车载测试系统的开发及摩托车行驶特性、排放特性的研究

摘要

作为机动车的重要组成部分,摩托车所产生的排放污染越来越引起人们的关注.制定并逐步实施严格的排放法规,是控制机动车排放的有效手段.由于历史的原因,目前国际上存在着欧洲、美国、日本等多个排放测试法规体系.从技术经济发展的趋势上看,一个全球统一的摩托车排放技术法规显然非常必要,摩托车的WMTC测试循环正是为满足这种发展趋势而提出的. 我国现行的摩托车排放法规是在参照欧洲体系的基础上,结合我国的实际情况制订的.在可预见的将来,接受WMTC测试循环是我国排放法规的发展方向,因此有必要对WMTC测试循环与摩托车中国实际道路之间的行驶特征和排放特征的差异进行深入的研究.研究结果对于正确评价我国摩托车实际道路的排放水平,精确估算我国摩托车的排放因子及大气分担率是非常重要的. 设计开发了一套机动车车载实时排放测试系统,该系统由瞬时车速测试系统、瞬时油耗测试系统、瞬时气体排放测试系统、单片机和便携式计算机等组成,可实现机动车实际道路行驶时的瞬时速度、油耗因子和排放因子的测量与处理. 选取中国城市有代表性的不同类型的道路,进行摩托车实际道路行驶特征的路谱采集.从摩托车实际道路行驶特征与WMTC测试循环的行驶特征的比较看,两者之间存在着明显的差异.特别是评价准则数体系中的各类速度特征参数,差别尤为明显,表明WMTC测试循环对于中国摩托车实际道路行驶特征的适应性较差. 基于所采集的实际道路行驶的路谱数据,获得了一个能够在试验室中再现的,反映中国摩托车实际道路行驶特征的排放测试循环.该循环可在试验室内对摩托车实际道路行驶的排放水平进行准确的评估和分析. 进行了摩托车在WMTC测试循环和实际道路测试循环下摩托车排放特征的研究,获得了摩托车在各个循环下排放因子的分布特征及其与行驶特征的关系. 研究结果表明,无论是从排放因子的总体特征还是分布特征来看,摩托车在WMTC测试循环下的排放特征与中国摩托车实际道路的排放特征之间都存在明显差别,表明根据WMTC测试循环所获得的排放指标不能真实反映中国摩托车实际道路行驶的排放水平,作为进一步研究摩托车排放大气分担率等的基础,构建一个适合中国情况的、完备的摩托车排放测试循环修正体系显然是必要的.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2国内外摩托车排放法规

1.2.1欧洲的摩托车标准测试循环

1.2.2美国的摩托车标准测试循环

1.2.3其他国家的摩托车排放标准

1.2.4我国的摩托车排放法规

1.3全球统一的摩托车排放法规(WMTC)

1.3.1 WMTC排放测试循环的内容

1.3.2 WMTC排放法规的特点和意义

1.4本课题的主要工作及意义

1.5本章小结

第二章车载测试系统的研发

2.1系统构成

2.1.1系统构成

2.1.2系统功能

2.2测试单元

2.2.1瞬时车速测量单元

2.2.2瞬时油耗测量单元

2.2.3瞬时气体排放测量单元

2.2.4单片机系统

2.3数据通信

2.3.1串口通讯

2.3.2并口通讯

2.4测试系统软件部分

2.4.1数据处理

2.4.2窗体显示

2.5本章小结

第三章摩托车实际道路及WMTC的行驶特征研究

3.1实验道路和实验车辆

3.1.1实验道路

3.1.2实验车辆

3.2行驶工况的判别准则、指标体系及数据处理过程

3.2.1机动车行驶工况的分类

3.2.2行驶特征的指标体系

3.2.3数据的计算过程

3.3行驶特征的计算结果及分析

3.3.1行驶特征的统计分析结果

3.3.2结果分析

3.4行驶工况分布特征

3.5实验室测试循环的合成

3.6本章小结

第四章摩托车道路行驶的排放特性研究

4.1实验数据的采集及处理

4.1.1实验车辆和实验方法

4.1.2定容采样法(CVS)的原理

4.1.3尾气的质量排放

4.1.4计算燃油消耗量的碳平衡发[35,36]

4.2污染物的生成机理和不同工况点的排放特性

4.3各循环的总平均排放因子

4.4尾气质量排放因子的分布特征

4.4.1 HC排放因子的分布规律

4.4.2 CO排放因子的分布规律

4.4.3 NO排放因子的分布规律

4.4.4排放因子分布规律总结

4.5本章小结

第五章全文总结与展望

5.1工作总结

5.2工作展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢