轻型车实际行驶污染物排放试验在中国的适用性研究

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为了控制机动车尾气排放,各国法规的排放限值不断降低。大量研究表明在实验室转鼓循环试验中满足排放法规限值的车辆在实际道路行驶时排放有可能严重超标,为了更有效的控制机动车的实际道路排放,欧盟在欧6法规中加入实际行驶污染物排放RDE试验作为实验室测试程序的补充。中国于2016年底颁布轻型车国六法规,正式引入实际行驶污染物排放RDE试验作为II型试验。目前RDE法规尚未完善,欧盟不断根据最新研究成果更新RDE法规。中国在引入RDE法规的过程中应根据中国的实际情况进行RDE法规中相关边界条件和数据处理方法的适应性研究。本文按照国六轻型车RDE试验规程,使用便携式车载排放测试系统(PEMS)在不同城市对不同车辆进行了大量的实际行驶污染物排放RDE试验,研究了海拔和温度边界条件对RDE各污染物排放的影响,分析了冷启动排放和行程动力学参数对RDE试验结果的影响,探讨了移动平均窗口法计算中CO2参考值以及P1、P2、P3点系数的选择依据,结果表明:对于海拔边界条件扩展,轻型汽油车的实际行驶各污染物排放随海拔升高无明显变化规律,高海拔排放无明显恶化,各污染物排放均满足RDE限值要求。轻型柴油车NOx排放CF系数高达7.65,实际行驶排放随海拔变化无明显规律。高原高速工况因空气阻力降低导致CO2排放偏低,易造成窗口正常性验证失败,对此本文提出了三种可能的解决方案并分析了各自的优缺点。对于温度条件的扩展,通过在环境仓内进行转鼓试验,证实了低温条件下车辆的冷启动CO和PN排放恶劣,高温条件下NOx排放恶劣,有必要针对温度扩展条件进行扩展系数定义。RDE试验冷启动数据剔除对气态污染物计算影响很小,控制在2%以内,造成直喷汽油车和柴油车的PN排放分别被低估10%和60%左右。车辆在RDE试验中各污染物的排放受驾驶行为影响较大,RDE试验中NOx和PN排放结果与车辆的动力学参数v?apos</sub>[95]和RPA的相关关系明显,根据污染物与行程动力学参数相关关系提出了一种根据动力学参数对RDE试验结果进行修正的方法。在移动平均窗口法计算中,CO2参考值选择太小时,窗口CO2波动较大,易造成CO排放被低估;CO2参考值选择太大时,会造成计算时市区和高速的排放计算权重降低。车辆在实际道路上的CO2排放量与车辆的加速度分布存在较强关联,中国车辆实际道路行驶时的加速度分布中匀速和缓加减速过程占比更大,建议将P1、P2、P3点的系数降低或者将tol_1的扩展上限增加到50%以增加RDE试验正常性验证的通过性。
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