(重慶交通大學 重慶 400074)
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。
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。
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。
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。