轻型车氨排放因子研究

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近年来,我国北方部分城市区域频繁发生严重的雾霾现象,而雾霾的主要成因是大气中的颗粒物污染,大气中的二次颗粒物主要来源之一是轻型车排放的氨与大气中的酸性物质反应生成的铵盐。为了更好地研究轻型车的氨排放特性,本文中对满足国Ⅱ~国Ⅵ各阶段法规标准的多辆轻型车进行了测试,得到整车氨排放因子,分析在整车运行过程中影响轻型车氨排放的相关因素。同时本文中结合机动车比功率等相关理论,分析了行驶工况对氨排放的影响。本研究中发现,随着排放法规的日益严格,轻型车的CO排放与NOx排放逐渐降低,同时,轻型车的氨排放已经成为尾气排放中的主要成分之一。本文中的国Ⅴ标准实验车平均氨排放因子为15.41mg/km,已经与NOx平均排放因子(22.54mg/km)在同一数量级上。同时在研究循环过程中的瞬态工况中发现,NH3的大量生成主要集中在持续加速阶段,在车辆加速过程中生成的NH3可达整个循环排放量的60%以上。本文中从整车层面上对氨排放因子产生影响的部分因素进行了分析,首先,利用耐久性实验车的行驶里程作为整车实验中的单一参数研究里程对氨排放的影响(确保耐久性试验过程中三元催化剂等关键部件不更换),在0~8万公里范围内,随着耐久车行驶里程的增加,常规污染物排放开始上升,而NH3呈现整体上升但是局部下降趋势,在0~8万公里区间内NH3的劣化系数为13.39。其次,本文对常规污染物与氨排放的相关性进行了分析,结果显示,在循环过程尤其是循环中的加速过程中,CO、THC排放与NH3排放之间均存在较强的相关性(相关系数可达0.89);在加速过程中,由于混合气加浓,原排中CO和THC含量增加,导致三元催化剂内还原环境较强,部分NOx被转化为NH3,在整个测试循环中,NOx向NH3的转化率可达6.13%。为分析行驶工况与氨排放的相关关系,本文中将不同速度区间、加速区间与VSP区间内的氨排放进行了分析。本研究表明,在速度区间内,国Ⅱ标准车辆氨排放因子呈现较为明显的U型分布,低速区间与高速区间氨排放较高,而国Ⅴ标准车辆的氨排放因子在车速较低的区间内较高。同时,在整个循环内,轻型车氨排放随着加速程度的增加而变大,在低速区间和高速区间尤为明显。另外,随着机动车比功率值的增大,氨的质量排放因子逐渐增加,当该值为21k W/t时,国Ⅴ标准车辆的氨的平均质量排放率可达70.54mg/km,此时对应的行驶工况为超高速段内持续时间较长的加速区间。
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