论文部分内容阅读
随着大气污染日益严重,我国对汽车尾气排放要求越来越严格,并推出相应法规。目前我国排放标准中的要求与国际标准基本相当甚至有些部分更严,其中轻型汽车和重型柴油车第六阶段排放标准已分别于2016年12月、2018年6月发布。但是,重型汽油车标准目前仍处于第四阶段,其以发动机台架排放测量作为型式认证的方法难以反映重型汽油车在实际使用中的排放水平;且重型汽油车排放主要集中在冷启动阶段,而现有的排放测试方法无冷启动阶段的排放测试要求。此外,零度以下温度环境对整车排放具有显著影响,而现行标准并未涉及低温冷启动排放测试。基于此,本文开展重型汽油车整车排放测试方法的研究,包括重型汽油车底盘测功机排放测试系统开发,基于底盘测功机的重型汽油车排放测试方法研究,环境温度对重型汽油车污染物排放影响研究,基于中国工况的重型汽油车污染物排放研究。本研究为重型汽油车新阶段排放标准的制修订提供依据。
基于整车进行排放测试,更能反映重型汽油车实际道路行驶排放,本文首先开发并搭建了底盘测功机排放测试系统,对底盘测功机技术要求、排气污染物取样和分析方法进行了规定。提出了基于整车的排放量计算方法,将基于发动机循环功的排放计算方法转化为基于整车行驶里程的计算方法,通过底盘测功机与实际道路匀速工况下排放测试对比,以及底盘测功机排放与实际道路排放重复性测试对比分析,得出基于底盘测功机排放测试方法可真实反映实际道路排放情况,并对该方法进行了验证。基于该方法,对比分析NEDC循环、FTP75循环和C-WTVC循环等不同测试循环,并根据实际道路驾驶情况进行验证,得出C-WTVC循环是目前最为合适的重型整车排放测试循环。
进一步对车辆冷启动条件下排放测试进行研究,采用合理的冷热启动试验循环的占比,建立基于底盘测功机的排放测试评价体系。环境温度对重型汽油车冷启动排放影响显著,因此基于上述测试方法及评价体系,研究环境温度对重型汽油车冷启动排放的影响。对比分析常温常压、-7℃和-10℃的环境温度条件对整车CO、THC和NOx排放的影响。通过瞬态污染物排放分析,发现重型汽油车污染物的排放主要集中在冷启动阶段,且随着环境温度的降低,CO和THC排放显著增加;冷启动完成后,各污染物的排放量均降低,且受环境温度的影响不大。综合整个测试过程可知,环境温度对重型汽油车CO排放影响最大,THC排放次之,NOx排放影响最小。
基于增程式重型汽油货车,开展中国工况对本测试方法的适应性研究。对比分析中国工况CHTC-HT、C-WTVC工况、实际道路PEMS路谱(1800s)三种工况曲线对CO、THC和NOx污染物综合排放和瞬态排放的影响。综合排放比较可得,常温条件下,三种行驶曲线污染物排放均较低。低温条件下,各污染物排放增加,且随温度的降低进一步增加。其中,CO排放在CHTC-HT循环条件下较高,PEMS路谱条件下最低;THC排放随温度变化影响较小,且三种行驶曲线条件下差异不大。瞬态排放比较可得,常温条件下,三种曲线各污染物排放较为稳定,在低速市区阶段,存在个别峰值。其中PEMS路谱三种污染物排放略高;-7℃低温条件下的排放测试结果可以看出,中国工况CHTC-HT三种污染物排放最高;-10℃低温条件下,中国工况CHTC-HT曲线下CO和THC排放较高。
综上所述,本文基于底盘测功机开发了一套能反映重型汽油车实际行驶排放的试验方法,将现有的发动机台架认证方法调整为整车排放认证方法,并建立相应的计算评价体系;同时将冷启动排放纳入整车排放评价体系,更能真实反映实际道路排放情况。基于以上测试方法开展环境温度对重型汽油车污染物排放影响研究,并进一步开展中国工况对本测试方法的适应性的研究,对重型汽油车新阶段标准标准的制修订具有重要意义。
基于整车进行排放测试,更能反映重型汽油车实际道路行驶排放,本文首先开发并搭建了底盘测功机排放测试系统,对底盘测功机技术要求、排气污染物取样和分析方法进行了规定。提出了基于整车的排放量计算方法,将基于发动机循环功的排放计算方法转化为基于整车行驶里程的计算方法,通过底盘测功机与实际道路匀速工况下排放测试对比,以及底盘测功机排放与实际道路排放重复性测试对比分析,得出基于底盘测功机排放测试方法可真实反映实际道路排放情况,并对该方法进行了验证。基于该方法,对比分析NEDC循环、FTP75循环和C-WTVC循环等不同测试循环,并根据实际道路驾驶情况进行验证,得出C-WTVC循环是目前最为合适的重型整车排放测试循环。
进一步对车辆冷启动条件下排放测试进行研究,采用合理的冷热启动试验循环的占比,建立基于底盘测功机的排放测试评价体系。环境温度对重型汽油车冷启动排放影响显著,因此基于上述测试方法及评价体系,研究环境温度对重型汽油车冷启动排放的影响。对比分析常温常压、-7℃和-10℃的环境温度条件对整车CO、THC和NOx排放的影响。通过瞬态污染物排放分析,发现重型汽油车污染物的排放主要集中在冷启动阶段,且随着环境温度的降低,CO和THC排放显著增加;冷启动完成后,各污染物的排放量均降低,且受环境温度的影响不大。综合整个测试过程可知,环境温度对重型汽油车CO排放影响最大,THC排放次之,NOx排放影响最小。
基于增程式重型汽油货车,开展中国工况对本测试方法的适应性研究。对比分析中国工况CHTC-HT、C-WTVC工况、实际道路PEMS路谱(1800s)三种工况曲线对CO、THC和NOx污染物综合排放和瞬态排放的影响。综合排放比较可得,常温条件下,三种行驶曲线污染物排放均较低。低温条件下,各污染物排放增加,且随温度的降低进一步增加。其中,CO排放在CHTC-HT循环条件下较高,PEMS路谱条件下最低;THC排放随温度变化影响较小,且三种行驶曲线条件下差异不大。瞬态排放比较可得,常温条件下,三种曲线各污染物排放较为稳定,在低速市区阶段,存在个别峰值。其中PEMS路谱三种污染物排放略高;-7℃低温条件下的排放测试结果可以看出,中国工况CHTC-HT三种污染物排放最高;-10℃低温条件下,中国工况CHTC-HT曲线下CO和THC排放较高。
综上所述,本文基于底盘测功机开发了一套能反映重型汽油车实际行驶排放的试验方法,将现有的发动机台架认证方法调整为整车排放认证方法,并建立相应的计算评价体系;同时将冷启动排放纳入整车排放评价体系,更能真实反映实际道路排放情况。基于以上测试方法开展环境温度对重型汽油车污染物排放影响研究,并进一步开展中国工况对本测试方法的适应性的研究,对重型汽油车新阶段标准标准的制修订具有重要意义。