李偉

摘? ?要：為了解讀重型整車排放測試方法的相關(guān)性，對樣車分別進(jìn)行了道路與轉(zhuǎn)轂試驗研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在道路試驗中，發(fā)動機運行工況位點較廣泛分布，基本上囊括了轉(zhuǎn)轂試驗對應(yīng)的運行工況;不管是在穩(wěn)態(tài)還是瞬態(tài)工況中，道路與轉(zhuǎn)轂2種試驗的運行時間比例分布規(guī)律大體符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn);在穩(wěn)態(tài)工況下樣車排放量都體現(xiàn)為市區(qū)工況最高，可能是因為在該種工況下，車輛行駛速度偏低，排氣溫度不符合SCR標(biāo)準(zhǔn)，以致NOx的排放量較高。

關(guān)鍵詞：重型整車;排放測試方法;相關(guān)性

中圖分類號：U467? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

針對重型車污染物排放量的判斷僅僅是以發(fā)動機排放性能為基礎(chǔ)進(jìn)行的，而沒有重視對整車排放量的考察，以致車輛現(xiàn)實運行期間污染物排放量和發(fā)動機檢測結(jié)果間存在較大差異。為了實現(xiàn)對重型整車現(xiàn)實運行期間排放量的精準(zhǔn)判別，國家已出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，提出了對以上指標(biāo)測定的方法——道路法和轉(zhuǎn)轂法。

1 試驗設(shè)備與方案

1.1 樣車

樣車為 2輛歐Ⅵ城市客車與貨車，樣車1是M3類，樣車2是N2類，樣車1、2的基本參數(shù)具體見相應(yīng)的使用說明書。

1.2 試驗設(shè)備

道路試驗選用了由AVL公司制造的M.O.V.E型車載排放檢測設(shè)施，其功能是檢測車輛行駛期間尾氣排放量;轉(zhuǎn)轂試驗中采用德國MAHA公司制造的重型轉(zhuǎn)轂上部進(jìn)行。

在試驗研究期間，采用擬化車輛在現(xiàn)實道路行駛期間所承受的行駛阻力與道路載荷的形式，檢測車輛運行期間的工況與污染物排放屬性。

1.3方案

在試驗研究正式開始之前，需要對樣車進(jìn)行預(yù)熱處理，其目的是減少其冷啟動時對尾氣排放量檢測結(jié)果精度形成的影響。將便攜式車載排放測試系統(tǒng)（PEMS）安固在車廂中，以防車輛運行期間因振動、碰撞等而使測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。選擇一段路面狀況較優(yōu)良、車輛運行量較少的路線進(jìn)行道路試驗。道路試驗中樣車1試驗時間、平均速度、最高車速依次為6 737 s、38.6㎞/h、71.6㎞/h，樣車2為9 825 s、47.7㎞/h、89.9㎞/h;在轉(zhuǎn)轂試驗中樣車1試驗時間、平均速度、最高車速依次為7 155 s、38.3㎞/h、71.4㎞/h，樣車2以上3項指標(biāo)對應(yīng)值分別為7 240 s、41.4㎞/h、89.2㎞/h。

2 試驗結(jié)果

2.1 工況相關(guān)性分析

2.1.1 發(fā)動機

兩組試驗的發(fā)動機工況點在非循環(huán)工況（WNTE）區(qū)內(nèi)外均有分布，在WNTE區(qū)內(nèi)，道路試驗發(fā)動機工況點分布呈現(xiàn)出分散性，工況點大體集中于發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)范疇中;轉(zhuǎn)轂試驗工況點分布較集中化，其多數(shù)集中在中低轉(zhuǎn)速范疇。對兩組試驗發(fā)動機工況進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)道路試驗中樣車行駛工況覆蓋范疇更廣，基本上囊括了C-WTVC循環(huán)的大多數(shù)工況點。

2.1.2 運行工況

兩試驗樣車裝載載荷都是滿載，并且轉(zhuǎn)轂試驗都進(jìn)行4次C-WTVC循環(huán)檢測。對兩組試驗測試工況的主要參數(shù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，盡管樣車1、2在兩組試驗中的試驗循環(huán)及時間有別，但顯示兩種測試方法所檢測到的車輛速度均值與最高值基本無差異。在道路試驗中，樣車1、2在高車速工況下的運行時間所占比重相對較大，在轉(zhuǎn)轂試驗中，兩樣車在低速與高速工況下的運行時間相對較長。兩組試驗結(jié)果均證實：在不同的工況下的運行時間比例雖然存在差異，但樣車在市區(qū)、市郊及高速工況下的運行時間配置比例大體符合國六標(biāo)準(zhǔn)對M3、N2類車的運行時間比例配置要求。

2.2 排放相關(guān)性分析

樣車1在道路試驗中試驗里程、NOx比排放、平均轉(zhuǎn)速、平均轉(zhuǎn)矩、平均排氣溫度依次為70.7 km、0.19[g（km·h）-1]、1 238.1（r·min）-1、284.1（N·m）、198℃，在轉(zhuǎn)轂試驗中分別為76.1 km、0.34[g（km·h）-1]、1 236.6（r·min）-1、230.5（N·m）、214.1℃;樣車2在道路試驗中試驗里程、NOx比排放、平均轉(zhuǎn)速、平均轉(zhuǎn)矩、平均排氣溫度分別為130.5 km、0.06[g（km·h）-1]、1 550.4（r·min）-1、140.8（N·m）、198.9℃，在轉(zhuǎn)轂試驗中為83.3 km、0.12[g（km·h）-1]、1 220.5（r·min）-1、143.7（N·m）、192.8℃。對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，盡管兩樣車的NOx排放均符合排放限值的有關(guān)規(guī)定，但經(jīng)過對比分析，在兩組試驗中，道路試驗中樣車排放量均少于轉(zhuǎn)轂試驗，其中樣車1在道路試驗中的排放比轉(zhuǎn)轂試驗低45.4%，樣車2為54.4%。對以上差異性進(jìn)行分析，可能是由于在發(fā)動機平均轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩均高于轉(zhuǎn)轂試驗，發(fā)動機做功相對較多，負(fù)荷較大，所排放氣體溫度偏高，進(jìn)而提升了SCR對NOx的轉(zhuǎn)化率，降低了NOx排放量所致。

在兩組試驗中，樣車1在市區(qū)行駛過程中對NOx排放貢獻(xiàn)率較高，道路、轉(zhuǎn)轂試驗在市區(qū)中NOx排放量在試驗總排放量中所占比例分別為56.9%、67.3%。對其成因進(jìn)行分析，可能是由于車輛在市區(qū)運行過程中，發(fā)動機始終處于低速運行區(qū)域，并且車輛的平均車速與排氣溫度均處于較低水平，對SCR的工作條件形成一定的約束作用，從而造成NOx的排放量相對較高。

對樣車1 存在不同工況下平均排氣溫度進(jìn)行分析，在道路試驗中，市區(qū)、市郊內(nèi)樣車排氣溫度對應(yīng)的平均值均大于轉(zhuǎn)轂試驗，市區(qū)工況下溫度形成的差異區(qū)別更大。這導(dǎo)致道路試驗內(nèi)SCR在市區(qū)中運作時間有拖延，這有益于提高系統(tǒng)對NOx的轉(zhuǎn)化量，排放量有降低趨勢。

在兩組試驗中樣車2的NOx排放量有增加趨勢，道路、轉(zhuǎn)轂試驗中NOx排放量在總排放量中所占比例分別為89.5%、85.4%。在市區(qū)工況下，車輛排氣溫值相對較低，樣車2運行的大部分時間均不能符合SCR的作業(yè)需求，這是造成樣車在該工況下NOx排放量較高的主要原因之一。

對2組試驗結(jié)果進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，和轉(zhuǎn)轂試驗相比較，道路試驗在市區(qū)與高速工況下NOx排放比例相對更高，在30 km/h～40 km/h工況下NOx排放所在比例最高。這可能是在道路試驗中，在市區(qū)與高速工況車輛運行時排氣溫度顯著低于轉(zhuǎn)轂試驗，以致道路試驗時2種工況下SCR的還原率有降低的趨勢，NOx排放量較大。

3 結(jié)論

道路試驗中車輛行駛工況涉及的范疇相對廣泛，大體上將C-WTVC的大部分工況點涵蓋其中。當(dāng)樣車在道路、轉(zhuǎn)轂試驗中運行狀態(tài)相對平穩(wěn)時候，運轉(zhuǎn)時間比例差異較為明顯，但是對應(yīng)的運行時間比例大體上能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。 樣車不管是在哪種試驗中，加速、減速狀態(tài)下的運行時間較長，在運行整體時間中所占比例>70%。在兩組試驗內(nèi)，市區(qū)工況對NOx排放貢獻(xiàn)率提出的要求均相對較高。究其原因可能是因為在該種工況下，車輛行駛速度偏低，排氣溫度不符合SCR標(biāo)準(zhǔn)，以致NOx的排放量較高。

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