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。     

数据处理方法对RDE试验结果的影响研究

欧盟轻型车排放法规中,对RDE试验提出了功率等级分组法和CO_2移动平均窗口法两种数据处理方法。为探讨两种不同数据处理方法对RDE试验数据分析结果的影响,根据法规要求,使用便携式车载排放测试系统进行了多次实际道路行驶排放测试,分别使用功率等级分组法和CO_2移动平均窗口法进行数据处理,并对计算结果进行对比分析。结果表明:使用功率等级分组法计算得到的各污染物排放因子大于CO_2移动平均窗口法的计算结果。按照CO_2移动平均窗口法的要求剔除冷起动、车辆怠速和发动机熄火数据后,使用功率等级分组法计算得到各污染物排放因子明显下降,与CO_2移动平均窗口法计算结果基本一致。由此得到结论:CO_2移动平均窗口法要求的数据剔除是造成两种数据处理方法得到各污染物排放因子产生差异的主要原因。     

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。     

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。     

基于比功率的LPG公交车排放特性研究

为研究LPG公交车排放特性与比功率的关系,推导了公交车比功率(VSP)的计算公式,并采用车载排放测试技术测试了车辆实际运行工况下的排气污染物的排放值和车速,对数据进行处理与分析。结果表明,公交车实际运行的VSP落在-5~5kW/t区间内的行驶时间占比约大于96%。VSP为负时,排气污染物排放速率变化较小,排放因子随着VSP增大缓慢增大;VSP为正时,随着VSP增大,CO和HC的排放速率与排放因子先增大后减小,NOx排放速率呈增大趋势,而排放因子先增大,后缓慢下降。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于LCA的汽车前端模块轻量化方案对比研究

围绕汽车生态设计的理念,以生产1件汽车前端模块(零部件)轻量化设计为切入点,使用生命周期评价(LCA)的方法,对比分析传统纯钢制造方案和铝钢、塑料轻量化制造方案在能耗与环境的影响差异,运用Ga Bi Ts软件计算得出,铝钢和塑料方案比纯钢方案在汽车行驶阶段中节油8.43 L和21.53 L。同时,在整个生命周期过程中温室气体排放分别减少70.352 kg CO_2e和184.079 kg CO_2e,以定量化分析明确轻量化设计对环境影响优于传统设计。     

国产汽油车排气的测定(下)

6.减速工况试验方法(1)轻型汽车BJ212、SH760在底盘测功机上,以高速档稳定在40、60公里/小时后,按图4给定的曲线减速运行,用连续取样法取样,分析CO、HC、NO_x、CO_2的排放浓度,并与稳定车速时的排放浓度相比较。     

重型汽车道路排放测试与转鼓排放测试对比

将道路排放测试过程中采集的路谱输入到转鼓中,通过有关测试结果的对比,发现对于全程NOx比排放和功基窗口判定,转鼓测试结果都好于道路测试结果。     

基于RDE试验的车用发动机工作状态和排放浅析

在北京、重庆和昆明地区开展了轻型汽油车RD E试验,在满足当前法规RD E要求的前提下,研究了驾驶行为对轻型汽油车发动机工作载荷和真实道路排放的影响.研究结果表明:与WLTC工况下发动机的工作载荷相比,RDE试验发动机工作载荷区域更宽;RDE试验过程中激烈驾驶会引起燃油保护加浓,燃油保护加浓会导致CO排放随着激烈程度的增大非线性升高;基于平原WLTC循环的CO2特性曲线在高原地区开展RDE试验时,RDE试验窗口的正常性难以通过;冷起动阶段的排放远高于起动后的排放,起动阶段的排放物应纳于标准检测范围并予以规范.     

基于耐久老化车辆的实际道路行驶NOx排放控制方法研究

为满足国六排放法规中在用车辆16万km RDE(real driving emission)检查要求，对两辆耐久老化车辆展开苛刻的1℃环境下转毂激进RDE试验研究。通过调整发动机的控制策略，对试验中NO_x排放偏高的两个极端工况：冷起动后急加速及热机起步急加速至超高速阶段的运行参数进行优化，然后在多种组合下的转毂循环及实际道路行驶排放中对优化前后的策略进行了对比验证。结果表明：VVT、过量扫气系数、目标空燃比及老化催化器窗口控制分别对耐久老化车辆的冷、热机超大负荷运行工况下NO_x排放量影响较大，合适的策略可使NO_x整体下降超40%；先基于耐久老化车辆开展转毂激进RDE开发，再进行实际道路行驶排放验证，是一种有效的RDE开发方法。     

GPF对实际行驶污染物排放的影响研究

基于一辆国五升级以应对国六排放标准的TGDI车辆,通过车载排放测试系统研究了安装/未装GPF在实际行驶(RDE)测试工况下排放的变化,以探究GPF对RDE污染物排放的影响,并对TGDI车辆国六升级进行建议。结果表明:安装GPF可有效过滤PN排放,尤其在低转速、高负荷的发动机运行工况,可将PN排放降低两个数量级,PN捕获效率超过99%;对于TGDI车辆而言,安装GPF后RDE总行程的PN排放降低到未装GPF时的2.5%以下,因此GPF成为此类车辆可否满足国六排放测试的关键后处理装置;在国五TGDI车辆升级国六过程中,仅升级GPF可能会引起其他污染物排放(如NOx)的恶化,对于本车而言,安装GPF影响了RDE行程中催化器温度,最终导致总行程NOx排放的上升。     

轻型车实际行驶污染物排放(RDE)试验方法概述

随着国家对汽车污染物的管控力度逐渐加强,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)》应运而生,且已经开始实施。标准中新增加的实际行驶污染物排放(RDE)试验要求也受到了广泛的关注,尤其是对于试验实施方法和路线选择的方法。本文主要通过多次RDE测试,总结出最优试验方案及路线选择方法,仅供参考。     

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。     

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。     

基于全生命周期评价的车身选材研究

文章选取车身框架作为评价对象,对4种车身材料(普通低碳钢、高强度钢、铝合金和镁合金)的生命周期各主要阶段进行了清单分析,计算得出了各车身材料全生命周期的能耗与CO_2排放结果。结果显示,采用轻质材料能够在全生命周期过程中有效降低能耗与CO_2排放。并运用敏感性分析,分别探讨了汽车使用寿命内的总行驶里程和替代普通低碳钢的轻质材料质量大小对车身材料全生命周期能耗与CO_2排放的影响规律。