Sau bê bối Diesel: Các thử nghiệm RDE được thực hiện như thế nào?

Chia sẻ trang này
RDE testi là một thủ tục đo lượng khí thải ống xả của xe không phải trên băng thử trong phòng thí nghiệm mà trong giao thông thực tế và điều kiện đường thực tế, bằng các thiết bị đo di động (PEMS) gắn trên xe. Sau Euro 6, bài kiểm tra này là phần bắt buộc của việc phê duyệt kiểu loại, được thiết kế nhằm thu hẹp khoảng cách giữa các giá trị phòng thí nghiệm và sử dụng thực tế sau những bê bối NOx của xe diesel.
Điểm nổi bật
- Bài kiểm tra RDE kéo dài 90–120 phút; tuyến đường gồm các đoạn đô thị, nông thôn và cao tốc, mỗi đoạn phải dài tối thiểu 16 km.
- Việc đo được thực hiện bằng các thiết bị PEMS gắn trên đường ống xả; thế hệ đầu nặng 200 kg, ngày nay đã giảm xuống còn khoảng 70 kg.
- Đối với xe diesel, giới hạn NOx trong lái xe thực tế được đặt ở mức 120 mg/km, cao hơn giới hạn Euro 6 là 80 mg/km.
- Tốc độ kiểm tra tối đa là 145 km/h; chỉ được phép chạy tới 160 km/h cho 3% đoạn cao tốc.
- Một bài kiểm tra vượt ra ngoài các điều kiện biên như nhiệt độ, độ cao và tải trọng sẽ được coi là hoàn toàn vô hiệu.
RDE Test là gì và trên xe gắn những thiết bị gì?
Bài kiểm tra phê duyệt kiểu loại truyền thống được thực hiện trên bàn thử động lực học: xe được đặt trên băng thử cố định, bánh xe quay trên các con lăn và mẫu khí xả được đo bằng các bộ phân tích phòng thí nghiệm đã hiệu chuẩn. RDE đảo ngược hoàn toàn trật tự này. Xe mang theo thiết bị đo chạy trên đường công cộng, được lái trong giao thông thực tế và điều kiện thời tiết thực tế. Mọi thứ thoát ra từ ống xả đều được đo và ghi lại tức thời.
Thiết bị cho phép điều này được gọi là PEMS (Portable Emissions Measurement Systems - Hệ thống đo khí thải di động). Một bộ PEMS điển hình gồm; các bộ phân tích khí tiên tiến, máy đo lưu lượng khối khí xả, một trạm thời tiết và GPS. Chẳng hạn, các mô-đun PEMS nhỏ gọn đo nồng độ NO/NO₂ và CO/CO₂ trong ống xả của xe diesel và xăng được sản xuất để hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ -10 °C đến +45 °C và ở độ cao tới 3.000 m. Thiết bị đo thường được gắn trên xe bằng giá đỡ kéo.
Lịch sử của PEMS rất dài: Ban đầu được sử dụng ở Hoa Kỳ trong kiểm tra xe hạng nặng, sau đó trở thành trung tâm của các yêu cầu Euro VI (xe hạng nặng) và Euro 6 (xe hạng nhẹ). Ngày nay trọng lượng của các thiết bị đã giảm xuống còn khoảng 70 kg; thế hệ đầu tiên nặng khoảng 200 kg. Chênh lệch trọng lượng không phải là chi tiết nhỏ mà bạn có thể coi nhẹ: mỗi kilogram gắn lên xe đều ảnh hưởng đến lượng khí thải mà chính bài kiểm tra đo được.
Tại sao RDE trở thành bắt buộc?
EU đã sử dụng một chu kỳ phòng thí nghiệm có tên NEDC từ thập niên 1990. Hồ sơ kỹ thuật của chu kỳ này thoạt nhìn có vẻ vô hại: tốc độ trung bình 33 km/h, gia tốc tối đa 1,2 m/s², và trong khoảng 25% thời gian chu kỳ xe dừng hoàn toàn. Kết quả là một hồ sơ lái xe mà xe hiện đại chỉ sử dụng một phần nhỏ công suất động cơ hiện có, hiếm khi gặp trong đời thực. Những xe trông sạch sẽ trong bài kiểm tra lại hành xử hoàn toàn khác trên cao tốc hoặc khi chở nặng.
Điểm bẻ gãy là năm 2011. Trung tâm Nghiên cứu Chung của EU (JRC) phát hiện ra một chênh lệch lớn và ngày càng tăng giữa lượng khí thải đo được trong phòng thí nghiệm và trên đường - đặc biệt là các giá trị NOx của xe diesel. Phát hiện này đã kích hoạt quá trình lập pháp. Hai gói RDE đầu tiên được thông qua vào năm 2015 và được công bố trên Công báo Chính thức vào năm 2016 (EU 2016/427 và EU 2016/646). Bài kiểm tra được áp dụng dần từ năm 2017; và trở thành bắt buộc đối với đầu năm 2021 đối với tất cả các ô tô mới, và đầu năm 2022 đối với tất cả các xe tải nhỏ mới.
Việc hoàn thiện gói thứ hai cũng có ý nghĩa quan trọng: Sau khi các vi phạm của Volkswagen tại Hoa Kỳ bị phơi bày, các biện pháp minh bạch như việc kê khai các chiến lược kiểm soát khí thải cho các cơ quan chức năng và tài liệu mở rộng đã được bổ sung vào quy định pháp luật. Nói cách khác, RDE không chỉ là một chỉnh sửa kỹ thuật, mà còn là một quy định hướng đến việc khôi phục niềm tin.
Tuyến đường kiểm tra nên như thế nào? Hồ sơ lái xe và các điều kiện biên

Trong RDE, bản thân con đường cũng phải tuân theo các tiêu chuẩn. Tuyến đường kiểm tra gồm ba phần: phần nội thành với tốc độ từ 0-60 km/h, phần nông thôn trong khoảng 60-90 km/h và phần đường cao tốc với tốc độ trên 90 km/h. Mỗi phần phải dài ít nhất 16 km. Tổng thời gian từ 90-120 phút và sự phân bố khoảng cách cũng được xác định: nội thành 29-44%, nông thôn 23-43%, đường cao tốc 23-43%. Tốc độ trung bình trong nội thành phải từ 15-40 km/h, và trong phần đường cao tốc, phải lái trên 100 km/h trong ít nhất 5 phút.
| Tham số | Khoảng / Quy tắc |
|---|---|
| Tổng thời gian kiểm tra | 90-120 phút |
| Chiều dài các phần | Nội thành, nông thôn, đường cao tốc - mỗi phần ít nhất 16 km |
| Tốc độ tối đa | 145 km/h; 160 km/h trong 3% thời gian đường cao tốc |
| Nhiệt độ (vừa phải) | 0-30 °C |
| Nhiệt độ (mở rộng) | -7 °C...0 °C và 30-35 °C |
| Độ cao | 0-700 m (vừa phải), 700-1300 m (mở rộng) |
| Tải trọng xe | Không được vượt quá 90% trọng lượng tối đa |
| Tỷ lệ dừng (nội thành) | 6-30% thời gian |
Các điều kiện nhiệt độ và độ cao được gọi là "điều kiện biên" (boundary conditions) và chúng quyết định trực tiếp tính hợp lệ của bài kiểm tra. Chênh lệch độ cao giữa điểm xuất phát và điểm kết thúc tối đa là 100 m, và độ cao tích lũy tối đa là 1200 m/100 km. Trong điều kiện mở rộng - tức là trong thời tiết lạnh hoặc ở độ cao lớn - lượng khí thải đo được được chuẩn hóa bằng cách chia cho 1,6. Một dữ liệu hoàn toàn nằm ngoài điều kiện biên, ngay cả khi chỉ là một điểm đo duy nhất, sẽ làm mất hiệu lực toàn bộ bài kiểm tra. Việc vượt quá giới hạn tốc độ địa phương không làm mất hiệu lực bài kiểm tra; quy tắc ở đây liên quan đến khả năng lặp lại của các điều kiện vật lý, chứ không phải các khoản phạt giao thông.
Bài kiểm tra được coi là không hợp lệ như thế nào?
Không chỉ các điều kiện môi trường, mà cả đặc điểm của việc lái xe cũng được kiểm tra. Dữ liệu được phân tích bằng hai công cụ đánh giá độc lập: phương pháp cửa sổ trung bình trượt (EMROAD) của JRC và phương pháp phân nhóm công suất (CLEAR) của Đại học Kỹ thuật Graz. Các công cụ này kiểm tra xem việc lái xe có "bình thường" hay không thông qua các số liệu như tích của tốc độ và gia tốc (v·a) và RPA. Quá phẳng, cảm giác lái như thể vô lăng bị cố định trên đường cao tốc, cũng như lối lái ngoan cố đạp ga liên tục, đều bị loại bỏ. Để được chấp nhận, ít nhất 50% các cửa sổ của lộ trình trong nội thành, nông thôn và cao tốc phải nằm trong dung sai. Là một yếu tố đơn giản hóa bổ sung, các phương tiện có cùng hệ truyền động, cùng kiểu khối động cơ, cùng số và bố trí xy-lanh và cùng hệ thống kiểm soát khí thải được tính là một "họ thử nghiệm" duy nhất; nhờ đó không cần phải thử nghiệm riêng cho từng biến thể.
Hệ số phù hợp: Tại sao giới hạn thực tế lại trên giới hạn Euro 6?
Trong RDE, giới hạn được tính bằng cách nhân một hệ số với giới hạn phòng thí nghiệm: Giới hạn NTE = giới hạn Euro 6 × hệ số phù hợp (CF). Sự tồn tại của hệ số này có một lý do thực tiễn: độ không đảm bảo đo lường của thiết bị PEMS hoạt động trên đường phố cao hơn thiết bị phòng thí nghiệm đã được hiệu chuẩn. Trong giai đoạn tạm thời (Euro 6d-TEMP), CF đối với NOx được xác định là 2,1; đến giai đoạn cuối (Euro 6d) giảm xuống 1,5. Trong giá trị 1,5 này có một phần 0,5% dành cho độ không đảm bảo đo lường của PEMS. Một chi tiết thú vị: JRC đã tính độ không đảm bảo của PEMS đối với NOx là 30%; các quốc gia thành viên đã nâng mức này lên 50% sau các tranh luận chính sách.
Cụ thể hóa nhé. Đối với một chiếc xe diesel, giới hạn phòng thí nghiệm Euro 6 là 80 mg/km NOx. Trong giai đoạn RDE tạm thời, dung sai trên thực tế được quan sát tới 168 mg/km; đến giai đoạn cuối, con số này giảm xuống 120 mg/km. Với xe xăng, giới hạn NOx Euro 6 vốn đã là 60 mg/km. Ngoài ra, ngoài giá trị của hệ số phù hợp trên toàn lộ trình, bắt buộc phải cung cấp riêng cho phần nội thành - mục tiêu rõ ràng là kéo giảm khí thải nội thành, kể cả khi khởi động nguội. Về phía hạt bụi, ở Euro 6d, số lượng hạt (PN) phải ở dưới 9,0 × 10¹¹ #/km với CF = 1,5; giới hạn PN trở nên bắt buộc với gói RDE thứ ba (tháng 12 năm 2016) và các điều chỉnh cho xe hybrid cùng các sự kiện tái sinh được đưa vào gói này. CO2 được đo và ghi lại, nhưng không được phân tích một cách hệ thống; các chất gây ô nhiễm bắt buộc là NOx và số lượng hạt.
RDE khác WLTP như thế nào?
Hai bài thử nghiệm này thường được so sánh nhưng thực ra không đảm nhận cùng một nhiệm vụ. WLTP là một quy trình phòng thí nghiệm thay thế NEDC: với tốc độ trung bình và tối đa cao hơn, phạm vi điều kiện lái rộng hơn và chu kỳ dài hơn, nó gần với thực tế lái xe hơn hẳn NEDC. Tuy vậy, nó vẫn được thực hiện trên bàn chạy, trong môi trường được kiểm soát. RDE thì hoàn toàn rời xa phòng thí nghiệm và đo NOx, HC, CO, CO2 và hạt bụi ngay trên đường.
Do đó, hai bài thử nghiệm không phải là lựa chọn thay thế mà là bổ sung cho nhau: mọi xe mới đều phải tuân thủ giới hạn khí thải ống xả trong cả bài thử nghiệm WLTP lẫn RDE. Trong thử nghiệm RDE, động lực học lái cao hơn so với phòng thí nghiệm và cần theo dõi, kiểm tra tức thời lượng dữ liệu nhiều hơn nhiều. Về mặt kỹ thuật, điều này nghĩa là gánh nặng đánh giá tăng lên đáng kể; thay vì bám theo một hồ sơ chu kỳ, bạn phải xây dựng một chiến lược khí thải luôn nằm trong giới hạn bất kể điều kiện giao thông thực tế như thế nào.
RDE được siết chặt thế nào với Euro 7 và những khiếm khuyết của hệ thống là gì?
Luật RDE không phải là một mục tiêu đứng yên. Với thay đổi Euro 6e, các nhà sản xuất buộc phải hỗ trợ PEMS trên xe để các bên độc lập có thể thực hiện các thử nghiệm RDE tuân thủ trong dịch vụ (ISC) - nghĩa là hạ tầng đo lường giờ đây trở thành một phần của kiến trúc kỹ thuật số của chính chiếc xe. Quy định Euro 7 đặt ra các yêu cầu liên quan đến hệ thống phanh và lốp xe bên cạnh phê duyệt kiểu loại, và công nghệ PEMS được kỳ vọng sẽ đóng vai trò lớn hơn trong các yêu cầu xác thực thực tế trên đường trong tương lai. Nhận định rằng Euro 7 đã siết chặt đáng kể các giới hạn là khá phổ biến; tuy nhiên, các con số chi tiết về tác động trong vấn đề này vẫn cần được xác nhận với văn bản luật sơ cấp.
Những điểm bị phê phán của hệ thống cũng rất cụ thể. Thử nghiệm RDE hiện tại chỉ được áp dụng cho các xe tiền sản xuất do nhà sản xuất cung cấp; điều kiện thời tiết lạnh và độ cao lớn - những điều kiện có thể tạo ra lượng NOx cao một cách không tương xứng - chỉ được đưa vào ở mức điều kiện biên "mở rộng". Một thử nghiệm RDE đơn lẻ có thể cho kết quả khác nhau trên cùng một chiếc xe, điều này hạn chế khả năng tái lập. Ngoài ra, các nhà sản xuất có thể tự thực hiện tới %50 các thử nghiệm phê duyệt kiểu loại RDE dưới sự giám sát của dịch vụ kỹ thuật; nhu cầu về thử nghiệm lại độc lập và giám sát thị trường vì vậy thường xuyên được nêu ra. Một sự thật kỹ thuật khác: Để đáp ứng các giới hạn RDE, chiếc xe cần các hệ thống DeNOx hiệu suất cao trong toàn bộ dải hoạt động - tức là SCR và AdBlue. Dung dịch urê 32,5% được tiêm vào bộ xúc tác SCR ở cửa xả, phân tách thành amoniac ở nhiệt độ cao và chuyển hóa NOx thành nitơ và nước; kết hợp này cùng với DPF là nền tảng để các giới hạn lái xe thực tế có thể được đáp ứng về mặt vật lý.
Bạn có thể xem dữ liệu khí thải thực tế trên đường của chiếc xe mình ở đâu?
RDE không còn chỉ là chuyện của phòng thí nghiệm thử nghiệm; nó còn có những cánh cửa mở ra cho người tiêu dùng. Các nhà sản xuất buộc phải chuẩn bị báo cáo kỹ thuật của các thử nghiệm RDE và công bố một phần trên trang web của họ; các báo cáo chi tiết hơn được cung cấp miễn phí cho những ai yêu cầu có "lợi ích chính đáng". Ở EU, dữ liệu CO2 thực tế và mức tiêu hao nhiên liệu được thu thập tại trung tâm dữ liệu của EEA ("Real world emissions from cars and vans"), và Ủy ban công bố các báo cáo CO2 thực tế dựa trên dữ liệu từ các thiết bị giám sát tiêu hao nhiên liệu gắn trên xe.
Ngoài EU cũng có các lựa chọn: Ở Mỹ, người tiêu dùng có thể truy cập dữ liệu khí thải theo từng xe qua Fueleconomy.gov; các nền tảng xếp hạng độc lập như AIR Index cũng cung cấp các giá trị khí thải thực tế và hiệu suất nhiên liệu. Nói cách khác, ngày nay về mặt kỹ thuật bạn hoàn toàn có thể hỏi không chỉ các giá trị danh mục của một chiếc xe định mua mà cả hành vi của nó được đo trên đường.
Kết luận: Thử nghiệm RDE mang lại gì cho người mua?
Bản chất của RDE có thể được tóm tắt trong một câu: chuyển việc công bố khí thải từ kết quả phòng thí nghiệm độc lập với xe sang phép đo được xác minh trong giao thông thực tế. Hệ thống vẫn còn những khiếm khuyết -điều kiện biên giới hẹp, áp dụng trên các xe tiền sản xuất, giới hạn về khả năng lặp lại- và những chỉ trích đều có cơ sở chính đáng. Nhưng hướng đi là rõ ràng: với mỗi quy định mới, phép đo tiến gần hơn đến điều kiện thực tế hơn và dung sai chặt chẽ hơn. Có thể nhìn thấy thứ thoát ra từ ống xả vào một ngày mà nhiệt độ và giao thông hoàn toàn nằm ngoài ý muốn của bạn, đó là tiến bộ cụ thể nhất của luật pháp khí thải trong mười năm qua.
Nguồn tài liệu
- Quy trình thử nghiệm khí thải thực tế đối với khí thải ô nhiễm từ xe con và xe thương mại nhẹ tại châu Âu - ICCT
- Xe con và xe bán tải: Thử nghiệm RDE - DieselNet
- EU: Xe hạng nhẹ: Khí thải thực tế (RDE) - TransportPolicy.net
- Thử nghiệm khí thải thực tế (RDE) & Giải pháp PEMS - HORIBA
- Tiêu chuẩn ngành để đo khí thải thực tế (RDE) - AVL
- Euro 6e: Thay đổi trong quy trình phê duyệt kiểu xe hạng nhẹ của Liên minh châu Âu - ICCT
- Euro 7: Tiêu chuẩn khí thải mới cho xe hạng nhẹ - ICCT
- WLTP và RDE - Tóm tắt EUR-Lex
- Khí thải xe trên đường vượt quá điều kiện RDE - JRC
- Khí thải thực tế - AECC
- Khí thải thực tế từ xe con và xe tải nhỏ - EEA Datahub
- Khí thải thực tế - AIR Index