机动车道路排放的实时测试系统开发及试验研究

在OEM-2100基础上开发了一种机动车道路排放实时测试系统,并在实际道路上进行了轻型车的实时排放测试。计算了路段排放因子和排放总量,分析了车辆各行驶工况所占时间和排放量比例以及平均排放率,研究了各工况下机动车尾气污染物的贡献率,为准确测定交通流中单车污染物提供一种可行的方法。该测试系统为建立排放模型提供数据依据,对于评价交通控制改进措施和智能交通系统对排放的影响具有重要的意义。     

柴油车尾气排放特征与后处理技术研究现状

柴油车已经成为大气颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)主要的排放源之一。为了提高环境空气质量并降低柴油车的污染物排放,可以通过安装尾气后处理装置来减少PM和NOx的排放。如何使后处理技术与车辆降低PM和NOx排放的需求相匹配,以实现稳定的减排效果,是一个值得进一步研究的问题。柴油车尾气中PM,以及NO和NO₂等关键参数,对于设计尾气后处理装置(如DPF和Urea-SCR)以及设定DPF再生和Urea-SCR喷氨策略具有重要意义。因此,本文以柴油车为研究对象,分析了其PM的浓度、粒径分布、化学成分和形态特征,以及NOx(NO+NO₂)和部分PM前体物的排放特性。同时,分析了车辆行驶状况对尾气PM浓度和粒径分布的影响,为在用柴油车加装尾气后处理装置以降低尾气污染物排放提供了重要的参考依据。     

如何减少车辆尾气排放

1999年北京对车辆实行严格管理,尾气排放必须达标方可进入北京市,有力控制了市区汽车尾气排放污染。尾气排放已成为众所关注并研究的课题。 现在全国各地机动车辆都是以公安部尾气排放标准进行技术检测,但从检测结果来看,部分车辆却难以达到标准。这大多由于驾驶人员技术素质低,对发动机废气产生的条件不清楚而造成的。为此笔者认为有必要从车辆自身的特点进行简要说明,采取针对性的调校和检修方式,尽可能减少车辆尾气排放。     

机动车污染物排放测量结果稳定性分析

采用尾气稀释后气袋取样分析的方法,对选取的31辆不同类型满足国Ⅳ排放的样车按照N EDC工况均进行两次排放试验,然后对试验样车的3种常规污染物排放结果在两次试验中的变化量进行了分析。结果表明：3种常规污染物中T HC的变化最小最为稳定,平均偏差约7％;NOx 测量结果变化最大;测量结果在ECE工况下比EUDC工况下的变化小;缸内直喷汽油机排放结果的稳定性比进气道喷射汽油机的好;另外车辆是否安装催化器对污染物结果的稳定性也存在一定的影响。     

基于比功率法的信号控制交叉口排队车辆尾气排放估计

为了优化信号控制参数以降低机动车在交叉口上的尾气排放,分别根据排队车辆的减速工况、怠速工况、加速工况,按照比功率法建立了一种新颖的反推估计方法,定量估计信号控制交叉口前排队车辆的尾气排放总量,并建立了信号控制参数优化的尾气排放评价依据,最后应用建立的模型对某个单点定时信号控制交叉口前排队车辆的尾气排放进行了估计.研究结果表明:该方法能依据比功率计算公式反推出加速过程和减速过程经历的所有比功率区间对应的时间长度;可根据车辆的到达和离去特征、信号配时参数计算每周期的总停车次数和平均停车延误,以此作为受信号控制影响的停车车辆总数及怠速工况对应的时间长度;应用该方法估计尾气排放是可行的.     

瞬态工况对车辆污染物排放的影响

试验室使用的稳态工况和车辆在城区道路行驶时的瞬态工况有很大差异,测试结果不能真正反映车辆的瞬态排放工况,文章主要介绍了CO,HC及NOx的生成机理,阐述了瞬态工况对汽油车和柴油车各个污染物排放的影响,提出车载排放测试技术可以不受这些因素影响,可以在实际道路运行条件下对车辆排放进行实时测量,真实反映车辆实际道路行驶的排放情况,反映外界环境条件的变化对车辆排放的影响。     

混合动力客车颗粒物排放特性的研究

利用ELPI测量了一辆混合动力客车在我国典型城市公交循环(CCBC)工况下的颗粒物排放情况.试验结果表明,车辆排放的颗粒物主要分布在1.5μm以下;匀速工况颗粒物的粒数浓度和质量浓度随着车速的升高而明显增加,尤其是高速时增长更快,其粒数浓度和质量浓度分别约为怠速工况的3倍和3.5倍;在各种工况中,加速工况颗粒物的粒数浓度和质量浓度均最高;CCBC工况下,试验车辆的质量排放因子为0.864/km,比传统国Ⅲ柴油客车降低了28.6%.     

国六重型柴油车NH3排放特征分析

以一辆国六重型柴油车为研究对象,在底盘测功机上进行等速和调整的国家对世界重型商用车辆瞬态循环(C-WTVC)工况,通过便携式排放测试系统(PEMS)和傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)设备检测尾气中的NH₃和NOx排放。结果表明,等速工况下,每个速度点的NH₃排放浓度峰值出现在提速后的阶段,各速度点的平均NH₃排放浓度是随速度增加先减小后增大,平均NOx排放浓度随速度先增大后减小再增大;C-WTVC工况下,高速阶段的NH₃平均排放浓度最大,市区阶段NH₃平均排放浓度最小;NOx的平均排放浓度在市区、市郊和高速阶段均较低;NH₃排放因子与其平均排放浓度有相同的趋势。     

全国首个柴油车尾气治理装置问世

近日从合肥工业大学获悉，该校在全国首家研发出治理柴油汽车尾气的装置——柴油机颗粒物捕集系统（DPF系统），清除柴油机尾气排放中的颗粒物（PM2．5）效果显著。成功地攻克了城市柴油车辆尾气排放治理难题。近日该项目通过安徽省科技厅专家组鉴定。     

一种多元催化系统对柴油机排气净化研究

对使用低温等离子体(NTP)辅助催化型颗粒物捕集器(CDPF)的多元催化净化系统对柴油机尾气污染物的净化作用进行了试验研究。结果表明,NTP可有效去除柴油机PM,最高净化效率可达67%,且受柴油机运行工况影响较小,但受能流密度影响较大,且NOx的浓度均有不同程度的增加;使用NTP/CDPF多元催化净化系统,两种净化措施能形成优势互补,对柴油机尾气中NOx、PM等污染物有良好催化净化性能,去除效率分别达82%、31%。     

不同工况下汽车制动磨损颗粒物排放特征研究

选取某车型后制动器总成，利用乘用车制动器惯性试验台和颗粒物监测采集设备进行制动磨损颗粒物排放测试。在四种循环测试工况下进行制动磨损颗粒物的收集，并对磨损颗粒物的排放因子、粒径质量分布特征和数量分布特征进行分析。结果显示，不管是PM2.5还是PM10,NEDC循环测试工况下磨损颗粒物的排放因子最小，WLTP-Brake循环测试工况下磨损颗粒物的排放因子最大。粒径质量分布特征方面，粒径在2.5～5.0μm范围内的颗粒物质量占比较高，NEDC工况下细颗粒产生较多，在10 nm～0.1μm粒径范围内的颗粒物质量占比明显高于其他三种工况。粒径数量分布特征方面，四种工况下粒径小于0.07μm的颗粒物数量占总颗粒物排放数量的绝大多数，WLTC和WLTP-Brake循环测试工况下超过98%,NEDC和CLTC-P工况下超过了92%。     

微型汽车发动机尾气污染排放分析

建立了用于模拟车辆实际运行状况的汽油发动机尾气排放实验测试系统,模拟荣光6450B微型车的不同行驶工况,对其主要有害排放物HC、CO、NOx进行采样,并对各排放物与行驶工况相对应的排放趋势及原因进行了分析。分析结果表明,不同行驶工况和行驶状态对HC、CO和NOx的排放影响较大,各行驶工况中,怠速、加速及减速比例越高,各有害气体的排放越高;当行驶工况匀速比例较高时,排放相对较低。     

硫含量对柴油车颗粒物排放和净化装置颗粒物净化效率影响的试验研究

在相同车辆分别加注北京市市售柴油和低硫柴油的情况下,利用Dekati Mass Monitor DMM-230测试系统,通过在底盘测功机和实际道路上进行加装柴油车尾气净化装置前后颗粒物排放的对比试验,研究分析了柴油中硫含量对柴油车尾气排放中颗粒物质量浓度的影响,以及柴油中硫含量对柴油车尾气净化装置颗粒物净化效率的影响。     

轻型车在WLTC下常、低温冷启动 排放特性试验研究

研究车辆在WLTC(World-wide Harmonized Light Duty Test Cycle,全球统一轻型车测试循环)工况下,常、低温冷启动的排放特性。利用CVS(Constant Volume System,定容取样系统),分别在-7℃和22℃环境温度条件下,对两台搭载增压缸内直喷发动机的汽油车进行排气污染物和颗粒物试验研究。试验结果表明,-7℃冷启动条件下,CO、HC和NOx的排放量分别为常温冷启动下4~6倍、9~12倍以及5倍左右,PN(Particle Number,颗粒物数量)较常温冷启动高出一个数量级,车辆的排放性能明显降低。研究为车辆应对国Ⅵ排放法规应采取的技术方案提供了依据。     

车用柴油机的排放控制技术

1前言 近年来,随着机动车保有量的迅速增加,机动车尾气的排放越来越严重,降低汽车排放污染已成为能源和环境研究中的一个重大课题.汽车污染物排放主要有曲轴箱渗漏、燃料蒸发和排气管尾气排放三种方式,其成分比较复杂,一般可分为气体(C0、HC、NOx、醛类)和颗粒物(碳黑、焦油和重金属等)两大类.柴油机排气中的NOx和颗粒物对大气的污染最为严重.     

轻型汽油车不同温度下WLTC工况排放特性研究

为了研究车辆在不同环境温度下冷启动和热启动时污染物的排放特性,通过环境试验舱模拟不同的环境温度,轻型汽油车采用WLTC (World Light Vehicle Test Cycle,世界轻型汽车测试循环)工况分别进行冷启动和热启动排放试验,结果表明:低温冷启动时,由于发动机缸内混合气燃烧不良以及催化器没有起燃等原因,主要污染物(CO、THC、PN等)的瞬时排放值远超高温和热启动的值.在高温、高速和高负荷情况下,由于车辆的动力需求和催化器保护,导致燃油喷射过量,造成不充分燃烧,CO排放值大幅上升.     

乙醇汽油对车辆颗粒物排放的影响

在符合国Ⅰ、国Ⅲ、国Ⅴ标准的3辆试验车上,分别燃用国Ⅴ汽油、低芳烃E10、低烯烃E10 3种燃料,进行了NEDC和WLTC工况下的常温冷起动排放试验,重点对颗粒物(PM)排放量和粒子数量(PN)进行分析。结果表明:在两种工况下,燃用乙醇汽油相比普通汽油能大幅降低车辆的PM排放,低芳烃E10对国Ⅰ和国Ⅲ车辆PM降低效果最明显,分别下降19%和35%,低烯烃E10对国Ⅴ车辆PM降低效果最好,下降46%;在WLTC工况下燃用乙醇汽油能大幅降低车辆PN排放,其中低芳烃E10平均降低43%,低烯烃E10平均降低32%。     

城市出租车行驶里程与排放特性相关性的试验研究

应用美国Sensors公司生产的SEMTECH-DS车载排放测试仪,通过双怠速法、ASM稳态工况法及道路工况法对同一品牌不同行驶里程的城市出租车进行了排放特性的研究,比较了不同测试方法对排放测试结果的影响,并分析了车辆行驶里程与排放特性的关系。结果表明,双怠速工况下排放污染物超标的行驶里程与ASM工况基本相似;道路工况对汽车污染物排放影响显著;3种测试方法下的HC排放污染物均随行驶里程的增加而升高。     

混合动力客车与常规客车排放对比研究

利用车载测试系统,对混合动力客车及常规客车进行了整车排放测试,分析了混合动力客车在各典型行驶工况下的排放特征和车辆排放率随行驶力的变化关系.试验结果表明,混合动力车及常规车怠速工况时污染物排放贡献率最低,加速工况时污染物排放贡献率总体最高;常规车各污染物排放率随行驶力变化呈先下降后升高的趋势;混合动力车因其复杂的工作模式而导致复杂的变化趋势.该混合动力客车节能环保性能良好,比较适合在我国城市运行,但仍须加强怠速及加速工况的排放控制.     

国Ⅳ汽油车NEDC循环下的排放特性分析

对5辆满足国Ⅳ排放标准的不同汽油车进行了NEDC循环下的排放试验.结果表明,在机外净化方面,催化转化器具有较好的排放控制效果;在机内净化方面,缸内直喷式(CDI)汽油车HC和CO的排放小于进气管喷射式(PFI)汽油车,但NOx排放相对较高;两种喷油方式汽油车平均粒径小于1 um的颗粒物数量均超过了排放总量的95%;试验车在过渡工况占多数的市区运转循环下排放恶化,而在等速工况占多数的市郊运转循环下排放较好.