关于中国在用汽车排污控制的若干问题——柴油车部分

文章结合《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》（GB3847—2005）修订中的重大问题阐述中国在用柴油车排气烟度控制方面的新要求。主要包括：国10以来在用重型柴油车自由加速法的排气烟度限值、国2和国3柴油发动机的排气烟度水平、排放符合GB18352的压燃式轻型在用车的排气烟度限值、制造厂新生产汽车的烟度检验标准、在用柴油车加载减速工况检测法简介、制定加载减速工况法烟度限值的基本原则和方法、供地方参考的排放限值等。     

压燃式发动机/车国家排放标准技术要点

作为我国对柴油车排气烟度控制的重要技术法规,国家强制性污染物排放标准GB3847-2005《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》已于2005年5月30日批准发布,要求2005年7月1日实施.本文对该标准的修订背景、修订必要性、新老标准替代关系、新标准主要修订和增补的内容、各种检测的排放限值和在用汽车的排放监控等方面的要点进行阐述.     

聚甲氧基二甲醚对柴油车非常规污染物排放特性研究

在底盘测功机上,对6辆不同排放标准的柴油车燃用不同比例聚甲氧基二甲醚(PODE)-柴油混合燃料时,排放的非甲烷总烃(NMHC)、醛酮类化合物和苯系物进行了测试研究。结果表明,掺混一定比例PODE的混合燃料能显著降低柴油车的NMHC排放浓度,这种效果在排放浓度较高的国3车上更为显著,国5车在70 km/h工况下使用PODE混合燃料反而会造成NMHC排放浓度的增加;柴油车燃用不同燃料时排放醛酮类物质均以C_4以下小分子物质为主,约占总量的93%以上,燃用PODE混合燃料会造成柴油车尾气中醛酮类物质尤其是甲醛浓度的增加;燃用PODE混合燃料会造成苯系物种类和浓度的增加,但其浓度绝对值并不高。     

重型柴油车区域达标法和窗口平均值法对中国典型路况的适应性

选择2台重型柴油车发动机,在测功机台架上复现其在中国典型道路工况下的运行过程,并测取发动机的外特性曲线、特征转速和ETC（European Transient Cycle,欧洲瞬态循环）做功量;在此基础上,基于美国和欧洲2种典型的重型在用车符合性检测方法,即NTE(Not To Exceed,区域达标)法和AWM(Averaging Window Method,窗口平均值法),对比研究了这2种方法对中国重型柴油车典型道路工况的适应性. 结果发现:NTE法对在重庆国道高速公路下运行的重型柴油车工况具有较好的覆盖性,但对北京通州的公交车运行工况的覆盖性较差;改变NTE事件的采样时间准则和控制区域定义,对NOx比排放的数值影响不大. AWM能够利用全部的道路工况数据,但是由于怠速工况的存在,使得用该方法计算出的平均NOx比排放值比NTE法得出的数值偏高;而基于ETC循环做功量的窗口平均NOx比排放值具有较为合理的离散度.      

现行柴油车管理制度有哪些缺失?

<正>国务院批准北京市自2015年6月1日起重型柴油车全面实施《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段)》(GB17691-2005)标准第五阶段排放控制要求,北京市成为全国首个全面实施国五阶段机动车排放标准的城市.预计实施后,北京市第五阶段重型柴油车单车氮氧化物可削减40%左右.     

国Ⅴ柴油机燃用丁醇-柴油混合燃料颗粒粒径分布特性试验研究

在一台不做任何改动的国Ⅴ共轨柴油机上,运用发动机排气颗粒数量和粒径分析仪EEPS,结合实测空燃比,在外特性以及最大转矩转速和额定转速两个不同转速的负荷特性下,对比研究了柴油机燃用不同体积分数(10%、15%、20%、30%、40%)的丁醇-柴油混合燃料(Bu10、Bu15、Bu20、Bu30、Bu40)和国Ⅴ柴油(D100)对排气颗粒数量浓度、质量浓度及颗粒数量浓度粒径分布特性的影响.结果表明,外特性下,随着转速的升高,丁醇-柴油混合燃料和纯柴油的颗粒数量浓度粒径分布都向单峰对数正态分布转变.随丁醇掺混比例的增加,核模态颗粒和小粒径聚集态颗粒排放数量浓度在各工况下都有不同程度的降低;大粒径聚集态颗粒数量排放在低速低负荷时会略有增加,而在高速高负荷时会略有降低或基本不变.掺混丁醇后,各工况的颗粒总数量浓度和总质量浓度都会降低,在高速高负荷时最明显.     

基于随机森林的开封市重型柴油车NOx排放总量估算模型

近年来,在相关法律文件的推动下,监控平台技术得到发展与应用,有助于准确、实时获取海量实车行驶和排放数据,为建立机动车排放清单提供了重要数据基础.基于此背景,本文依托河南开封重型柴油车远程监控平台排放大数据,考虑了中观尺度上的活动因子分布特征及活动因子的影响权重,利用随机森林回归模型对重型柴油车污染物排放量预测方法进行研究.结果表明：①开封市重型柴油车行驶工况呈Ω型分布,而且随着发动机排量的增大,工况范围有逐渐缩小的趋势,且重型柴油车有20%的时间行驶在怠速区域和至少40%的时间行驶在中低转速区域.②在样本车中,在活动因子影响程度占比排序方面,有超过80%的柴油车将车速排在首位,其次分别是SCR床温、废气流量、发动机转速、燃料流量.③NO_x排放总量估算模型计算的6种典型排量下的重型柴油车NO_x排放总量与实际排放总量相比,误差不超过25%,能够满足实际需求.     

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。     

重型柴油车NOx排放因子与其浓度相关性研究

重型柴油车排放的NO_x污染物对环境空气质量影响较大,受排放标准、排放控制技术水平、检测方法、驾驶工况等众多因素的影响,当前较难整体评估在用重型柴油车的实际排放状况.本研究首先通过发动机排放台架试验及实际道路排放(PEMS)循环试验,探究了重型柴油车NO_x排放因子与NO_x平均浓度之间的内在联系;其次,研究了远程监控有效数据筛选规则,提出了一种基于NO_x日均浓度评估远程监控重型柴油车NO_x排放因子的方法.结果表明：重型柴油车发动机排放台架、PEMS循环试验的NO_x排放因子均与NO_x平均浓度呈较强相关性,相关系数(R²)为0.99.通过远程监控平台监测数据验证了重型柴油车的NO_x排放因子与NO_x日均浓度有一定相关性,R²高于0.9(p<0.01).因此,可用重型柴油车排放的NO_x日均浓度来表征整车污染物排放情况.研究显示,安装...     

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…     

不同负荷CNG/汽油两用燃料电控发动机排放物对环境影响研究

CNG/汽油两用燃料发动机的开发是交通运输领域解决能源危机和环境污染的问题最为便捷和有效的途径.基于一台4RB2电控汽油机加装顺序喷射天然气系统,在完成动力性标定的基础上,开展了发动机在不同负荷CNG/汽油两种燃烧模式下,能量消耗和NOx、HC、CO等有害排放物对环境影响研究.结果发现,各测试负荷工况下,发动机燃用CNG的能耗比燃用汽油的低,NOx、HC、CO三种有害排放物亦优于汽油燃烧模式,说明了CNG作为点燃式发动机燃料对保护环境的优越性.     

层燃锅炉低氮燃烧技术研究

通过对2 t/h层燃锅炉燃烧条件的分析,提出低氮燃烧技术改造方案,并进行燃料分级燃烧、空气分级燃烧和烟气循环对NOx排放控制影响的研究。研究结果表明:采用分室配风实现空气分级燃烧和燃料分级燃烧,NOx排放量由260~359 mg/m3降为137~182 mg/m3;循环烟气率达10%~15%时,烟气循环可实现降低NOx排放3%~5%;相同燃烧状况下,低氮燃烧技术优化后NOx的排放浓度由低氮燃烧改造前的301~430 mg/m3降低到137~182 mg/m3。层燃锅炉低氮燃烧改造后烟气中NOx浓度低于200 mg/m3,可作为有效的NOx控制技术。     

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.     

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.     

杭州市机动车NO_x排放清单的建立及其对空气质量的影响

以杭州市主城区为例,对车辆信息(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)进行了调研和测试,并根据IVE模型计算了机动车NOx的排放清单.结果表明,2004年杭州市主城区机动车NOx排放总量为25 100 t,其中,轻型客车、出租车、公交车、重型货车和轻型货车的年排放量分别为5 800,1 100,7 300,9 200和1 700 t.在此基础上,通过AERMOD模型模拟了城市机动车源NOx年均质量浓度以及城市空气中总的NOx年均质量浓度空间分布,得出机动车排放的NOx对总的NOx年均质量浓度的贡献率为40.91%,并对贡献率的空间分布进行了分析.     

在用柴油车环保定期检测NOx的可行性研究

利用发动机台架测试设备对柴油车氮氧化物检测设备进行了对比测试,并对部分发动机的典型工况点和实际车辆进行了氮氧化物排放测试。结果表明,化学电池为原理的检测设备,容易劣化,不建议使用。加载减速工况中的工况点经过调整,能够满足氮氧化物检测要求。对于配备有SCR的符合国四排放标准以上的车辆,进行氮氧化物检测是可行的。经过对不同排放水平的排放检测,氮氧化物检测限值初步确定为1300ppm。     

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%。     

国家第二阶段机动车排放标准开始实施

近日,国家环保总局发布《关于实施国家第二阶段机动车排放标准的公告》,要求从2003年9月1日起,所有进行定型的重型汽车(包括压燃式发动机及装用压燃式发动机的重型车辆、点燃式发动机及装用点燃式发动机的重型车辆)必须符合国家第二阶段型式核准排放限值(相当于欧洲2号标准),这标志着我国的机动车排放污染控制进入了一个新的阶段。     

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.     

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。