重型柴油车实际道路NO_(x)排放分析方法研究

利用PEMS对6辆典型国六重型柴油车开展实际道路排放测试,基于功基窗口法(中国和欧盟)、NTE法(美国EPA)和3B-MAW法(美国CARB)研究了重型柴油车实际道路NO_(x)排放特性,探讨了不同分析方法的特点及适用性。结果表明:基于功基窗口法的NO_(x)排放结果符合中国和欧盟的监管要求,但基于NTE法和3B-MAW法的NO_(x)排放合规性具有不确定性。NO_(x)排放数据利用率低导致NTE法无法有效分析实际道路NO_(x)排放,3B-MAW法对NO_(x)排放分类管理值得借鉴。冷起动NO_(x)排放占PEMS试验的47.3%~80.7%,重型柴油车冷起动NO_(x)排放应被重视。然而目前中国、欧盟和美国的重型车实际道路NO_(x)排放分析方法均无法有效评估冷起动NO_(x)排放。因此,下阶段排放法规对冷起动NO_(x)排放的监管应当提出相应测试循环、分析方法和排放限值,切实降低重型柴油车NO_(x)实际排放。

轻型汽油车NH_(3)排放研究

研究了某1.5T SUV车不同排放测试循环(WLTC与CLTC)和催化剂不同状态(新鲜和老化)对NH_(3)排放的影响。通过试验研究表明:发动机原始NH_(3)排放量很低,而经过第一块三元催化剂后,NH_(3)排放量大幅增加。催化剂老化后OSC降低,内部空燃比波动幅度大,经过老化催化剂的NH_(3)排放相对新鲜催化剂的NH_(3)排放有所增加。催化剂状态、排放测试循环和发动机空燃比等对NH_(3)排放有明显影响,这些对于催化剂设计和标定优化均有指导意义。

机动车实际道路排放特性及若干影响因素的研究

利用所设计的“机动车车载实时排放测试系统”研究了机动车实际道路排放因子的分布特征以及速度、加速度等参数对排放因子的影响规律。研究结果给出了 HC、CO、NO的排放因子在 g/ km和 g/ kg两种形式下高排放值的工况区域。这些区域的存在可根据发动机的燃烧状况和机动车的行驶速度、发动机的燃油消耗率等给出确定的解释。改善城市道路交通状况和优化发动机这些工况点的燃烧质量是减少机动车大气污染的关键所在。

柴油车排放法规及后处理技术的现状与展望

柴油车具有燃油消耗率低、转矩输出高、功率覆盖范围广等优点,在交通运输和工程机械等领域得到广泛应用。随着汽车排放法规的加严,柴油车只有采用后处理装置才能满足未来严格的排放法规。该文给出了欧洲、美国、日本和中国等国家或地区的汽车排放法规的发展趋势及其对油品的要求;分析了满足相关法规的轻型柴油车和重型柴油车的排放控制技术路线;重点介绍了柴油车氧化催化器(DOC)、氮氧化物选择性催化还原(SCR)、稀燃NOx捕集器(LNT)和微粒捕集器(DPF)等后处理技术的研究现状;对柴油车排放法规和后处理技术的未来发展进行了展望。

GDI与PFI汽油车微粒排放特性的试验研究

对3辆缸内直喷(GDI)汽车和1辆进气道燃油喷射(PFI)汽车进行了试验研究,在NEDC循环上采用PMP方法测量微粒质量排放和微粒数量排放,用DMS500型快速微粒分析仪测量微粒瞬态数量排放和粒径分布。结果表明:4辆试验车的微粒质量排放均达到欧Ⅵ法规要求,但GDI汽车的微粒排放远超出法规限值;GDI汽车和PFI汽车在冷起动暖机阶段均有大量微粒生成,GDI汽车在暖机后的瞬态工况会有明显的微粒排放;GDI汽车核态微粒峰值粒径约为18nm,而作为数量排放主要形态的积聚态峰值粒径约为80nm;PFI汽车的积聚态峰值粒径约为60nm,而作为其数量排放主要形态的核态微粒峰值粒径约为12nm。

国V公交车实际道路排放特性研究

使用车载排放测试系统测试了北京市4种不同技术路线的14辆国V车辆的实际道路排放情况。结果表明,氧化催化器(DOC)能明显降低天然气公交车的CO排放,但其对THC的降排效果有待提高。采用EGR技术的天然气公交车在低速时NOx减排效果较柴油车好,但是高速时没有优势。使用SCR系统的柴油车CO和THC排放较低,但低速时NOx排放较高。而天然气车由于排气温度较高,加装SCR系统后可有效降低NOx排放,效果最理想。天然气公交车的颗粒物质量排放远低于柴油车,但是由于稀释方式的影响,其核模态的颗粒物数量较多。

基于不同优化策略的国六汽车起重机排放特性研究

为了有效控制重型柴油车排放水平,改善大气质量。选取一辆N3类国六重型汽车起重机,采集PEMS路谱,按照PEMS工况曲线在底盘测功机上开展不同优化策略下的排放测试。结果表明:国六重型汽车起重机现有的后处理技术路线可以有效控制NOx、CO、CO_(2)和PN排放,但相对于正常状态下的车辆,采用不同的优化策略使得排放有所上升,尤其是NOx和PN,上升效果更为明显,平均提高了60%~90%。NOx比排放随速度的增加而降低,具体表现为市区>市郊>高速,比排放最高的区域出现在市区工况。车辆经过累碳(4 h和8 h)后的碳载量对NOx排放并无明显影响。此外,NOx瞬时排放和排气流量、行驶速度呈现正相关。优化扭矩响应和尿素喷射策略导致CO排放量急剧增加,排气温度和排气流量也会对DOC装置氧化CO产生不良影响。虽然高速工况下发动机负荷增加、缸内缺氧使得燃烧不充分,CO瞬时排放增加,但是此时发动机功率较高,导致CO比排放处于较低水平。CO_(2)比排放总体较为稳定,个体间差异不大。PN排放与车辆行驶速度、发动机负荷存在很大关系。优化喷嘴喷射和尿素喷射策略导致PN排放成倍增加。从整体来看,汽车起重机污染物排放结果均远低于国六排放标准限值,表明下阶段排放标准污染物排放限值仍有较大下降空间。

轻型汽车实际道路行驶与实验室工况污染物排放对比研究

选择6辆满足国Ⅳ、国Ⅴ排放标准的轻型汽油车和柴油车进行了在WLTC和NEDC循环工况下的试验室排放试验,并对其中的4辆车按照RDE测试规程进行了实际道路排放测试。结果表明:在实际道路行驶条件下,汽油车CO和柴油车NO_x排放严重超过标准限值,高排放主要出现在车速大于60km/h的郊区和高速公路段,瞬时排放量会随着车速和加速度的升高而增大;部分汽油车在WLTC工况的超高速段中出现了很高的CO排放,而WLTC工况THC的排放则小于NEDC工况;4辆汽油车在NEDC工况和WLTC工况下PN排放都超过标准限值,而柴油车的PN排放和所有车辆的PM排放都小于标准限值。建议国Ⅵ车型开发时应重点关注汽油车的CO,PN排放以及柴油车的NO_x排放。

负载对实际道路重型柴油车排放的影响研究

利用车载测试系统对重型柴油货车空载、50%负载和100%负载不同负载情况下在实际道路的排放进行测试,基于测试数据分析负载对重型柴油货车排放CO、HC、NOX和微小颗粒物(PM)等4种污染物的影响。不同速度区间和行驶模式下负载对排放的影响分析表明,在有负载时,大多数工况下4种污染物排放呈现增加趋势,但各速度区间和行驶模式下的增幅不尽相同,部分工况出现下降。空载时测试柴油车基于新欧洲行驶循环测试(NEDC)工况的标准化CO、HC、NOX和PM排放因子分别为3.38、0.39、6.27、0.39g/km。对于柴油车重点污染物NOX和PM而言,与空载相比,50%负载时分别增加43%和59%,100%负载时分别增加62%和44%。

车用催化转化器非稳态温度场的试验研究

用热电偶测量了发动机真实排气条件下催化转化器蜂窝陶瓷白载体和催化剂载体内的非稳态温度场 ,并考察了扩张管结构对载体温度场及升温特性的影响。研究结果表明 :白载体与催化剂载体的升温特性有很大的区别 ;催化转化器扩张管结构对催化剂的升温特性有较明显的影响。

实际道路上的车辆尾气排放因子和燃油消耗的研究

选定在天津市有一定代表性的车辆———华利微型面包车和桑塔纳轿车,对其在天津市不同道路上的排放特性和油耗做了详细的研究,获得了实际的道路排放和燃油消耗数据.通过这些数据,求得试验车辆华利微型面包车和桑塔纳旅行式轿车在天津市市区实际的平均排放因子分别为HC:2.430g/km,2.090g/km;CO:16.291g/km,39.825g/km;NO:0.830g/km,1.963g/km,远远超出国家标准GB14761—1999(Euro1)规定的限值(CO<3.16g/km,HC+NOx<1.13g/km在ECE15工况测试循环下),CO排放因子高出5～13倍之多.市区道路燃油消耗百公里8.36～10.03kg(约11.37～13.6L)左右.此外,还揭示了车速、加速度等行驶特征参数对实际道路的排放因子和燃油消耗的影响关系.

基于K-均值聚类算法的西安市汽车行驶工况合成技术研究

为提供排放试验所需的车速曲线,基于划分的短行程数据,采用K-均值聚类算法构建了西安市汽车行驶合成工况。首先对采集的原始数据进行短行程划分并进行特征提取,针对提取的高维特征向量之间的冗余性和非线性关系,采用核主分量分析法进行降维。然后基于K-均值的聚类算法,对降维后特征向量进行划分,按照离聚类中心最近的原则选择各聚类的短行程样本,将其合成为平均速度为21.51 km/h、持续时间为1 166 s、距离为6.9 km的西安市汽车行驶工况。对比表明,西安市汽车行驶工况接近于日本J10-15标准,但加速度参数要高很多。

机动车道路排放的实时测试系统开发及试验研究

在OEM-2100基础上开发了一种机动车道路排放实时测试系统,并在实际道路上进行了轻型车的实时排放测试。计算了路段排放因子和排放总量,分析了车辆各行驶工况所占时间和排放量比例以及平均排放率,研究了各工况下机动车尾气污染物的贡献率,为准确测定交通流中单车污染物提供一种可行的方法。该测试系统为建立排放模型提供数据依据,对于评价交通控制改进措施和智能交通系统对排放的影响具有重要的意义。

在用汽车不同测试方法的排放特性

为了给在用汽车排放检测地方法规的制定提供科学依据,采用怠速法、双怠速法、ASM(加速模拟工况法)稳态工况法和IM 195瞬态工况法对出租车进行了排放测试。对比分析了怠速、双怠速、ASM和IM 195的排放合格率;以IM 195为基准,分析了怠速、双怠速和ASM的排放有效识别率;研究了不同测试方法下的CO、HC、NOx排放量随行驶里程的变化,通过多项式回归分析得出各种排放污染物随行驶里程的关系。结果表明:以IM 195为基准,怠速、双怠速和ASM的排放有效识别率分别为58.70%、67.39%和84.78%;行驶里程对排放污染物的影响呈二次曲线关系;行驶里程超过30×104km后,各种污染物排放量均显著增加;相对于10×104km、70×104km的CO、HC、NOx排放的平均值分别增加了23.13倍、30.94倍和18.79倍。

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。

混合动力车与传统汽油车的排放对比试验研究

利用便携式排放检测系统（PEMS）技术，对混合动力车PRIUS和传统汽油车远舰进行了市区道路的实时检测实验，分析了PRIUS和远舰在怠速、匀速、加速、减速各种工况下，拥堵和非拥堵路段，以及上、下坡路段上的不同油耗和排放特性。实验结果表明，在整个市区测试循环中，PRIUS的油耗为远舰车的62．6％，各排放均低于远舰的1／3；PRIUS在怠速工况下的排放贡献率几乎为零；PRIUS在拥堵路段和非拥堵路段上的油耗分别为远舰车的55．1％和87．4％，在拥堵路上的各排放均低于远舰车的1／4；远舰车在拥堵路上的各排放均明显增大，是非拥堵路段上各排放因子的1．45～2.38倍，而PRIUS在拥堵路段上的排放没有显著增加；PRIUS和远舰在下坡路段上排放均有十分明显的下降。

汽车排气消声器的实验与改进设计

通过消声器的插入损失实验 ,分析了微型车消声器消声后的声音频谱特征 ,识别出未被消声器抑制的有害噪声源。建立了该消声器的有限元模型 ,利用ANSYS分析软件 ,对消声器的声结构进行了声场分析 ,获得了该消声器的消声频谱特征。基于实验和数值分析结果 ,并根据抗性消声理论改进了该消声器的结构参数及布置形式 ,设计出一种新型抗性消声器。对新设计的消声器的消声性能进行台架实验验证。结果表明 ,设计的消声器消声量提高 3～ 5dB .

用于汽车道路行驶排放测量的车载实验系统

利用自行开发的单片机测量仪器以及笔记本电脑、一台车载容积式油耗仪和一台车载汽车排气分析仪构成了一套车载实时汽车道路排放测量系统。该系统可以每秒或半秒一次的速率采集记录下汽车的瞬时车速、油耗以及各排放气体浓度值 (HC、CO、NO、O2 及 CO2 )。这些数据可用于计算分析汽车的道路行驶工况的特征、道路废气质量排放特性、汽车实际道路排放因子等。利用该系统初步在天津市典型道路上进行了试验 。

北京道路工况下公交车PM和NO_x排放特性试验研究

利用综合性车载排放测试系统完成北京典型柴油公交车在道路工况下排放特性的试验研究。结果表明,匀速行驶工况下的NOx排放率与车速呈正线性相关;平均车速为13.3km/h的低速拥堵工况的NOx排放因子是平均车速为41.1km/h的高速畅通工况的近两倍;研究表明,在低速加速的起步过程和低负荷工况下出现较严重的PM排放,须针对这两种工况优化发动机的燃烧品质。

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。