混合动力汽车实际道路行驶污染物排放特性研究

作     者：禹文林 

作者单位：北京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：葛蕴珊

授予年度：2018年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：实际道路排放 混合动力汽车 汽油车 

摘      要：随着汽车保有量的不断增加,汽车工业已经逐步发展成为我国实体经济的支柱产业。汽车给我们提供便利的同时也造成了巨大的环境污染,使用清洁能源和不断加严排放法规是减少汽车污染物排放的有效手段。混合动力汽车相较传统燃料汽车具有燃油经济性好和排放低的优势,是目前汽车领域内的研究热点。以轻型车国Ⅵ法规RDE测试规程为依托,开展混合动力汽车实际道路排放测试试验,分析其实际道路排放特性,找出与汽油车排放特性的差异性,为后续法规的修订提供部分基础研究。本文挑选3辆混合动力汽车以及3辆汽油车在6个不同海拔城市开展RDE试验,采集了试验车辆的行驶工况数据、气态污染物以及颗粒排放数据。利用速度-加速度(V-a)概率统计的方法对车辆实际道路行驶工况和实验室WLTC循环工况进行比较,两者的V-a概率分布差别较小,以车辆在实验室条件下的碳排放为基础计算实际道路行驶条件下的污染物排放是合理的。根据CO移动平均窗口法和MATLAB软件开发出专门的污染物排放计算软件—RDE Calculation Software。对试验结果进行分析,三辆混合动力汽车的平均CO排放因子为128.97mg/km,三辆汽油车的平均CO排放排放因子为868.46mg/km,是混合动力汽车的6.73倍,混合动力汽车WLTC循环工况CO排放是实际道路排放的1.32倍,汽油车CO实际道路排放是WLTC循环工况的3.62倍。汽油车的平均NO排放因子是混合动力汽车的3.4倍,两者的NO排放都低于法规限值。国Ⅲ的混合动力汽车排放能达到国Ⅴ排放标准要求,并且CO、NO排放低于同排量的国Ⅴ汽油车。三辆混合动力汽车的平均PN排放因子为1.39*10#/km,三辆汽油车的平均PN排放因子为4.35×10#/km,混合动力汽车的PN排放约为汽油车的3.2倍,GDI试验车的PN排放高于MPI试验车的PN排放,可考虑加装GPF装置控制颗粒物排放。混合动力汽车的污染物排放受海拔变化影响小,汽油车CO排放随海拔升高有降低的趋势,与海拔仓内得到的结论一致,NO、PN排放与海拔无明显的单调关系。混合动力汽车在发动机起燃点工况CO、NO、PN易出现排放峰值,这个瞬时点的数值一般要高出其他工况点一个数量级。混合动力汽车去除发动机熄火工况点后,CO特性曲线上移,污染物排放因子变化与CO窗口正常性比例成正比关系,建议针对混合动力汽车RDE数据处理时不剔除发动机熄火的工况数据。