摘 要

截止2015年，重型机动车保有量仅占机动车保有量的5%，但排放的氮氧化物占到总排放的70%，对大气环境造成了严重的污染。因此对重型机动车排气污染物进行有效控制显得尤为重要。虽然相关部门制定了更严格的排放法规，但由于道路实际环境条件、汽车状况及行驶模式等与台架试验室条件有一定差异，车辆在实际运行过程中排放远高于重型发动机型式认证时排放水平。

本文利用便携式排放测试系统，采集某重型柴油车实际道路排放测试数据。基于NTE法和功基窗口法，按照不同道路测试顺序试验方案，对收集的车辆在实际道路运行条件下的排放数据进行分析，对比不同的道路测试顺序之间的差异并对车辆实际道路NOx比排放进行评估。

本文研究表明：使用NTE法对N3类重型车进行高速路、市郊道路、市区道路不同的道路顺序测试的NTE时间个数，NOx比排放，加权时间和通过率没有影响，相比较下当使用功基窗口法对不同道路测试顺序进行分析时，当道路测试顺序发生改变时，不论功基窗口数，通过率还是NOx比排放都有较大影响，所以法规需要对道路测试顺序进行更加明确定义。

对两种评估方法的分析表明: 对N3类型车而言，当改变道路测试顺序时功基窗口法计算NOx比排放变化较NTE法更为敏感。

关键词：重型车，便携式排放测试系统，NTE法，功基窗口法

Abstract

By 2015, the heavy-duty vehicle population accounted for only 5% of vehicle population, but the emissions of nitrogen oxide account for 70% of total emissions. Therefore, it is very important to control the exhaust pollution of the heavy duty vehicle. Although the relevant departments have developed some more stringent emission regulations, but due to the actual road conditions, the cars’ condition, the driving mode and the bench test chamber conditions have more differences, the vehicle in the process of emissions is far higher than that of heavy duty engine type approved emission levels in actual operation.

In this paper, the actual road emission test data of a heavy duty diesel engine is collected by using a portable emission measurement system. Based on NTE method and Work-base Window method, on the collection of vehicle in running conditions of emission data analysis, differences between different road test sequence and the vehicle real road NOx emissions are evaluated, according to the different road testing sequence scheme.

This study showed that using NTE method of N3 heavy vehicle highway, NTE time of different suburban road, urban road test sequence number, NOx emissions, time and the weighted by did not affect the rate, compared to when the Work-base Window is used to analyze the different road test sequence, when the road test that changes the order, irrespective of the number of work based window, pass rate and NOx emissions have greater impact, so laws and regulations on road test need to be ordered more clearly.

The analysis of the two evaluation methods shows that the Work-base Window method is more sensitive than the NTE method to calculate the NOx ratio when changing the road test sequence for the N3 type vehicle.

Keywords: Heavy Duty Vehicle, Portable Emission Measurement System, NTE Method, Work-base Window

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 重型车排放特点 1

1.3 国内外重型车道路排放法规现状 3

1.3.1 国外重型车道路排放法规 3

1.3.3 我国重型车辆排放测试相关研究 5

1.4 研究内容及技术路线 7

1.4.1 研究内容 7

1.4.2 研究技术路线 7

第2章 重型车辆排放测试实验简介 8

2.1 便携式排放测量系统的组成 8

2.2 测试对象 9

2.3 测试过程 9

2.3.1 测试车辆基本参数 9

2.3.2 测试过程 10

2.4 本章小结 11

第3章 基于NTE法重型车的排放研究 12

3.1 NTE法介绍 12

3.1.1 NTE控制区 12

3.1.2 NTE事件及排放 13

3.13 NTE事件加权时间确定 14

3.14 NTE法规限值 14

3.2 基于NTE法的车辆排放研究 14

3.2.1 道路测试顺序排列 14

3.3 本章小结 16

第4章 基于功基窗口法的重型车排放研究 16

4.1 功基窗口法介绍 16

4.2 基于功基窗口法的车辆排放研究 17

4.3 本章小结 21

第5章 结论与展望 22

5.1 全文总结 22

5.2 展望 22

参考文献 23

致谢 25

第1章 绪论

1.1 研究背景

随着汽车工业的发展，我国机动车的保有量急剧增加，汽车尾气排放成为大气污染的主要来源之一。据统计，截至2015年底，全国机动车保有量达2.79亿辆^[1]，相比2014年增长了5.68%^[2]。2015年机动车NOx排放总量达578.9吨，其中柴油机NOx排放量接近机动车总量的70%。机动车保有量的大幅增加对我国的大气环境质量带来了巨大的影响。

因此，我国相关部门制订了较为严格的排放法规对机动车排气污染物进行有效控制。通常，汽车排放试验是在专门的试验室进行的，在转鼓试验台上根据事先给定的行驶模式来运行，再通过定容取样系统测定各种排放物的质量。但是试验室试验条件可能与实际路况有很大差别，如汽车状况(发动机、车龄和实际里程、保养状况、用油品质等)，环境条件(大气温度、湿度、风速等)，实际道路状况(路面的好坏、宽度、车流量、红绿灯的数目、是否机非混行、交通的管理等)更随机和复杂，尤其是在具体的行驶模式(驾驶员的个人驾驶习惯、档位的控制和切换)时更是这样^[3]。正是实验室标准测试循环与实际道路机动车运行特征存在较大的差异，这样导致测试结果可能与实际道路上的排放结果有很大不同，实验室测试结果往往不能反映实际道路机动车的真实排放水平。因此，环保部于2015年7月颁布了《重型车用发动机与汽车车载测量方法及排放限值（征求意见稿）》，该标准弥补了部分道路行驶工况点在台架试验中不能充分体现的缺陷，有效监控车辆在使用中的实际排放状况^[4,5]。本文根据该标准提到的相关道路测试方法展开了研究。

1.2 重型车排放特点

我国法规规定的重型车是指最大总质量超过3500kg的汽车^[6]。由于柴油机的经济性好、转矩大、可靠性高等特点，大部分重型车发动机以柴油机为主。相比于其他种类的汽车，重型柴油车的排放有如下特点：

1.燃油消耗量大