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[摘要]通过研究NEDC循环工况下整车的瞬态排放情况，分析研究减速断油及怠速停机过程中，氧浓度及温度的变化对整车排放性能的影响。试验结果表明，减速断油过程中，由于没有燃油喷射，新鲜空气被直接排入排气管，造成排气管内氧浓度的增加，并且，减速断油及怠速停机会造成排气管及催化器温度的降低，造成催化器转化率的下降，使发动机再次起动后排放恶化。
[关键词]混合动力 瞬态排放 催化器 转化效
中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0310117－02
一、引言
进入21世纪，越来越高的油价引发了人们对于未来能源安全的担心，各国政府及全球各大汽车生产厂商纷纷加大投入研发新能源汽车，但现阶段能成功实现产业化的只有混合动力汽车。而Start/Stop控制模式的混合动力技术方案因为其价格低廉，将会被越来越多的汽车厂商采用。
Start/Stop控制模式对燃油经济性的改善相当显著，但由于发动机的频繁起停会恶化整车的排放，尤其在拥堵的城市路况。
本文主要考察了轻度弱混混合动力汽车DFCO及怠速停机过程对整车排放的影响。
二、试验工况及试验条件
试验采用的车型为采用Start/Stop控制模式的轻度混合动力汽车，可以实现怠速停机、加速助力、智能充电、制动回收等功能。
试验在AVL排放试验用轮鼓试验台上进行，工况为NEDC循环，如图1所示。为了研究瞬态排放结果，采用AVL公司的模态尾气采集设备，分别采集催化器前后两端的尾气，并在催化器前后两端排气管处分别安装了氧传感器。
利用ETAS公司的LA4 Lambda Meter来采集排气的氧浓度，同时，为了测量排气温度，分别在催化器前后两端排气管及催化器本体上安装K型热电偶，热电偶直径1mm，且去掉前端绝缘层，最大限度的保证热电偶的响应时间。试验设置示意图如图2。
三、试验结果及分析
（一）循环累积排放量
累积排放量为研究瞬态排放的有效方法，可以看出排放值在何时突变。图3、4、5分别为HC、CO、NOx的累积排放量，由图中可以看出，HC、CO的累积排放量在发动机再次起动后的加速过程中增加明显，尤其是CO，而NOx在高速时段累积排放会有较大的提高，造成这些现象的原因是因为在加速段，由于过浓的喷油及发动机转速的提高，使得HC、CO排放恶化，而HC、CO浓度的增加有助于NOx的转化，与传统车不同的是，由于存在减速断油及怠速停机，造成了氧浓度及温度的变化，必然影响排放物的转化效率，使得混合动力车在重起动后的累积排放值比传统车增加明显。
如图6所示为4个测点的温度在NEDC循环工况下的变化情况，其中，T1为催化器前排气管内温度，T2为前催化器载体温度，T3为后催化器载体温度，T4为催化器后排气管内温度，测点示意图见图1。从图6中可以看出，在DFCO过程中，由于排出的为新鲜空气，T1、T4的值明显下降，在停机过程中，由于没有排气，强制对流换热减弱，温度下降并不明显；T2的波谷较之T1有延迟，T3的波谷较之T2又有延迟，这是由于在反应初期，由于排气热量大部分被催化器前段吸收，因此，催化器前部温度比后部温度高，随着反应的进一步进行，前部反应所放出的热量流向后部并被后部载体吸收，因此后部的温度要高于前部温度，加之催化器载体热容量较大，热量的吸收和释放需要一个过程，因此T2、T3的值较之T1有所延迟。
四、结论
NEDC循环工况下，由于混合动力的怠速停机功能，使得发动机频繁起动，虽然相比冷起动过程，热起动的排放要少很多，但是由于DFCO及停机过程氧浓度升高及催化器温度下降，导致催化器转化效率降低，进而会影响最终排放结果；由于NEDC循环工况怠速停机时间只有20S，催化器温度还不足以降到起燃温度以下，但在拥堵的城市工况，怠速停机时间有可能超过2min，如果环境温度也相对较低的情况下，催化器温度极有可能降到起燃温度以下，造成排放的急剧恶化。通过本文的研究，找出影响混合动力车排放的关键因素，对下一步研究混合动力车的控制策略，以满足日益严格的排放法规提出了试验依据。
参考文献：
[1]Bradley Glenn,Gregory Washington and Giorgio Rizzoni.“Operation and Control Strategies for Hybrid Electric Automobiles”.SAE paper.2000-01-1537,April.2000.
[关键词]混合动力 瞬态排放 催化器 转化效
中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0310117－02
一、引言
进入21世纪，越来越高的油价引发了人们对于未来能源安全的担心，各国政府及全球各大汽车生产厂商纷纷加大投入研发新能源汽车，但现阶段能成功实现产业化的只有混合动力汽车。而Start/Stop控制模式的混合动力技术方案因为其价格低廉，将会被越来越多的汽车厂商采用。
Start/Stop控制模式对燃油经济性的改善相当显著，但由于发动机的频繁起停会恶化整车的排放，尤其在拥堵的城市路况。
本文主要考察了轻度弱混混合动力汽车DFCO及怠速停机过程对整车排放的影响。
二、试验工况及试验条件
试验采用的车型为采用Start/Stop控制模式的轻度混合动力汽车，可以实现怠速停机、加速助力、智能充电、制动回收等功能。
试验在AVL排放试验用轮鼓试验台上进行，工况为NEDC循环，如图1所示。为了研究瞬态排放结果，采用AVL公司的模态尾气采集设备，分别采集催化器前后两端的尾气，并在催化器前后两端排气管处分别安装了氧传感器。
利用ETAS公司的LA4 Lambda Meter来采集排气的氧浓度，同时，为了测量排气温度，分别在催化器前后两端排气管及催化器本体上安装K型热电偶，热电偶直径1mm，且去掉前端绝缘层，最大限度的保证热电偶的响应时间。试验设置示意图如图2。
三、试验结果及分析
（一）循环累积排放量
累积排放量为研究瞬态排放的有效方法，可以看出排放值在何时突变。图3、4、5分别为HC、CO、NOx的累积排放量，由图中可以看出，HC、CO的累积排放量在发动机再次起动后的加速过程中增加明显，尤其是CO，而NOx在高速时段累积排放会有较大的提高，造成这些现象的原因是因为在加速段，由于过浓的喷油及发动机转速的提高，使得HC、CO排放恶化，而HC、CO浓度的增加有助于NOx的转化，与传统车不同的是，由于存在减速断油及怠速停机，造成了氧浓度及温度的变化，必然影响排放物的转化效率，使得混合动力车在重起动后的累积排放值比传统车增加明显。
如图6所示为4个测点的温度在NEDC循环工况下的变化情况，其中，T1为催化器前排气管内温度，T2为前催化器载体温度，T3为后催化器载体温度，T4为催化器后排气管内温度，测点示意图见图1。从图6中可以看出，在DFCO过程中，由于排出的为新鲜空气，T1、T4的值明显下降，在停机过程中，由于没有排气，强制对流换热减弱，温度下降并不明显；T2的波谷较之T1有延迟，T3的波谷较之T2又有延迟，这是由于在反应初期，由于排气热量大部分被催化器前段吸收，因此，催化器前部温度比后部温度高，随着反应的进一步进行，前部反应所放出的热量流向后部并被后部载体吸收，因此后部的温度要高于前部温度，加之催化器载体热容量较大，热量的吸收和释放需要一个过程，因此T2、T3的值较之T1有所延迟。
四、结论
NEDC循环工况下，由于混合动力的怠速停机功能，使得发动机频繁起动，虽然相比冷起动过程，热起动的排放要少很多，但是由于DFCO及停机过程氧浓度升高及催化器温度下降，导致催化器转化效率降低，进而会影响最终排放结果；由于NEDC循环工况怠速停机时间只有20S，催化器温度还不足以降到起燃温度以下，但在拥堵的城市工况，怠速停机时间有可能超过2min，如果环境温度也相对较低的情况下，催化器温度极有可能降到起燃温度以下，造成排放的急剧恶化。通过本文的研究，找出影响混合动力车排放的关键因素，对下一步研究混合动力车的控制策略，以满足日益严格的排放法规提出了试验依据。
参考文献：
[1]Bradley Glenn,Gregory Washington and Giorgio Rizzoni.“Operation and Control Strategies for Hybrid Electric Automobiles”.SAE paper.2000-01-1537,April.2000.