本文關(guān)鍵詞：重型車實(shí)際道路車載排放測試及排放特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京理工大學(xué)》 2015年

重型車實(shí)際道路車載排放測試及排放特性研究

郭佳棟  

【摘要】：本文利用車載排放測試系統(tǒng)(Portable Emission Measurement System, PEMS)，在北京市的實(shí)際道路上對使用不同燃料(柴油、天然氣)，滿足不同排放標(biāo)準(zhǔn)階段(國Ⅲ、國Ⅳ、國Ⅴ)的公交車，包括油電混合公交車進(jìn)行了實(shí)際道路排放特性研究，并使用基于CO2的窗口法對這些公交車在實(shí)際道路上是否能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究評價(jià)。 在實(shí)際道路排放特性的評價(jià)方法中，NTE法由于要求在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷水平下進(jìn)行評價(jià)，不適合用來進(jìn)行城市公交車的實(shí)際道路排放評價(jià)。針對實(shí)際道路上公交車發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)功率和扭矩等信息較難獲得的現(xiàn)狀，論文使用基于CO2窗口法對不同公交車的實(shí)際道路排放進(jìn)行了客觀評價(jià)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率和CO2排放量的對應(yīng)關(guān)系，建立了功基窗口法限值和基于CO2排放量的窗口法限值的對應(yīng)關(guān)系，并以此作為判斷車輛在實(shí)際道路上排放是否滿足法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，，相對于滿足國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的重型柴油車，實(shí)際道路上國Ⅳ、國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)柴油車的CO、THC、PM排放都明顯降低。國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)柴油車由于噴射壓力的增大、燃燒的改善，排氣顆粒物中積聚模態(tài)顆粒物明顯減少，但核模態(tài)顆粒物有增多的趨勢。由于市區(qū)道路上平均車速較低、排氣溫度較低，國Ⅳ柴油公交車的SCR系統(tǒng)不能有效工作，導(dǎo)致大部分國Ⅳ柴油車的實(shí)際NOx排放高于國Ⅲ柴油車，只有在車速大于30km/h以后才低于國Ⅲ柴油車。而國Ⅴ柴油車由于進(jìn)行了有效的熱管理，排氣溫度相對較高，NOx排放明顯降低，但是在車速較低時(shí)的NOx排放依舊高于限值。 并聯(lián)式混合動(dòng)力柴油車和混聯(lián)式混合動(dòng)力柴油車的CO2、THC、CO、PM等污染物都有了明顯下降。但其NOx排放并沒有明顯下降，反而略有升高，主要原因是柴油機(jī)的負(fù)荷和排溫降低，SCR系統(tǒng)實(shí)際工作效率不高�；炻�(lián)式混合動(dòng)力柴油車的NOx排放相對常規(guī)動(dòng)力柴油車有明顯改進(jìn)，但是SCR系統(tǒng)的效率也不能滿足期望，原因是由于發(fā)動(dòng)機(jī)啟�？刂频拇嬖�，導(dǎo)致其排氣溫度更低，因此為降低實(shí)際道路排放，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化其排氣管理系統(tǒng)。 基于理論空燃比燃燒、使用三元催化器進(jìn)行排放控制的天然氣公交車，由于空燃比控制的不精確以及催化劑的老化、失活等現(xiàn)象，在實(shí)際道路上的污染物排放相互之間差別很大，但是該路線有達(dá)到較低排放的技術(shù)能力；使用EGR系統(tǒng)的天然氣公交車，NOx排放得到了進(jìn)一步降低，能夠滿足歐Ⅵ階段標(biāo)準(zhǔn)。采用稀薄燃燒和氧化催化器的天然氣公交車，在實(shí)際道路上NOx排放能夠滿足國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，但是在車速較高時(shí)相對于柴油車沒有優(yōu)勢；使用稀薄燃燒+氧化催化器+SCR系統(tǒng)的天然氣公交車，由于排氣溫度較高，排氣中NO2/NOx比例較高，SCR系統(tǒng)在車速較低時(shí)就可以得到較高的效率，因此NOx排放很低；稀薄燃燒的天然氣公交車，THC和CO排放比柴油車高。 對SCR催化器加裝保溫層可以提高其溫度，從而降低NOx排放。相對于尿素SCR系統(tǒng)，固體SCR系統(tǒng)可以在低溫、低速條件下提高對NOx的降低率。配合使用分子篩催化劑可以進(jìn)一步提高對NOx的降低率。在滿足車輛動(dòng)力性的前提下適當(dāng)降低汽車比功率有助于NOx排放的降低。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的公交車運(yùn)行速度，研究獲得了北京市公交典型工況，VSP和車速作為特征參數(shù)，得到了不同種類公交車的排放速率庫，結(jié)合北京市公交典型工況和不同公交車的排放速率庫，計(jì)算得到了各類公交車在北京市公交典型工況下的排放因子。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.13;U467.48
【目錄】：

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