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。     

轻型汽油车实际行驶污染物排放特性的研究

按欧盟最新制定的实际行驶排放试验RDE(Real Driving Emissions)测试规程,使用便携式车载排放测试系统对4辆满足国Ⅴ排放标准的轻型汽油车进行了实际道路排放测试。结果表明:试验车辆的CO符合性因子大于NOx。CO和NOx的瞬时排放率随车辆加速度的增加而升高。高速工况下,污染物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,而CO瞬时排放率峰值对整个行程的CO符合性因子影响不可忽视。在制定RDE法规时,应重点关注汽油车的CO排放。     

轻型汽油车的实际道路排放试验研究

部分主要城市在2019年开始执行国六排放标准法规,各大主机厂不断对国六燃油汽车的研发,并逐渐由台架试验往整车实际道路试验发展。文章选择满足国五的轻型车,参考法规要求,主要研究实际道路排放试验中CO、NOx和PN的排放结果。研究发现在RDE实验中,CO主要集中在城市与高速工况下生成,激烈驾驶持续时间越长NOx的排放量越大,而国五轻型车在PN控制方面,还面临更多挑战。     

驾驶特性对进气道喷射汽油车RDE排放的影响EI北大核心CSCD

使用便携式车载排放设备(PEMs)对一辆装有进气道喷射的自然吸气发动机的轻型汽油车按照轻型车国Ⅵ标准进行了真实驾驶排放(RDE)测试,并通过行程动力学定义了温和驾驶和激进驾驶。结果表明:激进驾驶的NOx和PN排放跟温和驾驶相差不大。但在市区行程,激进驾驶的CO排放为温和驾驶CO排放的84倍。而对于总行程,激进驾驶的CO排放为温和驾驶CO排放的75倍。激进驾驶中频繁的加减速是CO排放大幅增加的主要原因。在市区行程,CO排放与加速度正相关;在高速行程,由于发动机运转在高速大负荷的工况点,而这些工况点在企业进行排放标定时往往被忽略,导致CO的排放很高。     

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。     

驾驶特性对进气道喷射汽油车RDE排放的影响

使用便携式车载排放设备(PEMs)对一辆装有进气道喷射的自然吸气发动机的轻型汽油车按照轻型车国Ⅵ标准进行了真实驾驶排放(RDE)测试,并通过行程动力学定义了温和驾驶和激进驾驶。结果表明:激进驾驶的NOx和PN排放跟温和驾驶相差不大。但在市区行程,激进驾驶的CO排放为温和驾驶CO排放的84倍。而对于总行程,激进驾驶的CO排放为温和驾驶CO排放的75倍。激进驾驶中频繁的加减速是CO排放大幅增加的主要原因。在市区行程,CO排放与加速度正相关;在高速行程,由于发动机运转在高速大负荷的工况点,而这些工况点在企业进行排放标定时往往被忽略,导致CO的排放很高。     

润滑油灰分对GPF过滤效率影响的试验研究

基于润滑油掺烧快速老化方法,在发动机台架上研究灰分对GPF背压和发动机动力性的影响;基于世界统一的轻型车测试循(WLTC)整车试验和实际道路测试(RDE)研究了灰分对GPF过滤效率的影响.结果表明:灰分沉积会提高发动机的排气背压,降低发动机的动力性,60 g灰分量时背压最大升高8.8 kPa,扭矩下降3.7 N·m;WLTC工况第一阶段PN排放贡献率大于90％,且WLTC和RDE工况少量灰分即可显著提高GPF对PN的过滤效率,3 g灰分量下过滤效率可达96.6％;过滤效率随着灰分量的增加而增大,60 g灰分样件的PN过滤效率达到99.6％.     

某轻型汽油车国六排放后处理开发研究

国六排放法规引入新的排放测试循环-全球统一的轻型车排放测试规程(WLTP),对气体污染物排放限值进行加严,同时增加了对颗粒物(PN)的测试要求。该法规还引入实际行驶排放污染物(RDE)的测试要求。RDE的法规要求的引入,使得现代汽车需要在所有正常行驶工况都必须满足排放法规的要求,因此,需要开发更可靠的排气后处理装置来满足要求。文章以某轻型汽油车国六项目后处理系统的开发为研究对象,通过对不同技术方案的催化剂进行排放测试对比,最终确定了满足法规要求的后处理方案,同时满足OBD诊断的相关要求。     

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。     

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。     

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。     

老化循环对三效催化器的老化效果研究

为研究不同整车驾驶循环对车辆三效催化器热老化的效果差异,选取两辆配备同款发动机的满足国六排放标准的纯汽油车和油电混合动力车,分别进行AMA、SRC、WLTC和典型RDE循环,利用数据采集系统实时采集车辆运行参数和三效催化器床体温度。基于阿伦尼乌斯公式将不同循环16万km耐久性后的热老化程度量化为热损伤,并以RDE循环为参照基准,将不同测试循环行驶16万km换算成对应的实际道路等效行驶里程。研究结果表明:相同循环下,油电混合动力车三效催化器的16万km热老化程度低于纯汽油车;AMA和SRC循环对三效催化器造成的热老化程度明显高于相同行驶里程下的WLTC循环和RDE循环。纯汽油车以AMA循环或SRC循环进行16万km耐久老化,对三效催化器所造成的老化效果相当于在实际道路上行驶了51.84和60.30万km;油电混合动力车以AMA循环和SRC循环进行16万km耐久老化,对三效催化器造成的老化效果相当于在实际道路上行驶30.44和29.21万km。     

重型车国六标准边界条件对排放的影响

为了研究重型车在国六边界条件相对于常温常压下的排放变化,在海拔环境仓重型车转鼓上用便携式排放测试设备测试了1辆国六阶段的重型车,比较了四种环境条件下的排放。结果表明:对于CO2、CO和PN分析,海拔的增加和温度的降低都造成排放恶劣,但海拔的影响更大,对于CO2,2400米边界条件下相对于常温常压排放因子增加8.7%,比排放增加19.3%,对于CO,2400米边界条件下相对于常温常压排放因子增加199.0%,比排放增加197.9%,对于PN,2400米边界条件下相对于常温常压排放因子增加688.1%,比排放增加665.1%,远超-7℃环境下的排放增长量。对于NOX,温度和海拔边界条件都对NOX都是有恶化影响,温度边界条件相对于海拔边界条件,影响更大,-7℃环境下,相对于常温常压,排放因子增加26.6%,比排放增加22.4%,超过国六a和国六b的海拔边界条件下的增长量。     

基于国六法规的碳罐脱附流量对蒸发排放性能的影响

国内整车排放不断加严,对燃油系统的开发带来了极大的挑战。为了应对国Ⅵ法规对蒸发排放性能的要求,文章以某一车型蒸发排放试验超过限值为引入点,详细分析了影响蒸发排放性能的各个因素,总结出在开发过程中控制蒸发排放性能的方法。     

基于国六标准工况的重型柴油机PN排放特性研究

搭建柴油机排放测试平台,探究某重型柴油机在国六阶段瞬态循环和稳态循环试验中颗粒数目的排放特性。结果表明:无论是瞬态循环还是稳态循环,柴油机颗粒数排放都与其DPF碳载量密切相关。     

柴油机排气管长度对排气温度影响的试验研究

柴油机增压器出口到后处理装置之间的排气管长度影响排气温度,从而影响了SCR后处理装置的工作效率。在发动机台架上进行了排气管长度对排气温度影响的试验研究,结合ETC和WHTC排放循环,对比了排气管是否包裹保温材料对排气温度的影响。试验表明:排气管长度越长,排气温度下降越快,最大温降高达19%,对NOx排放影响也越大,NOx排放相对国家标准增加59%;增加保温材料能维持一定的排气温度,但温降最大也达到8%,NOx排放相对国家标准增加23%。     

国六柴油机颗粒物捕集器在工程应用中的关键问题分析

通过分析国六排放法规,并结合对OEM(Original Equipment Manufacturer)市场国六后处理技术的开发以及我国的特殊地理环境,总结了国六柴油机颗粒物捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)开发的重点、难点问题。综合来看,开发高目数、薄壁、非对称孔道结构及高强度的DPF载体是国六柴油机面临的关键问题。同时,DPF的高原捕集再生特性也是值得深入研究的核心问题。新一代国六DPF主要面临以下技术难题:(1)DPF压降与捕集效率的折衷关系,尤其是对颗粒物数量(Particle Numbers,PN)的捕集效率需要在99%以上。(2)DPF的捕集再生特性决定了其作为流-固-热多场耦合装置需要与控制策略协同优化,才能避免DPF爆燃现象的发生,提高载体可靠性和耐久性。(3)高原地区低压、低氧的特殊环境导致发动机原排PM/PN较高,同时颗粒物理化特性变化较大,且山路驾驶工况复杂多变,对DPF的高效捕集再生及可靠性要求提出了更大挑战。     

含水乙醇汽油对发动机NO_x排放的影响

通过发动机台架试验,研究了燃用不同掺比的含水乙醇汽油对发动机NO_x排放及三元催化剂催化转化效率的影响。试验结果表明:发动机燃用含水乙醇汽油后怠速工况下催化器前NO_x排放下降,相比汽油E10,E20,E30的NO_x排放量分别降低64%,68%,69.5%;随着含水乙醇掺比的增加,NO_x的催化转化率降低,E10,E20,E30的NO_x催化转化率分别降低19%,24%,34%。含水乙醇汽油在低负荷时催化器前NO_x排放低于93号汽油,负荷加大后,燃用含水乙醇汽油的NO_x排放高于燃用汽油,NO_x排放由大到小依次为E20,E30,E10,93号汽油;E20的NO_x排放在中高负荷比93号汽油上升6%。在中高负荷工况,燃用含水乙醇汽油时催化器后的NO_x排放量要高于93号汽油,大负荷工况下,E10,E20,E30催化器后的NO_x排放量分别比93号汽油高15%,6%,29%;NO_x催化转化效率随着含水乙醇掺比的增大而降低,大负荷工况下E30的催化转化率约为93号汽油的92%。