国六车用柴油机整车PEMS排放试验研究

随着排放法规日益严格,不仅要对发动机的排放进行台架排放认证,还需对整车排气污染物进行考核和抽检。为了优化整车排放性能,采用便携式排放测量系统(PEMS)进行市区-市郊-高速的实际道路测试,并进行了不同载荷下的排放试验。结果表明,随着转速和载荷的升高,PN排放显著增加,标载和高速工况是PN的风险项。应用SCR快速加热模式可以有效提高排温,使得后处理催化器的效率进一步提升,NO_(x)尾排得到有效降低。油门开度急剧变化也是造成PN排放突增的原因之一。

基于PEMS测试的工程机械柴油机排放特性

以某非道路国四大功率挖掘机为对象,采用便携式排放测量系统(portable emmission measurement system,PEMS)测试方法研究其在不同工况实际作业的排放特性,计算基于功率、时间和油耗的气态污染物排放因子,并分析基于时间加权与功基窗口法的气态污染物比排放差异。研究结果表明:挖掘机实际作业工况主要分布在中高转速和负荷区域,行走工况和作业工况下柴油机输出功占总输出功的96%;挖掘机实际作业环境下的油耗特征分布与工况有关,怠速工况的燃油消耗率最高,为408.65 g/(kW·h);怠速工况NO_(x)和CO基于功率的排放因子明显高于行走和作业工况,CO和NO_(x)基于功率、时间、油耗的排放因子在行走和作业工况下基本处于同一水平;冷起动工况下NO_(x)排放因子和NO_(x)排放质量均最大;基于时间加权的气态污染物比排放大于功基窗口法,NO_(x)比排放偏高约1.9倍。

基于行程动力学参数的PEMS与CVS的排放特性研究

为了研究Ⅰ型试验中不同污染物排放特性,使用便携式排放测试系统(PEMS)与全流稀释系统(CVS),分析污染物排放因子与车辆的行程动力学参数、车速、加速度之间的相关性变化。结果表明,相对正加速度(RPA)与v·apos[95](速度与大于0.1 m/s^(2)正加速度的乘积的第95百分位)呈反比关系,CO、NOX、CO_(2)、PN排放因子均在低速段最高,CVS与PEMS采集数据趋势基本相同。汽车在加速阶段污染物排放显著增加,减速阶段污染物排放较少,对排放影响也较小,在v≤30 km/h,a≥0.8 m/s^(2)的情况下排放因子达到峰值。由于设备连接及进气方式的不同,使得CVS与PEMS的数值存在差异,但2套设备可同时用于试验以提高测试精度,因此本研究对Ⅰ型试验排放特性研究有着重大意义。

基于PEMS的机动车尾气碳排放特征初探

利用便携式排放测试系统(PEMS),对江苏省9辆国六阶段新生产机动车(5辆轻型汽油车、1辆轻型柴油车、3辆重型柴油车)进行实际道路CO_(2)排放测试,分析了不同车型CO_(2)排放特征,并对其中的4辆机动车进行了实时油耗监测,分析其与碳平衡核算结果的差异。结果表明:9辆机动车综合CO_(2)排放因子在152.31~859.01 g/km之间,总体表现为“重型柴油车>轻型柴油车>轻型汽油车”;除轻型柴油车外,轻型汽油车和重型柴油车各工况下的CO_(2)平均排放因子表现为“市区>高速>市郊”;油耗与CO_(2)排放因子的走势一致,两者正相关性显著(R2=0.958);实测油耗低于碳平衡核算结果,两者平均相对误差为3.9%,说明利用碳平衡法进行此类车型的CO_(2)排放核算具有较高的可信度。

整车PEMS测试冷启动工况排放特性研究

为了分析重型柴油车在PEMS试验中冷启动工况下的排放特征,本文选取重型柴油车进行了4次冷启动排放测试试验,分析颗粒物数量浓度及NOx污染物的排放特征。试验结果表明,冷启动工况下NOx污染物在瞬态排放及比排放量方面均占比较大,是PEMS试验中瞬态NOx污染物排放量最大的部分,但颗粒物排放数量及浓度在冷启动前后并无明显变化,认为与冷启动工况相关性不大;另外,分析整车行驶特征,发现驾驶行为[1]越激烈NOx比排放越大,两者存在一定程度的正相关性。

国六重型商用车PEMS重复性试验研究

本文通过设计多组PEMS试验,研究国六重型柴油车尾气排放的试验重复性。研究表明,在PEMS重复试验中车速不一致引起的发动机瞬时油耗、废气流量、转速偏差,以及DPF载体中碳载量、反应效率不一致,是导致PEMS测试产生误差主要原因;厂家自检性质测试的NOx功基窗口比排放结果值需低于法规限值的55%,以保证车辆认证、抽检时的通过率。

基于发动机和整车的PEMS与CVS排放测试比较研究

实际道路排放测试是重型车排放监管的重要手段,为进一步研究实际道路排放测试设备(PEMS)与试验室排放测试设备的差异进行试验。试验包括发动机台架验证试验和整车转毂验证试验。试验过程中将PEMS设备与固定式尾气分析设备串联,对同一尾气进行同时分析,对比CO_(2)和NO_(x)污染物测量结果差异,研究试验室设备与PEMS设备之间的偏差与相关性。

基于非道路国四标准的装载机PEMS试验油耗相关系数研究

针对非道路移动机械PEMS试验油耗相关系数(R^(2))较低的问题,选取了某装载机,按照非道路国四标准进行PEMS试验。通过更改ECU的发出频率和PEMS设备的接收频率,研究R^(2)与这二者之间的规律。结果表明:在ECU发出频率固定的情况下,R^(2)随着PEMS设备频率的增大而增大;在PEMS设备接收频率固定的情况下,R^(2)随着ECU发出频率的增大而减小;PEMS设备接收频率对R^(2)的影响要比ECU发出频率对R^(2)的影响要大。瞬态工况过多是引起装载机R^(2)偏低的主要原因。

重型车PEMS试验平原与高原排放研究

随着国六法规实施,道路PEMS作为国六法规重要组成部分,承担着汽车尾气减排的重要作用。基于为了更好的了解道路实际道路排放在不同海拔、载荷下排放变化,本文以某重型商用客车为例,简要概述了重型车PEMS在不同环境测试变化下的排放。

基于3B-MAW方法的PEMS测试工况研究

为研究美国2区/3区移动平均窗口法(2 bin/3 bin-moving average window,2B/3B-MAW)与我国便携式排放测试系统(portable emission measurement system,PEMS)方法的差异,选择3辆样车按照3B-MAW的测试方法开展测试和数据分析,并对其中2辆样车按国六排放标准进行PEMS测试,对比分析不同试验方法的车辆运行工况特征和差异。结果表明:车辆采用3B-MAW测试方法测试的实际道路运行负荷概率分布符合随机事件特征;将低负荷区和中高负荷区合并考核更符合车辆的实际运行情况;试验时间不少于6 h的运行工况能够代表车辆运行的随机特征。

DPF碳载量对重型车PN排放影响研究

从DPF碳载量为0%时开始,直至DPF碳载量为100%,达到后处理再生状态结束共进行了8次PEMS试验。研究DPF碳载量对PN比排放的影响,根据瞬时车速和瞬时机动车比功率等参数对瞬态数据划分Bin网格,计算每次试验各个Bin的PN平均排放浓度和DPF平均温度的关系。试验结果表明,除最后一次发生再生的PEMS测试外,随着DPF碳载量的增大,PN比排放呈现先升高再降低的趋势;随着碳载量升高,Bin0、Bin1、Bin12以及Bin22等区间内每次试验的PN排放浓度相差不多。Bin13区间内的PN排放会随着碳载量的升高整体呈升高趋势。Bin23和Bin33区间内,PEMS试验的PN排放会随着碳载量的升高整体呈降低趋势。

山地城市道路交通碳排放影响因素非线性关系模型

为定量测度山地城市道路交通碳排放量及其影响因素的作用大小,本文运用车载移动监测设备采集小汽车不同时空下的碳排放量,结合山地城市道路交通特征,选取汽车发动机特性、驾驶特性和道路交通环境这3个维度的8个变量作为解释变量。基于随机森林回归模型,构建山地城市道路交通碳排放影响因素解析模型,运用部分依赖函数量化各影响因素对碳排放的非线性关系和交互影响,并进行多模型对比分析。研究结果表明:随机森林回归模型拟合优度为74.3%,预测精度较高,优于多元线性回归、支持向量机和长短期记忆网络(LSTM)模型;从影响贡献上看,速度(25.97%)和排气筒温度(23.73%)是影响碳排放因子最重要的因素;速度和高程变化对碳排放因子的非线性作用显著,其中速度的阈值在58 km·h^(-1),高程变化的阈值在0.10 m,应优化山地城市立交、陡坡等复杂交通构造物,减少车辆速度波动区间;低速行驶与其余因素存在正向的交互作用。研究结果可结合道路交通量及路况信息动态测算道路交通碳排放,为交通管理策略设计提供决策依据。

高压清洗车副发动机PEMS试验分析

本文对高压清洗车副发动机排放要求及PEMS试验进行了概述,分析和改进了高压清洗车副发动机PEMS试验的影响因素和技术问题,验证了样车副发动机及其相关部件设计的可行性。

考虑耐久性的PEM燃料电池有轨电车自适应优化控制策略

针对燃料电池/锂电池/超级电容混合储能有轨电车在动态负载、启停循环、怠速循环、大功率运行时质子交换膜(PEM)燃料电池寿命衰减情况,提出Pontryagin极小值原理(PMP)与耐久性结合的能量管理策略。通过启停控制策略控制燃料电池的启动与停止,有效降低燃料电池启动次数;利用储能系统总体氢气消耗为经济性代价,燃料电池性能衰退指数为耐久性代价,构建联合代价函数;在满足期望条件下,实现协态变量随荷电状态实时变化的在线适应;将所提策略与传统极小值策略和状态机策略进行仿真对比。结果表明:城市循环工况中所提策略较于传统Pontryagin策略燃料电池峰值电流降低了33.2%,氢气消耗下降了12.50%;郊区循环工况中所提策略较传统Pontryagin策略峰值电流降低了21.88%,氢气消耗下降了40.39%。所提管理策略在不同工况下均有良好的适应能力,解决了传统PMP只能离线应用的缺点,将启停次数控制在较低水平,具有延寿燃料电池的能力。

人行桥在行人荷载激励下的非平稳随机响应

采用虚拟激励法和微分求积法相结合的DQ-PEM法研究在行人荷载激励下人行桥的非平稳随机响应.与以往的虚拟激励法不同的是该方法以简单谱模型为基础,建立行人强迫函数的谱密度,求得多自由度体系人行荷载下的多模态.通过工程算例验证该方法的准确性与有效性,并进一步讨论不同速度和不同约束条件下梁式结构受行人荷载作用的随机振动问题.

考虑平抑风光波动的ALK-PEM电解制氢系统容量优化模型

为提高风光资源的利用率,电解水制氢受到了广泛关注,但氢能在生产过程中易受到风光波动性的影响。由此,提出考虑平抑风光波动的碱性-质子交换膜(alkaline-proton exchange membrane,ALK-PEM)电解制氢系统容量优化模型。首先,为降低风光瞬时功率波动对电解制氢系统安全稳定运行的影响,采用EMD算法分析原始风电和光伏功率的瞬时波动特性,并经超级电容(supercapacitor,SC)进行平抑,构建了基于EMD的SC容量配置模型。其次,考虑不同电解槽运行特性因素,将质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解槽和碱性(alkaline,ALK)电解槽相组合替代单类型电解槽的制氢系统,提出了ALK-PEM电解制氢系统容量优化模型,以提高制氢系统经济效益。最后,以某风电场和光伏电站数据为例,通过仿真计算得到系统的容量规划结果,验证所提模型在平抑波动和提高可再生能源利用率方面的有效性,并提高了制氢系统的经济性。

基于PEMS的MOBILE与COPERT排放模型对比研究

为研究符合我国国情的机动车尾气排放宏观模型,本文首先系统地介绍了MOBILE与COPERT模型的算法原理、特点及应用;然后描述了车载尾气检测设备(PEMS)的数据采集及分析方法,并利用车载尾气设备检测的实测数据对两模型进行了参数校正;最后从排放因子和道路等级角度将两模型输出的预测值与实测值进行了对比分析.结果表明,在测试车辆总行驶周期内以及各道路等级下,COPERT模型的NOx、HC和CO排放因子预测值较MOBILE模型的预测结果与实测值更为接近;在测试车辆总行驶周期内,前者误差比后者分别小19.2%、40.8%和22.0%.最后得出结论:在预测中国机动车尾气排放时,COPERT模型较MOBILE模型更为适用.

基于PEMS与COPERT的机动车尾气排放特征分析

以佛山市3辆汽油车(国0小汽车、国0面包车与国Ⅳ小汽车)为研究对象,利用PEMS测试技术,研究了机动车在实际道路行驶过程中的尾气排放特征,重点分析了不同车辆类型、排放标准与行驶速度下的机动车油耗与CO、CO2、NOx排放因子,并结合COPERT模型模拟结果进行了对比分析。结果表明:(1)3辆测试车辆CO2、NOx排放与油耗曲线的走势趋于一致;2辆小汽车CO与油耗的曲线均随速度的提升而升高,而面包车CO的排放与油耗则呈现相反的现象。(2)实际测试数据中国0与国Ⅳ小汽车的CO排放因子差异较大,以国0/国Ⅳ小汽车气态物排放因子的比值为指标,实际测试数据中CO的该比值变化范围在272~600之间,而CO2与NOx分别仅为0.66~0.84与0.58~4.05。(3)对比CO与NOx,各车型COPERT模拟与PEMS实测所获的CO2排放因子结果最为接近,其模拟值/测试值之比间于0.645~1.497,故COPERT模型对于中国机动车尾气CO2排放的模拟相对较为准确。

基于PEMS的混合动力客车排放和油耗性能评价

在中国城市客车行驶工况条件下,运用车载排放测试技术(portable em ission measurement sys-tem,简称PEMS)研究了某重型混合动力客车在怠速运转时采取停机和不停机两种不同控制策略下的实际排放因子和燃油消耗率.试验研究结果表明,停机模式比不停机模式可提高该车燃油经济性4.6%,但CO排放因子却增加了53.6%;怠速不停机时,HC+NOx排放增加20.6%.同时说明对于混合动力车辆的油耗和排放,特别是排放的评价,应当采取基于整车的评价方法.

PEMS用于城市车辆实际道路气体排放测试

应用车载排放测试系统(PEMS),测试了城市车辆在实际道路上的污染物排放特征。污染物包括:CO、总碳氢化合物(THC)、NOx和PM。实验车包括:国Ⅲ、国Ⅵ柴油公交车、压缩天然气(CNG)公交车以及排量均为1.6L的国Ⅲ、国Ⅵ的出租车;进行了在冷启动和热启动,空调是否开启状态等下的实验。结果表明:实际道路上的排放明显高于实验室认证工况下的排放,在实际道路上实验车辆的气体污染物排放因子均随车速的增加而降低;与柴油车相比,CNG公交车PM排放比较低,但是其NOx和THC排放可能比较高;空调的开启导致公交车的排放明显恶化。