车辆道路实际排放特征研究及应用

道路车辆论文 PEMS论文 排放因子论文
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机动车对环境的污染问题已经引起社会的广泛关注。传统的实验室对机动车排放评估方法,由于其工况不能反映实际道路驾驶行为等原因,未能完全反映车辆实际道路排放情况。为了更深入地了解车辆实际排放状况,从而也为我国制定有效的机动车排放控制政策提供科学客观的数据,本课题提出了采用车载排放测试的方法来研究实际道路行驶机动车的排放。 本研究国内首次创新性地提出适合我国国情的车辆道路排放测试方法。对轻型车主要使用OBS-2200来测量CO、THC、NOx;重型车使用OBS+ELPI测量CO、THC、NOx、PM,并进行了实际道路测试验证,获得了大量实际道路车辆排放数据。 针对70多辆轻型汽油车的测试表明:车辆实际道路得到的排放因子比实验室法规情况下测量的排放因子要高的多。车辆排放耐久性测试的劣化系数CO为6.2,NOx为5.4,THC为7.1,这大大高于法规认为1.2的系数。并且我们根据测量所得的天津市实际道路车辆排放因子,前瞻性地提出了基于道路测试排放因子的车辆排放控制标准,即车辆维护、淘汰的标准和原则。 对轻型柴油车的测试表明:虽然CO在实际道路上的排放限值符合法规要求,但柴油机中重要的排放污染物NOx达到了6.34g/km,大大超过了HC+NOx为2.38g/km法规限值。本研究还首次研究了柴油车道路排放中NO和NO2的排放规律。NO质量排放率在车辆快速路行驶时急剧增加,而NO2的质量排放率则在全路段的排放率差异不大。 本研究在国内首次对重型车进行道路排放测试研究。试验表明我们所设计的重型车道路排放测试系统完全可以达到道路排放测试要求。测试结果分析得出:重型公交车实际道路行驶时发动机运行的工况点与实验室ETC测试时工况点分布有很大的不同。IVECO客车的国Ⅲ车辆比国国Ⅱ车辆在NOx排放上减少了19.7%,在PM排放上减少36.4%。符合国Ⅱ排放标准的11m公交车NOx平均排放因子为12.44g/km,PM平均排放因子为2.69g/km。符合欧Ⅲ排放标准的18m公交车NOx平均排放因子为12.95g/km和PM平均排放因子1.98g/km。重型车的排气温度分布情况是IVECO车和11m公交车主要分布在160-180℃,18m公交车温度主要分布在200℃左右。
摘要第2-3页
ABSTRACT第3-4页
目录第5-8页
第一章 绪论第8-14页
    1.1 研究背景第8-10页
        1.1.1 汽车是城市主要大气污染源第8页
        1.1.2 机动车排放污染物控制方法和措施第8-9页
        1.1.3 当前汽车排放控制策略存在的问题第9页
        1.1.4 国内外对车辆道路排放研究现状第9-10页
    1.2 研究目的与意义第10-11页
    1.3 研究内容与技术路线第11-14页
        1.3.1 研究内容第11页
        1.3.2 技术路线第11-14页
第二章 车辆道路排放特征影响因素及实验方法第14-18页
    2.1 车辆道路排放特征影响因素第14-16页
    2.2 车辆排放特征研究实验方法第16-18页
第三章 车载排放测试设备研究第18-44页
    3.1 现有的车载排放测试设备回顾第18-22页
        3.1.1 VPEMS系统第18-19页
        3.1.2 MEMS系统第19页
        3.1.3 CATI公司的OEM-2100系统第19-20页
        3.1.4 TRL公司的GanSan系统第20页
        3.1.5 HORIBA OBS-2000系列第20页
        3.1.6 SEMTECH—D和SEMTECH QCM/MPS系统第20-21页
        3.1.7 课题用车载排放测试设备第21-22页
        3.1.8 小结第22页
    3.2 OBS-2200测试系统描述第22-33页
        3.2.1 OBS系统简介第22-23页
        3.2.2 OBS系统规格特征及工作环境要求第23页
        3.2.3 OBS系统的安装操作程序及实例第23-25页
        3.2.4 OBS系统分析仪测量原理第25-28页
        3.2.5 OBS系统排气流量的测量第28-29页
        3.2.6 OBS系统取样管的设计及原理第29页
        3.2.7 OBS系统湿基和干基测量方法的讨论第29-30页
        3.2.8 OBS系统排放数据处理步骤第30-33页
    3.3 SEMTECH—D系统介绍第33-37页
        3.3.1 SEMTECH系统整体描述第33-34页
        3.3.2 SEMTECH—D系统规格及特征参数第34页
        3.3.3 SEMTECH—D系统分析仪测量原理第34-35页
        3.3.4 SEMTECH—D系统排气流量的测量第35-36页
        3.3.5 SEMTECH—D的试验程序第36-37页
    3.4 ELPI电子低压冲击仪第37页
    3.5 车辆行驶工况车载测试系统(OBDCTS)第37-39页
        3.5.1 OBDCTS系统组成第37页
        3.5.2 OBDCTS系统部件功能第37-38页
        3.5.3 OBDCTS的使用第38-39页
    3.6 OBS测量系统与实验室测量系统对比试验第39-43页
        3.6.1 试验目的第39页
        3.6.2 试验装置及试验设计第39页
        3.6.3 试验结果分析第39-43页
    3.7 本章小结第43-44页
第四章 道路车载排放测试系统构成及测试方法第44-54页
    4.1 道路车载排放测试系统的应用背景第44-45页
    4.2 道路车辆瞬态排放特性第45页
    4.3 车载排放测试系统可以应用于道路移动测试原因第45-46页
    4.4 车载道路排放测试系统构成第46-49页
        4.4.1 轻型车道路排放测试构成第46-47页
        4.4.2 重型车道路测试构成第47-49页
        4.4.3 测试系统的创新点第49页
    4.5 道路车载排放测试试验方法第49-53页
        4.5.1 道路测试试验规划第49页
        4.5.2 道路测试的准备第49-51页
        4.5.3 试验程序及数据处理第51-53页
    4.6 本章小结第53-54页
第五章 轻型车道路实际排放特征实验研究第54-68页
    5.1 轻型汽油车道路排放测试第54-59页
        5.1.1 轻型车道路测试研究背景第54页
        5.1.2 轻型汽油车道路排放测试描述第54-55页
        5.1.3 测试路线的选择第55页
        5.1.4 测试车辆的选择第55页
        5.1.5 试验结果及分析第55-58页
        5.1.6 轻型车道路测试结果的应用第58-59页
        5.1.7 小结第59页
    5.2 轻型柴油车道路排放测试第59-66页
        5.2.1 试验描述第59-60页
        5.2.2 试验目的第60页
        5.2.3 试验路线第60页
        5.2.4 试验车辆第60页
        5.2.5 试验结果及分析第60-66页
        5.2.6 小结第66页
    5.3 本章小结第66-68页
第六章 重型车道路实际排放特征实验研究第68-88页
    6.1 重型车道路排放研究背景第68-69页
    6.2 重型车道路测试试验综述第69页
    6.3 重型车道路试验验证—IVECO车辆第69-75页
        6.3.1 试验描述第69-70页
        6.3.2 试验目的第70页
        6.3.3 试验工况第70-71页
        6.3.4 试验车辆参数第71页
        6.3.5 试验结果及数据分析第71-75页
        6.3.6 小结第75页
    6.4 重型车道路排放测试-常规公交车第75-80页
        6.4.1 试验描述第75-76页
        6.4.2 试验目的第76页
        6.4.3 试验路线第76页
        6.4.4 试验车辆参数第76-77页
        6.4.5 试验结果及数据分析第77-79页
        6.4.6 小结第79-80页
    6.5 重型车道路排放测试-铰接公交车第80-87页
        6.5.1 试验描述第80页
        6.5.2 试验目的第80页
        6.5.3 试验路线第80-81页
        6.5.4 试验车辆参数第81页
        6.5.5 试验结果及数据分析第81-87页
        6.5.6 小结第87页
    6.6 本章总结第87-88页
第七章 车辆道路排放与工况关系分析第88-94页
    7.1 排放与工况关系分析方法第88页
    7.2 速度与排放的关系分析第88-90页
    7.3 加速度与排放的关系分析第90-91页
    7.4 VxA与排放的关系分析第91-93页
    7.5 本章总结第93-94页
第八章 全文总结及展望第94-96页
    8.1 课题完成的研究工作第94页
    8.2 课题研究展望第94-96页
参考文献第96-99页
致谢第99-100页
附录Ⅰ 攻读硕士学位期间发表的论文第100-101页
附录Ⅱ OBS实时质量排放量及燃油消耗量计算方法第101-104页
附录Ⅲ 本文术语第104页
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