高海拔對汽油車CO排放的影響

(重慶交通大學 重慶 400074)

引言

隨著國家公路網向西部地區的延伸，高海拔寒區公路隧道數量逐年遞增。在高海拔寒區隧道內，海拔的增加，使空氣中的氧氣含量明顯變低。對于汽油車，因為氧氣的含量降低使其燃油不能燃燒充分，可能會導致污染物排放量增加，這使高海拔寒區隧道的通風問題成為了人們關注的焦點之一[1]。

對于有害氣體基準排放量的研究，臺架試驗是必不可少的步驟。為此，本文對西藏高海拔地區和重慶市區的汽油車CO排放的實測數據對比分析，研究結果表明“高海拔地區汽油車CO的排放量遠高于低海拔地區”，可為高寒地區公路隧道通風節能設計提供參考依據。

一、污染物排放

(一)CO排放

根據《公路隧道通風設計細則》[2]，稀釋CO的需風量按式(1)計算：

(1)

式中：Qreq(CO)隧道稀釋CO的需風量(m3/s)；QCO：隧道CO排放量(m3/s)；δ：CO濃度；p0：標準大氣壓(kN/m2),取101.325 kN/m2；p：隧址大氣壓(kN/m2)；T0：標準氣溫(K)，取273K；T：隧址夏季氣溫(K)

CO排放量計算如式(2)所示：

(2)

式中：QCO：隧道CO排放量(m3/s)；qco：設計目標年份的CO基準排放量[m3/(veh·km)]；fa：考慮CO的車況系數；fd：車密度系數；fn：考慮CO的海拔高度系數；fm：考慮CO的車型系數；fiv：考慮CO的縱坡—車速系數；n：車型類別數；Nm：相應車輛的交通量。

二、數據分析

本文分別在試驗地點隨機取樣，樣本容量為50。將汽油車車型按照基準質量(RM)分為四大類：①1020≤RM≤1250；②1250≤RM≤1470；③1470≤RM≤1700；④1700≤RM≤1930。經分析，高低海拔汽油車CO排放量數據如表1所示。并繪制出在穩態工況法(ASM)試驗條件下，西藏地區和重慶地區CO排放量的柱狀對比圖，如圖1所示。

表1 CO排放數據表

圖1 西藏與重慶地區CO排放量對比圖

柱狀圖直觀地體現出，在高海拔地區CO排放量明顯高于低海拔地區。經計算，按照基準排量將車型分類，在1020≤RM≤1250時，西藏地區CO排放量比重慶地區高41%；在1250≤RM≤1470時，西藏地區CO排放量比重慶地區高37%；在1470≤RM≤1700時，西藏地區CO排放量約是重慶地區的兩倍。

三、結語

本文得出，高海拔地區CO排放量約是低海拔地區CO排放量的1.26～2.4倍。證實了汽油車在高海拔地區與低海拔地區的CO排放量有明顯差異。通過對高、低海拔臺架試驗中CO排放的研究，希望能對以后CO海拔高度系數和CO基準排放量的更正修改提供參考。