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。     

重型柴油车NOx排放远程监测准确性研究

文章通过采用不同浓度的反应剂来模拟重型国六柴油车正常状态、临界超标及SCR性能失效状态下的实际道路NOx排放,从而研究远程排放管理平台对超标车型识别的效果。试验结果表明,NOx临界超标与SCR完全失效状态下,远程排放管理平台采集的国六整车实际道路NOx排放与PEMS设备结果基本一致,而正常状态下,尿素过量喷射导致的NH3泄露会对车载NOx传感器精度造成影响,进而导致远程排放管理平台采集的国六整车NOx排放与PEMS设备存在偏差。     

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。     

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。     

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。     

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PEMS技术的道路排放分析

车辆在实际道路上的排放情况不同于试验室的测试结果,文章引入PEMS设备进行车辆道路排放测试。PEMS工作的稳定性、精确性和灵敏度使其能成功地用于道路测试。通过将PEMS应用到实际的在用车道路排放测试中,具体分析了道路环境对车辆排放的影响。     

重型柴油车燃用生物柴油CO2和NOx排放影响因素分析

文章基于底盘测功机法以及中国货车行驶工况(CHTC-HT)测试了国六燃用生物柴油车CO₂和NOx的瞬态实际排放特征,评估了运行工况、冷热启动、环境温度和载荷下对实际排放的影响。在瞬态运行工况下,测试车辆CO₂的排放速率与加速度呈显著正相关,低速加速段的NOx的排放速率急剧增加。环境温度和冷热启动影响样车CO₂和NOx的排放,CO₂的排放主要受到车辆速度和负荷的影响,冷启动阶段、市区、城郊和高速的CO₂平均排放速率分别是3.84 g/s、2.69 g/s、4.92 g/s和7.52 g/s。冷启动阶段的NOx排放占整个测试循环排放的62.9%,急加速阶段,多次出现排放NOx的峰值。载荷对CO₂的比排放的影响并不十分显著,与空载相比,半载的NOx的平均比排放降低了27.1%。测试车辆在市区、城郊和高速的工况下CO₂的平均比排放差异并不显著。市区NOx的平均比排放达到6582.7mg/(kW·h)(空载)、5547.2mg/(kW·h)(半...     

国Ⅳ城市公交车NO_x排放特性的试验研究

利用车载排放测试系统对两辆国Ⅳ城市公交车在实际运行时的排放特性进行了试验研究。结果表明,车辆的NOx排放受车辆行驶状况影响较大,当行驶道路畅通,车速较高且输出功率较大时,车辆的NOx排放率较低,反之,NOx排放率较高;当车速由15km/h提高到55km/h以上时,NOx的平均排放率可以降低70%,而尿素喷射时间占比可提高25个百分点。因此,提高车速是充分发挥国Ⅳ车辆排放优势,改善交通的有效手段之一。     

基于神经网络的重型车辆远程监控 NOx传感器 露点保护过程数据修复方法

为解决重型车辆远程监控数据中NOx传感器露点保护过程的数据无效问题,利用一辆国六重型车辆的PEMS测 试对露点保护期间的高NOx排放问题进行探究,验证了利用神经网络算法修复数据和提高远程监测数据利用率的可行性。 结果表明,NOx传感器露点保护过程会导致30%以上的NOx排放量未被统计;在露点保护期间,超过90%的数据显示车 辆速度低于 54 km/h、发动机冷却液温度低于 82 ℃、SCR入口温度低于 245 ℃、SCR出口温度低于 225 ℃。神经网络算 法可有效修复露点保护过程中失效的NOx测量值,对发动机原始排放和车辆尾管排放的累计排放量误差都在4%以内。     

装有SCR系统国IV重型车NO_x排放特征分析

利用OBS-2200排放测试系统对五辆国Ⅳ城市公交车在实际道路上运行时整车的排放特性进行了研究。以典型车辆为例,分析了排气温度对车辆NOx排放的影晌。结果表明:国Ⅳ车辆的NOx排放水平并不稳定,排放性能差的车辆排放约是性能好的车辆的2倍左右;装有SCR系统的国Ⅳ重型车NOx排放受车辆的排气温度影响较大,当车辆排温高于200℃时,NOx排放率水平较低,当车辆低于200℃时,结果恰恰相反。为保证SCR系统在实际道路上发挥能够降低NOx排放的优势,厂家应该针对车辆的实际行驶工况对后处理系统进行标定。     

柴油/PODE重型车辆的实际行驶经济性与排放特性

针对柴油/PODE混合燃料发动机虽满足实际道路排放法规的需求,但实际道路的高瞬态性导致其瞬态结果与实验室稳态结果不符的问题,按照国Ⅵ排放标准测试流程,采用便携式排放测量系统对一台燃用柴油/PODE混合燃料的国Ⅵ重型牵引车的实际道路排放进行研究。研究定制由比功率、车速和加速度等信息共同定义的车辆工况分箱,以更加细致地衡量车辆排放及经济性能。数据统计分析结果表明：对于所有燃料,在工况多变的市区工况下CO和PN排放最高,在柴油中添加PODE能够显著降低CO和PN排放,其全路况比排放综合降幅为50%左右;掺混PODE后实际道路NO_x排放增加,在高速工况下最高,其比排放增加幅度低于20%;重型车辆常用工况为高速工况,高速中等功率需求工况下排放和燃油消耗率最多,在市区路段时,低速小功率需求工况占据大部分的时间,其排放和燃油消耗率仅次于高速中等功率需求工况,PODE的添加使得燃油消耗率增加;当PODE掺混比为30%时,发动机整体有效热效率为40.3%,比燃用纯柴油时提高了约2%;当PODE掺混比为20%时,其整体有效热效率相比D100反而有所下降,这与实际道路行驶条件下的高瞬态...     

基于PEMS技术的重型柴油客车排放实测与IVE模型预测对比分析

利用先进的尾气检测技术(PEMS)收集了重型柴油客车的逐秒排放数据,并分析了CO、HC、NOx、PM等排放物与机动车比功率(VSP)的关系,发现当VSP值小于O时,各污染物排放速率较小;当VSP值大于O时,随VSP值增大而显著提高.在此基础上,利用IVE模型对重型柴油客车的整体排放以及不同速度下排放进行预测,并将结果与实测值、国Ⅱ标准进行了对比分析.结果表明,车辆在低速行驶时污染物排放较为严重,进入中高速行驶状态后排放明显下降;相比拥堵多发的路段,IVE模型更适用于预测运行较为通畅的路段上的污染物排放.     

挖掘机用柴油机台架工况与实际作业工况的排放特征差异性分析

3 台排放控制技术路线相同但额定功率不同的非道路用挖掘机实际作业工况下的排放结果和台架工况下的排放结果之间存在较大的差异性,实际作业工况的氮氧化物（NOx）排放量为台架工况的 1.5~3.5 倍。为了研究产生排放差异性的原因,以 1 台满足非道路柴油移动机械第四阶段排放法规要求的柴油机和搭载该柴油机的挖掘机为研究对象,在台架上对该柴油机进行非道路稳态循环（NRSC）和非道路瞬态循环（NRTC）试验,实际作业工况试验则主要通过便携式排放检测系统（PEMS）设备对挖掘机进行排放试验,并利用功基窗口方法对挖掘机实际作业排放进行评估。结果表明：挖掘机实际作业工况主要分布在较高转速范围内,且扭矩变化剧烈,而台架工况的转速分布均匀,扭矩变化相对较小。因此,台架试验结果 并不能准确反映机械实际排放情况。     

基于温耗比的重型柴油发动机排气热管理试验研究

对缸内燃烧喷射参数、进气节流阀和电控放气阀提升排气温度的规律进行研究，提出温耗比的概念用于表征经济性和排气温度提升效率，针对全球统一瞬态试验循环（WHTC）工况下冷态污染物排放量高的问题，通过分析提温幅度与加热时长的关系，优化了热管理控制策略。试验结果表明：优化后在油耗保持基本不变的前提下，冷态WHTC工况下的涡轮后平均排气温度提升了13℃，尿素喷射提前了63 s,NOx比排放量降低了32%;10%负载的车载排放检测系统（PEMS）测试中，在满足国家第六阶段污染物排放标准的基础上，涡轮后平均排气温度提升了17.8℃，台架PEMS试验油耗降低了3.7%。     

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。     

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。     

N2类车在“国六”标准下的实际道路排放分析

研究讨论了符合"国五"排放标准的N2类车在"国六"标准规定下的实际道路排放表现。结果表明该类车在采用"国六"标准规定的方法进行实际道路排放测试时,CO比排放结果能够满足"国六"标准的要求;NOx排放水平有比较明显的恶化,其原因可能是道路工况比例变化引起的加减速工况增多,且NOx的比排放结果、瞬时排放浓度符合性比例远无法达到"国六"标准要求。     

基于PEMS的重型柴油车尾气污染物排温敏感性试验研究

围绕国Ⅴ重型柴油车排放气态污染物排温敏感特性规律开展相关研究工作。研究中,基于便携式车载排放测试系统(PEMS)获取典型国Ⅴ重型柴油车实际道路工况下排气系统尾管温度及主要气态污染排放物的瞬态特征。进一步,以瞬态排放因子为关键评价指标,采用温度分段平均法获得目标车主要气态污染物排温敏感特性,结果显示:随排气温度升高,NOx排放总体呈下降趋势,CO和HC排放总体呈先下降后上升趋势。研究表明,国Ⅴ重型柴油车道路工况下排气污染物受排气温度影响显著。     

重型国六发动机细颗粒物排放研究

随着排放法规的不断升级,对于10nm以上颗粒物排放进行管控的需求持续增强。为探究23nm以上颗粒物数量（PN23）和10nm以上颗粒物数量（PN10）排放特性差异,本文选用一款符合国六标准的重型柴油发动机,在发动机台架上运行重型车实际道路车载法排放试验循环（PEMS）,冷热态WHTC循环和WHSC循环,使用颗粒物计数器对试验中PN23和PN10同时进行采样测量。结果表明,PN10和PN23的瞬态排放规律基本一致;各次试验中PN10比排放结果均显著高于PN23,但对于不同测试循环,PN10和PN23排放差异有所不同;虽然PN10比排放结果显著高于PN23,但其结果仍可满足国六排放法规要求,在法规限值不加严的前提下,现有DPF技术可以应对由PN23向PN10的切换。