HC+NOx排放）是对工业和现有技术较大的挑战，采用的技术可能包括电控燃油喷射、高效催化转化器、精确的空燃比控制、程序控制的二次脉冲空气喷射、低容量的排气管以及其它今天存在的或可预见的技术。然而某些制造商仍可能在一些型号的摩托车上不使用催化转化器就能满足第2阶段标准的要求。
4 摩托车排放法规趋势及应对措施
自从美国建立了世界上第1个汽车排放标准以来，世界各国都纷纷制定自己的汽车摩托车排放标准，并随着进程的加快不断加严，逐渐形成了美国、欧盟和日本等几大法规体系，而且摩托车排放法规有向汽车排放控制要求靠拢的趋势，这样的结果虽然对抑制机动车排放起到了一定作用，但这些法规相互之间差异性大，缺乏比较性，故形成一个全球统一的汽车技术法规是众望所归。
随着《全球汽车技术法规协议书》于1998年6月25日在日内瓦制订并签署，这个愿望即将成为现实，相信在不久的将来，1个包括 摩托车排放法规在内的全球统一的汽车技术法规将会诞生。到时各国将会采用同1个程序和规则来进行测试和评价。
根据现有掌握的排放控制技术，针对不同的摩托车机型特点及排放法规，将会有不同的应对策略（即不同的排放控制技术路线），现以欧盟摩托车3个阶段限值（即欧Ⅰ、欧Ⅱ、欧Ⅲ）为例，说明为达到不同的排放标准可采取的摩托车排放控制技术方案（见表9）。
表9 推荐采用的摩托车排放控制方案
| 车型 |
排放标准要求 |
推荐采用的技术方案 |
| 四冲程摩托车 |
相当于欧Ⅰ阶段限值 |
1）化油器混合气精确控制
2）氧化型催化转化器 |
| 相当于欧Ⅱ阶段限值 |
1）化油器混合气精确控制＋氧化型催化转化器 |
| 2）电控汽油喷射系统 |
| 相当于欧Ⅲ阶段限值 |
电控汽油喷射系统＋排气三元催化转化器 |
| 二冲程摩托车
|
相当于欧Ⅰ阶段限值 |
1）化油器混合气精确控制＋氧化型催化转化器 |
| 2）氧化型催化转化器＋机后二次空气补给 |
| 相当于欧Ⅱ阶段限值 |
1）化油器混合气精确控制＋氧化型催化转化器＋精细匹配 |
| 2）氧化型催化转化器＋机后二次空气补给＋精细匹配 |
| 3）电控汽油喷射系统 |
| 相当于欧Ⅲ阶段限值 |
电控汽油喷射系统＋排气三元催化转化器 |
|
