重型柴油车实测排放因子和MOBILE6预测值的对比分析

利用车载尾气检测技术(PEMS)可以获得实时的机动车排放数据.笔者利用PEMS实测了重型柴油车的排放数据,在此基础上分析了CO、HC、NOx和PM的排放因子与速度、加速度的关系,同时使用MOBILE6模型,经过模型参数的校正,从而得到相应的预测排放因子,最终对排放因子的实测值、MOBILE6模型预测值以及欧Ⅱ的排放标准估测值进行了对比分析.     

基于PEMS的LNG公交大巴排放特性研究

LNG车辆有效缓解了能源紧缺和环境污染,成为目前发展最快的车辆之一。利用PEMS对LNG车排放进行了测试,根据测试结果分析得出:LNG车CO和NOx与车速有较强相关性,而HC与车速的相关性较差。同样CO和NOx的加速度排放特性较规律,而HC加速度排放特性规律性较弱。同时对三种燃料车辆的排放进行对比分析,得出相对传统柴油车和混合动力车,LNG车HC排放明显大于另外两种车型,而CO排放小于传统柴油车,三种车辆NOx排放较为接近。     

不同排放标准下大型柴油客车实测排放因子与MOBILE6预测值的对比分析

在利用先进的车载尾气检测技术（PEMS）收集了我国大型柴油客车尾气的实时排放数据的基础上,分析了不同排放标准下车辆（国Ⅰ、国Ⅱ、国Ⅲ）的CO、HC、NOx和PM排放因子与速度的关系;使用MOBILE6模型,经过模型参数校正,预测了相应车辆的排放因子,并与不同排放标准下的车辆排放实测值进行对比,从而验证了MOBILE6模型对我国大型柴油客车尾气排放预测的适用性。     

基于PEMS试验的混合动力轿车与传统汽油轿车的排放对比研究

利用车载测试系统(PEMS),对混合动力轿车及传统汽油轿车进行城市典型道路工况下的排放测试试验,对比分析试验车辆速度和比功率区间下的排放特性。试验结果表明,混合动力轿车CO、HC和NOx排放速率及其排放因子呈现相似的变化规律,车速低于20 km/h时,发动机处于关闭状态尾气排放为零;低于50 km/h时,发动机排气温度过低,三元催化器不工作,排放速率及排放因子随车速的升高而显著增大;车速达到50~55 km/h后,三元催化器开始工作,污染物浓度急剧下降;传统车与混动动力车的3种污染物的排放速率随VSP的变化规律相似;混合动力轿车CO、HC和NOx的平均排放因子相比传统汽油轿车有明显的优势,分别为传统汽油车的23.3%、2.92%和66.9%。     

城市公交车在实际道路上的C O2排放特征

应用车载式尾气排放测试设备对北京国Ⅲ、国Ⅳ排放标准的柴油公交车和国Ⅲ排放标准压缩天然气公交车在实际道路上的尾气CO2排放特征进行了实测研究,测试时间为30 787 s,行驶里程达到168.58 km,共获得30 787组有效数据,测试数据能够反映车辆在实际道路上的排放特征。3种类型车辆测试期间在实际道路上的CO2排放因子分别为(1.10±0.24)g/m、(0.99±0.23)g/m和(1.02±0.21)g/m。车辆的排放状况与车辆的行驶工况有密切关系,车速较低,加速度越大,CO2排放速率和排放因子越大,车辆在匀速且车速较快时排放速率和排放因子较低。     

内河船舶柴油机的实际排放特征

利用由SEMTECH-DS和ELPI组成的PEMS(车载排放测试系统),对京杭运河江苏段具有代表性的12艘内河船舶进行实际排放测试,分析不同工况下CO、HC、NO_x和PM的排放. 结果表明:巡航工况下CO、HC和PM排放速率分别为0.093、0.019、0.018g/s,低于进、出港工况;而NO_x排放速率为0.347g/s,分别为出港和进港工况的1.66和2.90倍;不同工况外排NO占NO_x比例不同,其中巡航工况中外排NO所占比例最大(达到96.7%),而出港和进港工况则分别为93.6%和93.1%. 随着负荷增加,船舶 CO、HC、NO和PM的排放浓度增大,高负荷下CO、HC、NO_x、PM的排放浓度比低负荷分别增高89.23%、29.51%、44.72%和229.49%. 由颗粒物的粒径分布可知,3种工况下颗粒物数浓度的粒径分布呈双峰分布,分别对应核模态和积聚模态,粒径<120nm的颗粒物数浓度占总浓度的99.84%以上,PM_2.5数浓度占PM₁₀比例均超过99.9%.      

北京市机动车尾气排放因子研究

通过调研北京市机动车车型构成、车辆行驶工况、环境温度、油品品质等基础数据,利用COPERTⅣ模型计算了机动车尾气中CO、NOx、HC和PM的排放因子.应用车载测试系统对典型轻型汽油客车和柴油货车的实际道路排放因子进行测量,并将测量结果与模型计算结果对比,结果发现国Ⅳ标准下,轻型汽油客车的CO排放因子的实测数据是模型数据的0.96倍,NOx的实测数据是模型数据的0.64倍,HC的实测数据是模型数据的4.89倍.对于国Ⅲ排放标准的柴油货车,轻型、中型和重型货车的CO排放因子,实测数据分别是模型数据的1.61、1.07和1.76倍,NOx排放因子的实测数据是模型数据的1.04、1.21和1.18倍,HC排放因子的实测数据是模型数据的3.75、1.84和1.47倍,PM排放因子则为模型数据是实测数据的1.31、3.42和6.42倍.     

重型柴油车污染物排放因子测量的影响因素

为了调查我国重型柴油车排放污染物的基本水平,确定CO、HC、NO_x和颗粒物等污染物的排放因子,利用满足国Ⅲ排放标准的重型柴油车,分别采用PEMS(portable emission measurement system,车载排放测试系统,由便携式SEMTECH-DS型气态污染物排放测量设备和DMM颗粒物排放测量设备组成)及满足法规排放测量要求的重型车整车底盘测功机方法,研究了不同负载(0%、50%、100%及120%)和2种测试工况对重型车排放因子测量的影响. 结果表明:过载(120%负载)下NO_x和颗粒物等排放因子均比零负载下高出近90%;在平均车速较低、怠速时间长的VECC工况下,气态污染物、颗粒物的排放因子比平均车速高、怠速时间短的C-WTVC工况高出30%左右;PEMS系统和重型车底盘测功机系统所测气态污染物排放因子的相关性较好,但DMM颗粒物排放测试设备与重型车整车底盘测功机所测的颗粒物排放因子相差可达50%左右.      

现实工况下挖掘机尾气排放特征分析

为量化挖掘机在实际施工作业中尾气排放特征,研究选取成都市不同建设工地在用的8台挖掘机,利用便携式尾气测量系统对其进行现实工况下的尾气排放测量,测试按挖掘机的不同作业特点分怠速、行走和作业进行.测量的尾气排放污染物包括CO、HC、NO和PM_2.5.结果表明,挖掘机的尾气排放随工况的不同而不同,怠速时NO排放平稳,行走和作业时排放速率波动较大.满足不同尾气排放标准的挖掘机,其尾气排放也有所不同,例如,国Ⅱ阶段的挖掘机与国Ⅰ阶段的挖掘机相比,其在怠速、行走、作业工况下尾气排放的NO分别减小8%、35%和5%,PM_2.5分别降低88%、87%和80%.另外,本研究中挖掘机尾气排放的实测结果与我国非道路机械尾气排放因子技术指南中推荐的用于排放清单估算的排放因子相比,也均有显著不同.这说明,开展非道路机械尾气排放现实工况下的测量,对于提高尾气排放清单精准度具有重要作用.     

宁波市实际道路下汽车排放特征的研究

采用一套车载尾气测试系统,对选取的6辆代表性车辆在宁波市实际道路行驶中的瞬时排放进行测试.该车载尾气测试系统可逐秒获取测试车辆在行驶过程中的排放、油耗、速度和位置等参数.根据测试结果,研究计算了6辆测试车辆的排放因子(g·km-1)和油耗(L·100km-1),并分析了汽车行驶特征对排放和油耗的影响.研究结果表明,落后技术(化油器)车辆的CO、HC和NOx分别是新技术(欧Ⅱ)车的7.9、15 5和2.4倍;汽车的CO和HC排放因子和百公里油耗随速度的增加而降低;怠速和变速对汽车排放和油耗有显著影响,变速行驶状态下,汽车CO、HC和NOx排放因子,以及百公里油耗,分别是匀速行驶状态下的1.18～1.61、1.17～1.42、1.08～1.42和1.08～1.24倍.     

机动车尾气碳质气溶胶排放因子及其稳定碳同位素特征

机动车尾气是大气碳质气溶胶的重要人为来源,其排放因子与稳定碳同位素组成是重要的基础数据.选取多辆不同类型在用机动车,进行多种工况、冷/热条件下启动的台架试验,收集各测试阶段尾气分析其碳质组分含量与稳定碳同位素比值,并探讨其影响因素.结果表明,总碳排放因子大小为：重型柴油车>轻型柴油车>轻型汽油车,轻型天然气车虽然在低速与中速阶段排放因子极低,但高速行驶阶段可达到重型柴油车的排放水平.各型车冷启动的排放因子均高于热启动,NEDC工况的排放因子整体低于WLTC工况,应与其测试车速有关.汽油车和天然气车各测试阶段排放有机碳(OC)均远高于元素碳(EC),柴油车OC与EC排放因子相近,各类车辆OC/EC都随测试车速的提高而上升.稳定碳同位素EC重于OC,同位素比值大小关系均呈现：汽油车<天然气车<轻型柴油车<重型柴油车,现有源解析的稳定碳同位素源谱较难反映汽油车与天然气车特征.在排放治理与源解析工作中,应注意替代燃料的使用与机动车老化过程所造成的排放因子与同位素特征值的变化影响.     

Carbonyl emissions from heavy-duty diesel vehicle exhaust in China and the contribution to ozone formation potential

Fifteen heavy-duty diesel vehicles were tested on chassis dynamometer by using typical heavy duty driving cycle and fuel economy cycle. The air from the exhaust was sampled by 2,4- dinitrophenyhydrazine cartridge and 23 carbonyl compounds were analyzed by high performance liquid chromatography. The average emission factor of carbonyls was 97.2 mg/km, higher than that of light-duty diesel vehicles and gasoline-powered vehicles. Formaldehyde, acetaldehyde, acetone and propionaidehyde were the species with the highest emission factors. Main influencing factors for carbonyl emissions were vehicle type, average speed and regulated emission standard, and the impact of vehicle loading was not evident in this study. National emission of carbonyls from diesel vehicles exhaust was calculated for China, 2011, based on both vehicle miles traveled and fuel consumption. Carbonyl emission of diesel vehicle was estimated to be 45.8 Gg, and was comparable to gasolinepowered vehicles （58.4 Gg）. The emissions of formaldehyde, acetaldehyde and acetone were 12.6, 6.9, 3.8 Gg, respectively. The ozone formation potential of carbonyls from diesel vehicles exhaust was 537 mg O3/km, higher than 497 mg O3/km of none-methane hydrocarbons emitted from diesel vehicles.     

基于远程数据的重型柴油车实际道路碳排放测算准确度

利用车载排放测试系统（PEMS）,对3辆加装有车载诊断系统（OBD）远程监控设备的重型柴油车进行实际道路排放测试,以获取车辆实际道路基于电子控制器单元（ECU）的OBD远程油耗数据,分析碳排放结果的准确性及其影响因素.研究发现,基于碳平衡法获取的ECU油耗换算CO₂与车载排放测量系统（PEMS）直接测量的CO₂排放结果存在差异,二者偏差平均为2.06%.对影响ECU碳排放计算的关键因素（ECU油耗量和ECU行驶距离）的准确性进行了分析,发现ECU油耗的偏差均在3%以内,而ECU测量距离的平均偏差为2.41%.ECU油耗和行驶距离的准确度会受到车速、加速度和整个行程动态的影响.当车辆低速行驶时,其准确度较低.     

基于功基窗口法的国六重型柴油车实际道路排放研究

利用便携式排放测试系统（PEMS）对6辆典型国六重型柴油车开展了实际道路排放试验,并利用功基窗口法分析了重型车实际道路CO、NOx和PN排放特性,结果表明：实际行驶过程中重型柴油车排放后处理装置能有效控制CO和PN排放,但NOx排放存在显著不确定性.现行重型国六排放标准规定的功基窗口法在排放评估过程中最高可剔除46.68%的NOx高比排放窗口,大幅低估了实际道路工况尤其是市区拥堵路况下的重型柴油车NOx实际排放量,建议采用更加科学合理的数据处理方法评价重型车实际道路排放.     

柴油发动机车辆排放废气对城市大气质量影响的研究

报告了柴油发动机车辆在不同工况下排放废气中多环芳烃变化的规律及其对城市大气质量的影响。试验表明,不同类型的柴油发动机的排污量不同,既使是同一台柴油发动机在不同工况下,排污量也有较大差异,一般以负荷百分数在２％－５％时排污量最小,在该废气和北京市区大气中分别检出了致突变悸性比苯并芘更大的环戊二烯并（ｃ,ｄ）芘。     

广州市机动车尾气排放特征研究

文章利用COPERT IV模型计算广州市机动车尾气排放因子,结合机动车保有量和构成,获得2008年广州市机动车尾气排放总量并对排放因子的速度敏感性,以及不同车型、不同排放标准、不同燃料类型机动车排放特征进行了分析。结果表明:2008年广州市机动车CO、NOX、VOC和PM的排放总量分别为138 772.42 t、80 868.69 t、24 907.26 t和3 171.97 t。摩托车和小客车是CO和VOC的主要贡献车型,贡献率总和分别达到78.31%和70.52%;而作为NOX和PM的主要贡献车型,大客车和重型货车的贡献率总和分别达到78.94%和83.72%。国0标准机动车排放水平高于其他排放标准的车型,CO和VOC的排放分担率接近于保有量比例的2倍。汽油车是CO和VOC的主要贡献车型,其排放贡献率超过80%;而PM排放主要以柴油车为主;柴油车的NOX排放总量高,接近于汽油车的2倍。     

重型柴油车实际道路油耗与排放模拟及其应用研究

基于实际行驶状态下重型车动力需求和传动系统变化规律,建立了重型柴油车整车的瞬态油耗和排放模拟方法,可实现整车发动机工况及油耗与排放的实时模拟.为验证模型的有效性,利用重型车车载排放测试手段,以柴油公交车为研究案例,模拟并验证了车辆在实际运营线路上的油耗与排放水平.公交车综合线路实测百公里油耗为16.38L,NOx、CO和THC排放因子分别为4.44、3.35、1.96g·km-1,模拟结果与实测值基本吻合,其油耗与排放因子与实测值之比均在1.06倍左右.模拟结果显示,实测公交车怠速、NOx控制区及其它区域工况点分别占32.6%、7.1%和60.4%,增加10t负载或提高1.5倍车速可使发动机负荷利用率上升,控制区比例上升至18.4%和18.8%,同时增加负载和提高车速,控制区工况可提高至33.9%.相应地,增加负载或提高车速情景分别使车辆油耗与排放上升至1.5～1.7倍和1.6～1.8倍,同时增加负载和提高车速,油耗与排放可增至2.5倍～3.0倍,控制区油耗与排放比例均有大幅度上升.总体上,该模型方法可以为评价和研究重型柴油车在实际道路上的能耗及其排放状况提供新的模拟方法和分析手段.     

重型柴油公交车实际道路颗粒物排放的理化特征

为研究重型柴油公交车实际道路颗粒物排放的理化特征,采用车载排放测试方法,选取了2辆国Ⅲ和4辆国Ⅳ柴油公交车,对气态污染物和颗粒物排放因子、粒径分布及颗粒物中的组分(包括碳组分、离子、元素和有机组分)排放特征进行了实测分析.结果表明:测试车辆的颗粒数量主要集中在100 nm以下粒径段,颗粒质量排放总体呈倒U型分布,粒径峰值位于300 nm左右.OC和EC分别占尾气颗粒物总质量的36.10%±8.94%和27.97%±10.00%,离子和元素组分分别占7.75%±1.01%和22.71%±3.09%.柴油质量对柴油车尾气颗粒物成分具有较大影响,燃用国Ⅲ柴油的车辆尾气中富含S、Ca、Mg、Na等元素组分,其主要来自燃油中的硫分和杂质.在可检出的弱极性可溶有机物中,正构烷烃和脂肪酸的含量较为丰富,分别占颗粒物总质量的1.95%和5.13%,此外还有一定量的藿烷和PAHs(多环芳烃).其中,正构烷烃组分主要分布于C19～C29,正构烷酸主要集中在C12、C14、C16和C18等偶数碳组分.国Ⅲ和国Ⅳ柴油公交车的PAHs排放因子分别为198.2、62.5 μg/km,以3环和4环PAHs为主,菲、荧蒽、芘、惹烯、苯并荧蒽、、苯并[123-cd]芘和苯并苝是较为主要的PAHs组分.需要指出的是,由于采用定比例稀释方法,颗粒物中组分的测试结果可能与其实际排放存在一定偏差.      

应用PART5模式计算机动车尾气管的颗粒物排放

采用修正的PART5模式获得了北京市机动车尾气管的颗粒物(PM10和PM2.5)排放因子.在此基础上,计算了北京市1995和1998年机动车PM10和PM2.5的排放总量,并确定了分车型的排放分担率和颗粒物中各组分(铅、硫酸盐、可溶性有机物和残余碳等)的比例.结果表明,北京市机动车PM10和PM2.5的平均排放因子很高,其中汽油车、摩托车和重型柴油车的排放因子分别是美国同期水平的1.7～8.6倍、2.1～3.5倍和1.3～1.5倍.1995年北京市机动车尾气管排放的PM10和PM2.5分别为2445t和1890t,1998年则分别增至3359t和2694t,增加的幅度为37.4%和42.5%.     

国3重型柴油车在实际道路行驶中的气态污染物排放

利用SEMTECH-DS便携式排放测试系统(PEMS),在采用高压共轨和废气再循环系统(EGR)2种技术的国3重型柴油车上开展了实际道路的气态污染物排放测试,对比了2种技术下重型柴油车在实际道路行驶中氮氧化物(NO_x)和总碳氢(THC)在各速度区间内的排放强度、综合排放因子及瞬时φ(NO_x). 结果表明:采用高压共轨技术的重型柴油车在除>10～20 km/h外的各速度区间内的NO_x和THC平均排放强度均低于采用EGR技术的重型柴油车. 采用高压共轨技术的重型柴油车φ(NO_x)平均值较低,但瞬时峰值较高;采用EGR技术的φ(NO_x)平均值较高,但瞬时峰值较低.