不同环境条件下轻型车RDE测试排放特性研究

王 欣,葛蕴珊*,蒋 平,王显刚,曾 军,辜冬林,徐长健,李家琛

不同环境条件下轻型车RDE测试排放特性研究

王 欣1,葛蕴珊1*,蒋 平2,王显刚2,曾 军2,辜冬林2,徐长健2,李家琛1

(1.北京理工大学机械与车辆学院,北京 100081；2.重庆长安汽车股份有限公司,重庆 400023)

以一辆国六排放标准的缸内直喷轻型汽油车为研究对象,试验测量了不同环境温度和测试海拔对于RDE试验常规污染物排放的影响规律.试验结果表明,相比于常温(23℃)测试,更高的测试环境温度(30℃)增加了后处理装置的热负荷,更易触发燃油加浓,使试验车辆的CO和PN排放增加、NOx排放略有降低.试验发现在30℃温度下,测试海拔的增加使车辆的道路阻力需求降低,从而降低燃油加浓频率,导致CO和PN呈现随海拔升高而降低的趋势.此外,CO和市区阶段的PN排放对于RDE边界测试条件的变化具有相对较高的敏感度,表明车辆在排放标定时仍有进一步精细化的必要.

轻型汽油车；RDE；环境温度；海拔高度

为了有效降低机动车在实际运用过程中的污染物排放,我国轻型车第六阶段排放标准首次将实际驾驶排放(RDE)纳入型式核准内容[1].不同于实验室测试中严格的边界条件控制,RDE测试允许在-7～35℃环境温度､0～2400m海拔范围内,以实际驾驶场景下可能出现的驾驶风格,在以市区、市郊和高速路组成的实际道路上完成测试,并以移动平均窗口法(MAW)进行排放量计算[2-3].随着国六标准的实施,国内学者对于可能影响RDE测试结果的边界条件,包括行程动力学参数[4-8]､海拔[8-10]、冷起动[8,11]、油品组分[12-13]、混合动力车能量管理策略[8,14-16]以及数据处理方法[8,17],均开展了研究,但受制于实际道路上开展RDE测试的再现性,结论尚存在较大的分歧.

我国地域辽阔,由北至南跨越寒带、温带、亚热带和热带,环境温差极大.同时,我国约有26%的领土位于海拔1000m以上地区,高海拔地区机动车保有量超1500万辆[18].此前的研究已表明,环境温度和高海拔条件均对车辆的气态污染物和颗粒物排放有较大影响[19-20].鉴于此,开展测试环境温度和海拔对轻型车RDE测试影响研究对于我国的在用车排放管控和大气质量改善具有很强的现实意义.

在便携式排放测试系统(PEMS)广泛应用以前,海拔影响研究多采用发动机台架模拟测试,并主要在柴油机上开展.针对海拔高度对柴油机排放性的影响,Graboski等[21]对比海平面和高海拔条件下柴油机颗粒物(PM)排放研究表明,海拔升至5820英尺时,PM排放增加了50%～67%.He等[22]在模拟2000m海拔条件时测得排气不透光度较海平面时增加了6倍,同时颗粒物数量(PN)约增加了半个数量级; Bishop等[23]分析了5772组重型卡车遥感排放数据发现,一氧化碳(CO)､碳氢化合物(HC)和PM排放量均随海拔的升高而增加;Yin等[24]和Liu等[18]采用非法规PEMS对轻型柴油车在高海拔条件下的颗粒物排放粒径分布进行了测量,并发现高海拔条件下颗粒物的平均粒径呈缩小趋势,但PN排放浓度增大.这一规律与马志成等[10]在青海省开展的国六轻型柴油车的1900～3000m海拔比对测试的PN排放结果基本吻合.

此外,程亮等[7,9]针对轻型汽油车开展的高海拔RDE模拟和实际测试结果表明,CO和NO排放在市区工况下随海拔增加而增加,而在高速和综合工况下分别呈现先增后降、先降后增的趋势,PN排放随海拔变化的趋势不明显.总体而言,高海拔条件下,汽油车NO超标的风险增加.

针对环境温度对柴油机排放性的影响,Kwon等[25]使用PEMS在不同温度下对六台欧六轻型柴油车的氮氧化物(NO)排放进行了比对测试,结果表明,由于废气再循环和后处理性能降低,0～5℃环境温度下的NO排放较15～20℃高出82～192%.这一现象与Hata等[26]在不同季节条件下采用同一试验车获得的PEMS测试结果一致.此外,Park等[27]指出,不同于柴油车,满足ULEV和SULEV标准汽油车的实际驾驶NO排放对于环境温度的变化不敏感,且不存在超标现象.

从上述综述中可以看出,此前针对环境温度和海拔影响的研究主要集中于柴油车和低温环境.对于汽油车和夏季高温条件下的研究较少,导致没能充分考虑车辆在实际行驶过程中的运行环境,进而导致实际道路测试再现性较差.为了避免上述问题,本研究以一台满足国六排放标准的代表性轻型汽油车为研究对象,在环境模拟实验室内使用PEMS设备对测试车辆在激烈驾驶工况RDE等效循环下的污染物排放开展重复性测试,以探究环境温度和海拔对轻型汽油车RDE排放的影响规律.

1 试验方法

1.1 测试设备

图1所示为试验设备示意图,测试车辆在底盘测功机(BBK-M4601)上依照RDE试验等效曲线进行测试,并使用HORIBA公司OBS-ONE系列PEMS设备对尾气污染物进行实时测量.OBS-ONE主要由气体分析模块、颗粒数(PN)分析模块和排气流量计组成.颗粒物浓度(个/cm3)由凝结粒子计数器(CPC)测量,PN测量时的50%切割效率直径(D50)为23nm.排气体积流速(m3/min)由皮托管流量计测量.整套试验设备还包括GPS模块、湿度计、OBD通信模块、供电电池、驾驶辅助屏幕和冷却风机等辅助设备.

图1 试验设备示意

1.2 测试车辆

研究项目共对搭载同一系族发动机的三种车型开展了比对测试,结果规律基本一致.本文选取了其中一辆进行了重复性测试(3次,污染物测试结果的不确定度以标准差给出)车辆,对其结果进行分析.该试验车为满足国六标准的轻型汽油车,搭载一台排量1.5L的直喷增压发动机,配备了三元催化器,未加装排气颗粒物捕集装置.所有比对测试中,试验车辆均使用同一批次满足国六标准的市售#92汽油.测试车辆的主要技术参数如表1所示.

表1 测试车辆主要技术参数

1.3 测试循环

图2所示为车辆在底盘测功机上运行的RDE等效测试循环,循环曲线由三部分组成,分别对应RDE试验市区段、市郊段和高速段,循环总计用时5485s.该RDE等效循环市区､市郊和高速段的v*apos[95]和RPA值分别为19.39,23.54,24.31m2/s3以及0.41,0.18, 0.19m/s2,属于法规边界内非常激烈的驾驶行为.

图2 测试循环速度曲线

2 结果与分析

2.1 不同环境温度试验

图3和图4分别给出了常温(23℃)和高温(30℃)条件下,试验车辆在该激烈RDE循环测试中的CO、NO和PN排放测试结果以及逐秒排放速率曲线.需要说明的是,图3中的3种污染物的排放因子是根据国六法规中的移动平均窗口法(MAW)计算得出.相比于通过逐秒积分获得的排放因子(图4中污染物浓度和速度曲线与横轴间封闭区域面积之比), MAW借助窗口移动,提高了数据的利用率和位于整个RDE行程中后部排放事件在排放结果计算中的权重.

由图3a可见,在市区､市郊､高速和整个RDE行程中,特别是在市区工况中,较高的测试环境温度都不利于对CO排放的控制.如图4a所示,除了在冷起动的瞬间,常温测试具有更高的CO排放速率,这是由于相对较低的进气温度调用了更大的冷起动加浓系数导致的.但在冷起动后,常温测试中的CO排放速率降低至接近于0的水平.而在高温测试中出现了一些对应于急加速过程的CO峰值,并且这些CO峰与驾驶工况间存在重复性.这一现象表明,这些CO峰值的产生与发动机控制有关.一方面,由于目前国六标准中实验室型式核准试验仅在23℃和-7℃条件下开展,排放标定对于测试环境温度以外的运行工况标定相对放松.另一方面,市区工况后部的CO峰值更加明显,这可能与此时后处理装置的温度更高,调用了催化器超温保护(COP)加浓策略有关.当催化器内部的温度因发动机负荷过大而逼近催化剂或载体失效温度时,发动机控制系统会通过加浓混合气的方式来降低排气温度以避免烧毁风险[28].这一现象在图4a中的市郊和高速阶段有着非常明确的体现.在市郊阶段加速度最大的三个工况中的后两个,高温测试中都出现了很高的因COP而引起的CO排放峰值.第一次急加速时未产生CO峰值是因为此时市区驾驶的负荷相对较低,后处理装置的温度尚未达到触发COP的条件.而在高速阶段,由于循环的激烈程度更高,即使是常温测试中也出现了COP加浓引起的CO峰值.但从图4a中的对比可以看出,高速阶段的四次COP加浓中,常温测试都得以使用更小或更短的加浓,只有在最后一次COP加浓时,常温和高温测试的CO排放速率才达到相近水平,表明所调用的加浓程度相当,这是由于此时后处理温度最高,对环境温度的敏感度降至最低.

由图3b可见,随着测试环境温度的升高,试验车的NO排放在整个RDE行程和其中的各个阶段都有不同程度的下降.其中,市区阶段的降幅最为明显.从图4b中可以看出,更高的测试温度有利于后处理装置尽快达到工作温度,进而在冷起动后的暖机阶段实现更低的NO排放速率.此外,结合图3a和图4a中给出的CO排放结果也可以看出,在高温测试条件下,测试车辆更倾向使用偏浓的混合气.汽油车的NO排放以热力型NO为主,高温､富氧和更长的反应时间是决定NO排放生成速率的核心因素[29].由于高温环境温度加重了后处理装置的热负荷,COP加浓策略被更频繁地调用,NO生成反应在过量空气系数为0.8～0.9时被大幅抑制.因此,高温测试相比常温测试反而减少了缸内富氧条件出现的几率,进而引起市郊和高速阶段高温测试相比于常温测试NO排放略低.

如图3c所示,在整个RDE等效循环测试中,高温测试较常温测试的PN排放量增加了12.9 %.这主要是由于市区阶段,高温测试中的PN显著高于常温测试.从图4c中不难看出,在冷起动和之后的加速中,高温测试时的PN排放速率明显高于常温时.不同于颗粒物质量,PN排放速率与燃料燃烧的不完善度并非单调关系.尽管常温下的冷起动加浓系数更大,这一点可以通过图4a中相对较高的CO排放速率印证,但是常温下的燃料雾化与燃烧品质不及高温,使得颗粒物的粒径尺寸有增加的趋势,反而有助于降低PN排放速率.高温测试进行至约400s后出现的密集且明显高于常温测试的连续PN峰值可能也是在这一作用机制下形成的.而对于常温测试中出现在500s附近的PN峰值,一个可能的解释是由于常温测试尚未完全退出暖机加浓程序;因此在此后的市区驾驶中,尽管速度曲线出现重复的工况,但是并未再出现类似的PN峰值.

图4 不同环境温度测试污染物瞬时排放

在市郊和高速阶段,由于后处理系统温度过高而触发的COP加浓同样对高温测试的PN排放结果产生了影响.在市郊的两次和高速的四次COP加浓过程中,PN排放都出现了相应的峰值,使得高温测试中高速阶段的PN排放也高于常温测试.在RDE等效循环测试末尾的减速阶段,常温和高温测试中都出现了一个排放速率相当的PN峰值.这一PN峰值形成于减速阶段,与燃烧基本无关,主要是在发动机制动过程中,因润滑油膜和后处理器内部颗粒物氧化而形成的PN峰值,其中以小粒径的无机碳颗粒物为主[30].

就本研究所采用的试验车而言,在更高的环境温度下进行RDE排放测试,会导致CO和PN排放的增加而NO排放略有降低.其中,CO排放对测试环境温度的变化最为敏感,表明在非法规测试条件下的排放控制精细化程度仍有提升的空间.除此之外,尽管总行程内PN排放的增幅不大,但市区阶段的PN排放在高温测试中增幅达到了31.6%,对在用阶段RDE排放合规构成了挑战,应当引起重视.

2.2 不同海拔试验

图5和图6中分别给出了在30℃的高温条件下,使用海拔环境模拟装置进行的400m､1300m和1900m海拔影响对比测试的排放因子和排放速率曲线.需要说明的是,由于1300m和1900m海拔已经分别进入到国六排放标准海拔扩展和进一步扩展条件,因此在进行图5的污染物排放因子计算时,已经按照法规的要求,将排放结果分别除以1.6和1.8的调整系数.

由图5a可见,在整个RDE行程中,随着海拔的增加,CO排放呈现出逐渐下降的趋势,尽管在将海拔扩展修正系数乘回后,这种差异变得并不很显著.结合图6a中的逐秒排放曲线不难发现,在市郊和高速阶段,400m海拔试验CO排放最多的核心原因为道路阻力需求的下降.而在市区阶段,低海拔CO排放偏高则主要源于急加速过程中可能出现加速加浓策略[31].

车辆CO排放是燃料因缺氧无法完成向CO2转化而形成的不完全燃烧产物[29].对于绝大多数时间都使用当量混合气的汽油发动机,缺氧仅发生于缸内混合不均的局部,加之后处理装置的高效转化,CO排放可被有效控制.随着海拔的升高,空气密度降低,从而降低了进气的湍流强度,不利于油气的充分混合和燃烧,有使CO排放增加的趋势.

由图6a可见,由于本研究采用的RDE循环激烈程度很高,导致了多处混合气加浓发生,进一步加剧了汽油车RDE测试中CO的增加幅度[32].相比于当量混合气工况下的局部缺氧,混合气加浓工况下缸内处于总体缺氧,且后处理装置的转化能力大幅下降,此时的CO排放量远高于当量比燃烧[29],这是导致本研究中试验车CO排放量变化的主要原因.

行驶中的车辆,其传递到轮边的驱动力与来自路面的摩擦阻力、加速阻力、坡道阻力和作用于车身的空气阻力之和相平衡,据此可根据公式(1)计算车辆在某一时刻的比功率(VSP)[33].

fvgcos+gvsin(1)

式中:F、F、F、F分别代表加速阻力、空气阻力、摩擦阻力和坡道阻力;、和分别为车辆行驶时的加速度、速度和质量;air、C、分别为空气密度、车辆风阻系数和迎风面积;、、则代表轮胎的滚动阻力系数、当地重力加速度以及道路的坡度.

随着海拔的增加,重力加速度略有降低,但这一影响在模拟试验中并不涉及,进而使得海拔升高对道路阻力的最直接影响表现为空气阻力的下降.海拔每升高1000m,空气密度约降低12%.这使得高海拔条件下车辆的行驶阻力降低.从公式(1)中可以看出,空气阻力项与车速的三次方成正比,因此空气密度下降的影响理论上随着车速的增加会愈发明显[18,33].发动机的绝对负荷随海拔升高而下降,这将同时降低激烈驾驶工况中因急加速或催化器超温保护而调用加浓策略的强度和频率.但由于本研究采用的RDE循环驾驶风格十分激烈,高速阶段的动力需求很高,仍无法避免频繁加浓的发生.因此,如图5a所示,道路阻力降低导致的加浓系数减小在市郊阶段更为明显.

不同海拔条件下的NO排放,如图5b所示,在整个RDE行程和其间的三个阶段都呈现出随海拔先升高后降低的变化规律.从图6b中的逐秒曲线可以看出,导致1300m海拔时市区和市郊阶段NO排放量最高的主要原因是出现在各个急加速初期较小但频繁的NO峰值.对比图6a中CO排放速率可以看出,这一NO峰值对应了高速阶段第一次COP加浓策略调用.并且在1300m测试中,这一次COP加浓所引起的CO排放速率也是最高的.CO和NO排放的同时增加表明在这一加浓事件中,后处理装置的转化效率发生了严重的下降.而相比于其它海拔测试,1300m测试时后处理装置转化效率下降的幅度最大.

图6 不同海拔高度测试污染物瞬时排放

图5c中给出了三种海拔测试条件下的PN排放因子对比.从图中可以看出,在整个RDE行程和市区、市郊、高速三个阶段,PN排放都随着海拔的升高而下降.造成这一现象主要有两个方面的原因.首先,在市郊和高速阶段,由于高海拔条件下道路阻力的下降,发动机的动力需求和热负荷均下降,而由于废气涡轮增压的存在,发动机在高海拔条件下的动力恢复较好,所以在急加速过程中因加浓产生的PN峰值较400m海拔时明显减少.其次,从图6a中1900m海拔条件下的CO排放也可以看出,进入市郊和高速阶段后,试验车辆的不完全燃烧产物增加,这反映了缸内燃烧的恶化.恶化的缸内燃烧有使颗粒物粒径增加的趋势,孤立的核态颗粒物更倾向于发生凝聚并形成粒径更大的积聚态颗粒物,进而导致PN排放的降低.

3 结论

3.1 相比于常温(23℃)测试,更高的测试环境温度(30℃)增加了后处理装置的热负荷,从而更易触发COP加浓,使得试验车辆的CO和PN排放都出现了不同程度的增加,而NO排放略有降低.

3.2 在高温测试条件下,测试海拔的增加使车辆的道路阻力需求降低,从而减少了燃油加浓事件的发生,CO和PN呈现出随海拔升高而降低的趋势.

3.3 整体而言,CO和市区阶段的PN排放对于RDE边界测试条件的变化具有相对较高的敏感度,一方面反映出在法规循环以外的工况下,排放标定仍有进一步精细化的必要和可能,另一方面也指明了面向国六b阶段在用符合性检查和未来标准合规的优化方向.

[1] 葛蕴珊,丁 焰,尹 航.机动车实际行驶排放测试系统研究现状[J]. 汽车安全与节能学报, 2017,8(2):111-121.

Ge Y S, Ding Y, Yin H. Research status of real driving emission measurement system for vehicles [J]. Journal of Automotive Safety and Energy, 2017,8(2):111-121.

[2] GB 18352.6-2016 轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段) [S].

GB 18352.6-2016 Emission limits and measurement methods oflight vehicle pollutants (China's sixth stage) [S].

[3] 葛蕴珊,王亚超,董红磊,等.轻型车RDE窗口法在中国实际道路的适应性研究[J]. 北京理工大学学报, 2020,40(9):924-928.

Ge Y S, Wang Y C, Dong H L, et al. The adaptability of the RDE window method for actual china road [J]. Transactions of Beijing Institute of Technology, 2020,40(9):924-928.

[4] 宋 彬,葛蕴珊,尹 航,等.行驶动力学参数对RDE实验结果的影响研究[J]. 汽车工程, 2018,40(4):389-395,442.

Song B, Ge Y S, Yin H, et al. A study on the effects of driving dynamics parameters on the results of RDE test [J]. Automotive Engineering, 2018,40(4):389-395,442.

[5] 杨长志,杜宝程,李岳兵,等.行程动力学参数与污染物排放特性的相关性分析[J]. 重庆大学学报, 2021,44(7):14-25.

Yang C Z, Du B C, Li Y B, et al. Correlation analysis of driving dynamic parameters and RDE characteristics [J]. Journal of Chongqing University, 2021,44(7):14-25.

[6] 张远军,董红磊,李岳兵,等.基于动力学因子对RDE试验结果进行驾驶行为修正[J]. 汽车工程, 2020,42(10):1354-1363.

Zhang Y J, Dong H L, Li Y B, et al. Driving behavior correction of RDE test results based on window dynamics factor [J]. Automotive Engineering, 2020,42(10):1354-1363.

[7] 程 亮,徐志寅,邬建化,等.RPA对PFI轻型汽油车RDE高原排放特性试验研究[J]. 汽车工程, 2018,40(12):1398-1404,1487.

Cheng L, Xu Z Y, Wu J H, et al. An experimental study on the influence of RPA on high-altitude region emission characteristic of RDE test for PFI light gasoline vehicle [J]. Automotive Engineering, 2018,40(12):1398-1404,1487.

[8] Wang X, Thomas D, Ge Y S, et al. Proceedings of real driving emission (RDE) measurement in China [C]// SAE Technical Papers, 2018-01-0653.

[9] 程 亮.海拔对轻型汽油车RDE排放特性影响试验研究[J]. 车用发动机, 2019,(6):78-83.

Cheng L. Influence of altitude on RDE emission characteristics of light duty gasoline vehicle [J]. Vehicle Engine, 2019,(6):78-83.

[10] 马志成,付铁强,戴春蓓,等.海拔对轻型柴油车实际驾驶排放的影响[J]. 车用发动机, 2017,(4):84-87,92.

Ma Z C, Fu T Q, Dai C B, et al. Effects of altitude on real driving emission of light-duty diesel vehicle [J]. Vehicle Engine, 2017,(4): 84-87,92.

[11] 王志红,吴鹏辉,刘志恩.实际驾驶中冷起动对CO和NO排放影响[J]. 华东交通大学学报, 2020,37(6):96-102.

Wang Z H, Wu P H, Liu Z E. Influence of cold start on CO and NOemissions in real driving [J]. Journal of East China Jiaotong University, 2020,37(6):96-102.

[12] 张孟珠,郝春晓,葛蕴珊,等.车用汽油及含氧燃料的环境效应[J]. 中国环境科学, 2021,41(11):1-8.

Zhang M Z, Hao C X, Ge Y S, et al.Environmental impacts of gasoline and oxygenated fuels when used on light-duty vehicles [J]. China Environmental Science, 2021,41(11):1-8.

[13] 杨正军,葛蕴珊,王 欣,等.乙醇汽油对国六直喷汽油车排放特性的影响[J]. 中国环境科学, 2020,40(12):5213-5220.

Yang Z J, Ge Y S, Wang X, et al. Effects of ethanol-gasoline on the exhaust emissions from China-6compliant GDI vehicles [J]. China Environmental Science, 2020,40(12):5213-5220.

[14] 禹文林,葛蕴珊,王 欣,等.混合动力汽车实际道路行驶排放特性研究[J]. 汽车工程, 2018,40(10):1139-1145.

Yu W L, Ge Y S, Wang X, et al. A research on the real driving emission characteristics of hybrid electric vehicles [J]. Automotive Engineering, 2018,40(10):1139-1145.

[15] 王煜安,罗佳鑫,王亚超,等.不同能量管理策略的增程电动汽车排放的实际道路试验[J]. 汽车安全与节能学报, 2021,12(2):219-225.

Wang Y A, Luo J X, Wang Y C, et al. Real road tests of the emission from extended-range electric vehicles with different energy management strategies [J]. Journal of Automotive Safety and Energy, 2021,12(2):219-225.

[16] Yang Z, Ge Y S, Thomas D, et al. Real driving particle number (PN) emissions from China-6compliant PFI and GDI hybrid electrical vehicles [J]. Atmospheric Environment, 2019,199:70-79.

[17] 郑思凯,葛蕴珊,陈伟程,等.数据处理方法对RDE试验结果的影响研究[J]. 汽车工程, 2018,40(6):646-651,665.

Zheng S K, Ge Y S, Chen W C, et al. A research on the effects of different data processing methods on the results of RDE test [J]. Automotive Engineering, 2018,40(6):646-651,665.

[18] Liu J, Ge Y S, Wang X, et al. On-board measurement of particle numbers and their size distribution from a light-duty diesel vehicle: Influences of VSP and altitude [J]. Journal of Environmental Sciences, 2017,57:238-248.

[19] Dennis J W. Turbocharged diesel engine performance at altitude [J]. SAE Transactions, 1971:2670-2689.

[20] Human D M, Ullman T L, Baines T M. Simulation of high altitude effects on heavy-duty diesel emissions [J]. SAE transactions, 1990: 1791-1800.

[21] Graboski M S, McCormick R L. Effect of diesel fuel chemistry on regulated emissions at high altitude [J]. SAE transactions, 1996:1412- 1419.

[22] He C, Ge Y S, Ma C C, et al. Emission characteristics of a heavy-duty diesel engine at simulated high altitudes [J]. Scienceof the total Environment. 2011,409:3138-3143.

[23] Bishop G A, Morris J A, Stedman D H, et al. The effects of altitude on heavy-duty diesel truck on-road emissions [J]. Environmental Scienceand Technology, 2001,35:1574-1578.

[24] Yin H, Ge Y S, Wang X, et al. Idle emission characteristics of a light-duty diesel van at various altitudes [J]. Atmosphere Environment, 2013,70:117-122.

[25] Kwon S, Park Y, Park J, et al. Characteristics of on-road NO emissions from Euro 6light-duty diesel vehicles using a portable emissions measurement system [J]. Scienceof the total Environment, 2017,576:70-77.

[26] Hata H, Kokuryo K, Ogata T, et al. Real-world measurement and mechanical-analysis-based verification of NOand CO2emissions from an in-use heavy-duty vehicle [J]. Atmospheric Measurement Techniques, 2021,14(3):2115-2126.

[27] Park J, Shin M, Lee J, et al. Estimating the effectiveness of vehicle emission regulations for reducing NOfrom light-duty vehicles in Korea using on-road measurements [J]. Scienceof thetotal Environment, 2021,767:144250.

[28] Kasab J, Strzelec A. Automotive emissions regulations and exhaust aftertreatment systems [M]. SAE, 2020.

[29] Heywood J B. Internal combustion engine fundamentals [M]. McGraw-Hill Education, 2018.

[30] Boger T, Cutler W. Reducing particulate emissions in gasoline engines [M]. SAE, 2018.

[31] 藤沢英也,小林久德,小川王幸,等.最新电控汽油喷射[M]. 北京：北京理工大学出版社, 1998-04.

Tengchi Y Y, Xiaolin J D, Xiaochuan W X, et al. Latest electronically controlled gasoline injection [M].Beijing: Beijing Institute of Technology Press, 1998-04.

[32] 付秉正,杨正军,尹 航,等.轻型汽油车实际行驶污染物排放特性的研究[J]. 汽车工程, 2017,39(4):376-380.

Fu B Z, Yang Z J, Yin H, et al. A research on the real driving emission characteristics of light-duty gasoline vehicles [J]. Automotive Engineering, 2017,39(4):376-380.

[33] Frey C, Zhang K, Rouphail M. Vehicle-specific emissions modeling based upon on-road measurements [J]. Environmental Science and Technology, 2010,44:3594-3600.

Emission characteristics of light duty vehicle in RDE tests under different environmental conditions.

WANG Xin1, GE Yun-shan1*, JIANG Ping2, WANG Xian-gang2, ZENG Jun2, GU Dong-lin2, XU Chang-jian2, LI Jia-chen1

(1.School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081；2.Chongqing Chang-an Automobile Company Limited, Chongqing 400023)., 2022,42(6)：2561～2568

The effect of different ambient temperatures and altitudes on the tailpipe emissions from the RDE test was measured on a China-6emission standardlight-duty direct-injection gasoline vehicle. The results showed that the 30ºC ambient temperature increased the heat load on the aftertreatment devices compared to the 23ºC ambient temperature test, resulting in an increase in CO and PN emissions and a slight decrease in NOemissions from the test vehicle. It is found that at 30ºC, the increase in test altitude reduced the vehicle's road resistance requirements, which in turn reduced the frequency of fuel enrichment, resulting in a trend of decreasing CO and PN with increasing altitude. The results also show a relatively high sensitivity of CO and PN emissions in the urban phase to changes in RDE testboundary conditions, indicating that further refinement of the vehicle's emissions calibration is still necessary.

light-duty gasoline vehicles；RDE；ambient temperature；altitude

X703.1

A

1000-6923(2022)06-2561-08

王 欣(1989-),北京人,副教授,博士,主要从事车辆污染物排放方面的研究.发表论文 篇.

2021-12-01

国家自然科学基金资助项目(51806015)

* 责任作者, 教授, geyunshan@bit.edu.cn