机动车实际行驶排放测试系统研究现状CSCD

实际道路排放是未来汽车排放研究领域内的热点。车辆实际道路行驶污染物排放与实验室型式认证存在较大差别,美国、欧盟以及中国政府都建立了车辆实际道路排放测试法规。该文总结了便携式排放测试系统(PEMS)的种类及应用情况;介绍了轻型车实际行驶排放(RDE)的CO_2窗口法和功率等级分组法、重型车的功基窗口法和NTE(not-to-exceed)法;整理了目前关于轻型车和重型车实际道路排放的研究现状。从而,笔者建议:中国政府要制定适合我国道路交通特点的实际道路排放测试法规。     

大型公交车实际行驶排放评价CO2窗口法的设计与应用

设计了大型公交车实际行驶排放(RDE)评价CO_2窗口法,以欧洲瞬态循环(ETC)工况的CO_2排放量确定窗口大小,拟合发动机有效功率与CO_2排放速率的线性关系式,提出以窗口平均CO_2排放速率占比判断有效窗口的方法,推导出CO_2窗口排气污染物比排放值的计算公式,并通过CO_2窗口比排放值与功基窗口比排放值的换算,推导出CO_2窗口法比排放限值。将设计的CO_2窗口法应用于某大型液化天然气(LNG)公交车RDE车载测试评价,结果表明,该方法与功基窗口法评价结论有较好的一致性。     

轻型汽车实际行驶排放评估方法研究

按照轻型汽车实际行驶排放测试流程,采用便携式排放测试系统测量3辆满足《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)》要求的轻型汽车实际行驶排放,并使用欧盟提出的移动平均窗口法对排放数据进行处理。结果表明:冷起动阶段的CO,NO_x和PN排放占整个试验总排放的比例分别为69.9%,23.1%和68.8%。将冷起动阶段排放纳入计算时,CO,NO_x和PN的排放结果分别比剔除冷起动阶段排放的结果高19.5%,4.3%和16.3%。温和驾驶时车辆CO_2排放较低,导致过多窗口无法落入正常区域,窗口不能满足正常性要求。欧盟提出的移动平均窗口法不适合直接用于评估中国轻型汽车实际行驶排放,对基本公差tol1进行修正,随着tol1的增加,落入正常区域的窗口随之增多,试验通过正常性要求的比例也随之增大,但tol1的修正会带来巨大的标定工作量。     

海拔对轻型柴油车实际驾驶排放的影响

在青海省选择海拔为1 900m,2 200m,2 400m和3 000m的4个环境点,对一辆轻型柴油车按照实际驾驶排放(RDE)测试要求进行试验,并利用移动平均窗口法处理数据,得到车辆实际驾驶排放数据。对车辆的排放结果进行了评估,并分析了海拔对排放的影响。结果表明:随着海拔的增加,CO与PN排放先增加后减小,在2 400m时出现最大值,NOx排放先减小后增加,在2 400m处出现最小值;4个海拔点CO与PN排放值均低于法规限值,NOx排放值均高于法规限值,符合性系数分别为7.44,7.11,6.44,8。     

轻型汽油车实际行驶污染物排放的影响因素

为了研究车辆冷起动、行程动力学参数和不同数据处理方法对实际行驶排放(RDE)试验的影响,本文利用4辆轻型汽油车进行试验研究,通过CO2移动平均窗口法和欧6新方法进行排放计算。结果表明:冷起动对CO和NOx排放影响偏差均在10%以内,对于未装配汽油机颗粒捕集器(GPF)车辆的市区PN排放影响偏差最大可达32.25%,在国6车型标定时应重点关注。相对正向加速度(RPA)与PN排放成正相关,与CO、NOx排放相关性不明显;v*apos,95(速度与正向加速度乘积按升序排序的第95个百分位取值)与CO、PN排放成正相关,与NOx排放成负相关,与CO和PN的相关系数大于与NOx的相关系数。对于同一个有效行程的污染物排放计算结果,欧6新方法大于CO2移动平均窗口法,欧6新方法能更加真实地反映车辆在RDE试验中的污染物排放水平。     

实际行驶污染物排放窗口法的排放数据使用特征

对4辆轻型汽车进行道路排放试验,以移动平均窗口法处理后得到的各数据点进入窗口次数为基础,引入排放因子计算时各数据点参与率的概念.研究表明:利用参与率对数据点加权计算得到的排放因子与窗口法得到的排放因子具有较高的一致性;高速路段参与率较高的数据点对总行程排放因子的影响较大,市区行程早期与高速行程末期参与率较低的数据点对总...     

驾驶模式对轻型汽油车PN排放影响试验研究

根据GB 18352.6—2016中的RDE试验要求,对一轻型汽油车开展车载排放试验,设计了正常运行、急加减速运行两种驾驶模式,分别测取车速、排气温度、PN与CO_2排放等数据,并进行数据处理。行程动力学检验分析表明,急加减速驾驶模式的驾驶激烈程度明显高于正常模式,但两种驾驶模式下的行程动力学特性均在有效范围内,CO_2窗口的正常性与完整性均符合要求。研究发现,PN排放浓度与排放因子均与车速有较强的正相关性,急加减速驾驶行为下PN排放浓度和排放因子均明显高于正常驾驶模式。统计得出测试车辆的PN排放因子在正常驾驶模式时为3.16×10~(10)个/km,急加减速驾驶模式为9.05×10~(10)个/km。相比WLTC工况下国Ⅵ排放限值,正常驾驶、急加减速驾驶模式下RDE试验的PN符合性因子分别为0.05和0.15,低于国ⅥRDE符合性因子标准限值2.1。     

台架模拟非道路移动机械车载法排放试验的方法研究

为了缩短非道路移动机械车载法排放测试的开发周期,本文提出了一种相对简单高效的方法。通过采集非道路移动机械一段时间内的实际作业工况,将其转化为满足标准要求的一组转速和扭矩值,根据这组数据在发动机台架上编制自动循环程序来模拟非道路移动机械实际作业过程中的发动机工况,同时测量该过程中排气污染物,可以计算得到发动机台架模拟的车载法排放测试结果。     

机动车尾气排放量计算方法研究

为了使用不同的预测数据来计算机动车尾气主要污染物排放量,在油耗模型基础上提出利用国家第3阶段排放标准计算污染物的方法,简称"油耗法"。该方法主要是利用已建立的油耗计算模型,按照不同的车型并选择相应的排放系数来计算污染物排放量。采用该方法对广东省某高速公路污染物排放量进行计算,并将计算结果与环评规范中规定的利用排放因子计算污染物排放量的结果进行对比。结果表明:2种方法计算误差在6%以内,油耗法计算结果略大于排放因子法的计算结果,其更符合实际情况。     

轻型柴油车实际行驶排放特性的研究

根据欧盟最新制定的实际行驶排放RDE试验规程,使用便携式车载排放测试系统对两辆分别满足欧Ⅳ和欧Ⅵ排放标准的柴油轿车进行了实际行驶排放试验。结果表明:车辆RDE试验NO_x排放因子是实验室认证循环NEDC的6.8~7.7倍,且NEDC,FTP75与WLTC循环和RDE试验中的NO_x符合性因子(0.71~7.09)均大于CO符合性因子(0.11~0.63);NO_x瞬时排放率随加速度的增大而升高;市郊和高速公路工况下,NO_x瞬时排放率在车辆加速度超过NEDC循环工况的最大加速度时达到峰值。因此在制定RDE法规时,应重点关注轻型柴油车的NO_x排放。     

轻型汽车CO2排放测量不确定度评定

CO₂排放是汽车污染物排放检测的一项重要技术指标,它表征的是汽车排出污染物的多少和车辆能耗高低的参考标准之一,用以控制汽车使用中产生的污染物排放量,避免对环境产生损害。按照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)》的规定使用全球统一的轻型车测试循环工况进行常温下冷启动后污染物排放试验,并对测量结果进行不确定度评定。文章阐述了轻型汽油车CO₂排放测试所用的测试原理、法规工况曲线、测试设备、数学模型等,通过分析影响试验结果的各因素来源,综合计算得出轻型车CO₂排放测试结果的扩展不确定度和相对扩展不确定度。     

驾驶特性对国六轻型汽油车氮氧化物瞬时排放的影响

速度、加速度和车辆比功率(VSP)等表征驾驶特性的参数与车辆实际驾驶时的瞬时排放有着很高的相关性。为探究驾驶特性对国六轻型汽油车氮氧化物(NOx)瞬时排放的影响,在正常驾驶和激烈驾驶2种驾驶风格下使用便携式排放测试系统(PEMS)进行了实际驾驶排放测试(RDE)。通过数据处理和建立RDE数据集,研究了不同驾驶风格下的车辆速度和加速度分布,以及两者对国六轻型汽油车NOx瞬时排放量的耦合影响。此外,为探究VSP与NOx瞬时排放量的关系,引入高斯曲线进行了散点拟合。结果表明：测试车辆的高NOx瞬时排放量主要集中在0～2 m/s²的正加速度区域,在激烈驾驶时排放量更大;激烈驾驶在VSP0～25 kW/t时都有高NOx瞬时排放量,高排放的VSP范围是正常驾驶的1.5倍。     

满足未来排放法规的先进三元催化器技术

欧洲的新排放法规欧6要求在更多实际行驶工况下达到更严格的碳氢化物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_x)和颗粒物排放。该法规还将引入测量CO_2排放的全球统一的轻型车试验规程(WLTP)行驶循环和新的实际行驶排放(RDE)要求。RDE法规要求确保现代车辆在所有常态行驶工况下都符合排放法规。这就需要有更可靠的排气后处理措施来满足这些新要求。介绍1种为应对新法规而改进的汽油机用三元催化器。在稳态和动态工况下,在若干发动机和车辆上按各种行驶循环对这种催化器进行了试验。这种催化器与之前几代催化器相比具有更好的热稳定性和更低的排气背压。这种新三元催化器具有能降低30%NO_x排放的潜力,更重要的是,它能在高动态工况下提高CO/NO_x的转化效率。最后,诊断显示,新三元催化器的储氧能力得到了优化。     

重型柴油城市车辆实际道路冷启动排放特性研究

为研究车辆实际道路车载尾气检测设备（PEMS）测试排放评估方法,选取了1辆重型柴油城市车辆,分别进行3次不同载荷的实际道路PEMS测试。试验结果表明,以冷却液温度到达30℃、70℃界定发动机冷启动和热态,从累计排放量上看,虽然冷启动时长占比最大仅为6.8%,但是NOx排放在冷启动阶段达23.7%～82.4%,其排放不可忽略;分析冷启动阶段的窗口功率比、比排放和选择性催化还原技术（SCR）前温度的关系,提出基于国六b阶段的功基窗口法排放计算方法,冷启动阶段取所有窗口中的最大比排放值,热态以10%功率阈值以上为有效窗口,取有效窗口比排放的90%分位值作为热态排放,冷、热态分别设置权重系数为0.14和0.86,加权求和得到车辆实际道路行驶比排放。通过不同排放水平的3组试验结果分析,相比现行重型国六排放标准采用的设置功率阈值的功基窗口法,NOx比排放升高25%以上,所以将冷启动纳入计算的新的排放评价方法会加大排放测试的通过难度。     

RPA对PFI轻型汽油车RDE高原排放特性试验研究

为探讨RPA对PFI汽油车在RDE试验中排放特性影响,采用了AVL-M. O. V. E.轻型车便携式排放测试系统PEMS对某电控进气道多点喷射汽油车分别在西宁高海拔地区进行了平缓、一般和激烈3种驾驶行为下的RDE排放试验研究,试验中未对发动机进行任何改动。结果表明:国标对RDE试验要求的RPA值范围较大,不同RPA值对应的驾驶行为直接影响RDE排放试验结果。RDE冷起动阶段对PN和CO排放的影响较大,且对PN排放的影响大于对气体污染物排放的影响。CO和PN排放随RPA值的变化无明显变化规律; NOx和CO2排放量与RPA值呈现正相关。CF(NOx) CF(CO) CF(PN),且CF(NOx)随着RPA值的增加,变化幅度明显增大,高原条件下进行RDE试验,需要注意NOx排放。RPA值影响CO2排放在特性曲线图上的分布,RPA值越大,CO2排放在特性曲线图上的分布越靠近上公差。     

基于吞吐量的集装箱码头卡车污染扩散研究

作为港口码头货物的主要陆上运输工具和能源消耗设备,集装箱卡车是港口区域大气环境污染的主要来源之一.从港口大气环境安全出发,分析环保部公布排放因子的局限性,综合考虑集装箱卡车保有量、发动机状态、运行工况、燃料使用和道路条件等复杂因素,通过功率法确定集装箱卡车尾气中CO ,SO2和NO2的平均排放因子.以长江某内河港口为案例计算得到该地区2016年全年各类污染的总排放量,并利用灰色预测估计未来10年该港区集装箱吞吐量的变化,与实际数据对比发现,模型精度达到了95% 以上,预测结果良好.借助高斯模型建立港区大气污染物风险扩散模型并计算未来几年集装箱卡车尾气排放对周围居民的影响.结果表明,2016年该地区4月日平均CO的浓度达到250 ug/m3;SO2浓度为57 ug/m3;NO2浓度为1 100 ug/m3.大气污染排放中NO2占比最大,分担率超过80% .各类尾气污染物24 h平均浓度已远超国家标准,港口区域集卡尾气污染对港口周边工作人员健康和港口所在城市大气环境安全威胁极大.      

山路行驶的柴油车污染物排放特性试验

在山路和平路上,进行了不同载荷下国V柴油车的实际道路行驶排放(RDE)试验。采集车速、海拔、氮氧化物(NO_x)和颗粒物数量(PN)排放浓度等数据,分析了道路坡度、车辆载荷与输出功率对排放的影响。研究发现:测试柴油车辆,在平均坡度约6%山路行驶时NO_x排放因子高于平路20%以上,PN低于平路20%以上。道路坡度自0增大到8%,NO_x排放浓度升高1倍以上,PN排放浓度升高20%~60%;坡度进一步增大,NO_x与PN排放浓度上升变缓,继而下降。载荷增大,NO_x与PN排放浓度升高;NOx、PN排放速率在10~40 kW功率区较大;NOx与PN高排放速率区随载荷增大变宽。该成果可为RDE测试车辆运行条件的设置提供参考。     

基于窗口平均值法的高原环境下柴油车NO_x排放研究

采用车载排放测试系统和窗口平均值法研究了柴油机在高原地区运行时氮氧化物(NO_x)排放及工作窗口大小对NO_x比排放的影响。试验结果表明:高原环境下NO_x比排放高于国标要求;取不同大小的工作窗口对NO_x比排放结果有影响,窗口越小,则NO_x平均比排放变异系数越大,氮氧化物比排放(bsNO_x)值越离散;窗口越大,则NOx比排放的变异系数越小,但会因此降低试验数据的利用率。     

微碳烟颗粒物分析仪测量柴油机颗粒物的应用

伴随排放法规的日渐严苛,试验标定过程需要实时获得颗粒物排放结果。本文通过分析微碳烟颗粒物分析仪原理,提出使用此分析仪测量颗粒物排放浓度并进行换算,实时获得排放法规要求的比功率排放值的计算方法,辅助称重法实现实时测量发动机颗粒物排放性能的需求,并通过非道路稳态循环(NRSC)和非道路瞬态循环(NRTC)对计算方法进行验证,试验证明此计算方法与称重法测量结果偏差可保持在较小范围内,可以进行试验应用。     

CNG公交车燃气消耗预测的研究

为评估北京市在用CNG公交车实际运行的燃气消耗水平,利用随车排放测试系统对北京市在用CNG公交乍进行抽样排放测试,然后运用碳平衡法根据污染物排放数据计算出这些车辆的瞬时燃气消耗速率,并分析了燃气消耗特征,建立了按速度、加速度和比功率划分的燃气消耗速率库,得到了北京市CNG公交车实际运行的燃气消耗模型.通过验证,由模型计算出的燃气消耗与实际燃气消耗有很好的一致性,误差在10%以内.因此,只须使用GPS获得某类公交车的运行数据,便可运用该模型预测出同类公交车的燃气消耗.