液化石油气(LPG)出租车排放特性研究

摘要

液化石油气（LPG）是一种新的清洁替代能源，近年来LPG清洁替代能源车辆在我国发展迅速。本文利用台架测试法、车载测试法和模型预测法等三种方法从不同角度研究了广州市LPG出租车的排放特性，对于研究和发展清洁替代能源汽车具有重要意义。 通过62辆不同车型、不同排放标准的LPG出租车和18辆汽油出租车进行简易工况法（VMAS）排放对比测试，研究LPG出租车单车排放因子。 结果表明：（1）同为国Ⅱ、国Ⅲ排放标准的LPG出租车的排放性能优于汽油出租车。如同为国Ⅱ排放标准，LPG出租车与汽油出租车的排放相比，CO排放下降了约56.4％，NOx排放下降了约78％，HC基本相同；同为国Ⅲ排放标准，LPG出租车相比汽油出租车，CO排放下降了约63.3％，HC排放下降了30.5％，NOx排放下降了约81.2％。（2）原装LPG出租车的排放性能优于改装LPG出租车，CO、NOx和HC的排放分别降低了36.2％、71.7％和89.9％。 利用美国Sensors公司生产的SEMTECH-DS车载汽车尾气测试系统对LPG出租车进行了道路排放测试，从车辆运行工况、车速、车辆加速度等方面研究LPG出租车在实际道路上的实时排放特性。结果表明：（1）车辆运行模式对LPG出租车的排放特性影响很大。加速工况中CO、HC和NOx三种污染物的排放速率最大，且在整个测试线路中加速工况对总体排放的分担率最高，达59.14％～66.42％，高于其47.3％的时间占有率。（2）车速对LPG出租车的排放特性影响较大。CO、HC和NOx三种污染物排放浓度和排放速率随着速度的增加而增加；CO、HC和NOx三种污染排放物的排放因子在5～15km/h的低速范围内最高。（3）速度和加速度对污染物排放速率呈现交叉影响。速度加速度对CO和HC的影响较为相似，在低速范围内加速度对排放速率的影响较小，且其影响随着速度的增加而增大，低速范围内的急加速仍然会对NOx排放速率产生较大的影响：三种污染物排放速率最高值均出现在高速情况下的急加速工况。 应用美国环保局（USEPA）推出的MOBILE6.2机动车排放因子模型研究了LPG出租车车队的综合排放因子。利用VMAS测试结果得到模型所需的基本参数，预测出模拟VMAS试验车队综合排放因子，并在此基础上预测适合广州市LPG出租车运行特征的模拟城市车队综合排放因子。结果表明：（1）模型预测模拟VMAS试验车队CO、HC和NOx三种污染物综合排放因子与试验车队排放因子实测值误差均在10％以内，预测结果较好地反映了车队整体的排放水平。（2）模型预测模拟城市车队CO、HC和NOx三种污染物综合排放因子分别为2.07g/km、0.25g/km、0.25g/km。（3）利用模型研究了速度、车龄分布及零公里排放水平对模拟城市车队综合排放因子的影响，结果表明，模拟城市车队在平均速度小于20km/h时CO、HC和NOx三种污染排放物排放因子较高，约为50km/h时的2～3倍，并随着速度的增加而快速降低。随着车队车龄覆盖范围的增大，车队三种污染排放物的排放因子也随之增大，城市车队三种污染排放物综合排放因子均随零公里排放值的增加呈线性增加，CO增加最快，NOx增加最慢。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景与意义

1.1.1课题来源

1.1.2研究目的与意义

1.2机动车排放特性研究现状

1.2.1机动车排放特性影响因素

1.2.2国内外研究现状

1.3本研究的主要内容与创新点

第二章VMAS法LPG出租车单车排放因子研究

2.1 VMAS测试法简介

2.1.1 VMAS测试设备

2.1.2排放气体流量测量原理

2.1.3 VMAS测试工况

2.2试验车辆的选择

2.3测试结果分析

2.3.1 LPG和汽油出租车单车排放因子比较

2.3.2 LPG原装车与改装车排放特性差异

2.3.3 LPG出租车零公里排放水平与劣化率

2.4本章小结

第三章 PEMS法LPG出租车实时排放特性研究

3.1车载测试设备简介

3.1.1 VPEMS系统

3.1.2 MEMS系统

3.1.3 OEM-2100系统

3.1.4 GanSan系统

3.1.5 HORIBA OBS-2000系列

3.1.6 SEMTECH-DS和SEMTECH-PPMD

3.2 SEMTECH-DS车载测试系统

3.2.1 SEMTECH-DS系统主机

3.2.2 SEMTECH-EFM2车载尾气流量计

3.3试验设备的调试与安装

3.4测试车辆与测试路线选择

3.5测试数据分析

3.5.1试验车辆运行工况

3.5.2运行模式对排放特性影响

3.5.3速度对排放特性影响

3.5.4加速度对排放特性影响

3.6本章小结

第四章 模型预测法LPG出租车综合排放因子研究

4.1 MOBILE6.2机动车排放模型简介

4.1.1模型的发展

4.1.2模型的基本原理

4.2利用MOBILE6.2预测LPG出租车综合排放因子

4.2.1 MOBILE6.2预测LPG汽车的综合排放因子简述

4.2.2 MOBILE6.2输入参数的确定

4.2.3模型预测结果

4.2.4车队综合排放因子影响因素

4.3本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致 谢