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.     

轻型柴油车实际道路瞬时排放模拟研究

系统介绍了CMEM模型及其计算原理.以轻型柴油车为研究对象,给出了模型的主要输入参数,并计算了车辆在实际道路上的瞬时排放结果,并根据实测数据对模拟结果进行了验证.测试车辆的CO、THC、NOx和CO2排放因子为0.81、0.61、2.09和193 g·km-1,相同线路模拟所得的排放因子分别为0.75、0.47、2.47和212 g·km-1,相关系数分别达到0.69、0.69、0.75和0.72.通过模拟发现,轻型柴油车在实际道路微观区域内的排放水平随交通条件和行驶状态波动明显,采用CMEM模型能够较好地反映该车排放随行驶工况的瞬时变化趋势.应用CMEM模拟发现,改善典型交叉口区域的交通条件后,轻型柴油车在模拟区域内的CO、THC、NOx和CO2排放量分别削减了50%、47%、45%和44%,排放改善效果显著.从研究结果来看,利用微观尺度模型来分析混合车流在一些典型交通区域的瞬时排放变化是必要的,也是可行的,对于评价道路交通规划的环境效果具有一定的指导意义.     

轻型汽油车排放颗粒物数浓度和粒径分布特征

我国机动车颗粒物排放研究多集中于重型柴油车,对于轻型汽油车的研究相对较少.本研究对3辆缸内直喷(GDI)汽车和1辆进气道喷射(PFI)汽车排放颗粒物的数浓度与粒径分布进行测试,并利用两台不同检测下限的颗粒物冷凝生长计数器(CPC)对轻型汽油车颗粒物实际排放水平进行了探究.结果表明,GDI汽车排放的颗粒物数浓度高于PFI汽车一个数量级,冷启动下颗粒物主要在测试循环前200 s大量产生,GDI汽车排放颗粒物数浓度与工况速度变化关系密切,而PFI汽车变化相对较小.GDI与PFI汽车排放的颗粒物粒径分布均具有核模态和积聚模态两个特征峰,核模态颗粒物峰值粒径约为20~27 nm,积聚模态约为80~95 nm.粒径检测下限为2.5 nm的UCPC测得的颗粒物数浓度比法规使用的粒径测量下限为23 nm的CPC测量结果分别高出35.0%(GDI)和50.4%(PFI).表明喷油技术是影响颗粒物数量排放水平的关键因素,法规测试会低估轻型汽油车实际颗粒物排放水平.     

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.     

轻型汽油车VOCs排放特征和排放因子台架测试研究

为研究轻型汽油车尾气中VOCs的排放特征和排放因子,按照《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)中要求,采用底盘测功机对国内现有不同品牌轻型汽车进行台架试验,并利用3级冷阱预浓缩GC-MS方法对尾气样品中VOCs物种进行定量分析.结果表明,尾气样品中共有68种VOCs被定量检出,其中芳香烃种类最多,占38.7%,烷烃占29.8%,烯烃(包含炔烃)占27.1%.不同品牌轻型车源排放谱特征基本吻合.轻型汽车的总VOCs排放因子为0.01~0.46g/km,前3位物种分别为乙烯、甲苯和苯.     

在用汽油车简易测试工况排放特性研究

通过实验方法对在用汽油车在稳态ASM测试工况、IG195瞬态测试工况下的排放特性进行了研究,并与双怠速、怠速测试工况下的排放测试结果进行了比较。分析了车龄与排放的关系、发动机燃油供给方式与排放及与排放测试方法的关系,研究了排放因子与车龄的关系。     

轻型汽油车颗粒物数浓度排放特征研究

应用全球统一轻型车排放测试循环(WLTC)工况对2种轻型汽油车(汽油直喷(GDI)车、进气道燃油喷射(PFI)车)进行尾气排放测试,分析其颗粒物数浓度(PN)、粒径分布及排放特征。结果表明:GDI测试车的PN平均排放因子为2.098×10~(13)～2.619×10~(13)个/km,远高于传统PFI测试车的7.486×10~(11)～3.174×10~(12)个/km。PFI测试车排放的PN 50%集中于粒径小于0.033μm的粒径段,GDI测试车排放的PN 50%集中于粒径小于0.010μm的粒径段。PFI测试车在40～80km/h的速度区间内,加速和减速状态下PN的排放速率高于匀速,GDI测试车在0～20、40～80km/h的速度区间内,加速状态下PN的排放速率高于匀速,在0～20km/h的速度区间内减速状态下PN的排放速率高于匀速。     

基于10辆轻型汽油车的实际行驶与台架工况排放特征及影响因素研究

利用便携式排放测试系统（Portable emission measurement system, PEMS）分析了10辆轻型汽油车分别在实验室台架和实际行驶排放（Real driving emission, RDE）工况下典型空气污染物的排放特征和影响因素.测试结果表明,轻型汽油车在冷启动和热启动阶段产生的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NO_x）分别是热运行1阶段和热运行2阶段的28.0、 32.9、 28.4倍和4.0、 11.2、 5.4倍,表明车辆启动对机动车排放贡献显著.台架工况排放因子受车辆启动排放影响较大,在台架实验去除启动排放影响的情况下,台架CO₂、CO、HC和NO_x排放因子将分别减小2.3%±1.3%、44.2%±30.6%、47.5%±29.6%和44.9%±30.8%.在相同速度下,RDE工况下的CO₂排放因子相比不考虑启动排放的台架工况排放因子要高出31.7%±5.0%.单车瞬态排放数据分析结果表明,RDE测试相比于台架工况测试覆盖了更多的机动车行驶工况特征,可以更准确地量化车辆在实际道路行驶过程中不同工况下的排放特征.因此,开展RDE排放测试对于准确量化机动车尾气排放特征,尤其是对 建立微观尺度机动车排放清单支撑城市精细化管控具有重要意义.     

基于道路遥感监测的北京市汽油车大气污染排放水平及对标准修订的启示

机动车遥感监测（以下简称遥测）具有快速和便捷特点,可减轻人工执法工作量,为机动车污染排放监管和执法提供良好的支持.本研究对北京市2021年1—4月60个道路机动车遥测站点污染排放数据进行统计分析,获取了北京市汽油车大气污染物排放浓度（均为体积浓度）累积分布概率等排放特征.通过数据比对和典型现场实验,对车辆在稳态工况法（ASM）和遥测大气污染物排放数据进行相关性分析,并提出了北京市地方标准修订的建议.研究结果表明：①将监测到的1149.7万条数据按污染物浓度由高到低的顺序排列,累积分布概率前10%、50%和90%的CO浓度分别为1.73%、0.58%和0.16%;HC分别为96.38×10^-6、22.44×10^-6和6.59×10^-6 ;NO则为686.58×10^-6、117.70×10^-6和24.13×10^-6.②排放水平与排放标准有较大的关系,其中国VI排放标准车辆污染物浓度水平显著低于国I车辆,累积分布概率前10%、50%和90%对应的CO浓度下降率为54.83%~85.71%,HC下降率为75.71%~85.35%,NO则为65.73%~85.00%.③与稳态工况法相关性分析表明,在样本量较大的情况下,两种方法检出的排放水平趋于一致,但对于单个车辆来讲,具有一定的波动性.④现执行的北京市地方标准污染物种类不全,限值较为宽松,建议充分利用现有的遥测设备资源,将HC和NO纳入标准限值,筛查高排放车辆,提高机动车排放监管和执法效率.     

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.