重型車PEMS試驗平原與高原排放研究

昌小波 陳新海 江綺睿

摘 要：隨著國六法規實施，道路PEMS作為國六法規重要組成部分，承擔著汽車尾氣減排的重要作用。基于為了更好的了解道路實際道路排放在不同海拔、載荷下排放變化，本文以某重型商用客車為例，簡要概述了重型車PEMS在不同環境測試變化下的排放。

關鍵詞：重型車 海拔 PEMS 載荷

Abstract：With the implementation of China VI regulations， road PEMS， as an important part of China VI regulations， plays an important role in automobile exhaust emission reduction. Based on the change of actual road emissions at different altitudes and loads， this paper takes a heavy commercial bus as an example to briefly summarize the emission of heavy vehicle PEMS under different environmental test changes.

Key words：heavy vehicle， altitude， PEMS， load

本文試驗采用的是日本Horiba-OBS-ONE設備，重型車實際道路排放污染物監測主要包括CO、氮氧以及PN（顆粒物數量），該試驗需要滿足溫度不低于-7℃，海拔不高于2400m。本文試驗采用的是N2車型工況進行研究。本文試驗所選地點為沈陽（平原）以及西寧（高原），試驗工況主要包括城市工況（平均車速15-30km/h）、城郊工況（平均車速45-70km/h）及高速工況（平均車速>70km/h），各工況時間占比分別為45±5%、25±5%和30±5%。本試驗排放結果確定采用的是平移窗口原理，基于基準循環做功使用移動平均窗口方法計算排放。原理如下：不是對所有的采集數據進行排放質量計算，而是對有效數據的子集進行計算。每個子集的長度大小應通過循環功與基準試驗室瞬態循環的對應結果一致的原則確定，應采用與數據采樣周期相等的時間間隔△t進行移動平均計算。在以下部分，用于平均排放數據的這些子集稱之為“平均窗口”。任何無效數據均不應用于計算基于循環功平均窗口排放。本文試驗所采集變量如下：

1 基于試驗數據分析

1.1 對于低溫平原空載和滿載數據對比

1.1.1 平原低溫空載試驗，即設備加試驗人員外，不再添加任何載荷，試驗溫度控在（-7℃-0℃）之間，平均海拔50米。

1.1.2 平原低溫載滿試驗，即設備加試驗人員以及加載物達到車輛最大設計總質量，試驗路線和駕駛風格與空載試驗保持一致。

1.2 對于低溫高原空載和滿載數據

1.2.1 高原低溫空載，即設備加試驗人員外，不再添加任何載荷，試驗溫度控在（-7℃-0℃）之間，平均海拔2200米。（表４）

1.2.2 高原低溫滿載，即設備加試驗人員以及加載物達到車輛最大設計總質量，試驗路線和駕駛風格與空載試驗保持一致。（表５）

1.3 對于對于常溫高原空載和滿載數據對于

1.3.1 高原常溫空載，即設備加試驗人員外，不再添加任何載荷，試驗溫度控在（18℃-25℃）之間，平均海拔2200米。（表6）

1.3.2 高原常溫滿，即設備加試驗人員以及加載物達到車輛最大設計總質量，試驗路線和駕駛風格與空載試驗保持一致。（表7）

對于表中數據解釋

（1）對于Nox有效窗口排放數據按照大小從低到高取第90%位置排放數據

（2）對于CO有效窗口排放數據按照大小從低到高取第90%位置排放數據

（3）對于PN有效窗口排放數據按照大小從低到高取第90%位置排放數據

（4）窗口通過率是指有效窗口內排放數據低于限值的個數與總窗口個數比值

（5）NOx<500ppm是指整個試驗過程中NOx排放值低于500ppm個數與總數比值

（6）總做功是指整個試驗過程中發動機所做凈功的總和

2 計算原理

排氣流量計與測試車輛排氣管相連接，排氣流量計可以精確測出車輛尾氣排氣流量，取樣探頭從排氣流量計中進行取樣分析。

（1）發動機循環功計算

W-發動機循環功（kwh）

n-發動機轉速（r/min）

t-發動機扭矩（Nm）

i-試驗時間（s）

（2）計算顆粒物瞬時排放質量

PMt-顆粒物瞬時排放質量，g/s

PMconc-顆粒物瞬時質量濃度，mg/m3

QPM-顆粒物在線設備采樣流量，m3/min

K0-顆粒物濾紙稱重法對顆粒物在線質量濃度校正系數

K1-稀釋系統總流量與經過濾紙累計流量比值

K2-尾氣流量與等比例采樣系統采樣量的比值

（3）比排放的計算

m-各污染物排放量，mg/窗口

W（t2i）-W（t1i）-第i個平均窗口的循環功

（4）最終排放結果計算

L-某種污染物的排放結果

M-某種污染物排放總量

3 總結

本文通過研究得到以下結論：

（1）滿載試驗比空載試驗的PN值要高，說明載荷對重型車的PN影響比較大。

（2）低溫試驗比常溫試驗的Nox高，說明溫度對重型車Nox影響比較大。

（3）高原試驗比平原試驗的Nox高，說明海拔對重型車Nox影響比較大。

參考文獻：

[1]郭淑霞，于雷，宋國華.重型柴油車實測排放因子和MOBILE6預測值的對比分析[J].安全與環境工程.2007，（2）.17-21.

[2]黃成，陳長虹，景啟國，等.重型柴油車實際道路排放與行駛工況的相關性研究[J].環境科學學報.2007，（2）.177-184.