高里程出租车的排放控制措施

出租车排放是城市大气污染的重要来源,对高排放出租车加严管理是改善空气质量的有效手段之一.在北京市选取6辆有代表性的高里程汽油出租车,较全面地评估了维护保养、更换三元催化器对出租车油耗和排放的影响,以及三元催化器在更换后的老化情况.研究表明:常规的维护保养可显著改善车辆的燃油经济性,保养后车辆的100 km油耗比原车降低了2%～4%,但对THC和NOx排放的影响很小.原车排放越高,更换三元催化器的减排效果越显著,且更换第一级三元催化器(前三元催化器)和同时更换第一、二级三元催化器(前、后三元催化器)的减排效果差别较小.更换三元催化器后行驶里程约18.5×104 km时,有4辆出租车对CO、THC和NOx的减排比例仍保持在45%、26%和29%的平均水平,说明更换三元催化器后,在约20×104km的行驶里程内对气态污染物能保持较好的减排效果.      

MMT对汽车尾气排放影响的调查统计分析

对美国2002—2004年MMT对汽车尾气排放影响的600多组试验数据的调查统计结果表明：汽油中MMT含量为8．3mg Mn／L时，含MMT燃油与不含MMT燃油在尾气排放方面相比，平均THC排放提高7．74％，CO无明显差异，NOx降低11．6％。在劣化率方面相比，THC劣化率提高118％，CO劣化率提高24．8％，NOx劣化率提高33．3％。含MMT燃油的3种主要污染物的三元催化转化效率均高于不含MMT燃油的相关值。     

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%。     

车用乙醇汽油和无铅汽油对电喷汽车排放性能的影响

分别对电喷车长时间燃用乙醇汽油、无铅汽油前后的喷油器流量进行了测试,并采用轻型汽车整车排放测试系统对燃用不同油时的主要污染排放物HC、CO和NO_x进行了分析.结果表明:与无铅汽油相比,乙醇汽油能有效降低发动机排放的CO和HC(均约10%)及经过三元催化转化器作用后HC、CO和NO_x的排放,燃用无铅汽油时整车在装有三元催化转化器下的排放达到或接近欧洲1号排放标准,换用乙醇汽油后,CO降低较明显,达30%左右,HC和NO_x分别降低约18%、10%,此时排放在欧洲1号排放标准之上或接近欧洲2号排放标准;乙醇汽油还具有优于无铅汽油的其它性能,如对喷油器有轻微的清净作用,发动机排放的CO和HC恶化趋势较慢,延长三元催化转化器的使用寿命.     

北京市第五阶段出租车排放劣化特性

为研究北京地区第5阶段(国Ⅴ)高里程出租车的排放劣化特性,随机选取了有代表性的行驶里程在16~50万km的35辆高里程出租车,在底盘测功机上利用全流稀释定容取样系统,对所有样车更换新的催化转化器前后的污染物排放特性进行了测试.结果表明:国Ⅴ高里程出租车CO、THC、NOx、NMHC4种污染物的平均排放因子分别为1.571,0.124,0.192,0.123g/km,超出国V排放标准限值1.24~3.2倍.4种污染物均随样车行驶里程的增加呈现典型的指数增长趋势,指数相关系数R~2分别为0.67、0.63、0.73和0.64.行驶里程在20~30万km的样车开始出现超标,行驶里程大于30万km后污染物排放急剧劣化,其中NOx最高超标近16倍.3款催化转化器贵金属含量检测分析表明,催化转化器失效和排气系统存在漏气是导致NOx超标的原因.对比更新催化转化器前后的污染物排放,发现更新催化转化器后35辆样车均能满足国Ⅴ标准要求,说明采取更新催化转化器的措施能够达到显著的减排效果,并计算得到国Ⅴ出租车在不同行驶里程段的劣化系数.     

法规工况下轻型汽油车氨排放特征

为掌握轻型汽油车NH₃排放实际状况,以一辆配备三元催化转化器(three-way catalytic converter,TWC)的国Ⅵ轻型汽油车为研究对象,分别在全球轻型汽车驾驶工况(worldwide light-duty test cycle,WLTC)、中国轻型汽车行驶工况(China light-duty vehicle test cycle,CLTC)和美国联邦测试规程(federal test procedure,FTP-75)下进行NH₃排放测试,分析WLTC工况下的瞬时NH₃排放特征,以及不同环境温度(?7、0、23、35 ℃)对NH₃排放的影响,并对比3种测试工况下的NH₃排放因子. 结果表明:①在WLTC工况下,车辆冷起动前50 s未检测到NH₃,NH₃排放主要集中在低速段和中速段(前900 s),在高速段和超高速段,仅有极少量的NH₃生成. 轻型汽油车在低速(v<40 km/h)的加速区间内,NH₃排放量较高. ②随着环境温度的升高,NH₃排放因子呈下降趋势,35 ℃时略微有所上升. 其中,?7 ℃下低速段的NH₃排放因子分别是0、23和35 ℃下的1.4~2.2倍;在WLTC工况下,各种测试环境温度下车辆的NH₃排放因子均表现为低速段>中速段>高速段>超高速段;在3种工况下,轻型汽油车的NH₃排放因子差异较大. 其中,测试车辆在WLTC工况下的排放因子最小. 研究显示,在低温(?7 ℃)环境下轻型汽油车NH₃的排放量相对较高.      

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。     

乌鲁木齐市城区机动车大气污染物排放特征

对乌鲁木齐市城区车辆信息(包括车流量和车辆构成、车辆控制技术水平、车辆行驶工况、车辆启动分布等)进行调研和测试,并根据IVE模型计算得到机动车污染物排放清单,获得分车型、燃料类型及启动/运行方式的机动车污染物排放分担率.结果表明:2011年乌鲁木齐市机动车CO、NO_x、HC和PM的排放量分别为20.22×104、2.60×104、1.84×104和0.44×10~4t·a~(-1),机动车污染物排放分担率差别显著,乘用车、公交车和重型货车是CO和HC主要排放源;重型货车和乘用车是NO_x的主要排放源;重型货车是PM的主要排放源.汽油车是CO和HC排放的主要来源,柴油车是NO_x和PM排放的主要来源,天然气车各类污染物排放量均较低.控制柴油重型货车是消减机动车污染物排放的重要方式.     

国Ⅲ柴油公交车尾气排放实际道路测试研究

应用车载式尾气排放测试设备对北京国Ⅲ排放标准的柴油公交车在实际道路上的尾气排放特征进行了实测研究,测试时间为10 552 s,行驶里程达到61.97 km,共获得10 552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。车辆在实际道路上尾气排放NOx、CO、THC和PM的排放因子分别为14.12±2.54g/km、8.04±2.51 g/km、0.158±0.022 g/km和3.16±1.73 g/km。研究结果表明,油耗及污染物排放与各行驶工况下的速度、加速度均密切相关,车辆在高速加速行驶状态下易产生高的排放速率。车速小于10 km/h时排放因子远大于车速较快时的排放因子,车辆在加速时的排放因子最大,减速时最小。车辆在30 km/h～50 km/h速度区间内等速行驶时,油耗与排放因子最为经济且环境友好。测试车辆排放的颗粒形态主要集中在累积模式,属于纳米或超细微粒。     

北京市轻型汽油车蒸发排放总量评估

通过实际测试得到轻型汽油车蒸发排放热浸和昼间排放因子,结合北京市轻型汽油车保有量和车辆使用情况,基于MOVES模型评估北京市轻型汽油车蒸发排放总量.结果表明,国五和国六标准车辆的平均蒸发排放因子分为1.03,0.37g/test;轻型汽油车蒸发排放随行驶里程增加未出现明显劣化趋势;北京市轻型汽油车蒸发排放总量为8299...     

MMT对汽油机催化前后微粒排放的影响

在一台自然吸气式PFI汽油机上,开展了甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)汽油添加剂对发动机催化前后微粒数量浓度分布、粒径分布和质量浓度分布影响的试验,并研究了不同MMT含量对催化器催化效率的影响.结果表明,随着汽油添加剂MMT含量的增加,催化前后核态和积聚态的数量浓度均增加,MMT含量为12.5 mg·L-1和17.5 mg·L-1的燃油增加显著,相对于超细微粒,经催化器后细微粒和大微粒降幅比较明显.催化前后核膜态峰值粒径基本不变,催化后的积聚态峰值粒径明显大于催化前.随着MMT含量的增加,催化后积聚态峰值粒径向催化前移动.相比于基础油,随着MMT含量的增加,催化器对总数量浓度的催化效率有所降低,但MMT的增加大幅度提高了催化器对微粒总质量浓度的催化效率.     

重型柴油车PM2.5和碳氢化合物的排放特征

采用车载排放试验对国Ⅱ、国Ⅲ、国Ⅳ重型柴油车尾气在实际道路排放的PM2.5和碳氢化合物进行样品采集,采用电感耦合等离子体质谱技术、离子色谱仪和碳质分析仪对PM2.5各组分进行测试分析,采用五气分析仪对HC进行在线分析.结果表明,重型柴油车PM2.5和HC的排放因子分别为(0.22±0.12) g/km和(0.57±0.45) g/km,且排放因子随机动车排放标准的提高呈明显下降趋势.EC和OC是机动车尾气PM2.5的主要组分,分别占总质量百分比的38.87%~42.87%和16.22%~19.96%;水溶性离子中含量较为丰富的组分主要是SO42-、NH4+和NO3-,分别占总PM2.5质量百分比的7.64%~8.85%、2.22%~3.97%、1.91%~2.73%;元素中含量较高的组分为S、Na、Ca、Fe、和Al;PM2.5和HC的排放因子随车速的增加均呈下降趋势.     

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.     

Real-world vehicle emission factors in Chinese metropolis city--Beijing

The dynamometer tests with different driving cycles and the real-world tests are presented. Results indicated the pollutants emission factors and fuel consumption factor with ECE15 EUDC driving cycle usually take the lowest value and with real wodd driving cycle occur the highest value, and different driving cycles will lead to significantly different vehicle emission factors with the same vehicle. Relative to the ECE15 EUDC driving cycle, the increasing rate of pollutant emission factors of CO, NOx and HC are - 0.42--2.99, - 0.32--0.81 and - 0.11--11 with FTP75 testing, 0.11--1.29, - 0.77--0.64 and 0.47--10.50 with Beijing 1997 testing and 0.25--1.83, 0.09--0.75 and - 0.58--1.50 with real wodd testing. Compared to the carburetor vehicles, the retrofit and MPI TWC vehicles‘ pollution emission factors decrease with different degree. The retrofit vehicle (Santana) will reduce 4.44%--58.44% CO, - 4.95%--36.79% NOx, -32.32%--33.89% HC, and -9.39%--14.29% fuel consumption, and especially that the MPI TWC vehicle will decrease CO by 82.48%--91.76%, NOx by 44.87%--92.79%, HC by 90.00%--93.89% and fuel consumption by 5.44%--10.55%. Vehicles can cause pollution at a very high rate when operated in high power modes; however, they may not often operate in these high power modes. In analyzing vehicle emissions, it describes the fraction of time that vehicles operate in various power modes. In Beijing, vehicles spend 90% of their operation in low power modes or decelerating.     

在用国Ⅲ/国Ⅳ/国Ⅴ柴油公交车的颗粒物质量及固态PM2.5数量排放特性

利用法规认证全流稀释定容采样系统以及满足精度要求的颗粒物排放分析系统,运行GB/T 19754—2005《重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法》推荐的中国典型城市公交循环(CCBC),分析了在用国Ⅲ/国Ⅳ/国Ⅴ柴油公交车以及在用国Ⅲ柴油公交车进行DOC(氧化催化转化器)+CDPF(催化型颗粒捕集器)改造后的颗粒物质量、固态PM_2.5数量排放特性.结果表明:国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ柴油公交车的颗粒物质量排放因子分别为63.77、63.20和14.42 mg/km,固态PM_2.5数量排放因子分别为3.87×1013、3.10×1013和2.77×1013 km-1.与国Ⅲ柴油公交车相比,国Ⅳ柴油公交车的颗粒物质量、固态PM_2.5数量排放因子分别降低了1%和20%;国Ⅴ柴油公交车分别降低了77%和28%;进行DOC+CDPF改造的国Ⅲ公交车颗粒物质量、固态PM_2.5颗粒数量排放因子分别为1.78 mg/km和3.19×1011 km-1,比未改造前分别降低了97%和99%.中国典型城市公交循环的低速(0～21.8 km/h)、中低速(0～37.5 km/h)、中高速(0～51.7 km/h)和高速(0～60.0 km/h)4类行驶工况中,低速行驶工况的固态PM_2.5数量排放因子最高,约是整个循环的2倍;在加速、匀速、减速、怠速4种行驶模式中,加速行驶模式产生的固态PM_2.5单位时间排放量最高,其分别为减速和怠速行驶模式下的10和6倍.研究显示,提高柴油公交车的平均车速,降低加速行驶比例有利于降低其颗粒物排放;DOC+CDPF可显著降低国Ⅲ柴油公交车的颗粒物排放.      

轻型汽油车VOCs排放特征及其大气反应活性

采用车载式尾气测量系统对国Ⅱ、国Ⅲ、国Ⅳ轻型汽油车在实际道路排放的尾气进行样品采集,并采用GC-MS、GC-FID对尾气中烷烃、烯烃、苯系物进行测试分析.结果表明轻型汽油车的VOCs排放因子随排放标准的提高显著降低,国Ⅱ、国Ⅲ、国Ⅳ3种车型的排放因子分别为49.62、21.65、6.72mg/km.苯系物占测定VOCs组分的比例最高,占到总VOCs的47.43%~60.52%.由排放的VOCs估算获得不同标准车型的臭氧生成潜势及二次有机气溶胶生成潜势分别为24.64~234.14mg/km和13.24~125.32mg/km.在对国Ⅲ车型进行的不同速度的实验结果显示,轻型汽油车尾气VOCs排放因子及相应的臭氧生成潜势和二次有机气溶胶生成潜势均随实验车速的升高而降低.     

怠速起停对汽油车油耗及颗粒数量排放的影响

以一辆配置怠速起停系统的国V缸内直喷汽油车为研究对象,使用底盘测功机试验系统、全流稀释采样系统和固态颗粒计数系统,试验研究怠速起停对缸内直喷汽油车油耗与颗粒数量排放的影响,并分析起动温度、试验循环等因素的影响.结果表明,NEDC循环车辆冷机起动时,车辆怠速起停系统开启的百公里油耗降低了5.1%,颗粒数量排放升高了16.7%;车辆热机起动,怠速起停开启产生的百公里油耗降幅增大到7.3%,颗粒数量排放升幅减小至9.3%;WLTC循环热机起动,车辆怠速起停系统开启的百公里油耗降幅减少到1.7%,颗粒数量排放升幅减少到6.2%.怠速起停有利于降低汽车的百公里油耗,但不利于缸内直喷汽油车颗粒数量排放的控制.     

乌鲁木齐市区机动车污染物排放特征研究

选择乌鲁木齐市125条道路调研测试得来的数据分析了乌鲁木齐市在用机动车的行驶分布的规律、污染物的排放特点和机动车道路的行驶特点。然后使用COPERT本地化模型计算CO、NMVOC、NOx和PM的排放因子,并计算了2012年CO、NMVOC、NOx和PM的排放量。通过估算得到2012年乌鲁木齐市机动车CO、NMVOC、NOx和PM的排放量分别为94 087,17 886,25 079,1 489 t。柴油机动车对NOx、PM的排放分担比率较大,而柴油机动车的保有量的贡献比率偏低;柴油汽车的CO、NMVOC的保有量的贡献比率跟它的排放分担率相比,贡献率要大;占保有量22.3%的国Ⅰ、国Ⅰ前标准的机动车辆对机动车CO、NMVOC、NOx、PM的排放分担比率分别为50.5%、41.0%、51.5%和55.0%;占保有量64.3%的国Ⅲ、和国Ⅳ车辆对CO、NMVOC、NOx和PM的贡献率分别为35.2%、42.7%、35.6%和33.9%。