基于窗口动力学特性对平顺驾驶行为下轻型车RDE试验结果修正的研究

摘要

目前，我国发布的国六排放法规主要参考欧6c排放法规标准，将实际行驶污染物排放试验（RDE）作为实验室测试程序的补充。RDE法规规定使用CO2移动平均窗口法作为试验数据处理方法，但采用移动平均窗口法来计算RDE试验结果是以欧洲试验数据提出的方法，而国内的交通状况和驾驶行为与欧洲的存在着较大差异，因此其是否能准确反映我国实际行驶排放水平有待研究。另外，由于RDE试验没有固定的循环工况，试验结果容易受到诸多因素的影响。其中驾驶行为对RDE试验结果的影响尤为突出，成为试验结果不具重复性的主要原因。因此，本文利用便携式车载排放测试系统（PEMS）对6辆满足国六排放标准的轻型汽油车进行不同驾驶行为的RDE试验，对比分析了窗口行程动力学参数和法规行程动力学参数与污染物排放因子之间的相关性。同时，结合我国实际道路行驶特征，对平顺驾驶行为的窗口正常性和RDE试验结果进行修正。主要研究内容和结论如下：　　①为探究不同驾驶行为对RDE试验结果的影响，对3辆轻型汽油车展开不同驾驶行为的对比试验。结果表明：驾驶激烈程度越大，CO、NOx和PN的排放量越高。相比正常驾驶，激烈驾驶导致了PN排放量增加了59%~382%，NOx的排放量增加了10%~82%，CO的排放量增加了71%~504%。　　②为评估驾驶激烈程度对动力学参数的影响，分析动力学参数与驾驶激烈程度之间的变化关系。结果表明：行程动力学参数与驾驶的激烈程度之间有明显的相关性，即随着驾驶激烈程度的增加，动力学参数也随着增大。相比平顺驾驶的v·apos[95]和RPA，正常驾驶的v·apos[95]和RPA的平均增长幅度达到51%和57%；激烈驾驶的v·apos[95]和RPA的平均增长幅度达120%和100%。　　③对行程动力学参数与污染物排放因子之间的相关性进行分析，并对不同路段下的法规动力学参数和窗口动力学参数与污染物排放因子的相关性进行对比。结果表明：相比法规规定的行程动力学参数，窗口的行程动力学参数（v·apos[95]和RPA）与CO、PN排放因子的相关性更明显；并且NOx排放因子仅与窗口动力学参数RPA有较明显的相关性，3辆车的相关系数波动幅度分别下降25%~64%。　　④为了提高平顺驾驶的RDE试验窗口正常性通过率和更好的评估实际道路行驶排放水平，结合我国实际道路特征，对移动平均窗口法中的CO2特性曲线的P1、P2和P3参考点系数进行修正。结果表明：修正后市区、市郊和高速窗口的正常性通过率均超过95%，从而提高了RDE试验的成功率；且修正后对平顺驾驶的RDE试验结果影响较小，证明了该修正方法的有效性。　　⑤为了提高RDE试验结果的重复性和降低平顺驾驶对RDE试验结果的影响，结合车辆实际道路缓加速缓减速的行驶特征，对RDE试验结果进行修正。结果表明：对平顺驾驶的RDE试验结果进行修正后，其排放量相对于修正前的排放量增加43%~82.9%，与正常驾驶的排放量差距下降至7.3%~56.9%；证明基于窗口动力学修正因子的修正方法能很好的对平顺驾驶的RDE试验结果进行修正，使修正后的RDE试验结果更具重复性。

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国内外轻型车排放法规研究的发展进程及差异

1.3.2 国外研究现状

1.3.3 国内研究现状

1.4 本文主要研究内容

2 轻型车RDE测试系统的建立

2.1 便携式车载排放测试系统PEMS

2.1.1 PEMS的主要仪器和设备

2.1.2 PEMS设备的安装

2.1.3 PEMS设备的检查与校准

2.2 RDE试验方案

2.2.1 RDE试验基本要求

2.2.2 RDE试验基本流程

2.3.1 污染物瞬时质量排放

2.3.2 CO2移动平均窗口法

2.4 本章小结

3 行程动力学参数与污染物之间的相关性分析

3.1 试验方案

3.1.1 试验车辆的选择

3.1.2 试验路线的选择

3.1.3 试验环境和驾驶员的选择

3.1.4 试验窗口验证

3.2.1 法规动力学参数

3.2.2 窗口动力学参数

3.2.3 动力学参数有效性验证

3.3 驾驶激烈程度与动力学参数之间的变化关系

3.4 不同驾驶行为对RDE试验结果的影响