不同测试工况下在用车排放特性对比研究

通过试验方法对在用汽油车在稳态ASM工况、IG195瞬态工况下的排放特性进行研究，并与怠速／双怠速工况下的排放测试结果进行比较，分析车龄与排放、发动机燃油供给方式与排放的关系，以及探讨排放因子与车龄的关系。     

怠速工况下甲醇汽油甲醛排放特性研究

为了研究怠速工况下甲醇汽油非常规污染物甲醛的排放特性,在一辆比亚迪F6出租车上进行测试低怠速与高怠速的甲醛排放情况.研究结果表明:在0℃与2℃时,与93号汽油相比,M15及M25的甲醛排放相差不大,M85甲醛排放明显增加;在-6～-8℃时,与93号汽油相比,M15,M25及M85的甲醛排放完全一致;除了M15在0℃及M85在2℃时甲醛排放略有差别外,所有燃料在低怠速与高怠速时甲醛排放一致,可以认为怠速工况下转速对甲醛排放没有影响.     

环境质量评价与环境监测 环境监测

X831200601142大型城市客车加速模拟工况排放特性的实验研究/彭美春(广东工业大学机电工程学院)…∥环境污染与防治/浙江省环保科学设计研究院.-2005,27(3).-175~177环图X-3通过对258辆大型城市客车进行加速模拟工况排放测试,研究了城市客车的排放特性,比较了压缩天然气(CNG)车辆与汽油车辆的排放特性,分析了车辆车龄与排放的关系、发动机燃油供给方式与排放的关系,以及车辆总质量与排放的关系。研究结果表明:燃用CNG的车辆其CO、NOx排放较汽油低许多,尤其是CO,但HC排放较汽油高;电喷车辆的CO、NOx排放比化油器车低,但HC排放值高于…     

青岛市在用港作机械排放特性

利用车载排放测试系统（PEMS）对青岛港内的港作机械污染物排放进行测定尤其是不同类型港作机械在典型工况下的排放特征,同时,计算港作机械的排放因子.结果表明,港作机械作业工况排放速率最大,是怠速工况的1.34~2.66倍,当港作机械功率高于130kW时,上述数据攀升为4.18~41.56倍,对于大功率港作机械来说,怠速工况难以较好地反映作业工况下的实际排放量.通过基于排放因子的分析,CO,THC与NO_x排放因子在3个工况下均较为接近,差距在2倍以内.但是大气颗粒物（PM）排放因子体现了不同规律,部分机械作业工况下的PM排放因子是怠速工况下的10倍以上.使用时间超过4500h,污染物排放量增加,尤其是叉车的污染物排放因子高出1.64~8.25倍.港作机械实际排放水平较非道路机械平均水平高出1.5~2倍.利用双怠速检测法发现不同排放标准间CO、THC与PM排放水平差距在1.73~5.38倍,但是NO_x排放水平过于相近,不能有效区分.     

工程机械不同工况下PM_(2.5)排放及其碳质组分特征

我国工程机械排放控制起步较晚.为研究实际工况下工程机械的PM2.5排放特性及其碳质组分构成,采用便携式颗粒物稀释采样系统,对3台工程机械(2台挖掘机和1台装载机)在不同典型工况(行驶、作业和怠速)下的PM2.5及其碳质组分〔OC(有机碳)和EC(元素碳)〕的现场排放特征进行了测试.结果表明:沃尔沃挖掘机、山河智能挖掘机的PM2.5排放因子(基于燃油)分别为1.85~3.26和1.56~2.62 g/kg,厦工装载机的PM2.5排放因子为0.98~1.48 g/kg.不同工况对PM2.5排放因子影响较大,怠速工况下PM2.5排放因子是行驶工况下的1.49~1.76倍.工程机械排放的PM2.5中,碳质组分是最主要的成分,其质量分数高达71.0%~84.5%.其中,w(OC)为44.6%~72.0%,在怠速工况下最高;w(EC)则为8.6%~30.9%,在行驶工况下较高.测试工程机械的PM2.5排放水平较高,因此应尽快加强工程机械排放的污染防治.     

在用化油器轻型汽油车污染物排放检测与分析

为了解在用化油器轻型汽油车的污染物排放现状及各因素对排放的影响,分别使用简易瞬态工况法和双怠速法进行了实车测试。结果表明,20%高排放车的CO、HC和NOx排放分别占该类车辆排放总量的51.9%、55.7%和37.5%;车辆CO排放随车龄、行驶里程、基准质量的增加而增加,但HC排放则出现相反的趋势;基于双怠速法检测,超标车的CO和HC单位行驶里程总体排放均值为达标车的2.8和3.0倍。     

轻型汽油车稳态工况下的尾气排放特征

选取不同排放标准的127辆轻型汽油客车和10辆轻型汽油货车为研究对象,利用便携式车载测试系统(portable emission measurement system, PEMS)结合台架稳态工况(acceleration simulation mode, ASM),探究了不同工况与车辆参数对轻型汽油车气态污染物二氧化碳(CO_2)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_x)、碳氢化合物(HC)和甲烷(CH_4)排放的影响.结果表明,轻型汽油车气态污染物在怠速工况下的排放率较低,仅为加速工况和匀速工况的22.9%和25.8%.污染物排放特征与工况密切相关,CO_2和NO_x在加速工况时的排放率小于匀速工况,而CO、HC和CH_4在加速工况时的排放率却大于匀速工况.在低速稳态下,轻型汽油客车和轻型汽油货车CO_2、CO、NO_x、HC和CH_4的排放因子分别为383.20、 2.98、 1.60、 0.14和0.03 g·km~(-1)和360.66、 2.64、 1.61、 0.005 5和0.002 7 g·km~(-1).排放标准的加严带来了明显减排效果,CO、NO_x、HC和CH_4的排放因子从国Ⅰ～国Ⅴ分别下降了87.5%、 97.3%、 97.9%和86.4%.车龄、行驶里程和基准质量与车辆污染物的排放存在非线性关系,发动机排量与机动车的尾气污染物的排放呈正相关.     

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.     

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.      

国Ⅳ天然气公交车实际道路颗粒物排放特性

采用车载排放测试系统对国Ⅳ天然气公交车进行了实际道路排放测试,研究其颗粒物排放特征及粒径分布随车速、加速度及比功率的变化规律.结果表明,天然气公交车的颗粒物数量和质量排放率随车速的增加均逐渐升高,而排放因子均逐渐减小;怠速、低速、中速和高速工况下颗粒数量浓度均呈多峰对数分布,核态颗粒数在总颗粒数中占大多数比例.随加速度的增大,颗粒物排放率逐渐升高;快加速工况颗粒物排放率明显高于匀速和慢减速工况,而后二者之间相差不大.颗粒物的高排放集中在高车辆比功率(VSP)区间内,并随VSP绝对值的增大逐渐升高.     

国五国六工况下轻型车排放特性研究

在全流稀释排放测试系统上,对一辆满足国五排放标准的汽油车,分别在WLTC和NEDC工况下进行了车辆常规污染物排放特性的研究,同时使用Silver scan tool对发动机性能进行了测试。结果表明,车辆在WLTC工况的前3个阶段与NEDC工况下发动机性能及排放特性都比较相近。在WLTC超高速工况下发动机转速、机油温度、进气量、负荷值、CO排放都明显上升。对比分析排放特性可知,WLTC工况下THC和NOx的最终测试结果要低于NEDC工况,但CO_2在2种工况下的结果相差不大。另外,由于CO在超高速工况下的排放量急剧增长,WLTC工况下CO排放结果远大于NEDC工况。因此,超高速工况应该成为今后国六标准中研究的重点。     

怠速条件下汽车排气污染物在排气尾流中扩散特性的实验研究

通过实验的方法对怠速条件下汽车排气污染物在排气尾流中的扩散特性进行了研究.测定了怠速条件下汽车排气尾流中的污染物体积分数及其分布,并比较分析了3种不同类型汽车的污染物排放体积分数及其变化.实验结果表明,怠速时汽车排气尾流中的污染物体积分数按照近似指数函数的趋势迅速降低到接近大气背景值;不同类型汽车排气尾流中的污染物体积分数的差别非常明显;排气方向对汽车排放污染物的扩散及其分布具有重要的影响.研究工作可以为怠速工况下汽车排气污染物对周围环境的影响评价提供更多的有用信息.     

芳香烃含量对直喷汽油机颗粒物排放影响的试验研究

在一台增压中冷缸内直喷(GDI)汽油机上,开展了不同芳香烃含量的汽油对发动机颗粒物粒径分布和数量浓度影响的研究.结果表明,在正常热机工况下,随着负荷增加,核态颗粒物增加明显,颗粒物排放逐渐由三峰分布演变为双峰分布,并且芳烃含量高时,颗粒物排放明显增多.冷机工况及冷怠速时,芳烃含量对颗粒物的排放影响较小.和冷怠速相比,热怠速时颗粒物向小粒径方向移动,且颗粒物数量减少.热怠速时高芳烃含量的汽油排气中颗粒物相对较多.不同芳烃含量下,发动机参数对颗粒物排放会有一定影响,重芳烃含量高的汽油其颗粒物排放也高.     

北京市农业机械排放因子与排放清单

利用车载排放测试技术对典型的联合收割机、拖拉机、农用运输车和农田建设机械实际工况下的尾气进行测试,建立了实际工况下农业机械的排放因子和2017年北京市农用机械排放清单.结果表明,不同的工作状态对农业机械尾气排放有较大的影响,怠速和行走时CO、NO_x、HC和PM排放趋于平稳;而切地和翻地模式下的波动较为明显.根据各类机械的分类和排放标准对排放因子进行细化,建立了较为完整的实际工况下的排放因子.根据农业机械排放因子和燃油消耗量计算出2017年北京市CO、NO_x、HC和PM的排放量分别是2 566.60、 1 239.29、 563.08和538.32 t.拖拉机、运输机械和联合收割机的污染物总量占CO、NO_x、HC和PM这4种污染物总量的98%、 95%、 95%和98%.因此,农用拖拉机、运输机械和联合收割机在农业机械污染减排中应作为重点控制对象.     

不同燃料汽车排放超细微粒特性的实验研究

利用底盘测功机和粒径范围0.015~0.7 m的扫描迁移微粒测定仪 SMPS,对柴油出租车、柴油小巴车、汽油私家车和LPG出租车进行了高低怠速和10 kmh-1到70 kmh-1不同运行工况条件下排放的超细微粒粒径分布试验研究。研究表明：不同燃料车在不同工况条件下排放的细微粒尤其是超细微粒特征呈现显著的不同。柴油车贡献更多的是粒径在30～150 nm的核模态和积聚模态微粒,LPG和汽油车贡献更多的是15～30 nm的核模态微粒。总体上,柴油车比汽油车和LPG燃料车排放更多的微粒数和微粒质量;柴油车、汽油车和LPG车排放的SMPS可测细微粒总数、总质量分别约为(0.3~3.6) 108 cm-3,0.03~0.6 gcm-3;2.3×104~1.2×107 cm-3,8×10-5~0.1 gcm-3; 8.2×103~8.8×106 cm-3, 1.7×10-5~0.09 gcm-3;对所有测试汽车,在低怠速和低行驶速度时,排放微粒数少,在高怠速和高行驶速度时,排放微粒数多。     

汽油车尾气羰基化合物排放特征研究

为了研究在用汽油车实际道路尾气中羰基化合物的排放特征,基于车载排放测试技术,利用2,4-DNPH吸附管对北京市10辆不同排放标准的在用汽油车实际道路尾气排放进行采样测试,并应用高效液相色谱对排放的羰基化合物进行定量分析.结果表明,排放标准对测试汽油车尾气羰基化合物排放因子及组分均有明显影响,国Ⅰ前、国Ⅰ、国Ⅱ、国Ⅲ和国Ⅳ标准测试车辆羰基化合物排放因子分别为6.41、3.20、2.59、2.05和1.09 mg·km-1.行驶工况对测试车辆的羰基化合物排放因子也有较大影响,热启动工况排放因子最高,热运行工况次之,快速路工况最低.     

基于高分辨率在线测量的轻型汽油车含氧挥发性有机物排放模型构建

机动车排放的含氧挥发性有机物(OVOCs)具有较高的大气反应活性,但在线测量识别其高分辨率排放特征的研究仍处于起步阶段,缺乏计算和预测OVOCs排放特征的模型工具.本研究利用质子转移反应飞行时间质谱仪(PTR-TOF-MS)与离子/分子反应质谱仪(IMR-MS),在简易瞬态测试工况下对轻型汽油车排放甲醛、丙酮和乙醇等8种OVOCs组分进行了在线测量.结果表明,OVOCs组分受工况变化影响显著,国Ⅰ～国Ⅴ车辆排放过程中OVOCs排放峰值相对于怠速阶段的增幅分别为183％、105％、56％、92％和244％,同时随着排放标准从国Ⅰ升级到国Ⅴ,含量较高且作为特征组分的甲醛、丙酮和甲醇排放量的降幅分别为90.9％、93.3％和93.7％,但乙醇排放相对稳定.国Ⅰ～国V排放标准下轻型汽油车8种OVOCs总量排放因子分别为12.5、10.2、5.4、4.2和1.6 mg-km-1,总体减排幅度87％.本研究发现OVOCs排放率与比功率(VSP),排放因子与修正碳燃烧效率(MCE)密切相关,将不同排放标准车辆的VSP与排放率和MCE与基于里程的排放因子(EFs)进行拟合,分别建立了一阶线性函数关系.提出了修正碳燃烧损失率(MCL)这一概念,并得到简化的MCL与排放因子的正比例函数关系,从而阐明了OVOCs排放因子的决定性因素.基于VSP和MCL建立的OVOCs排放模型可以计算和预测轻型汽油车在不同热运行状态下的排放率和排放因子,从而为准确评估OVOCs排放贡献和建立排放源清单提供有效工具.     

结合在线监测和自动识别系统分析东海沿岸船舶排放特征

海运排放大气污染物对空气质量和气候具有重要影响,但是由于船舶类型及其运行工况的复杂性,人们对船舶排放特征的认识仍然不足.东海沿岸是全球航运活动最为密集的地区之一,汇集了各种国内国际运输船只.选取宁波舟山港作为研究地点,使用在线仪器长时间测量主要的环境大气气体和颗粒污染物,并利用自动识别系统（AIS）,获得每种船舶的速度.根据后向轨迹区分出：1受船舶排放影响主导的时期（夏季风,由处于完全运行或停泊的船舶占主导地位）;2受内陆气流影响主导的时期（冬季风）.结果表明二氧化硫（SO₂）、氮氧化物（NO_x）和黑碳气溶胶（BC）的排放与高速运行的船舶相关,而一氧化碳（CO）可能与较低的运行速度的船舶有关,总颗粒物（PM）与船舶速度没有显著相关关系.主要污染物在巡航工况下的排放增强因子约为怠速工况1~4倍.研究通过对直接环境背景下船舶排放进行原位观测,为评估船舶排放清单提供重要参考.     

基于浮动车数据分析交通状态对轻型车排放的影响

为探讨交通状态对道路轻型车运行工况和尾气排放的影响,收集广州市珠江新城路网中出租车、轻型货车的浮动车数据并计算轻型车的运行工况参数,结合MOVES模型(Motor Vehicle Emission Simulator)和交通流量数据仿真计算轻型车的尾气排放量,分析畅通、拥堵、严重拥堵3种交通状态下轻型车的运行工况、排放速率、尾气排放量的变化与差异. 结果表明:在相同道路类型、不同交通状态下,轻型车的运行工况差异较大,其中拥堵和严重拥堵状态下运行模式分布主要集中于怠速、低速运行模式;在相同交通状态下,主干路的运行工况优于次干路,其怠速运行模式所占比例较次干路低15%~20%;畅通状态下,主、次干路轻型车HC、NO_x、CO平均单车排放速率分别为2.00、1.87,2.57、2.47,42.59、37.51 mg/s,分别约为拥堵状态下的1.17、1.27、1.35倍,约为严重拥堵状态下的1.30、1.39、1.70倍,而主、次干路PM_2.5平均单车排放速率在3种交通状态下均接近,范围在0.050~0.056 mg/s之间;轻型车在严重拥堵状态下单位时间的污染物排放量最高,是畅通状态下的2.22~3.87倍. 研究显示,交通状态是影响轻型车动态排放速率及道路总排放的重要因素.      

机动车排放检测运行体系的相关研究

机动车污染物排放标准与其检测方法是相辅相成的，不同的机动车检测方法对应不同的机动车排放污染物限值。该文主要对机动车排放检测运行体系中的怠速和简易工况检测方法进行了对比性研究，并对机动车实施常规检测的年检和监督手段的路检进行了对比分析，从而得出：工况法检测对于尾气排放情况的模拟要优于怠速法检测，并可对NOx进行有效控制，所以建议在有条件的地区，应该尽量实施工况法检测：年检和路检的数据有较大的差异，反映出对在用车的监督不力，今后应加强；高排放车辆的贡献率所占的比例与发达国家相比太小，说明机动车总体控制水平较低。