计及冷起动排放的轻型汽车实际行驶排放试验的评价方法

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将实际行驶排放(RDE)试验程序引入轻型车排放法规是防治车辆污染物排放、改善大气环境质量的有效技术方案。国六排放法规新增了RDE试验要求,但现阶段RDE法规尚未将车辆冷起动阶段的排放纳入监管范围。为更真实、全面的反映车辆实际排放水平,在RDE试验中考虑冷起动排放十分必要。为探究计及冷起动排放的轻型汽车RDE试验的评价方法,本文利用4辆满足国六a阶段法规要求的轻型汽油车在4条选定的试验路线开展系列RDE试验,具体研究内容如下:为评估冷起动污染物排放对市区和全行程排放的贡献,利用其中1辆汽油车在所选的4条路线中完成共计8次冷起动RDE试验,结果表明:冷起动CO排放对市区和全行程的贡献平均为28.3%和11.3%;冷起动NOx排放的贡献平均高达31.9%和14.4%;冷起动PN排放的贡献平均为39.8%和5.8%;较之CO、NOx和PN排放,冷起动CO2排放对市区和全行程总排放的贡献相对较低,分别为5.8%和2.6%。由此证明在RDE试验评估中考虑冷起动排放的必要性。由于RDE试验边界条件(如环境条件、行驶路线、车辆运行条件等)复杂,冷起动试验结果展现出可重复性差、变化大的特点,计及冷起动排放会使得RDE试验可重复性差的问题更为严重。为此,本文进一步探究了8次试验冷起动排放差异的原因,分析表明,从冷起动全程来看,CO和CO2排放与平均冷却液温度具有良好的相关性,而NOx和PN排放则与平均车速明显相关。此外,8次试验冷起动排放结果差异较大,这与冷起动最开始50 s内动力学参数v·apos(速度与正向加速度乘积)密切相关。建议在完善考虑冷起动排放的RDE测试程序时对冷起动初始阶段(如冷起动的前50 s)的动力学参数进行严格限定。另外,本文对3辆轻型汽油车完成的系列RDE试验数据分别采用移动平均窗口法(现阶段国六法规所采用)和累积平均法(现阶段欧六法规所采用)进行计算分析,以探究计及冷起动排放的RDE试验的合理评估方法。结果表明,这两种方法在处理包括冷起动在内的RDE数据时都存在缺陷:移动平均窗口法不合理地低估了冷起动排放;累积平均法有增加RDE试验评估结果的不一致性的趋势,特别是在计算评估中考虑冷起动排放后。鉴于冷起动排放特性与非冷起动排放特性存在本质区别,本文提出将整个RDE试验行程划分为冷起动行程和非冷起动行程,并分别采用累积平均法和移动平均窗口法分别对两段行程排放进行评估。此外,冷起动行程的排放因子需根据车辆在WLTC循环下冷起动阶段的CO2排放量进行修正。最终结果表明,所提方法可有效评估车辆冷起动排放的同时提高评估结果的一致性。
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