LNG-電混合動(dòng)力公交車道路排放特性與在用符合性評(píng)價(jià)研究.pdf

1、城市公交車輛實(shí)際運(yùn)行工況與型式核準(zhǔn)臺(tái)架測(cè)試循環(huán)工況存在較大差異，導(dǎo)致城市公交車輛實(shí)際道路排放與臺(tái)架測(cè)試排放水平之間存在差異。為彌補(bǔ)臺(tái)架測(cè)試型式核準(zhǔn)循環(huán)工況無(wú)法全面覆蓋車輛實(shí)際運(yùn)行工況的不足，美國(guó)和歐盟均提出采用基于便攜式車載測(cè)試系統(tǒng)（PEMS）的實(shí)際行駛排放（RDE）測(cè)試方法進(jìn)行重型車輛排放在用符合性檢查，分別采用NTE法和功基窗口法分析處理車載排放測(cè)試數(shù)據(jù)，以評(píng)價(jià)重型車輛實(shí)際行駛排放水平。我國(guó)出臺(tái)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《重型車用發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車車載測(cè)

2、量方法及排放限值》（征求意見(jiàn)稿），該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用基于 PEMS的 RDE測(cè)試方法進(jìn)行重型車輛排放在用符合性檢查。
　　本文以廣州市典型 LNG-電混合動(dòng)力公交車為研究對(duì)象，在公交線路上開(kāi)展RDE測(cè)試，通過(guò)PEMS和CAN總線實(shí)時(shí)采集排氣污染物體積分?jǐn)?shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩等數(shù)據(jù)，研究城市公交車行駛工況及排放特征。對(duì)比分析城市公交車輛實(shí)際工況、ETC循環(huán)工況和 WHTC循環(huán)工況的分布特征。研究比功率、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況和混合度分布特征及其對(duì)

3、整車排放的影響。分別采用NTE法和功基窗口法進(jìn)行對(duì)象公交車輛實(shí)際行駛排放水平評(píng)價(jià)與分析，探索NTE法和功基窗口法的適用性。基于試驗(yàn)車輛實(shí)際工況分布特征，調(diào)整 NTE事件持續(xù)時(shí)間限值、N TE區(qū)域邊界及歐盟功基窗口法中有效功基窗口的定義，形成修正后的NTE法、功基窗口法，并用于評(píng)估研究對(duì)象LNG-電混合動(dòng)力公交車輛道路排放水平。
　　本研究得到以下結(jié)果與結(jié)論：
　?。?）公交車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況主要分布在中小轉(zhuǎn)速與中小扭矩區(qū)，不同

4、于 ETC循環(huán)工況主要分布在中高轉(zhuǎn)速與中高扭矩區(qū)。相比于 ETC循環(huán)，WHTC循環(huán)在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率和怠速比例等工況特征參數(shù)方面與廣州市公交車運(yùn)行工況特征參數(shù)更接近。
　?。?）本研究的LNG-電混合公交車在混合度大于46.4％、速度低于23.5km/h時(shí)，車輛由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率主要用于驅(qū)動(dòng)空調(diào)工作，排放較低?；旌隙刃∮?6.4%、速度大于23.5k m/h時(shí)，車輛主要由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)，排放相對(duì)較高。
　　（3

5、）本研究車載測(cè)試時(shí)長(zhǎng)8438s，測(cè)試?yán)锍?1.2km?；诿绹?guó)NTE法計(jì)算得到有效N TE事件7個(gè)，N TE事件工況點(diǎn)數(shù)量占比僅為3.25%。城市公交車輛運(yùn)行工況主要分布在中小轉(zhuǎn)速與中小扭矩區(qū)，不同于N TE區(qū)域分布在中高轉(zhuǎn)速與中高扭矩區(qū)，且城市公交車發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化頻繁，因此較難形成有效N TE事件。本文將N TE事件持續(xù)時(shí)間限值由30s調(diào)整為20s，且將美國(guó)NTE區(qū)域轉(zhuǎn)速下邊界由 n15轉(zhuǎn)速降低至 nlo轉(zhuǎn)速、功率下邊界由30%最大功

6、率降低至20%最大功率。結(jié)果表明，修正后獲得的NTE事件數(shù)量增加了5.28倍，NTE事件工況點(diǎn)數(shù)量占比增加了16.84%，全部 NTE事件工況點(diǎn) CO、NOX和 HC平均比排放數(shù)值分別為0.050g/kW·h、3.77g/kW·h和0.62g/kW·h。分析表明，在全部NTE事件中，CO和HC比排放數(shù)值均低于本文設(shè)定的N TE排放限值，而NOX比排放數(shù)值高于N TE排放限值。
　?。?）基于ETC循環(huán)功計(jì)算得到的有效功基窗口數(shù)量為

7、69個(gè)，僅占全部功基窗口數(shù)量的1.21%。城市公交車輛運(yùn)行工況主要分布在中小轉(zhuǎn)速與中小扭矩區(qū)，不同于ETC循環(huán)工況主要分布在中高轉(zhuǎn)速與中高扭矩區(qū)，因此有效功基窗口數(shù)量較少。本文將窗口平均功率百分比限值由20%調(diào)整為18%。結(jié)果表明，修正后獲得的有效功基窗口數(shù)量占比增加了75.28%，在全部有效功基窗口中，功基窗口持續(xù)時(shí)間平均值為ETC循環(huán)時(shí)長(zhǎng)的1.39倍，CO、NOX和HC比排放平均值分別為0.070g/kW·h、7.90g/kW·h和