城市重型车整车排放控制与评价技术研究

摘要

在重型发动机进行认证试验时，由于测试循环与车辆实际的运行工况差异较大，导致车辆在认证试验时的排放数据不能反映实际运行过程的真实排放水平且车辆实际排放严重超标。为了增强重型车实际道路上排放的监控以及管理，就需要开发并制定与实际相符的排放试验标准，进而来有效地控制车辆，特别是城市重型车的排放量。本文中的研究结果将对相应的城市重型车的整车排放标准的形成起到促进的作用，将对重型车排放控制标准的重心逐步由发动机向整车、由新机符合性向在用符合性过渡起到推动作用。
　　 本文从排放控制与评价技术两方面对如何有效控制城市重型车NOx排放进行了研究。利用车载排放测试设备，对北京市内的重型车进行了排放数据的采集，发现90％以上车辆的NOx排放严重超标。经过分析发现造成NOx排放超标的主要原因是车辆主要在低速低负荷工况行驶，发动机排温较低，SCR并不能持续工作。因此，本文对先进的低温SCR技术（Cu基分子筛催化剂）与常规SCR（钒基催化剂）进行了试验对比，研究发现:Cu基催化剂表现出了较好的低温起燃性和低温转化效率。Cu分子筛催化剂的最大活性窗口与城市重型车的排温区域相差不大，非常适合作为城市重型车的SCR后处理催化剂。
　　 通过发动机台架与底盘测功机试验，进行了ESC循环和C-WTVC循环下车辆排放数据的采集与分析。对比整车循环与发动机台架试验下的排放关联度，发现整车循环中发动机低负荷工况是排放的主要工况，而法规认证试验中发动机只有少部分时间处于低负荷工况，因此需要从整车角度去评估车辆排放。
　　 基于车载测试设备所采集排放数据，本文采用修正NTE法和功基法对车辆排放进行了评估。通过修正美国NTE控制区域，修改功基法窗口中平均功率的下限值，使之适应我国城市重型车行驶工况从而作为整车排放评估方法。同时，根据所采集车辆实际行驶工况数据利用MATLAB程序构建了相应了工况与CCBC进行了对比，发现所构建公交车工况数据的21特征值与CCBC的特征值差异不大，无需构建新的驾驶循环，可以用CCBC作为北京市公交车行驶工况进行底盘测功机的认证试验。通过对环卫车行驶工况与C-WTVC特征值的对比研究，认为对C-WTVC循环进行修改后（即删除高速循环）可以作为环卫车的底盘测功机试验认证循环。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 本文研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究工作

第2章 重型柴油车排放测试标准及排气后处理方案

2．1 各国重型车排放测试标准研究

2．2 重型车排气后处理主要技术路线分析

2．3 本章小结

第3章 城市重型车排放特性分析与控制技术研究

3．1 车载排放试验方案设计

3．2 车载排放试验结果分析

3．3 采用低温SCR催化剂的发动机排放试验研究

3．4 本章小结

第4章 底盘测功机与发动机台架试验关联度研究

4．1 灰色关联度及其计算方法介绍

4．2 底盘测功机与台架试验对比分析

4．3 本章小结

第5章 城市重型车整车排放评价技术研究

5．1 车载试验评价方法研究

5．2 底盘测功机试验评价方法研究

5．3 本章小结

第6章 全文总结及展望

6．1 全文总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间参研项目及成果