Numerical model of on-road emission rates of diesel buses in Beijing

A total of 14 in-use diesel buses were selected to conduct emission measurement using a portable emissions measurement system(PEMS)in Beijing.Their instantaneous gaseous emission rates,particular matter(PM)emission rates and driving parameters were obtained.The influences of speed,acceleration and vehicle specific power(VSP)on emissions were analyzed.Based on the relationships between these driving parameters and emissions,24 driving bins defined by speed,acceleration and VSP were constructed with cluster analysis to group emission rates for Euro Ⅲ and Ⅳ buses,respectively.Then the emissions reductions from Euro Ⅲ to Euro Ⅳ diesel buses were analyzed.Lastly,on-road hot-stabilized emission rate model for diesel buses in Beijing was developed.Through the comparison of the model simulation emission rates with the measured emission rates,the modeled emission results were in good agreement with the measured emission results.In most of the cases,the differences were less than 12%.     

国Ⅳ柴油公交车在实际道路上的排放特征

应用车载式尾气排放测试设备对北京国Ⅳ排放标准的柴油公交车在实际道路上的尾气排放特征进行实测研究,测试时间为10 645 s,行驶里程达51.3 km,共获得10 645组有效数据,测试数据能反映车辆在实际道路上的排放特征.车辆在实际道路上尾气排放NOx、CO、总碳氢化合物(total carbureted hydrogen,THC)和颗粒物(particulate matter,PM)的排放因子分别为(11.02±1.46)、(1.44±0.12)、(0.038±0.01)和(0.053±0.03)g/km.车辆的油耗、排放状况与车辆的行驶状态等因素有密切关系:车速越快,加速度越大,油耗速率越高;NOx排放随工况点分布与油耗速率的分布趋势基本相似;CO排放速率在低速和减速工况下较低,车速超过30 km/h及加速区域排放升高;THC高排放主要集中在车速低于30 km/h的加速区域。     

基于BP神经网络的车辆碳排放测算研究

研究轻型车辆碳排放测算方法,分析车辆碳排放与运行工况关系。基于车辆实际行驶污染物排放(Real Drive Emission, RDE)车载测试数据,以CO2当量CO2e代表碳排放,分析得出碳排放速率随车速、比功率(Vehicle Specific Power, VSP)增大而上升;运用BP (Back Propagation)神经网络算法建立车辆碳排放与车速、加速度、比功率多参数间非线性关系测算模型,计算得出世界轻型车测试循环(World Light Vehicle Test Cycle,WLTC)、新欧洲行驶循环(New European Driving Cycle, NEDC)和中国轻型商用车行驶工况(China Light-duty Vehicle Test Cycle-commercial Car,CLTC-C)3种台架测试循环工况下的碳排放因子。比较发现3种台架测试循环工况下的碳排放因子均高于实际道路行驶碳排放因子,其中WLTC下碳排放因子最高,其次是NEDC,再是CLTC-C,原因是加速度越大、车速越高的测试工况导致碳排放增加。     

车载质量排放率测试系统开发与试验研究

为了准确地测量交通流中单车污染物排放量,分析机动车在实时交通流的排放特征及影响因素,评价机动车排放及确定减排措施,开发了一种可以测量实际道路机动车瞬时质量排放率的车载排放测试系统。系统由发动机的燃油消耗量、尾气排放参数(HC,CO,NOX,CO2)、过剩空气系数等参数和被测车辆录入电脑的相关信息融合计算,得到瞬态的质量排放率。试验结果表明,仪器具有较高的精度。     

不同测试循环混合动力客车排放特性对比

在重型底盘测功机上,测量了混合动力客车(HEB)在中国典型城市公交循环(CCBC)和全球商用车瞬态循环(WTVC)下的油耗排放,对比分析了HEB在两个循环中燃油经济性、排放因子,以及不同工况气态污染物分担率。结果表明,WTVC下HEB的燃油经济性好于CCBC下的燃油经济性;而HEB的排放比CCBC恶劣,THC和NOx的里程排放因子分别是CCBC下的2.1倍、1.9倍;加速工况气态污染物分担率最高,怠速工况最低。加速工况THC和NOx的分担率分别是怠速工况、减速工况以及匀速工况的2.2~2.7倍、1.7倍和1.5倍,加速工况CO分担率更是高达70%,由于HEB采用减速时发动机迅速减油的控制策略,因此减速工况气态污染物分担率比匀速工况低。     

插电式串联混合动力汽车的经济性与排放性

基于不同的循环工况（市区测试循环,新欧洲测试循环,特大市区测试循环,中国典型城市乘用车快速道路循环与普通道路循环）,利用CRUISE软件进行仿真计算,比较了插电式串联混合动力汽车与原型车的经济性和排放性,考查了串联PHEV的节油效果和减排效果。计算结果表明,在不同循环工况下,串联PHEV最低的百公里油耗仅为2.1L,比...     

汽车巡航控制系统的环境评估

从定量分析巡航控制对降低汽车燃油消耗和排放污染物影响的角度出发,建立了一套包括汽车排放子模型在内的整车纵向动力学模型,并在巡航模糊控制器基础上提出了一套新的巡航自适应模糊PID控制算法。对比分析了两种算法在典型巡航工况下燃油消耗和一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等空气污染物含量,从而将巡航控制系统对汽车排放的影响从原来的定性分析拓展到定量分析,为巡航控制算法的优化设计提供了一种新的评价方法。     

实际道路工况和法规工况下中型柴油机排放特性的对比分析

分别按照北京城市客车的实际道路驾驶循环BJCBC和重型柴油机的法规试验循环ETC,对满足国Ⅲ标准的中型柴油机及装配相同型号柴油机的整车进行排放测试,研究试验工况对柴油机NOx和PM排放特性的影响。研究结果表明:试验工况的变化对PM粒径浓度分布、NOx瞬时排放浓度和瞬时排放率产生明显影响,而且BJCBC的排放评价结果远远偏离ETC的排放评价结果,所以在满足认证标准工况的基础上,应按照北京市典型工况对排放控制进行优化标定。     

CMEM用于我国柴油公交车排放计算

为了研究柴油公交车节能减排方法,寻找油耗与排放之间的关系,建立适用于我国柴油公交车的排放模型,以国外广泛使用的综合排放模型(Comprehensive modal emission model,CMEM)中柴油车排放模型为基础,通过对我国柴油公交车与CMEM中的标准柴油卡车的异同点比较,对模型的速度参数、加速度参数、质量参数、传动效率参数等进行修改后,建立适用于我国柴油公交车的排放模型．最后,通过与哈尔滨市某公交线路上公交车实测数据比较,发现所建立的模型计算出的模拟数据与实测数据相差不大,证明所建立改进的CMEM模型可以用于我国公交车排放的模拟计算．     

道路营运新能源汽车减碳测算

测算车辆运行碳排放,包括燃料消耗直接碳排放与电能利用间接碳排放。基于质量平衡法得出各种燃料的碳排放系数,基于火力发电煤耗量提出纯电动汽车间接CO₂排放计算方法。采集车辆运营数据与能耗数据,计算出各运输类型与各能源类型车辆CO₂年度排放量,得出电动车辆替代传统燃料车辆后的CO₂减排率。发现除大型柴油公交及中短途城际运输车辆外,电动汽车均有明显减碳效果,小型城市配送车辆减碳率最高,达48.62%。预测火电占比降低及火力发电煤耗量降低后电动汽车的碳减排量,相对于2016年,2020年将再减碳7.07%。     

基于LEAP模型的京津冀地区道路交通节能减排情景预测

为了解决道路交通带来的能源消耗、温室气体及大气污染物排放问题,采用情景分析法,以京津冀地区为例,应用长期能源替代规划系统(LEAP)模型构建了京津冀地区道路交通部门的能源与环境排放模型,对不同情景下2015—2030年的能源消耗、CO_2及污染物的排放情况进行了预测分析.结果表明:京津冀地区各政策情景中,提高燃油经济性情景的节能效果明显,节能率为22.4%.高排放车的淘汰短期节能效果最佳,节能率为19.1%,但长期效果不明显.北京市新能源汽车推广情景的CO_2、NOx长期减排效果最佳,天津市、河北省提高燃料经济性情景的CO_2、CO、NOx、PM2.5减排效果最好.相对于基准情景,2030年综合情景下京津冀地区的节能率为37.1%,CO_2减排率可达到36.8%,其中对污染物CO、HC的减排效果最佳,减排率为45.7%、43.8%.     

基于交通指数的机动车污染物排放分析方法研究 ——以北京为例

为了科学有效地支持城市化机动化进程中交通治污治堵一体化工作,研究建立了交通指数与基于车辆比功率(vehicle specific power,VSP)的机动车污染物排放相关联的分析方法,通过分析交通指数与微观车辆行程速度分布的一致性规律,利用海量逐秒运行工况数据和车辆排放特征数据,建立了机动车辆在实际道路上运行速度与排放强度之间的关系,并以北京市为例,研究发现交通指数与小客车氮氧化物排放强度在道路类型、工作日周末、上下午等因素下具有明显的正相关关系,影响程度由大到小分别是道路类型、工作日周末、上下午.     

用发动机台架试验研究轻型车排放

研究了用发动机稳态台架模拟试验评价轻型车整车排放性能的可行性。以南京依维柯A30 1 0轻型面包车为例进行了汽车动力性模拟计算 ,得出了可用发动机台架稳态 1 2工况排放试验代替整车市区 1 5工况加市郊 1 3工况测试循环。实验证明怠速工况和中低速、中低负荷工况的加权系数达 0 9以上 ,是轻型车发动机排放控制的重点工况。     

基于工况识别的燃料电池公交车能量管理策略

为解决燃料电池混合动力公交车中基于优化的能量管理策略难以实车应用的问题,在分析燃料电池公交车(Fuel cell hybrid bus,FCHB)行驶路线的固定性和片段性的基础上,提出了一种基于SOM-K-means(Self-organized mapping K-means)工况识别的能量管理策略。首先,根据公交车站点将行驶路线划分为多个行驶片段,在车辆停站时,运用SOM-K-means二阶聚类模型完成工况识别,获取车辆下一行驶片段的识别协态变量;当车辆在下一个行驶片段运行时,运用识别协态变量完成基于庞特里亚金极值原理(Pontryagins maximum principle,PMP)求解的能量管理策略的实时应用。其次,建立基于公交车实际运行数据的仿真实验,最后建立硬件在环实验,将所提出的策略移植入整车控制器(Vehicle control unit,VCU)中进行实验。实验结果表明,与基于规则的能量管理策略相比,本研究提出的能量管理策略降低了19.77%的平均等效氢气消耗。且该策略在VCU中每一步的计算时间大约为30 ms,计算结果与仿真结果完全一致,满足车辆对能量管理策略的时效性和准确性的要求。     

汽油車顆粒物排放特性

在底盤測功機上按NEDC循環工況,使用輕型汽油車、輕型柴油車排放測試系統以及電子低壓沖擊儀(ELPI)對滿足國Ⅲ、國Ⅳ的氣道噴射和缸內直噴汽油車進行了冷起動和熱起動條件下的顆粒物排放特性研究。結果表明:國Ⅲ汽油車冷起動排出的顆粒物數目和粒徑比其他汽油車都高,而國Ⅳ直噴汽油車排出的顆粒物的表面積濃度和質量濃度最大。各種汽油車排放的粒子數濃度的數量級相同,均為106,熱起動下的顆粒物排放比冷起動減少40%。汽油車的粒徑濃度90%以上都分布在0.007～0.378μm,表面積濃度90%以上都分布在0.055～9.83μm,顆粒物質量濃度99%分布在0.091～9.83μm。ELPI計算和顆粒測試系統測量的結果都證明,氣道噴射汽油車在EUDC循環下顆粒物質量排放比ECE循環高。試驗結果也發現,ELPI計算的顆粒物質量與法規測試系統測量的顆粒物質量之間存在差異。     

以污染物排放分析为目标的外埠进京货车多源异构数据应用

为了精确核算外埠进京货运车辆污染物,通过对多源数据质量分析评估,获取北京市交通流量和车辆定位信息监测数据等底层大数据,根据既有宏观污染物排放模型输入要求,通过建立异构大数据交叉匹配方法得到结构化模型输入数据,大幅提升了模型输入数据的准确性.同时,根据政策评估需求核算了北京市外埠进京货车污染物排放强度,量化了外埠货车对北京市域污染物排放的分担率,为北京市外埠货运车辆污染物排放控制的科学决策提供支持.     

ECVT型混合动力城市客车动力系统设计与验证

针对传统客车集成启动/发电机一体化(integrated starter/generator, ISG)混合动力系统节油效果不理想的问题,选用电控无极自动变速(electronic continuously variable transmission, ECVT)混合动力系统方案,在插电式混合动力城市客车上应用并验证。在单行星排运动学特性的等效杠杆分析基础上,对某插电式ECVT动力系统关键部件进行参数匹配与计算;根据标定试验数据,采用Matlab/Simulink软件建立发动机仿真模型、驱动电机仿真模型和发电机仿真模型,搭建整车仿真模型;在中国典型城市公交循环工况下,研究目标车型的燃油经济性、动力性、纯电最大续航特性,完成经济性、动力性等道路测试试验。结果表明,本研究设计的ECVT混合动力系统汽车相较于传统汽车节油率达到57.47%,相较于ISG混合动力系统汽车节油率提高了24.12%。因此,插电式混合动力城市客车采用ECVT混合动力系统方案是可行有效的,且节油效果明显。     

农用运输车实际道路油耗特征研究

利用SEMTECH-DS车载测试系统,选择3辆农用运输车进行实际道路车载测试,获得测试车辆速度和CO2、CO、NOx、HC等气态污染物逐秒排放数据.基于碳平衡原理计算得到测试车辆油耗因子,测试车辆平均百公里油耗为2.84 L,CO2、CO、NOx和HC基于油耗平均排放因子分别为3 022.7 g·kg^-1、127.6g·kg^-1、58.1g·kg^-1和11.4 g·kg^-1.对工况与油耗之间的关联进行解析,结果表明：油耗速率随速度、加速度的增加而升高;百公里油耗随速度增加总体呈下降趋势,随加速度增加而升高;加速运行模式下的油耗速率和百公里油耗最高,匀速次之;油耗速率与VSP呈现很好的相关规律.     

重型柴油车实际道路排放颗粒物的粒度分布

利用车载颗粒物测试系统对在实际道路上运行的重型柴油车的颗粒物排放用市内公交车测试循环进行了试验研究。粒度范围为0.007~10μm的颗粒物排放的粒度分布用一台低压电冲击器进行测量。结果表明:对于粒度为0.3μm以下的排放颗粒物数量,达到国Ⅲ排放限值的车(国Ⅲ车)比达到国Ⅱ排放限值的车(国Ⅱ车)平均高出23.8%;对于粒度为0.3μm以上的排放颗粒物数量,国Ⅲ车比国Ⅱ车平均降低27.4%,而在此粒度区间,国Ⅲ车颗粒物排放质量比国Ⅱ车的平均降低65.4%。     

Analysis of diffusion behavior of harmful emissions from trackless rubber-wheel diesel vehicles in underground coal minesOA

To define the diffusion behavior of harmful exhaust substances from diesel vehicles and support safety risk assessments of underground coal mines, we performed a multi-species coupling calculation of the emission and diffusion of harmful substances from a trackless rubber-wheel diesel vehicle. A computational fluid dynamics(CFD) model of the diffusion of harmful emissions was hence established and verified. From the perspective of risk analysis, the diffusion behavior and distribution of hazardo...