循环测量工况下汽油车颗粒物排放试验研究

利用电子低压冲击仪对4辆采用不同技术的国Ⅳ排放汽油车进行了颗粒物分布特性的试验研究.试验按照国Ⅳ测试循环(NEDc)在转鼓试验台上进行,测量了冷启动下排气中颗粒物的特性分布.试验结果表明:汽油机排气中包含有大量的超细颗粒物,其中以0.02～0.5μm的粒子居多;颗粒物排放主要在NEDC循环的冷启动阶段和加速过程中产生;汽油直接喷射车辆颗粒物数量比气道汽油喷射的高.     

机动车冷启动排放试验研究

在底盘测功机上,采用NEDC循环,对汽油车和柴油车分别在常温和低温环境下冷启动排放进行试验,研究车辆冷启动的排放情况。试验结果表明:常温冷启动状态下,催化器激活之前的排放在整个排放测试循环中所占的比重比较大,其中汽油车的冷启动排放占到整个循环排放量的50%以上,柴油车也达到了20%以上。汽油车低温冷启动下,催化器激活之前排放所占比重超过90%。     

环境温度对缸内直喷汽油车颗粒物排放特性的影响

利用电子低压冲击仪(ELPI)对一台满足国Ⅴ排放标准的缸内直喷汽油车进行了颗粒物排放特性研究。试验按照NEDC测试循环在转鼓试验台上进行,分别测量车辆在-15℃,-7℃和25℃下的颗粒物排放。通过对试验结果的研究表明:3个温度下,颗粒物的数量浓度随温度的下降大幅上升,粒径分布范围逐渐变大,均在相同粒径下出现峰值;颗粒物体积浓度随粒径的增大而增大;数量浓度对表面积浓度的影响大于体积浓度,尤其在-15℃下,这种影响更加显著。通过对颗粒物的瞬态排放结果的分析发现:3个温度下,颗粒物的排放主要集中在NEDC循环前200s,数量浓度随车辆的加速而上升,随减速而下降;在-15℃下,在整个NEDC循环的加速工况均出现表面积浓度的排放峰值,且峰值之间较为接近。     

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%.     

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.     

催化转化器快速起燃技术的研究

1前言 欧洲2000年开始实行欧Ⅲ(EU-Ⅲ)标准,拟于2005年实行欧Ⅳ(EU-Ⅳ)标准,而更严格的法规还在研究之中.我国已于2003年实行欧Ⅱ(EU-Ⅱ)排放法规并拟于2005年实行欧Ⅲ.EU-Ⅲ/Ⅳ在车辆排放控制方面主要增加了Ⅵ型试验(-7℃的低温冷启动排放试验)和对EU-Ⅱ(Ⅰ型)试验的运转循环的修改,并加上了EU-Ⅱ中未计的40s怠速采样(采用新欧洲循环一NEDC),而且限值更严,见表1.     

温度与负载对车辆冷启动怠速转速的影响

车辆怠速特性是车辆性能研究的重要内容。文章对某款轻型车开展在不同环境温度下的冷启动试验,分析了在不同环境温度下,冷启动暖机怠速过程的转速变化特征,发动机冷却液温度对怠速转速稳定性的影响,以及热机状态下,开启部分电器附件对怠速转速的影响。研究结果表明:45℃环境温度下冷启动,车辆达到稳定怠速转速所需的时间相对-7℃环境温度缩短了约8分钟,相对25℃环境温度缩短了约3分钟;开启电器附件后,发动机转速会有不同程度提高,其中,方向盘转动时,怠速转速提高约10rpm,空调开启后,转速提高约100rpm。通过研究结果,寻找改善车辆怠速控制策略和燃油经济性的方法。     

经济驾驶模式对于车辆排放及油耗结果影响

对一辆带有ECO行驶模式的车辆分别在普通驾驶模式(D档)和EC O行驶模式下进行了NEDC工况常温冷启动排放测试,在常规污染物排放的基础上,重点分析了油耗的变化差异,对发动机参数进行比对。结果表明:EC O行驶模式下油耗结果低于普通驾驶模式下油耗结果 ,常规污染物排放差异不明显。     

国六标准转鼓滑行法的排放和油耗分析

国六标准中滑行法底盘测功机阻力设定在国五标准迭代法基础上增加了固定运转法,不同滑行法可能导致整车排放和油耗试验中转鼓加载力不同,进而影响整车排放和油耗结果。针对两种驱动形式车辆,分别采用两种滑行方法（固定运转法、迭代法）进行WLTC (Worldwide Light-Duty Test Cycle,全球统一轻型车辆测试循环)工况常温冷启动气体污染物排放和油耗试验,对比结果差异,为后续整车转鼓试验的开发提供参考。     

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。     

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%。     

不同环境温度下E10轻型车CO_(2)排放研究EI北大核心CSCD

全球变暖使得机动车排放的温室气体受到重视。为量化温度对车辆CO_(2)排放的影响,本研究在−10、0、23和40℃的环境温度下对一辆轻型E10汽油车进行了WLTC测试循环,发现热起动时-10和0℃的CO_(2)排放因子相较23℃分别高了10.4%和20.8%,冷起动时车辆实现完全热机的时间长于国六标准要求的300 s。相对偏差因子RF在车辆完全热机时接近于1,而23和40℃分别在RF_(4)和RF_(3)接近1,说明环境温度越高,实现完全热机所需的时间就越短。-10℃时绝对偏差因子AF_(1)和AF_(2)分别是23℃的1.98倍和3.63倍,量化了冬季与夏季车辆冷起动CO_(2)排放的差距。累积CO_(2)排放与怠速CO_(2)排放因子存在很强的相关性,可用于建立或修正微观CO_(2)排放模型,并建议在评估车辆CO_(2)排放时考虑环境温度的变化。     

运动模式下车辆排放和燃油经济性分析

按照轻型车国五和国六标准中常温冷启动排放和实际行驶污染物排放(Real Driving Emission)试验规程,使用定容稀释排放测试系统和便携式车载排放设备(PEMS)对9辆样车进行了运动模式和普通模式下排放和油耗测试。结果表明:运动模式下THC排放结果要低于普通模式;NOx在两种模式下排放结果无规律性;NEDC工况下CO的结果变化不大,WLTC工况下运动模式明显大于普通模式,且一些车辆会出现运动模式下CO排放剧烈增加的现象;运动模式下油耗结果均大于普通模式,平均增加30%,NEDC工况比WLTC工况表现明显,低速工况比高速工况表现明显;两种模式在WLTC工况上的差异更接近实际道路。建议重点关注车辆运动模式下CO排放以及低速工况下的油耗。     

浸车温度对WLTC中轻型车油耗的影响

针对即将实施的新油耗测试循环,采用不同的浸车温度,在底盘测功机上对一台满足国六排放标准的车辆进行WLTC(World-wide Harmonized Light-duty Test Cycle,全球统一轻型车测试循环)油耗测试。重点分析了WLTC中第一阶段中决定待测车辆油耗的3种排气污染物二氧化碳、一氧化碳和未燃碳氢的排放。结果表明,随着测试循环的进行,车辆运行状况趋于稳定,不同浸车温度条件下排气污染物的生成量也趋于相近,不同浸车温度对二氧化碳、一氧化碳和未燃碳氢3种排气污染物以及油耗的影响差异主要体现在低速段,除此之外,相比于二氧化碳在整个低速段持续大量生成,一氧化碳和未燃碳氢则主要在冷启动后、测试循环开始20s左右达到峰值。研究发现,相同试验条件下,采用较高浸车温度(26℃)比采用较低浸车温度(23℃)更有利于轻型车在WLTC中的油耗测试。     

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。     

F-T汽油对国Ⅴ直喷汽油轿车排放性能影响的研究

以一辆满足国Ⅴ排放标准的新生产轿车为试验样车,在NEDC测试循环下,车辆分别燃用国Ⅴ汽油和F-T汽油,应用全流稀释排放测试系统进行了气态污染物排放、颗粒物质量排放和颗粒物数目排放的对比研究。研究结果表明:相较于燃用国Ⅴ汽油,燃用F-T汽油后THC排放和CO2排放分别降低了14.3%和2.8%,CO和NOx的排放分别增加26.8%和104.8%,颗粒物质量排放量(PM)和粒数排放量(PN)分别下降了26.5%和39.1%。研究分析表明,满足国Ⅴ排放标准的轻型汽车在不进行人为调整的条件下,具有较好的F-T汽油使用适应性,且燃用F-T汽油比燃用国Ⅴ汽油具有更好的燃油经济性以及更低的温室气体排放。     

轻型车制动磨损颗粒物排放与测试

美、欧研究显示,传统动力下LDV(Light Duty Vehicle,轻型车)制动磨损颗粒物的排放量为5~7 mg/km,此值高于国6b排放标准Ⅰ型试验PM(ParticulateMatter,颗粒物)限值。车辆技术配备是关键影响因素,制动能量回收可以显著降低PM排放数值,采用NAO(Non Asbestos Organic friction material,非石棉有机物混合纤维摩擦材料)技术相比少金属衬片配置的车辆其PM排放量会降低。虽然在2018年有关制动器衬片的标准规定了一部分危害身体健康的物质含量上限,但对人体危害显著的元素锑Sb却未在列,相关标准规范亟需补充。欧盟的测试方法已基本完成框架搭建和要素设定,预计2022年发布法规标准。在制动磨损测试中,速度循环、环境温度和冷却风设定对测量值有影响,分析WLTP-BrakeCycle(World Light-duty Vehicle Test Procedure-brake Cycle,全球轻型车测试规程-制动工况)是否符合我国轻型车使用规律。     

汽油车低温冷起动和常温冷起动排放特性的对比分析

针对国Ⅲ标准中新规定的-7°的低温冷起动测试,采用对比试验的方法比较了低温冷起动(Ⅵ型试验)和常温冷起动(Ⅰ型试验)整个排放过程中CO、HC和CO2的排放差异。对两种温度条件下的催化器入口温度进行了比较分析。通过对排放特性的比较,简述了汽油车低温冷起动排放控制方法。     

就冷启动排放标准谈SCR的低温排放

2012年8月7日环保部发布了制定国家环境保护标准《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车冷启动排气污染物排放限值及测量方法》的通知,拟定2013年开始实施.因为现在执行的标准GB17691-2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法》中的新车型式核准测试循环ETC对城市公交车(或城市车辆)的低速、低负荷工况不具备代表性,使得企业开发机型时基本没有考虑低速、低负荷的城市工况,导致城市车辆实际运行时尤其在低温工况时氮氧化物(NOx)排放严重超标,所以冷启动排放标准中可以考虑加入全球统一的重型发动机试验循环(World Harmonized Transient Cycle,WHTC),以完善标准GB17691-2005中ETC测试循环在低速、低负荷工况的缺陷.     

燃油硫含量对国Ⅳ柴油轿车颗粒物排放特性的影响

对燃用硫含量分别为300mg/kg与43mg/kg的柴油和是否安装DPF对采用典型国Ⅳ排放控制技术的柴油轿车颗粒物排放特性的影响进行了试验研究.结果表明,未装DPF时,国Ⅳ柴油车燃用高含硫量燃油时的颗粒物质量排放较燃用低含硫量燃油时增加25.3%;安装DPF时增加22.2%.而颗粒物数量排放结果说明,燃油含硫量对安装DPF车辆的颗粒物数量浓度影响较大,燃用高含硫量燃油时的循环平均颗粒物数量浓度约为燃用低含硫量燃油时的4.8倍.研究同时表明,颗粒物排放主要在加速阶段产生,稳态工况和减速下颗粒物数量排放大幅降低.