V.V.MORALES M.CLAIROTTE J.PAVLOVIC B.GIECHASKIEL

空氣污染對(duì)人類的健康產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害。在歐洲，NO2和顆粒物（PM）排放量普遍都超出空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在交通密集的城市地區(qū)。2017年，歐盟地區(qū)道路交通運(yùn)輸排放的氮氧化物（NOx）和PM在空氣污染物中的占比分別達(dá)到了39%和11%。通過便攜式排放測量系統(tǒng)（PEMS）獲得的數(shù)據(jù)顯示，大多數(shù)滿足歐五和歐六b排放法規(guī)的柴油車在道路上的NOx排放量都超過了它們?cè)谠囼?yàn)室認(rèn)證試驗(yàn)的允許限值。鑒于此，歐盟發(fā)布了歐盟實(shí)際行駛排放（EU-RDE）法規(guī)，宗旨在于確保輕型車在道路上正常行駛時(shí)產(chǎn)生更少的排放。對(duì)自2017年9月實(shí)施實(shí)際行駛排放（RDE）法規(guī)后，且已通過了型式認(rèn)證的若干臺(tái)歐六d-TEMP汽油機(jī)乘用車和柴油機(jī)乘用車的排放性能進(jìn)行評(píng)估，分析了實(shí)施RDE法規(guī)的結(jié)果。歐盟內(nèi)部的聯(lián)合研究中心（JRC）用AVL-MOVE型PEMS對(duì)這些車輛進(jìn)行了RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)和非RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)。分析了綜合路段、城區(qū)路段、鄉(xiāng)村路段和高速路段等全部試驗(yàn)路段的氣態(tài)排放物（NO、NO2、NOx、CO、CO2）和顆粒數(shù)（PN）排放情況，重點(diǎn)試驗(yàn)了冷起動(dòng)排放。闡述了排放量與車輛行駛動(dòng)力學(xué)之間的相互關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明，為了在RDE法規(guī)的寬廣行駛條件下滿足排放限值的要求，車輛制造商們必須采用更高效的排氣后處理系統(tǒng)，即必須采用選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)和顆粒過濾器來控制NOx和PM的排放?？梢灶A(yù)料，隨著歐洲車隊(duì)逐漸更換實(shí)施RDE法規(guī)，將有助于減少城市空氣污染和空氣質(zhì)量超標(biāo)的幾率。排放法規(guī);后處理系統(tǒng);實(shí)際行駛排放

0 前言

空氣污染對(duì)全球的環(huán)境、氣候、經(jīng)濟(jì)和人類健康是1個(gè)重大威脅[1]。在歐洲，每年大約有400 000人因嚴(yán)重的空氣污染而過早地死亡[2]。NO2和顆粒物（PM）若超出空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)對(duì)大城市居民的健康產(chǎn)生更大的危害[2]。交通運(yùn)輸，尤其是道路交通運(yùn)輸?shù)呐欧盼锸菤W盟地區(qū)空氣污染物的主要來源之一，它們排放的NOx、PM和CO占比分別高達(dá)39%、11%和19%[2]。隨著歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)出臺(tái)，各國不斷收緊以實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)為基礎(chǔ)的有害污染物排放的限值。在2000—2017年期間，歐洲各國已促使道路交通運(yùn)輸產(chǎn)生的NOx和PM排放量分別減少了50%，CO2排放量減少了80%[2]。然而，隨著能測量車輛在道路上實(shí)際排放量的便攜式排放測量系統(tǒng)（PEMS）的推廣，近年來有研究發(fā)現(xiàn)車輛實(shí)際行駛過程中的排放量與輕型車試驗(yàn)室型式認(rèn)證試驗(yàn)的允許排放限值存在很大的差距。這種差距在柴油機(jī)車輛上體現(xiàn)最為明顯。有報(bào)道稱，就車輛在道路上的NOx排放量而言，符合歐三、歐四、歐五和歐六b排放法規(guī)的車輛已分別超過相應(yīng)限值的1.65倍、2～3倍、4倍和5～6倍。另一方面，也有文獻(xiàn)指出，符合歐三到歐六b階段排放法規(guī)的汽油機(jī)車輛在道路上的NOx排放量要比相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室限值低，盡管有些汽油直噴車輛在道路上試驗(yàn)時(shí)的排放量達(dá)到了80 mg/km。歐五b階段推出的柴油機(jī)車輛在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的顆粒數(shù)（PN）排放限值為6×1011/km，歐六b階段推出的汽油機(jī)車輛在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的PN排放限值為6×1012/km （僅適用于汽油直噴車輛分階段執(zhí)行）。采用顆粒數(shù)-便攜式排放測量系統(tǒng) （PN-PEMS）進(jìn)行的最新研究顯示，配裝有柴油機(jī)顆粒過濾器（DPF）的滿足歐五和歐六b階段排放法規(guī)柴油機(jī)車輛在道路上的PN排放值均低于相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)限值。歐六b階段汽油機(jī)車輛在道路上的PN排放量范圍跨越好幾個(gè)數(shù)量級(jí)：氣道噴油汽油車的PN排放范圍為1×1011～1×1012/km;沒有配裝汽油機(jī)顆粒過濾器（GPF）的汽油直噴車輛的PN 排放為1×1012/km;配裝了GPF的汽油直噴車輛的PN排放范圍為1×1010～1×1011/km。

鑒于上述觀察到的實(shí)際行駛排放量與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)之間存在的排放量差異，為了確保輕型車在道路上正常行駛時(shí)產(chǎn)生更少的排放，歐盟實(shí)施了實(shí)際行駛排放（RDE）法規(guī)。RDE法規(guī)是1種基于采用PEMS的道路試驗(yàn)規(guī)程，它規(guī)定了NOx和PN排放的凈值不得超過（NTE）限值。RDE法規(guī)適用于2017年9月以后的所有新車型及2019年9月以后的所有在售新車。符合歐六d-TEMP排放標(biāo)準(zhǔn)的車輛都須按照RDE法規(guī)及新的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)規(guī)程，即全球統(tǒng)一的輕型車試驗(yàn)規(guī)程（WLTP）進(jìn)行型式認(rèn)證。本研究的目的是通過分析歐六d-TEMP車輛在實(shí)際行駛過程中的排放量來評(píng)估實(shí)施RDE法規(guī)后車輛尾管的排放情況。本次測試除了評(píng)定車輛在道路上的NOx和PN排放量以外，還將用PEMS來測定NO2、CO、CO2等其他氣體的排放量，因?yàn)檫@些成分也會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)鼗蛉虻拇髿猸h(huán)境產(chǎn)生影響。NTE限值適用于那些在規(guī)定的環(huán)境、道路和行駛條件下進(jìn)行的試驗(yàn)，即RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)。試驗(yàn)路段包括車速在60 km/h以下的城區(qū)路段、車速在60～90 km/h的鄉(xiāng)村路段，以及車速在90 km/h及以上的高速路段。在整個(gè)RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)和相應(yīng)的城區(qū)路段試驗(yàn)中，NOx和PN的排放量必須低于NTE限值。自第3套R(shí)DE法規(guī)實(shí)施以來，冷起動(dòng)過程中的排放量都被計(jì)入了試驗(yàn)的最終排放量。因此，冷起動(dòng)時(shí)的排放量關(guān)系到整個(gè)RDE試驗(yàn)和城區(qū)路段試驗(yàn)的RDE達(dá)標(biāo)與否。然而，有些文獻(xiàn)指出，冷起動(dòng)產(chǎn)生的排放物會(huì)被距離大于16 km的長距離城區(qū)路段行駛時(shí)產(chǎn)生的排放物所稀釋。還有報(bào)道稱，歐六b/c車輛的冷起動(dòng)排放量對(duì)道路上的總排放量有很大的影響。例如，汽油機(jī)車輛冷起動(dòng)時(shí)的單位距離NOx排放量要占整個(gè)試驗(yàn)排放量的50%～60%以上，大約是熱態(tài)運(yùn)行排放量的80%以上。汽油機(jī)車輛冷起動(dòng)時(shí)的PN排放量約占總排放量的20%～30%，柴油機(jī)車輛的冷起動(dòng)PN排放量在總排放量中所占的份額則高達(dá)85%。

在法定RDE試驗(yàn)過程中，DPF可能會(huì)發(fā)生再生。如果這時(shí)車輛尾管的排放量超過NTE限值，在車輛制造商的請(qǐng)求下，試驗(yàn)可以被視為無效，并須重新進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于發(fā)生DPF再生的一次性連貫試驗(yàn)，可以不考慮是否超過NTE限值。有報(bào)道稱，歐六b車輛在道路上進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，與不發(fā)生DPF再生的情況相比，發(fā)生DPF再生時(shí)NOx的排放會(huì)增加30%，PN排放增加量提高4個(gè)數(shù)量級(jí)。

第3套R(shí)DE法規(guī)引入了車輛行駛動(dòng)力學(xué)的邊界條件，以避免在RDE試驗(yàn)過程中出現(xiàn)太激進(jìn)或太溫和的行駛狀態(tài)。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)車輛以動(dòng)態(tài)方式行駛時(shí)，會(huì)使歐六b/c汽油機(jī)車輛和柴油機(jī)車輛在道路上的排放量發(fā)生很大的改變。例如，有1項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，歐六c柴油機(jī)車輛在動(dòng)態(tài)行駛時(shí)的NOx排放量比它在正常行駛時(shí)的排放量增加了25%。盡管有部分研究人員認(rèn)為兩者并不存在相關(guān)的變化，但有些研究人員對(duì)此進(jìn)行了試驗(yàn)，且試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示歐六c汽油機(jī)車輛在動(dòng)態(tài)行駛狀態(tài)下測得的NOx排放量降低了100%。此外，也有報(bào)道稱，歐六b汽油直噴車輛在動(dòng)態(tài)行駛狀態(tài)下的PN排放量從50%增加到了200%，歐六b柴油機(jī)車輛在動(dòng)態(tài)行駛時(shí)的PN排放量也增加了200%。

除了分析RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)各路段的排放情況外，本研究還將闡述不同的歐六d-TEMP車輛在某些非RDE法規(guī)專門規(guī)定的行駛狀態(tài)下排放的變化情況，例如車輛在鄉(xiāng)村路段和高速路段，車輛在冷起動(dòng)，車輛在發(fā)生DPF再生，以及車輛在動(dòng)態(tài)行駛等狀態(tài)時(shí)的排放情況。因?yàn)檫@些行駛狀態(tài)是車輛頻繁發(fā)生的，并且其排放物可能會(huì)嚴(yán)重影響到空氣質(zhì)量，但至今尚未見到有文獻(xiàn)對(duì)此作出相關(guān)報(bào)道。

1 試驗(yàn)方案

在2018年6月到2019年7月這段時(shí)間內(nèi)，研究人員在意大利北部龍巴迪（Lombardy）地區(qū)交通擁擠的道路和交通不擁擠的道路上分別用PEMS測定了6臺(tái)M1等級(jí)乘用車的尾管排放量，其中2臺(tái)是汽油車，4臺(tái)是柴油車。這6臺(tái)試驗(yàn)車輛經(jīng)過認(rèn)證都符合歐六d-TEMP排放標(biāo)準(zhǔn)，并且是在實(shí)施RDE法規(guī)后按照暫定的一致性系數(shù)（NOx為2.1，PN為1.5）通過了歐洲的型式認(rèn)證。表1所列是試驗(yàn)車輛的主要特性，其中包括采用的排氣后處理系統(tǒng)及CO2的排放量。這些車輛都是從第一批獲得歐六d-TEMP型號(hào)的已在市場上銷售的車輛中挑選出來的。盡管這些被選車輛在歐洲不一定完全具有滿足歐六d-TEMP排放法規(guī)車輛的代表性，但是這些車輛代表了不同的動(dòng)力總成、制造商和排氣后處理技術(shù)。

車輛試驗(yàn)是在聯(lián)合研究中心（JRC）開展市場監(jiān)測的工作范圍內(nèi)進(jìn)行的。試驗(yàn)的目的是評(píng)估它們的排放達(dá)標(biāo)情況。在本研究中，研究人員分析了在以下幾種試驗(yàn)道路和行駛狀態(tài)下車輛的RDE法規(guī)限制污染物（NOx、PN）、非限制污染物（CO、NO2）和CO2的排放水平：（1）2次RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)（1次R1路線試驗(yàn)和1次在R2A～R2C中的任一路線試驗(yàn)），這些試驗(yàn)路線均符合RDE法規(guī)的要求（表2）;（2）1次在R1路線的動(dòng)態(tài)行駛試驗(yàn);（3）1次在M路線進(jìn)行的58%高速路段非RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)，相當(dāng)于從聯(lián)合研究中心所在地埃斯拉（Ispra）到米蘭（Milan）的45 km高速路行程。車輛試驗(yàn)前先在米蘭市中心行駛15～20 min，回到聯(lián)合研究中心后，再在高速路上進(jìn)行試驗(yàn)。應(yīng)當(dāng)指出的是，盡管R2路線相應(yīng)有R2A，R2B，R2C 等3種不同的路線，但它們都符合法規(guī)的所有要求，因此R2路線的試驗(yàn)數(shù)據(jù)也可以作為在R1路線以正常狀態(tài)行駛時(shí)的參考試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)路線的主要特征如表2所示。在按照R1D路線試驗(yàn)時(shí)，車輛被要求在遵守城區(qū)路段、鄉(xiāng)村路段、高速路段各自運(yùn)行份額和遵守當(dāng)?shù)亟煌ǚㄒ?guī)的情況下進(jìn)行動(dòng)態(tài)行駛試驗(yàn)。圖1所示為綜合路段、城區(qū)路段、鄉(xiāng)村路段、高速路段試驗(yàn)時(shí)的正加速度每增加0.1 m/s2與車速之乘積的95%（ν·a_pos95）和相對(duì)正加速度（RPA）的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)顯示了每臺(tái)車輛各不相同的動(dòng)態(tài)行駛特征。應(yīng)當(dāng)指出的是，SI001車輛在鄉(xiāng)村路段試驗(yàn)時(shí)，車輛在R1D路線進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)并沒有超過 ν·a_pos95的極限。另外，對(duì)于超過RPA極限的試驗(yàn)都沒有報(bào)告排放數(shù)據(jù)，這是因?yàn)樵谠囼?yàn)行駛過程中并沒有收集到這些試驗(yàn)狀態(tài)下的排放數(shù)據(jù)。

除了R2C路線中有3%持續(xù)時(shí)間在略超過700 m的海拔高度進(jìn)行試驗(yàn)外，其他所有的試驗(yàn)都在接近于海平面的高度下進(jìn)行。大部分試驗(yàn)都在適中的環(huán)境溫度下進(jìn)行，只有少數(shù)試驗(yàn)在30 ℃以上的環(huán)境溫度下進(jìn)行。

為了直觀地比較不同條件下試驗(yàn)的排放水平，研究人員沒有對(duì)擴(kuò)展試驗(yàn)條件下試驗(yàn)的排放結(jié)果進(jìn)行修正（即沒有采用RDE法規(guī)中建議的1.6修正系數(shù)）。本文中討論的單位距離排放量是基于用全球定位系統(tǒng)（GPS）測定車速時(shí)確定的距離，而沒有采用歐盟EU2018/1832標(biāo)準(zhǔn)中引用的RDE法規(guī)給出的結(jié)果評(píng)定系數(shù)RFk。因此，這些實(shí)際排放量沒有考慮用PEMS進(jìn)行道路試驗(yàn)時(shí)測得的CO2排放量與WLTP型式認(rèn)證試驗(yàn)時(shí)宣稱的CO2排放量之間的比率。因?yàn)樵谠囼?yàn)過程中沒有發(fā)生DPF再生，試驗(yàn)結(jié)果也沒有采用考慮到發(fā)生DPF再生的排放修正系數(shù)Ki。在以下試驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)中，為了便于舉例說明，研究人員根據(jù)“在需要時(shí)才對(duì)擴(kuò)展試驗(yàn)條件下的排放值用RFk和Ki系數(shù)進(jìn)行修正”的RDE法規(guī)要求，只將車輛的實(shí)際排放量與NTE限值作了比較。因此，RDE試驗(yàn)的排放量會(huì)低于或等于本文給出的實(shí)際排放量。

*表示該試驗(yàn)是在30℃以上的環(huán)境溫度下進(jìn)行。①為了符合本行業(yè)習(xí)慣，本文仍沿用部分非國標(biāo)單位——編注。

在2次連貫試驗(yàn)的間歇期間，車輛被要求停放在20 ℃的設(shè)施中保溫至少4 h，用前一天或前一上午的試驗(yàn)情況作為后續(xù)RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)的預(yù)調(diào)依據(jù)。車輛的平均初始怠速持續(xù)時(shí)間為8 s，除了SI001車輛沒有采用起動(dòng)/停車技術(shù)以外，其余車輛在進(jìn)行所有試驗(yàn)時(shí)都按常規(guī)使用了溫度在21～22 ℃的空調(diào)系統(tǒng)和起停系統(tǒng)。所有的試驗(yàn)都采用了E10和B7的商品燃油。

如表3所示，在整個(gè)試驗(yàn)行駛過程中，研究人員采用了2套完全相同的AVL公司2016型AVL-MOVE氣體PEMS。在該P(yáng)EMS 中，研究人員采用非分散紅外線分析儀測量CO和CO2，采用紫外線分析儀測量NO和NO2。在試驗(yàn)前和試驗(yàn)后，研究人員都按照RDE法規(guī)的規(guī)定對(duì)氣體分析儀進(jìn)行歸零及讀值定標(biāo)的檢查，并確保在試驗(yàn)中分析儀零點(diǎn)及讀值定標(biāo)的偏差均在允許限值的范圍內(nèi)。此外，研究人員用1套AVL-MOVE的PN-PEMS測量23 nm的固體顆粒數(shù)。在SI001車輛上，研究人員選用Horiba公司的毫微米級(jí)顆粒測量儀（NPET）測量PN23以上的顆粒數(shù)。AVL公司的PN-PEMS采用擴(kuò)散充電器作為傳感原理來測定顆粒數(shù)濃度，而Horiba公司的PN-PEMS則是采用冷凝顆粒計(jì)數(shù)來測量顆粒數(shù)。值得指出的是，研究人員對(duì)2臺(tái)汽油機(jī)車輛的PN排放量測量是用不同的PN-PEMS測量儀進(jìn)行的，但這2臺(tái)測量儀都符合RDE法規(guī)的要求。研究人員在測量車輛排氣的質(zhì)量流量時(shí)采用了基于壓差原理的AVL-MOVE排氣流量計(jì)，并同步測量了車輛尾管處的排氣溫度。排氣流量計(jì)的直徑是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的類型和排量來確定的（表3）。PEMS除了包括1個(gè)用于記錄車速的GPS接收器外，還有1個(gè)能測量環(huán)境溫度的氣象測量裝置，并通過車載診斷裝置（OBD）的接口采集車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。所有的數(shù)據(jù)都以1 Hz頻率進(jìn)行記錄。PEMS的質(zhì)量為120～130 kg。在所有試驗(yàn)中，車上都配置了1名副駕駛員，因此車輛質(zhì)量會(huì)額外增加70～80 kg。在上述試驗(yàn)中，車輛的負(fù)荷都沒有超過限度。

研究人員選用AVL CONCERTO 502版本軟件按時(shí)間順序采集來自PEMS的數(shù)據(jù)信號(hào)，并將數(shù)據(jù)編制成微軟表格 （Microsoft Excel），隨后用EMROAD 6.03B3版本軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理，這些操作也符合RDE法規(guī)的最新要求。本文試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告顯示的單位距離排放量和瞬時(shí)質(zhì)量排放量都是用EMROAD軟件進(jìn)行計(jì)算后獲得的數(shù)據(jù)。

2 試驗(yàn)結(jié)果

研究人員分3部分對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了討論分析。第1部分討論綜合路段、城區(qū)路段、鄉(xiāng)村路段、高速路段試驗(yàn)的排放結(jié)果。第2部分介紹了車輛冷起動(dòng)相關(guān)的排放情況。本研究中對(duì)冷起動(dòng)的定義是：在試驗(yàn)開始的前300 s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)首次點(diǎn)火后的起動(dòng)過程。研究人員將對(duì)所有試驗(yàn)車輛在R1路線試驗(yàn)時(shí)的冷起動(dòng)排放情況進(jìn)行分析。為了便于比較，冷起動(dòng)的時(shí)間沒有考慮從試驗(yàn)開始到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度達(dá)到70 ℃的時(shí)間，因?yàn)椴煌囕v起動(dòng)時(shí)的冷卻液溫度通常為12～56 ℃，并且冷卻液溫度達(dá)到70 ℃所需的時(shí)長也各不相同。第3部分以VO006車輛在高速路段進(jìn)行的試驗(yàn)為案例，討論試驗(yàn)中發(fā)生DPF再生時(shí)氣態(tài)排放物和顆粒物的排放情況。

2.1 車輛在綜合路段、城區(qū)路段、鄉(xiāng)村路段、高速路段的排放

2.1.1 NOx排放

圖2示出了6臺(tái)試驗(yàn)車輛在綜合路段、城區(qū)路段、鄉(xiāng)村路段、高速路段試驗(yàn)時(shí)各自的NOx排放量。所有車輛在RDE法規(guī)規(guī)定的R1和R2路線試驗(yàn)時(shí)，汽油機(jī)車輛和柴油機(jī)車輛的NOx排放量分別為126 mg/km和168 mg/km，均低于RDE要求的NTE限值。

汽油機(jī)車輛在R1和R2路線試驗(yàn)時(shí)，NOx排放量變化很小，排放量都低于20 mg/km，且遠(yuǎn)低于NTE限值。BW015車輛在整個(gè)RDE試驗(yàn)中的平均NOx排放量為4 mg/km，最大排放量出現(xiàn)在城區(qū)路段，NOx排放量為8 mg/km。同樣，SI001車輛在綜合路段和城區(qū)路段的NOx平均排放量分別為11 mg/km和16 mg/km，它們都比歐六d-TEMP車輛的NOx排放NTE限值低1個(gè)數(shù)量級(jí)。研究人員還在M路線的延長高速路上測定了BW015和SI001這2臺(tái)汽油機(jī)車輛，這2臺(tái)車輛在綜合路段的NOx排放量分別為5 mg/km和11 mg/km。雖然BW015車輛在城區(qū)路段、鄉(xiāng)村路段和高速路段的動(dòng)態(tài)行駛特性都超過了極限，但該車在R1D路線試驗(yàn)時(shí)的NOx排放量仍然很低，在綜合路段的排放量為10 mg/km，在城區(qū)路段測得的最大排放量達(dá)到了17 mg/km，僅為相應(yīng)NTE限值的14%。SI001車輛在綜合路段和城區(qū)路段（其中只有1次動(dòng)態(tài)行駛特性超過極限）的NOx排放量比在R1路線的排放量高出了5倍，分別達(dá)到了60 mg/km和91 mg/km，但仍低于NTE限值。汽油機(jī)車輛在所有試驗(yàn)狀態(tài)下的NO2排放量均低于3 mg/km。

4臺(tái)柴油機(jī)車輛RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)的NOx排放量是各不相同的。在綜合路段試驗(yàn)時(shí)，MB011車輛的排放量平均為5 mg/km，其中NO2排放量為1.9 mg/km。而VO006和PT011車輛的排放量為50～60 mg/km，其中NO2排放量為7 mg/km。沒有配置SCR系統(tǒng)的柴油車FD009車輛的NOx排放量平均為120 mg/km，其中NO2為25 mg/km，在R1路線試驗(yàn)時(shí)的排放量達(dá)到了145 mg/km。MB011車輛的NOx排放性能最佳，它在城區(qū)路段的排放量平均為10 mg/km，在鄉(xiāng)村路段和高速路段的排放量接近于零。其他3臺(tái)柴油車在城區(qū)路段和鄉(xiāng)村路段的排放量為40～50 mg/km。FD009車輛在R1和R2路線的高速路段試驗(yàn)時(shí)，NOx的排放量平均為290 mg/km，它比配置SCR系統(tǒng)的車輛的排放量高出了5倍（VO006車輛為53 mg/km，PT011車輛為83 mg/km），這是由于該車輛僅僅采用了EGR+LNT的排氣后處理組合，不能減少高負(fù)荷工況NOx排放的緣故。3臺(tái)配裝SCR系統(tǒng)的柴油機(jī)車輛在延長高速路（M路線）行駛試驗(yàn)時(shí)，高速路段的NOx排放量都低于30 mg/km，其中NO2排放量趨于零，而FD009車輛在相同路段的排放量接近135 mg/km，NO2排放量為30 mg/km。這進(jìn)一步說明，該車輛的LNT存在一定的局限性，它不能恰當(dāng)?shù)乜刂七@些行駛狀態(tài)下的NOx排放。在R1D路線的動(dòng)態(tài)行駛試驗(yàn)中，MB011車輛在所有路段的NOx排放量都低于30 mg/km。這表明，即使在十分激進(jìn)的行駛狀態(tài)下，它也能達(dá)到很好的NOx減排水平（圖2）。PT011車輛在整個(gè)R1D路線試驗(yàn)中的NOx排放量為57 mg/km，它比NTE限值（不適用于動(dòng)態(tài)行駛試驗(yàn)）低了許多。與R1路線試驗(yàn)相比，F(xiàn)D009和VO006車輛在R1D路線的排放量分別要高出2倍和5倍，這2臺(tái)車輛在綜合路段試驗(yàn)的NOx排放量均達(dá)到了300 mg/km。

2.1.2 PN排放

在開展R1和R2路線試驗(yàn)時(shí)，所有試驗(yàn)車輛的PN排放量都低于RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)要求的實(shí)際行駛PN排放量，其NTE限值為9×1011/km （圖3），其中橫線表示柴油車和汽油直噴車全部路段和城區(qū)路段的NTE限值。目前，歐洲還沒有出臺(tái)針對(duì)像SI001那樣的氣道噴油汽油車的PN排放量的NTE限值，預(yù)計(jì)這種車輛的NTE限值可能會(huì)超過全部R2路線試驗(yàn)要求的限值（其值為9.1×1011/km ），以及R1和R2路線中城區(qū)路段要求的限值（其值分別為1.1×1012/km 和1.3×1012/km ）。汽油直噴車輛在整個(gè)RDE試驗(yàn)中的PN排放量平均為6.4×109/km，其中在城區(qū)路段的PN排放量達(dá)到了1.3×1010/km，在鄉(xiāng)村路段和高速路段的PN排放量為1×109/km。BW015車輛在整個(gè)M 路線的PN排放量與RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)時(shí)的排放量相似，均為6×109/km，并且要比SI001車輛3×1011/km的PN排放限值略低一些。但是，在動(dòng)態(tài)行駛時(shí)，BW015車輛在所有城區(qū)路段、鄉(xiāng)村路段和高速路段的PN排放量都明顯增加，綜合路段的PN排放量達(dá)到了1.9×1011/km，這大約是正常行駛排放量的30倍。排放量增加與鄉(xiāng)村路段行駛時(shí)的排放量有關(guān)。在鄉(xiāng)村路段行駛時(shí)，PN排放量要比激進(jìn)行駛時(shí)的排放量高出2個(gè)數(shù)量級(jí)。SI001車輛在R1D路線試驗(yàn)時(shí)的PN排放量要比在R1路線行駛時(shí)的排放量高1.8倍，綜合路段的PN排放量達(dá)到了1.3×1012/km。

在RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)時(shí)（R1和R2路線），F(xiàn)D009、MB011、VO006柴油機(jī)車輛在綜合路段試驗(yàn)和城區(qū)路段試驗(yàn)的PN平均排放量分別為2×109/km 和2.6×109/km。PT011車輛在R1和R2路線試驗(yàn)時(shí)，綜合路段和城區(qū)路段的PN排放量分別為4.8×1010/km和5.5×1010/km，它們都低于RDE規(guī)定的NTE限值。在M路線試驗(yàn)時(shí)，研究人員也觀察到了4 臺(tái)柴油車PN排放量存在類似差異，其中FD009、MB011、VO006車輛在綜合路段的PN排放量為1×109/km，PT011車輛的PN排放量為6×1010/km。在R1D路線進(jìn)行動(dòng)態(tài)行駛試驗(yàn)時(shí)，PT011車輛的PN排放量比在R1路線試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的PN排放量（6.5×1010/km）要稍微高一些，而其他3臺(tái)柴油車的PN排放量則增加了2～5倍，綜合路段的PN排放量達(dá)到了4×109～9×109/km，但仍遠(yuǎn)低于NTE限值。

2.1.3 CO排放

2臺(tái)汽油機(jī)車輛在R1和R2路線試驗(yàn)時(shí)，BW015車輛在綜合路段的平均CO排放量為183? mg/km，SI001車輛在綜合路段的平均CO排放量為248 mg/km，它們都低于試驗(yàn)室試驗(yàn)限值（1 000 mg/km）的25%。汽油直噴車輛在RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)時(shí)，城區(qū)路段測得的CO排放量最高，R1路線的排放量達(dá)到了277 mg/km（圖4）。但是，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為66 kW的SI001車輛的最高CO排放量則出現(xiàn)在高速路段，這可能與理論空燃比燃燒的變化有關(guān)。在M路線試驗(yàn)時(shí)，研究人員也沒有觀察到排放量有特別的變化。在動(dòng)態(tài)行駛狀態(tài)下的R1D路線試驗(yàn)時(shí)，2臺(tái)汽油機(jī)車輛的CO排放量增加了3～4倍，綜合路段的排放量平均為800 mg/km。在R1D路線的所有城區(qū)路段、鄉(xiāng)村路段和高速路段試驗(yàn)時(shí)，BW015車輛的動(dòng)態(tài)行駛參數(shù)ν·a_pos95都超過了極限，并且所有路段的排放量大致相同。SI001在R1D路線的最高排放量出現(xiàn)在高速路段，這時(shí)該車輛的ν·a_pos95沒有超過極限，車輛以120 km/h的車速在道路上巡航，CO排放峰值高達(dá)300 mg/s。

4臺(tái)柴油機(jī)車輛在綜合路段和各分路段的CO排放量都比現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)排放限值（500 mg/km）低1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，這顯示了DOC的良好性能。在R1和R2路線進(jìn)行RDE試驗(yàn)時(shí)，綜合路段的CO排放量為0～50 mg/km。在進(jìn)行VO006車輛試驗(yàn)時(shí)，由于PEMS采集到的CO濃度已低于氣體分析儀的檢測極限，因而導(dǎo)致大部分試驗(yàn)的CO排放量趨于零。

2.1.4 CO2排放

圖5示出車輛在綜合路段試驗(yàn)測得的CO2排放量與制造商宣稱的WLTP工況試驗(yàn)的CO2排放量之間的比率。車輛制造商宣稱的CO2排放量是指車輛一致性認(rèn)證書上記載的23 ℃和按環(huán)境溫度修正試驗(yàn) （ATCT）修正到14 ℃的CO2排放量。在整個(gè)RDE的 R1、R2路線達(dá)標(biāo)試驗(yàn)中，所有車輛的CO2排放量比率都超過了制造商宣稱的CO2排放量比率，汽油車BW015的CO2排放量比率平均為1.08，汽油車SI001的CO2排放量比率平均為1.14。柴油車MB011、FD009的CO2排放量比率分別為1.02和1.18。必須指出的是，SI001是6臺(tái)試驗(yàn)車輛中試驗(yàn)環(huán)境溫度最低的1臺(tái)車輛（試驗(yàn)的環(huán)境溫度平均為4～10 ℃）。這說明，該車輛的CO2排放量比率相對(duì)較高是由于冷起動(dòng)排放量過高。汽油車和柴油車在RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)中的CO2排放量分別為158 mg/km和159 mg/km。汽油車和柴油車在整個(gè)M路線試驗(yàn)時(shí)的CO2排放量比率分別平均為1.04和1.00。值得注意的是，MB011車輛在M路線試驗(yàn)時(shí)的CO2排放量為133 mg/km，它比制造商宣稱的CO2排放量要低9%。在R1D路線進(jìn)行全部動(dòng)態(tài)行駛試驗(yàn)時(shí)，2臺(tái)柴油機(jī)車輛的CO2排放量都比R1路線試驗(yàn)時(shí)的排放量低，F(xiàn)D009車輛的CO2排放量約低了6%，PT011車輛的CO2排放量約低了2%。BW015和MB011這2臺(tái)車輛的CO2排放量卻增加了約36%。2臺(tái)車與R1路線動(dòng)態(tài)行駛試驗(yàn)相比，它們?cè)赗1D路線試驗(yàn)時(shí)的動(dòng)態(tài)行駛程度是所有車輛中最激進(jìn)的。

表4示出了試驗(yàn)車輛在R1路線從試驗(yàn)開始的前300 s內(nèi)的冷起動(dòng)階段的行程特征和排放量。6臺(tái)試驗(yàn)車輛在冷起動(dòng)階段的平均車速為26.8 km/h，行駛時(shí)的平均正加速度為0.42 m/s2，停車時(shí)間為18 s，行駛距離為2.2 km。盡管不同試驗(yàn)之間存在一定的同質(zhì)性，但在車輛的行駛狀態(tài)、試驗(yàn)開始時(shí)的車況和環(huán)境溫度等方面還是有差別的。因此，本文不討論各車輛之間的實(shí)測冷起動(dòng)排放量差異，而主要討論車輛冷起動(dòng)排放量與R1路線中城區(qū)路段的熱態(tài)排放量相比的數(shù)量級(jí)差異。試驗(yàn)中城區(qū)路段的行程長度平均為36.1 km，大約是冷起動(dòng)階段行程長度的16倍。作為比較基準(zhǔn)，研究人員將R1路線中城區(qū)路段的平均車速設(shè)置為30 km/h，停車時(shí)間為51 s，正加速度為0.33 m/s2。需要指出的是，研究人員將所有試驗(yàn)車輛都停放在溫度為20 ℃左右的房間內(nèi)進(jìn)行保溫，以使外部環(huán)境溫度對(duì)車輛行駛的影響降至最小。另外，F(xiàn)D009車輛和VO006車輛在最后行程結(jié)束后，其發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻時(shí)間只有4 h。

汽油機(jī)車輛在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后的前35 s內(nèi)會(huì)產(chǎn)生NOx排放，并迅速達(dá)到15～20 mg/km的峰值。隨后，車輛尾管的瞬時(shí)NOx排放量會(huì)接近于零。BW015車輛在冷起動(dòng)過程中的累積NOx排放量達(dá)到了102 mg/km，比城區(qū)路段測得的8 mg/km的NOx排放量高出了12倍。該車輛在R1路線試驗(yàn)前38 s內(nèi)的NOx排放量為258 mg/km，比隨后在107 min試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)的NOx排放量242 mg/km還要高。而實(shí)際上，BW015車輛在城區(qū)路段的熱態(tài)NOx排放量為零。SI001車輛冷起動(dòng)的NOx排放量為56 mg/km，要比城區(qū)路段熱態(tài)NOx排放量（9 mg/km）高出6倍。柴油機(jī)車輛在冷起動(dòng)階段的NOx排放量為114～365 mg/km，它是城區(qū)路段熱態(tài)NOx排放量（3～39 mg/km）的7～38倍。MB011車輛在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后的第2個(gè)70～230 s期間出現(xiàn)了NOx排放峰值，達(dá)到了3.5 mg/s。同樣，PT011車輛和VO006車輛在試驗(yàn)開始的第1個(gè)200 s內(nèi)也出現(xiàn)了18 mg/s的瞬時(shí)NOx排放峰值。FD009車輛是在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度相對(duì)較高的情況下起動(dòng)的，它在整個(gè)冷起動(dòng)階段的NOx排放速率大致相同，峰值接近7 mg/s。在第2個(gè)200 s內(nèi)出現(xiàn)了時(shí)長8 s的NOx 峰值，此時(shí)研究人員檢測到CO和CO2排放量陡然增加，這可能與滿油運(yùn)行狀態(tài)下的LNT再生有關(guān)。所有試驗(yàn)車輛在冷起動(dòng)時(shí)的NOx排放量都以NO進(jìn)行計(jì)量，因此NO2/NOx的范圍小于3%。

柴油車在冷起動(dòng)期間PN排放的數(shù)量級(jí)與在全部城區(qū)路段PN排放的數(shù)量級(jí)相同，均為1×109/km。但PT011車輛除外，其PN排放值為1×1010/km。這表明，DPF在冷起動(dòng)時(shí)也發(fā)揮了良好的排放控制作用。氣道噴油汽油車（SI001）冷起動(dòng)時(shí)的PN排放量為5×1012/km，要比城區(qū)路段熱態(tài)運(yùn)行時(shí)的PN排放量（5×1011/km）高出1個(gè)數(shù)量級(jí)。柴油機(jī)車輛和氣道噴油汽油車在整個(gè)冷起動(dòng)期間的瞬態(tài)PN排放情況基本相同。配裝GPF的汽油直噴車輛BW015在冷起動(dòng)時(shí)PN排放量比在城區(qū)路段熱態(tài)運(yùn)行時(shí)的PN排放量要高50倍，達(dá)到了1×1011/km的數(shù)量級(jí)。該車輛在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后即刻就出現(xiàn)了相當(dāng)高的PN排放，最高排放速率為3×1010/s，隨后排放速率逐漸降低，在180 s后其值達(dá)到1×107/s。

在試驗(yàn)開始時(shí)，PN排放量過高可能與為縮短TWC點(diǎn)火時(shí)間而采取的燃油加濃策略有關(guān)，所以冷起動(dòng)期間觀察到的CO2排放峰值可以用TWC的點(diǎn)火來解釋。在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后的前75 s內(nèi)，BW015車輛和SI001車輛的CO排放速率峰值分別達(dá)到了200 mg/s和100 mg/s。這使得SI001車輛和BW015車輛在冷起動(dòng)時(shí)的CO排放量比在城區(qū)路段熱態(tài)排放量分別高出了6倍和14倍（表4）。BW015車輛在前38 s的CO排放量相當(dāng)于整個(gè)R1路線試驗(yàn)時(shí)CO排放量的19%。4臺(tái)柴油機(jī)車輛的冷起動(dòng)CO排放量差別很大，它們的冷起動(dòng)CO排放范圍為0～457 mg/km，但在所有情況下，排放量都低于柴油車1類CO限值。VO006車輛的冷起動(dòng)CO排放量與在城區(qū)路段時(shí)的CO排放量大致相同，而MB011車輛和PT011車輛的冷起動(dòng)CO排放量則是城區(qū)路段CO排放量的4～8倍，F(xiàn)D009車輛的冷起動(dòng)CO排放量甚至比城區(qū)路段的冷起動(dòng)CO排放量高出42倍。

在進(jìn)行R1路線試驗(yàn)時(shí)，汽油機(jī)車輛在冷起動(dòng)時(shí)CO2排放量比在城區(qū)路段熱態(tài)行駛時(shí)的CO2排放量增加了23%，而柴油機(jī)車輛PT011、FD009在冷起動(dòng)時(shí)CO2排放量增幅為15%～96%。因此，車輛在冷起動(dòng)期間的CO2排放量增加，不僅與燃油加濃有關(guān)，還可能是冷起動(dòng)階段的瞬態(tài)運(yùn)行狀況比城區(qū)路段的運(yùn)行狀況更激進(jìn)的緣故。

2.3 與DPF再生相關(guān)的排放

VO006車輛在進(jìn)行道路試驗(yàn)的過程中，研究人員在M試驗(yàn)路線觀察到了試驗(yàn)開始后800 s發(fā)生了DPF再生。此時(shí)車輛已充分暖機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度大于85 ℃，DPF再生大約持續(xù)了21 min。DPF再生是在行車時(shí)間約13 min、平均車速45 km/h的某個(gè)城區(qū)路段和行車時(shí)間約8 min、最高車速128 km/h，并且包括1次在收費(fèi)站停車的某個(gè)高速路段發(fā)生的，總行駛里程為23 km。整個(gè)試驗(yàn)的PN實(shí)際排放量為1×1012/km，它比歐六d-TEMP柴油機(jī)車輛的NTE限值略高。在另外1個(gè)時(shí)間段內(nèi)，當(dāng)VO006車輛在不發(fā)生DPF再生狀況且同樣行駛在M路線時(shí)，以相同的試驗(yàn)設(shè)定值重復(fù)進(jìn)行了排放達(dá)標(biāo)試驗(yàn)。在這一天的試驗(yàn)過程中，整個(gè)試驗(yàn)的PN排放量為1×109/km，遠(yuǎn)低于NTE限值。

圖6示出了VO006車輛在 M路線試驗(yàn)過程中，發(fā)生和不發(fā)生DPF再生時(shí)車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的參數(shù)。再生過程的開始和結(jié)束是根據(jù)試驗(yàn)時(shí)車輛尾管排氣溫度的變化情況來判斷的。當(dāng)發(fā)生DPF再生時(shí)，車輛在高速路段行駛時(shí)排氣溫度會(huì)從90 ℃升高到300 ℃，隨后逐漸下降到再生結(jié)束時(shí)的150 ℃;而在不發(fā)生DPF再生時(shí)，車輛在城區(qū)路段行駛時(shí)排氣溫度會(huì)維持在100 ℃以下，隨后會(huì)像在高速路段行駛時(shí)那樣緩慢爬升至150 ℃。盡管道路試驗(yàn)存在固有的可變性，但是由圖6可見，在發(fā)生DPF再生的路段（圖中2條垂直虛線，表示DPF再生的開始和結(jié)束時(shí)間），車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以及海拔高度的曲線都與類似試驗(yàn)的曲線形態(tài)頗為相似。因此，本文所述的與發(fā)生DPF再生相關(guān)的排放量是指在試驗(yàn)時(shí)發(fā)生和不發(fā)生DPF再生時(shí)的單位距離排放量的差值。

在發(fā)生DPF再生時(shí)，NOx的排放非常高，總計(jì)達(dá)到了8.1 g，它相當(dāng)于NOx排放量從不發(fā)生DPF再生時(shí)的17 mg/km增加到了發(fā)生DPF再生時(shí)的371 mg/km。在發(fā)生DPF再生時(shí)，PN排放量從1.6×109/km增加到5.6×1012/km，增加了3個(gè)數(shù)量級(jí)。值得注意的是，大部分PN是在發(fā)生DPF 再生的高速路段釋放出來的，這時(shí)排氣溫度在200 ℃以上。盡管在發(fā)生DPF再生時(shí)，CO排放量也有所增加，但實(shí)際測得的CO濃度遠(yuǎn)低于75×10-6，它導(dǎo)致發(fā)生DPF再生時(shí)的CO排放量增加了20 mg/km。最后，在發(fā)生DPF再生時(shí)，CO2的排放額外增加了1.6 kg，相當(dāng)于CO2排放量從不發(fā)生DPF再生時(shí)的176 mg/km增加到了發(fā)生DPF再生時(shí)的243 mg/km，增加了67 mg/km。值得注意的是，到DPF 再生結(jié)束時(shí)（第2個(gè)2 100 s），氣態(tài)排放物排放量超過基準(zhǔn)狀態(tài)的情況便得以收斂，也就是發(fā)生DPF再生時(shí)的排放態(tài)勢與不發(fā)生再生時(shí)的排放態(tài)勢趨于相同，而PN的排放態(tài)勢則需要在再生結(jié)束1 500 s后才能得以收斂。

根據(jù)車載診斷系統(tǒng)（OBD）記錄的燃油流量數(shù)據(jù)，燃油消耗量在發(fā)生DPF再生期間增加了0.24 L（假設(shè)柴油的比重為840 kg/m3），相當(dāng)于車輛每百公里燃油耗增加了0.85 L。燃油耗增加可能與為觸發(fā)DPF再生而采取的燃油加濃策略有關(guān)。令人意外的是，車輛在高速路段第2個(gè)1 950 s內(nèi)處于收費(fèi)站停車時(shí)，起停系統(tǒng)僅在發(fā)生DPF再生的情況下使發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，盡管車輛在發(fā)生和不發(fā)生DPF再生時(shí)都具備起停功能。

3 結(jié)論

JRC在開展市場監(jiān)測的工作范圍內(nèi)采用PEMS進(jìn)行了車輛道路試驗(yàn)，以研究輕型車尾管的排放性能。研究人員除了檢查車輛的排放是否符合RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)的NTE限值以外，還用收集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)深入分析了車輛在寬廣行駛狀態(tài)下的法規(guī)限制排放物和非法規(guī)限制排放物的排放情況。通過對(duì)6臺(tái)歐六d-TEMP輕型乘用車（2臺(tái)汽油車和4臺(tái)柴油車）進(jìn)行的試驗(yàn)，本研究得出以下幾點(diǎn)結(jié)論。

（1）在正常的行駛動(dòng)力學(xué)狀態(tài)下，在整個(gè)R1和R2路線的RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)和M路線的高速路段試驗(yàn)中，汽油機(jī)車輛的NOx排放量平均為8 mg/km（最大為11 mg/km）。與滿足歐六b排放法規(guī)的汽油直噴車輛相比，BW015汽油直噴車輛RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)時(shí)的NOx排放量減少了8倍。柴油機(jī)車輛（FD009車輛除外）的NOx排放量平均為33 mg/km（最大值為89 mg/km）。這些車輛的NOx排放量都遠(yuǎn)低于適用的NTE限值。這表明，這些柴油機(jī)車輛的排放量已明顯低于實(shí)施RDE法規(guī)前車輛的排放量（道路上的NOx排放量比歐六b柴油車的排放量降低了10～12倍）。

（2） FD009車輛在R1、R2和M路線試驗(yàn)時(shí)，綜合路段的NOx排放量范圍為9～145 mg/km，這是試驗(yàn)車輛中僅有的不配裝SCR系統(tǒng)的柴油車。該車輛在高速路段的NOx排放量特別高，為136～337 mg/km。這表明，該車輛配置的LNT控制NOx排放的能力有限。

（3）所有試驗(yàn)的汽油機(jī)車輛和柴油機(jī)車輛（包括FD009）在城區(qū)路段的NOx排放量分別低于20 mg/km和65 mg/km。這意味著，現(xiàn)代道路車輛對(duì)城市空氣污染的影響有所降低。研究人員測得的這些排放量數(shù)據(jù)與之前報(bào)道的歐六d-TEMP車輛的排放量較為一致。在城區(qū)路段，汽油車和柴油車的NOx排放組分主要是NO2，排放量分別小于2 mg/km和小于10 mg/km。

（4）配置了GPF的汽油直噴車輛（BW015）在包括R1、R2、M試驗(yàn)路線的所有路段中，PN排放范圍為1×109～1×1010/km，與柴油車的PN排放量相同，但要比未配置GPF的歐六b汽油直噴車輛的PN排放量低2個(gè)數(shù)量級(jí)。氣道噴油汽油車的PN 排放量為9×1011/km，城區(qū)路段的排放量達(dá)到了1×1012/km，其排放量與歐六b氣道噴油汽油車的排放水平相當(dāng)。目前，研究人員還沒有見到針對(duì)氣道噴油汽油機(jī)車輛的NTE限值研究。但是有研究表明，氣道噴油汽油車的PN排放量要遠(yuǎn)高于配置GPF的汽油直噴車輛的排放量。

（5）在動(dòng)態(tài)行駛狀態(tài)下（R1D試驗(yàn)路線），當(dāng)車輛的行駛動(dòng)力學(xué)狀態(tài)超過RDE規(guī)范時(shí)，大多數(shù)車輛都出現(xiàn)了排放量增加的趨向。即便不是如此，柴油機(jī)車輛的NOx排放量也超過了限值的2倍。PT011車輛在R1和R1D路線的排放量大致相同，而BW015和VO006車輛在動(dòng)態(tài)行駛狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，NOx排放量增加了5倍。試驗(yàn)顯示，在激進(jìn)的行駛狀態(tài)下，DPF仍能很好地控制PN的排放，這與其他文獻(xiàn)的看法一致。但是，GPF并沒有達(dá)到像DPF那樣的效能，因?yàn)镽1D路線的PN排放量要比R1路線的排放量高出30倍，盡管排放量仍遠(yuǎn)低于PN的限值。汽油機(jī)車輛在R1路線的CO排放量增加了3～4倍，已接近實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的排放限值。

（6）必須強(qiáng)調(diào)的是，在包括冷起動(dòng)和動(dòng)態(tài)行駛在內(nèi)的所有行駛狀態(tài)下，有1臺(tái)柴油機(jī)車輛（MB011）的NOx、PN和CO排放量達(dá)到了比2臺(tái)試驗(yàn)汽油車排放量還要低的水平。這表明，目前市場上采用的技術(shù)能夠確保柴油機(jī)車輛在大部分發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況下實(shí)現(xiàn)低排放。

（7）車輛在道路上的CO2排放量取決于包括環(huán)境條件、車輛狀況、道路情況和駕駛風(fēng)格在內(nèi)的諸多因素。盡管車輛的實(shí)測CO2排放量與制造商宣稱的CO2排放量的比率范圍達(dá)到16%～106%，但在城區(qū)路段、鄉(xiāng)村路段、高速路段的運(yùn)行份額分別為40%、30%、30%的RDE達(dá)標(biāo)試驗(yàn)路線上，本研究所用的歐六d-TEMP試驗(yàn)車輛的平均CO2排放量比率范圍為2%～18%。

（8）汽油機(jī)車輛和柴油機(jī)車輛的冷起動(dòng)NOx排放量要比城區(qū)路段的NOx排放量高出3～12倍。由于全部試驗(yàn)路段的排放量一般都比較低，因而冷起動(dòng)排放量在其中起到了較大的作用。例如，BW015車輛冷起動(dòng)的NO2平均排放量為102 mg/km，而整個(gè)RDE試驗(yàn)中的NOx排放量僅為4 mg/km。氣道噴油汽油車輛和汽油直噴車輛冷起動(dòng)時(shí)的PN排放量分別要比城區(qū)路段熱態(tài)行駛時(shí)的排放量高10倍和50倍，而冷起動(dòng)時(shí)的CO2排放量會(huì)增加6～14倍。柴油機(jī)車輛上配置的DPF能像在綜合路段行駛時(shí)那樣，很好地控制冷起動(dòng)時(shí)的PN排放。

（9）車輛在城區(qū)路段行駛時(shí)可能會(huì)發(fā)生DPF再生，當(dāng)NOx、PN的單位距離排放量超過NTE限值時(shí)（NOx 為371 mg/km、PN為5.6×1012/km ），它們會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。在發(fā)生DPF再生時(shí)，NOx和PN的排放量分別要比整個(gè)試驗(yàn)的排放量增加20倍和400倍。但是，DPF再生對(duì)城區(qū)路段排放量的影響還要考慮發(fā)生DPF再生的頻次和發(fā)生再生時(shí)車輛所處的地段。

可以認(rèn)為，RDE法規(guī)及WLTP試驗(yàn)循環(huán)的實(shí)施對(duì)于減少車輛實(shí)際使用過程中的NOx和PN排放是有效的。為了在寬廣的行駛狀態(tài)下滿足嚴(yán)苛的NTE限值要求，制造商們已經(jīng)在他們的車輛上采用了先進(jìn)的排氣后處理技術(shù)，在汽油直噴車輛上配置了GPF，在柴油機(jī)車輛上配置了SCR系統(tǒng)。隨著車隊(duì)車輛逐步更換成滿足歐六d-TEMP排放法規(guī)的車輛，道路運(yùn)輸對(duì)空氣污染的影響將有可能減少。

必須強(qiáng)調(diào)的是，所有試驗(yàn)車輛的已使用里程均小于10 000 km，因使用里程都比較短，所以，目前還不清楚排氣后處理系統(tǒng)是否能在車輛的正常使用壽命期內(nèi)一直保持有效的功能。預(yù)計(jì)JRC會(huì)在開展市場監(jiān)測的工作范圍內(nèi)對(duì)老舊的車輛進(jìn)行檢測，以檢查老舊車輛在實(shí)際使用過程中的排放情況，并驗(yàn)證RDE法規(guī)的使用一致性條款。關(guān)于重油對(duì)顆粒物生成的影響，研究人員還需要作進(jìn)一步的研究。

未來的排放法規(guī)可能會(huì)考慮設(shè)定氣道噴油汽油車輛在道路上的PN排放NTE限值。同樣，相關(guān)的法規(guī)可能也會(huì)考慮設(shè)定與冷起動(dòng)及發(fā)生DPF再生相關(guān)的單位距離PN排放量限值，以使內(nèi)燃機(jī)車輛的排放對(duì)人類健康和環(huán)境的影響為零。

[1]Health Effects Institute. State of global air 2019[R]. Special report， Boston，MA， 2019.

[2]European Environment Agenc.Air quality in Europe- 2019 report[R]. EEA Report， 2019.

朱炳全 譯自 SAE Paper 2020-01-2219

吳 玲 編輯

（收稿時(shí)間：2021-02-02）