岳婷婷, 王鳴宇, 黃志輝, 王學(xué)中, 王志強(qiáng)，王博文, 張樂(lè)軒, 王紹博

1.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院, 國(guó)家環(huán)境保護(hù)機(jī)動(dòng)車(chē)污染控制與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100012

2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院機(jī)動(dòng)車(chē)排污監(jiān)控中心, 北京 100012

3.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院大氣環(huán)境研究所, 北京 100012

4.山西大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院, 山西 太原 030006

5.北京城市學(xué)院, 北京 101399

車(chē)輛蒸發(fā)排放是車(chē)輛內(nèi)部燃油蒸汽〔主要是VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)〕從車(chē)輛逃離進(jìn)入外界大氣環(huán)境造成的[1-3]. 尾氣排放只有在車(chē)輛啟動(dòng)后才會(huì)產(chǎn)生污染，而蒸發(fā)排放無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)生. 汽油比柴油的揮發(fā)性高，蒸發(fā)排放主要來(lái)自以汽油為燃料的車(chē)輛. 蒸發(fā)排放按來(lái)源的不同分為五類(lèi)，分別為熱浸、晝間損失、駐車(chē)損失、運(yùn)行損失和加油排放[1-3].

車(chē)輛熄火后的1 h內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)艙殘留的高溫作用使得進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的燃油蒸汽從輸油管路及進(jìn)氣閥等各部件的連接處逃逸進(jìn)入外界環(huán)境，這種蒸發(fā)排放稱(chēng)為熱浸. 日間外界溫度升高，引起停駛車(chē)輛的油箱內(nèi)燃油溫度升高、油箱上方油氣量增加，當(dāng)油氣的產(chǎn)生速率超過(guò)炭罐的吸附速率或當(dāng)油氣量超過(guò)炭罐的吸附能力時(shí)，多余的油氣就會(huì)逃逸進(jìn)入外界環(huán)境，這種蒸發(fā)排放稱(chēng)為晝間損失. 當(dāng)外界溫度降低或比較穩(wěn)定時(shí)，停駐車(chē)輛內(nèi)部的燃油蒸汽在油路及各部件連接處等發(fā)生的遷移擴(kuò)散或燃油的泄露、滲透，這種蒸發(fā)排放稱(chēng)為滲透損失(或駐車(chē)損失). 運(yùn)行損失是指車(chē)輛運(yùn)行時(shí)，燃油系統(tǒng)的燃油再循環(huán)返回至油箱使得油箱內(nèi)油溫升高，導(dǎo)致油氣量增加從而產(chǎn)生的蒸發(fā)排放，以及運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高溫使進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)部燃油蒸汽量增加，這些油氣從輸油管路、各部件連接處等逃逸進(jìn)入外界環(huán)境產(chǎn)生的蒸發(fā)排放. 車(chē)輛加油時(shí)新注入的燃油會(huì)將車(chē)輛油箱內(nèi)原有油氣置換進(jìn)入大氣環(huán)境造成蒸發(fā)排放，其被稱(chēng)為加油排放[4-7].

近年來(lái)，我國(guó)以霧霾和臭氧污染為代表的區(qū)域性大氣復(fù)合污染問(wèn)題凸顯. 大氣環(huán)境中的VOCs既是近地面臭氧生成的重要前體物[8-9]，又對(duì)二次有機(jī)氣溶膠的形成有重要影響[9-11]，二次有機(jī)氣溶膠和二次無(wú)機(jī)氣溶膠是造成霧霾的直接原因[12-15]. 機(jī)動(dòng)車(chē)排放是城市地區(qū)VOCs的重要人為污染源[16-18]. 關(guān)于機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放的VOCs特征，自2000年以來(lái)已有大量研究，包括汽油車(chē)和柴油車(chē)尾氣排放VOCs組分特征譜研究[19-22]，燃料組成、車(chē)輛執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及底盤(pán)測(cè)功機(jī)不同行駛工況等因素對(duì)尾氣排放VOCs的影響研究[23-26]，以及實(shí)際道路行駛時(shí)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放的VOCs組分特征研究等[27-29]，以上研究成果加深了對(duì)尾氣排放VOCs特征的科學(xué)認(rèn)識(shí)，對(duì)排放清單構(gòu)建、源解析結(jié)果的準(zhǔn)確性及大氣化學(xué)反應(yīng)機(jī)理等有重要意義. 然而，關(guān)于車(chē)輛蒸發(fā)排放VOCs特征的研究較為鮮見(jiàn)[4,6-7,30]. 2015年LIU等[4]研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)車(chē)輛每年蒸發(fā)排放的VOCs是美國(guó)車(chē)輛的4倍. 隨著汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)和汽油標(biāo)準(zhǔn)的加嚴(yán)，車(chē)輛的蒸發(fā)排放水平會(huì)發(fā)生變化. 2017年1月1日起國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)在全國(guó)范圍開(kāi)始實(shí)施，2019年1月1日起在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)始實(shí)施國(guó)Ⅵ(A)車(chē)用汽油標(biāo)準(zhǔn). 但是，近年來(lái)對(duì)于采用滿足國(guó)Ⅵ(A)標(biāo)準(zhǔn)汽油的國(guó)五汽車(chē)蒸發(fā)排放的研究較少，造成動(dòng)態(tài)化機(jī)動(dòng)車(chē)排放清單編制時(shí)，缺少足夠的本地化排放因子數(shù)據(jù)的支持.

溫度是影響車(chē)輛蒸發(fā)排放的重要因素. 研究[31]發(fā)現(xiàn)，95 ℉(35 ℃)環(huán)境中熱浸排放比在70 ℉(21 ℃)、82 ℉(28 ℃)環(huán)境中分別高68%、34%，晝間損失蒸發(fā)排放在75～105 ℉(24～41 ℃)環(huán)境中比在60～90 ℉(16～32 ℃)環(huán)境中增長(zhǎng)了4.3倍. 以往關(guān)于我國(guó)車(chē)輛蒸發(fā)排放特征的試驗(yàn)中，熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放分別是在25和20～35 ℃下進(jìn)行的. 而在我國(guó)四川省、福建省、廣東省等南方地區(qū)，夏季高溫時(shí)段車(chē)輛的實(shí)際蒸發(fā)排放水平往往要高于在25和20～35 ℃下獲取的熱浸和晝間蒸發(fā)排放因子. 所以，目前獲取的汽車(chē)蒸發(fā)排放因子水平，相對(duì)于我國(guó)南方地區(qū)夏季高溫時(shí)的車(chē)輛實(shí)際蒸發(fā)排放量可能存在較大差距，不利于精細(xì)化排放清單的編制.

該研究通過(guò)選取國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)的代表性輕型汽油車(chē)，采用滿足國(guó)Ⅵ(A)標(biāo)準(zhǔn)的汽油，在蒸發(fā)排放密閉艙開(kāi)展試驗(yàn)，獲取我國(guó)現(xiàn)階段代表性車(chē)輛的蒸發(fā)排放因子. 另外, 通過(guò)設(shè)計(jì)2種不同試驗(yàn)溫度，考察溫度對(duì)熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放的影響，以期為動(dòng)態(tài)化、精細(xì)化排放清單的編制及汽油標(biāo)準(zhǔn)的加嚴(yán)提供數(shù)據(jù)支持.

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)車(chē)輛

該研究共選取滿足國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)的6輛輕型汽油車(chē)(車(chē)輛編號(hào)為A～F)分別開(kāi)展試驗(yàn). 車(chē)輛的行駛里程在1.9×104～4.4×104km之間，生產(chǎn)年份為2014—2017年. 試驗(yàn)車(chē)輛信息如表1所示. 試驗(yàn)前檢查車(chē)身、發(fā)動(dòng)機(jī)、尾氣后處理裝置和蒸發(fā)排放控制裝置等外觀，排除事故、故障車(chē)輛，核實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵部件為車(chē)輛原裝且可正常使用，記錄車(chē)輛信息并拍照.

表1 試驗(yàn)車(chē)輛信息

1.2 試驗(yàn)汽油主要指標(biāo)

試驗(yàn)汽油的主要指標(biāo)如表2所示. 由表2可見(jiàn)，試驗(yàn)汽油各項(xiàng)指標(biāo)均滿足GB 17930—2016《車(chē)用汽油》標(biāo)準(zhǔn)國(guó)Ⅵ(A)的要求.

表2 試驗(yàn)汽油的主要指標(biāo)

1.3 試驗(yàn)流程

蒸發(fā)排放試驗(yàn)是在一個(gè)氣密性良好的矩形密閉艙內(nèi)進(jìn)行的. 整體試驗(yàn)流程按照《輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法(中國(guó)第五階段)》[32]中的規(guī)定進(jìn)行. 蒸發(fā)排放試驗(yàn)測(cè)試流程如圖1所示. 蒸發(fā)排放試驗(yàn)開(kāi)始前，需要對(duì)車(chē)輛的炭罐進(jìn)行預(yù)處理，以保證試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)所有車(chē)輛的炭罐起始狀態(tài)一致. 預(yù)處理方法是在車(chē)輛炭罐的下游連接一個(gè)放置在稱(chēng)重計(jì)上的輔助炭罐，采用50%丁烷和50%氮?dú)獾幕旌蠚?，?0 gh的流量使炭罐吸附，當(dāng)輔助炭罐的碳?xì)浠衔?HC)排放量達(dá)2 g時(shí)停止通混合氣，此時(shí)汽車(chē)炭罐的預(yù)處理完成. 將車(chē)輛炭罐重新連接好，恢復(fù)至正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài). 炭罐的預(yù)處理結(jié)束后，按照?qǐng)D1中蒸發(fā)排放試驗(yàn)的測(cè)定流程，對(duì)車(chē)輛放油和加油，將車(chē)放置在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上預(yù)處理運(yùn)行，浸車(chē)區(qū)浸車(chē)，以及蒸發(fā)系統(tǒng)預(yù)處理等操作依次完成后，開(kāi)展熱浸和晝間損失試驗(yàn). 為研究溫度對(duì)熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放的影響，車(chē)輛首先分別在25 ℃(熱浸)、18～33 ℃(晝間損失)的密閉艙溫度條件下開(kāi)展試驗(yàn)，然后按照炭罐預(yù)處理、放油和加油、蒸發(fā)系統(tǒng)預(yù)處理等流程依次操作完后，開(kāi)展車(chē)輛熱浸(38 ℃)、晝間損失(23～38 ℃)蒸發(fā)排放試驗(yàn)，獲取車(chē)輛在熱浸和晝間損失兩種試驗(yàn)溫度下的蒸發(fā)排放結(jié)果.

圖1 蒸發(fā)排放試驗(yàn)測(cè)試流程Fig.1 Evaporative emissions test procedures

1.4 樣品采集和數(shù)據(jù)處理

帶有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的氫火焰離子化型(FID)分析儀從蒸發(fā)排放密閉室的側(cè)面抽取樣氣，以每分鐘一次的頻度分析記錄密閉室內(nèi)φ(VOCs). 密閉室內(nèi)有2個(gè)溫度傳感器、1個(gè)壓力傳感器，同時(shí)測(cè)量室內(nèi)2個(gè)位置的溫度，以每分鐘一次的頻度記錄測(cè)量數(shù)據(jù). 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)同樣以每分鐘一次的頻度記錄蒸發(fā)排放試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的大氣壓力和密閉室內(nèi)部壓力的壓力差，維持壓力差在±500 Pa以內(nèi).

熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放過(guò)程中每一時(shí)刻的VOCs排放量，可由這一時(shí)刻的φ(VOCs)、密閉室溫度、壓力以及密閉室的凈容積計(jì)算得出，計(jì)算公式：

(1)

式中：MVOCs為VOCs質(zhì)量，g；k為1.2×(12+HC)，HC為氫碳比，對(duì)于晝間損失試驗(yàn)HC取2.33，對(duì)于熱浸試驗(yàn)HC取2.20；V為蒸發(fā)排放密閉室凈容積，m3；CVOCs為密閉室內(nèi)φ(VOCs)，10-6(以碳數(shù)計(jì))；T為密閉室內(nèi)溫度，K；P為大氣壓力，kPa.

2 結(jié)果與討論

2.1 熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放特征

2.1.1熱浸和晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子

車(chē)輛25 ℃熱浸和18～33 ℃晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子如圖2所示. 由圖2可見(jiàn)，6輛車(chē)熱浸VOCs蒸發(fā)排放因子在0.01～0.10 gh之間，晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子在0.09～1.49 gd之間，晝間損失蒸發(fā)排放的VOCs遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)熱浸. 按照《輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法》(中國(guó)第五階段)[32]中規(guī)定，車(chē)輛熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放的VOCs之和不能超過(guò)2 gtest. 該研究中車(chē)輛A～F的熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放的VOCs之和在0.11～1.59 gtest之間，均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求.

《輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法》(中國(guó)第Ⅲ、Ⅳ階段)[33]中對(duì)國(guó)四車(chē)輛蒸發(fā)排放的限值要求與第五階段排放標(biāo)準(zhǔn)[32]中對(duì)國(guó)五車(chē)輛的要求一致，該研究中國(guó)五車(chē)輛的熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放平均值低于LIU等[17,34]研究結(jié)果，可能與不同品牌車(chē)輛自身的設(shè)計(jì)及不同研究所采用的汽油指標(biāo)差異有關(guān). 總體來(lái)說(shuō)，相比于Darlington等研究中20世紀(jì)80年代生產(chǎn)的輕型汽油車(chē)研究結(jié)果[31,35]，LIU等[17,34,36-37]研究中2010年以后生產(chǎn)車(chē)輛的熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放因子明顯降低，這有可能與車(chē)輛蒸發(fā)排放控制技術(shù)的進(jìn)步、汽油品質(zhì)的提升有直接關(guān)系. 表3為該研究與其他研究中車(chē)輛熱浸和晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子的對(duì)比. 由表3可見(jiàn)，其他研究中熱浸VOCs蒸發(fā)排放因子均低于晝間損失，與該研究結(jié)果一致，說(shuō)明相對(duì)于熱浸，晝間損失決定了車(chē)輛的蒸發(fā)排放水平.

注: 熱浸VOCs蒸發(fā)排放因子單位為gh, 晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子單位為gd.

表3 該研究與其他研究中熱浸和晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子對(duì)比

注：1) 熱浸+晝間損失為熱浸VOCs蒸發(fā)排放因子與晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子之和. 2) Tier 2為美國(guó)Tier 2標(biāo)準(zhǔn).

2.1.2熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs變化特征

2.1.2.1熱浸蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs變化特征

圖3為密閉艙內(nèi)溫度設(shè)定為25 ℃時(shí)，在60 min的熱浸蒸發(fā)排放過(guò)程中車(chē)輛A～F密閉艙內(nèi)VOCs變化特征. 由圖3可見(jiàn)，在熱浸開(kāi)始的幾分鐘，密閉艙內(nèi)的溫度出現(xiàn)小幅上升，隨后溫度逐漸回落至設(shè)定值25 ℃并保持穩(wěn)定. 剛熄火的車(chē)輛被推入密閉艙后，發(fā)動(dòng)機(jī)的殘余熱量可能是造成密閉艙內(nèi)溫度出現(xiàn)小幅上升的直接原因. 車(chē)輛A～F熱浸蒸發(fā)排放密閉艙內(nèi)VOCs均呈近似線性增加的趨勢(shì)(見(jiàn)圖3)，說(shuō)明車(chē)輛A～F在整個(gè)熱浸蒸發(fā)排放過(guò)程中均以相對(duì)穩(wěn)定的速率蒸發(fā)排放VOCs. Haskew等[1]研究發(fā)現(xiàn)，熱浸開(kāi)始的前10 min，密閉艙內(nèi)VOCs以相對(duì)較快的速率增加，隨后增長(zhǎng)速率減慢，密閉艙內(nèi)VOCs以相對(duì)穩(wěn)定的速率近似線性增長(zhǎng)，與該研究結(jié)果不太一致. Haskew等[1]研究發(fā)現(xiàn)，熱浸開(kāi)始時(shí)，剛熄火車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)艙的殘余高溫造成最開(kāi)始的10 min蒸發(fā)排放速率較快，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)艙漸漸冷卻到室溫，熱浸蒸發(fā)排放速率減慢并達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定. 該研究中，6輛車(chē)熱浸蒸發(fā)排放過(guò)程均以相對(duì)穩(wěn)定的速率排放VOCs，均沒(méi)有呈先迅速后緩慢的增長(zhǎng)特征，這可能與蒸發(fā)排放控制技術(shù)的進(jìn)步有關(guān). 如進(jìn)氣系統(tǒng)中各連接處密閉性的改善或采用了低滲透性的連接材料等，其大大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)艙殘余高溫產(chǎn)生的熱量對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)燃油油氣的蒸發(fā)作用，降低了最初10 min的熱浸蒸發(fā)排放，但仍需經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究證實(shí).

圖3 車(chē)輛熱浸密閉艙內(nèi)VOCs變化特征Fig.3 The variation characteristics of VOCs from hot soak for vehicles in sealed housing for evaporative detection

2.1.2.2晝間損失蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs變化特征

圖4為車(chē)輛A～F晝間損失蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs的變化特征. 由圖4可見(jiàn)：當(dāng)溫度開(kāi)始上升約1 h后，密閉艙內(nèi)VOCs隨溫度升高而迅速增加；當(dāng)溫度開(kāi)始下降約1 h后，密閉艙內(nèi)VOCs的增長(zhǎng)速率明顯減緩；隨著溫度的逐漸降低，密閉艙內(nèi)VOCs以相對(duì)穩(wěn)定的速率緩慢平穩(wěn)增加. 溫度下降時(shí)，密閉艙內(nèi)VOCs的增加速率明顯低于溫度升高時(shí). 該研究晝間損失過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs呈先快后慢的增長(zhǎng)特征，這與Haskew等[1]的研究結(jié)果一致. 溫度升高，油箱中汽油溫度逐漸上升，油箱內(nèi)部上方，油箱內(nèi)部上方壓力變大，油氣量增加，導(dǎo)致蒸發(fā)排放；當(dāng)溫度下降，油箱及管路中汽油的溫度隨之下降，汽油的油氣蒸發(fā)速率逐漸降低，油箱上方和油管內(nèi)的油氣擴(kuò)散逃逸速率也降低，這時(shí)密閉艙內(nèi)增加的VOCs主要來(lái)自油管、油箱或部件連接處的油氣滲透.

圖4 車(chē)輛晝間損失蒸發(fā)排放過(guò)程中VOCs變化特征Fig.4 The variation characteristics of VOCs from diurnal loss in sealed housing for evaporative determination

由圖3、4可見(jiàn)，車(chē)輛A和F熱浸、晝間損失蒸發(fā)排放VOCs的增長(zhǎng)速率均明顯高于其余4輛車(chē). 這兩輛車(chē)為同款車(chē)型(大眾朗逸)，雖然車(chē)輛炭罐的工作能力(60 g)高于另外4輛車(chē)(見(jiàn)表1)，但熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放均明顯較高，這可能與此款車(chē)型車(chē)輛自身設(shè)計(jì)有關(guān).

2.2 溫度對(duì)車(chē)輛蒸發(fā)排放的影響

2.2.1溫度對(duì)熱浸和晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子的影響

圖5 25和38 ℃下車(chē)輛熱浸VOCs蒸發(fā)排放因子Fig.5 VOCs evaporative emission factors from hot soak at 25 ℃ and 38 ℃

圖6 18～33和23～38 ℃下車(chē)輛晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子Fig.6 VOCs evaporative emission factors from diurnal loss at 18-33 ℃ and 23-38 ℃

圖5為25和38 ℃下車(chē)輛熱浸VOCs蒸發(fā)排放因子. 圖6為18～33和23～38 ℃下車(chē)輛晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子. 由圖5、6可見(jiàn)：溫度升高后，所有車(chē)輛的熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放VOCs均增加. 相比于25 ℃，38 ℃時(shí)6輛車(chē)熱浸VOCs蒸發(fā)排放因子分別增加214.6%、241.1%、533.9%、259.2%、36.0%和163.1%； 試驗(yàn)溫度從18～33 ℃升至23～38 ℃時(shí)，6輛車(chē)晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子分別增加26.7%、106.2%、64.1%、29.6%、16.7%和42.3%. 溫度升高后，熱浸蒸發(fā)排放增加比例最高的車(chē)輛，其晝間損失蒸發(fā)排放增加比例未必最高，這與熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放的機(jī)理不同相關(guān)[1-2,4-7].

表4為該研究與其他研究不同溫度下熱浸和晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子對(duì)比. 由表4可見(jiàn)：溫度升高后，車(chē)輛熱浸和晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子均增加. 該研究中熱浸溫度從25 ℃升至38 ℃時(shí)，VOCs蒸發(fā)排放因子平均值從0.04 gh增至0.13 gh，增長(zhǎng)2.4倍，高于Darlington等[31]研究中溫度從70 ℉(21 ℃)升至95 ℉(35 ℃)時(shí)熱浸排放增長(zhǎng)倍數(shù)(0.68)； 晝間損失溫度從18～33 ℃升至23～38 ℃時(shí)，VOCs蒸發(fā)排放因子平均值從0.55 gd升至0.77 gd，增長(zhǎng)0.5倍，低于Darlington等[31]研究中溫度從60～90 ℉(16～32 ℃)升至75～105 ℉(24～41 ℃)晝間損失排放增長(zhǎng)倍數(shù)(4.3). 另外，該研究中較高溫度下熱浸(38 ℃)和晝間損失(23～38 ℃)VOCs蒸發(fā)排放因子均低于Darlington等[31]研究中較低溫度下熱浸(70 ℉)和晝間損失(60～90 ℉)的蒸發(fā)排放因子水平，這與車(chē)輛蒸發(fā)排放控制技術(shù)的進(jìn)步密切相關(guān).

表4 該研究與其他研究不同溫度下熱浸和晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子對(duì)比

注: 1) 熱浸VOCs蒸發(fā)排放因子單位為gh, 晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子單位為gd.

2.2.2溫度對(duì)熱浸和晝間損失蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs變化特征的影響

圖7為車(chē)輛A～F在25和38 ℃下熱浸蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs變化情況. 由圖7可見(jiàn)，在25和38 ℃下，6輛車(chē)熱浸蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs均隨時(shí)間呈近似線性增長(zhǎng)特征. 相比于25 ℃，38 ℃時(shí)6輛車(chē)熱浸蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)單位時(shí)間增加的VOCs均增多，說(shuō)明溫度升高使車(chē)輛熱浸蒸發(fā)排放速率加快. 因此，溫度從25 ℃升至38 ℃后，6輛車(chē)熱浸蒸發(fā)排放量均明顯增加(見(jiàn)圖5).

圖8為6輛車(chē)在18～33和23～38 ℃下晝間損失蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs變化情況. 由圖8可見(jiàn)，在18～33和23～38 ℃范圍下，6輛車(chē)晝間損失蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs均呈先快后慢的增長(zhǎng)特征. 相比于18～33 ℃，在23～38 ℃晝間損失的升溫階段，密閉艙內(nèi)VOCs單位時(shí)間的增加量均增多，說(shuō)明在較高溫度范圍(23～38 ℃)的升溫階段，可能相對(duì)較多的油氣從油箱逃逸造成了晝間損失蒸發(fā)排放量增加. 而在試驗(yàn)溫度下降過(guò)程中，兩種溫度范圍下密閉艙內(nèi)VOCs增長(zhǎng)速率無(wú)明顯差別. 由圖7、8可見(jiàn)，在38 ℃熱浸和23～38 ℃晝間損失蒸發(fā)排放過(guò)程中，除了蒸發(fā)排放量相對(duì)于25 ℃熱浸和18～33 ℃晝間均分別增加外，溫度升高后也會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs的絕對(duì)量升高.

圖7 25和38 ℃熱浸蒸發(fā)排放過(guò)程中車(chē)輛A～F密閉艙內(nèi)VOCs變化特征Fig.7 The variation characteristics of VOCs from hot soak for vehicles A-F in sealed housing for evaporative determination at 25 and 38 ℃

圖8 18～33和23～38 ℃晝間損失蒸發(fā)排放過(guò)程中車(chē)輛A～F密閉艙內(nèi)VOCs變化特征Fig.8 The variation characteristics of VOCs from diurnal loss for vehicles A-F in sealed housing for evaporative determination at 18-33 and 23-38 ℃

3 結(jié)論

a) 該研究中，滿足國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)的輕型汽油車(chē)熱浸VOCs蒸發(fā)排放因子在0.01～0.10 gh之間，晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子在0.09～1.49 gd之間，低于已有研究中國(guó)四或國(guó)三車(chē)輛的蒸發(fā)排放水平. 晝間損失蒸發(fā)排放的VOCs遠(yuǎn)超過(guò)熱浸，是決定車(chē)輛蒸發(fā)排放水平的主要部分.

b) 熱浸蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs呈近似線性增長(zhǎng). 晝間損失蒸發(fā)排放過(guò)程中密閉艙內(nèi)VOCs呈先快后慢的增長(zhǎng)特征；溫度開(kāi)始上升約1 h后，密閉艙內(nèi)VOCs隨溫度升高快速增加；溫度開(kāi)始下降約1 h后，密閉艙內(nèi)VOCs增長(zhǎng)速率明顯減緩.

c) 試驗(yàn)溫度升高，所有車(chē)輛熱浸和晝間損失VOCs蒸發(fā)排放均增加.試驗(yàn)溫度由25 ℃升至38 ℃后，熱浸VOCs蒸發(fā)排放因子增加36.0%～533.9%；試驗(yàn)溫度從18～33 ℃升至23～38 ℃后，晝間損失VOCs蒸發(fā)排放因子增加16.7%～106.2%.

d) 熱浸試驗(yàn)溫度由25 ℃升至38 ℃，密閉艙內(nèi)單位時(shí)間增加的VOCs增多，溫度升高使車(chē)輛熱浸蒸發(fā)排放速率加快. 晝間損失試驗(yàn)溫度由18～33 ℃升至23～38 ℃，升溫階段密閉艙內(nèi)單位時(shí)間VOCs增加量增多，蒸發(fā)排放速率加快；而兩種溫度下的晝間損失降溫階段蒸發(fā)排放速率差別不大.