满足国六排放的缸内直喷汽油车污染物排放特性试验研究

以满足国六排放的某缸内直喷轻型汽油车为研究对象,试验研究了该车国六Ⅰ型测试循环(WLTC循环)排放的CO、THC、NOx和固态颗粒数量,以及包含挥发性/半挥发性组分的颗粒物数量和粒径分布特性.结果表明:WLTC循环工况覆盖范围广、车速高、加速度大的特点导致污染物排放增加;车辆冷机起动、暖机过程、瞬态过渡工况和高速大负荷工况对车辆的污染物排放影响较大,研发合理的车辆起动、催化剂起燃和暖机热管理策略、提高发动机瞬态过渡工况响应性是控制排放的重点;包含挥发性/半挥发性组分的颗粒物数量排放呈单峰分布,在15 nm附近达到峰值.     

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.      

国Ⅳ公交车实际道路排放特征

满足国Ⅳ标准的公交车已被广泛用于北京等大城市,为了评价其相对于国Ⅲ公交车的实际减排效果,使用PEMS(车载排放测试系统)测试了4辆装有SCR(选择性催化还原)系统的国Ⅳ公交车和1辆国Ⅲ公交车在实际运行条件下的污染物排放并进行对比. 结果表明:相对于国Ⅲ公交车,装有SCR系统的国Ⅳ公交车在实际运行工况下有效降低了污染物排放,CO、THC和PM分别比国Ⅲ限值降低了60.8%、94.2%和86.2%;但由于实际运行工况中排气温度较低,致使SCR系统效率偏低,只有一辆国Ⅳ公交车NO_x排放低于国Ⅲ限值,其他3辆车的NO_x排放分别比国Ⅲ限值高187.3%、228.7%和157.3%. 国Ⅳ混合动力车的CO₂、CO和PM排放比常规动力车分别降低了42.9%、48.8%和89.5%,但NO_x排放反而增加了112.1%. 实际运行工况下,测试车辆只有12.7%的工况点分布在A转速(1478r/min)以上;而ETC工况中在A转速以上的工况点占整个循环的80.5%, 造成了满足ETC等型式认证的车辆在实际工况下NO_x排放偏高. 因此,需要对公交车的实际排放进行有效监督.      

缸内直喷汽油车细小颗粒物排放特性研究

选取三辆满足国六排放标准的缸内直喷汽油车进行常温冷启动WLTC循环排放试验,研究不同车辆排放的粒径在23nm以上的固态颗粒物、6nm以上包含挥发性/半挥发性组分的颗粒物数量排放特性,并进行了比较研究.结果发现,在缸内直喷汽油车排放的6~30nm范围内包含挥发性/半挥发性物质的细颗粒物主要产生在WLTC循环减速段､高速段和超高速段;30~2500nm范围的挥发性/半挥发性的颗粒物主要在超高速段生成;其它工况下,23nm以上固态颗粒物在颗粒物数量排放中占主体.试验研究还发现GPF对6~30nm大小的细颗粒物捕集效果不佳,并且GPF再生时会产生高浓度6~30nm大小的细颗粒物排放.颗粒物碳质成分分析表明挥发性/半挥发性细颗粒物对法规测量的23~2500nm颗粒物的数量排放影响甚微,但对颗粒物质量排放影响明显.     

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。     

轻型汽油车CH4和N2O排放因子研究

我国的机动车温室气体排放研究多集中于CO2排放,而CH4和N2O排放的相关研究主要是依据欧美开发的模型进行的,缺乏CH4和N2O实车测试的研究.本研究选取22辆轻型汽油车,利用底盘测功机开展了整车台架测试和采样分析,获得了车辆在NEDC工况下的CH4和N2O排放因子.结果表明,国Ⅰ~国Ⅳ阶段轻型汽油车CH4平均排放因子分别为0.048、0.048、0.038和0.028 g·km-1,N2O则分别为0.045、0.039、0.026和0.021 g·km-1.在轻型汽油车单车排放的CO2、CH4和N2O三类温室气体(以CO2当量计)中,CH4和N2O排放的分担率均随排放标准的加严而逐渐降低,其中CH4排放在温室气体排放中不足0.5%,N2O排放分担率在3.03%~6.35%之间.因此,排放标准的加严可以有效减少CH4和N2O的排放,以减缓机动车排放带来的温室效应.     

重型天然气车实际道路排放特征与机理研究

为掌握重型天然气车在实际道路行驶过程中的排放特性,使用便携式车载排放测试系统(PEMS)对2辆国Ⅴ重型天然气车(简称“国Ⅴ车辆”)和2辆国Ⅵ重型天然气车(简称“国Ⅵ车辆”)进行实际道路排放测试,分析了CO和NO_x的排放特征和不同工况下的排放因子. 结果表明:①国Ⅴ车辆在3种代表性道路类型(市区路、市郊路、高速路)下CO和NO_x的高排放区主要分布在中低速区域的加速阶段,而国Ⅵ车辆CO和NO_x的高排放区在市区和市郊路上主要集中在速度大于30 km/h区间,在高速路两种污染物的高排放区分布较为零散. ②根据MOVES模型划分机动车比功率区间(VSP Bin)后发现,国Ⅵ车辆在Bin 11~Bin 18区间,CO和NO_x排放速率基本稳定且处于较低水平;在Bin 21~Bin 28区间,CO和NO_x排放速率均随VSP的增加而逐渐升高. ③国Ⅴ车辆综合工况下CO和NO_x排放因子分别为国Ⅵ车辆的1.1~3.9和3.3~8.2倍,其中,在市区路分别为3.0~25.0和11.3~30.2倍. ④国Ⅴ车辆的NO₂/NO_x(浓度比,下同)远高于国Ⅵ车辆,且在高速路国Ⅴ和国Ⅵ车辆的NO₂/NO_x均最低. 此外,对比不同研究的测试结果发现,本研究国Ⅵ车辆的CO和NO_x排放因子高于其他研究中国Ⅵ重型柴油车. 研究显示,国Ⅵ车辆的CO和NO_x排放因子均低于国Ⅴ车辆,且在市区路下与国Ⅴ车辆差距更明显,因此,推广使用国Ⅵ天然气车,逐步淘汰采用稀薄燃烧技术的天然气车,能有效减少NO_x的排放.      

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…     

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.     

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。     

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。     

北京地区第五阶段在用轻型车OBD监测频率的特征分析

随机采集北京地区200辆满足第5阶段排放标准在用车的车载诊断系统（OBD）的IUPR（OBD监测频率）数据,测试了4种典型车系的在用车在实际道路行驶工况下IUPR各监测项的特征分布,并和NEDC工况下的实验结果进行对比.结果表明：采集数据车辆的OBD系统均能实现对催化器和氧传感器的监控,对EGR和次级氧传感器的监控也可分别达到74%和91%;在用车平均点火循环3.9次才能满足一次目前IUPR的监测条件;各监测项IUPR均值均远大于国五标准限值0.10,但各IUPR监测值分布存在差异,催化转化器和氧传感器的达标率均为92%;实验室NEDC模拟工况基本能实现对各车系机动车尾气排放控制的监测,但4条实际道路测试结果则表明不同车系IUPR监测项分子+1的差异较大;拥堵路况的低速工况下OBD系统难以实现对车辆尾气排放控制系统各监测项的有效监测.因此,需结合北京实际路况进一步完善在用车辆OBD系统的监测条件,实现对北京在用车尾气排放控制系统的有效监控.     

在用汽车简易工况测试排放特性研究

本论文通过不同的测试方法对在用汽车在稳态ASM测试工况、IG195瞬态测试工况下的排放特性进行研究,并与双怠速、怠速测试工况下的排放测试结果进行比较,并对发动机燃油供给方式与排放的关系、车龄与排放的关系、排放因子与车龄的关系进行研究.     

缸内直喷汽油车颗粒物数量及可溶性有机组分排放特性

以一辆国V排放缸内直喷汽油车为研究对象,试验研究了NEDC、FTP-75和WLTC对该车颗粒物质量、23nm~2.5μm固态颗粒物数量、5.6~560nm超细颗粒数量及粒径分布、颗粒物有机组分的影响.结果表明：NEDC、FTP-75、WLTC颗粒粒径分布基本相同,均呈对数双峰分布,在9nm和60nm两个粒径处出现峰值;5.6~23nm颗粒物数量排放占5.6~560nm颗粒物数量的43.1%~57.7%;与NEDC比较,加减速比例高、瞬态性强的FTP-75、WLTC循环的颗粒物质量、23nm~2.5μm固态颗粒数量、5.6~560nm颗粒数量排放增大;缸内直喷汽油车的颗粒物可溶性有机物组分占颗粒物的20.5%~27.9%,可溶性有机物主要为C16和C18的脂肪酸、C20~C29烷径和5环以上的高分子量多环芳烃,测试循环对颗粒SOF排放及组分产生影响,瞬态性强的FTP-75、WLTC的PAHs比例增加.     

发动机工况与行驶挡位对轻型汽油车道路排放的影响

使用便携式排放测试系统(PEMS)在一辆状态良好的轻型汽油轿车上进行实际道路排放试验,研究发动机不同转速、负荷工况与行驶挡位对排放的影响。结果表明:NO_x、CO、CO_2排放速率随着发动机转速与负荷的升高有增加的趋势。市区工况中,NO_x、CO、CO_2排放因子随着行驶挡位的升高有下降的趋势。全工况中以最高挡行驶时,发动机在中、高转速与大负荷、最大负荷条件下运行的比例上升,NO_x、CO排放速率与排放因子有增加的趋势。     

基于北京和昆明海拔条件下的国Ⅵ混合动力车实际道路排放特性研究

为研究国Ⅵ混合动力车在北京和昆明海拔条件下的实际道路排放特性差异,在北京和昆明使用便携式车载排放测试系统（portable emissions measurement system, PEMS）对一辆国Ⅵ混合动力车进行实际道路行驶排放测试.基于实际道路测试的数据,分析了混合动力车在市区、市郊和高速3种类型道路的排放特征,并利用移动平均窗口法和算术平均法计算了混合动力车的排放因子.结果表明：（1）在3种道路类型中一氧化碳（CO）排放速率和颗粒物数量（PN）瞬态数值均出现明显的波动,峰值分别达0.18 g/s和3.75×10¹¹个/s,CO排放速率的波动主要集中在高速路,而PN瞬态数值的波动集中在市区和市郊路.混合动力车的氮氧化物（NO_x）排放速率波动主要出现在市区路,且最大值为0.016 g/s.（2）由于海拔和工况的影响,与混合动力车在北京的污染物排放测试结果相比,在昆明混合动力车的CO排放因子增加了85%,而NO_x和PN排放因子分别下降了37%和27%.（3）分别采用移动平均窗口法和算术平均法（代表车辆原始排放结果）对...     

基于北京和昆明海拔条件下的国Ⅵ混合动力车实际道路排放特性研究

为研究国Ⅵ混合动力车在北京和昆明海拔条件下的实际道路排放特性差异,在北京和昆明使用便携式车载排放测试系统（portable emissions measurement system, PEMS）对一辆国Ⅵ混合动力车进行实际道路行驶排放测试.基于实际道路测试的数据,分析了混合动力车在市区、市郊和高速3种类型道路的排放特征,并利用移动平均窗口法和算术平均法计算了混合动力车的排放因子.结果表明：（1）在3种道路类型中一氧化碳（CO）排放速率和颗粒物数量（PN）瞬态数值均出现明显的波动,峰值分别达0.18 g/s和3.75×10¹¹个/s,CO排放速率的波动主要集中在高速路,而PN瞬态数值的波动集中在市区和市郊路.混合动力车的氮氧化物（NO_x）排放速率波动主要出现在市区路,且最大值为0.016 g/s.（2）由于海拔和工况的影响,与混合动力车在北京的污染物排放测试结果相比,在昆明混合动力车的CO排放因子增加了85%,而NO_x和PN排放因子分别下降了37%和27%.（3）分别采用移动平均窗口法和算术平均法（代表车辆原始排放结果）对...     

国Ⅰ～国Ⅲ重型柴油车尾气PM_(2.5)及其碳质组分的排放特征

机动车排放是大气PM2.5污染的主要来源之一,而在机动车排放的PM2.5中,约80%以上来自重型柴油车.为了研究重型柴油车尾气PM2.5及其碳质组分的排放特征,本研究基于车载排放测试系统(PEMS),对7辆不同排放阶段的重型柴油车进行了尾气PM2.5采样分析,并进一步分析了PM2.5中的OC和EC组分.结果显示,从国Ⅰ到国Ⅲ阶段,重型柴油车PM2.5排放因子分别为(0.466±0.300)g·km-1、(0.112±0.025)g·km-1和(0.056±0.034)g·km-1,表明随着排放标准的加严,测试车辆的尾气PM2.5排放因子呈现显著的下降趋势.行驶工况对重型柴油车尾气PM2.5及其碳质组分排放存在较大影响,PM2.5排放因子在高速和市区工况下相对较高,而在市郊工况下则较低;OC和EC的比值在市区工况下为(2.86±1.07)∶1,而在市郊和高速工况下为(0.97±0.49)∶1.     

天津市机动车尾气排放因子研究

通过调查研究天津市机动车车型构成、保有量、车辆行驶状况、气象数据和油品等基础数据,利用COPERT IV模型计算了在国1、国2、国3、国4和国5排放标准下机动车尾气中CO、NO_x、VOC和PM_(2.5)的排放因子.应用车载测试系统在实际道路上对国4柴油货车的排放因子进行了测量,并将模型结果与实测结果进行了比较,研究表明,国4排放标准下,污染物排放实测数据普遍高于模型模拟数据.对于轻型载货柴油车而言,实际道路测量的CO、NO_x、VOC和PM_(2.5)的排放因子分别是模型模拟数据的2.5、4.3、1.9和1.2倍;对于中型载货柴油车而言,以上污染物的实测排放因子分别是模型的1.3、2.1、1.0和1.2倍;对于重型载货柴油车而言,以上污染物的实测排放因子分别是模型的1.7、1.9、1.1和1.2倍.