2024年3月13日发(作者：)

第

50

1

20

21

年

2

月

型

与车辆技

SMALL

INTERNAL

COMBUSTION

ENGINE

AND

VEHICLE

TECHNIQUE

Vol.

50

No.

1

Feb.

2021

车辆载荷和空调对重型车实际道路排放的影响

李腾腾

汪晓伟

凌

健

景晓军

李

博

(中汽研汽车检验中心(天津)有限公司天津

3OO3OO

)

摘要

：

本文选取了一辆国六排放水平的城市公交车

，

在高温条件下开展了不同车辆载荷和空调是

否开启的整车车载法

(

PEMS

)

测试

结果表明

：

开启空调和增加车辆载荷都会增加

PEMS

测试的累积

o

功

。

在空载和半载两种情况下

，

开启空调均会降低

NO

”

的排放

。

在不开空调的情况下

，

半载的

NO

”

排

放要高于空载的

NO

”

排放

。

在开启空调的情况下

，

半载和空载的

NO

”

排放相差不大

。

增加车辆载荷

或者开启空调都会造成

PN

排放的增加

。

对于该城市公交车

，

高温条件下开启空调有利于通过

PEMS

排放认证测试

。

关键词

：

重型车整车车载法车辆载荷空调排放

中图分类号:

U467.4

&

8

文献标识码

：

A

文章编号:

2095-8234(2021

)

01-0075-04

Effects

of

Vehicle

Load

and

Air

Conditioner

on

Real

Driving

Emissions

of

Heavy-duty

Vehicle

LI

Tengteng;

WANG

Xiaowei;

LING

Jian;

JING

Xiaojun;

LI

Bo

CATARC

Automotive

Test

Center

Co.,

Ltd.

(Tianjin,

300300,

China)

Abstract

:

The

effects

of

vehicle

load

and

turning

on

air

conditioner

under

high

temperature

on

the

portable

emission

measurement

system

(PEMS)

emissions

are

investigated

by

conducting

4

different

PEMS

test

for

a

heavy-duty

city

bus.

Results

show

that

turning

on

the

air

conditioner

and

increasing

the

vehicle

loading

will

increase

the

cumulative

work

of

the

PEMS

tests.

In

both

no-loading

and

half-loading

situa

­

tions,

turning

on

the

air

conditioner

will

reduce

NO

”

emissions.

When

turning

off

the

air

conditioner,

NO

”

emission

of

half-loading

PEMS

test

is

higher

than

that

of

no-loading

PEMS

test.

When

the

air

conditioner

is

turned

on,

there

is

little

difference

on

the

NO

”

emission

for

half-loading

and

no-loading

PEMS

test.

In

­

creasing

vehicle

loading

or

turning

on

the

air

conditioner

will

cause

an

increase

in

particle

number

(PN)

emissions.

For

this

city

bus,

turning

on

the

air

conditioner

under

high

temperature

is

conducive

to

passing

the

PEMS

emission

certification

test.

Keywords

:

Heavy-duty

vehicle;

Portable

emission

measurement

system;

Vehicle

loading;

Air

conditioner;

Emission

引言

2018

年

6

月

22

日

，

国家生态环境部与国家市场

下整车排放测

。

国六法中

PEMS

测

有

要

。

中车辆载荷的

要

国六

a

阶段为该车辆最大载荷的

50%~100%

,

监督管理总局联合下发

《

重型柴油车污染物排放限

值及测量方法(中国第六阶段)

》

叭与国五阶段相比

，

国六标准增加了整车车载法

(PEMS

)

试验

。

PEMS

测

在国六

b

阶段为该车辆最大载荷的

10%~100%

。

X

环境温度要

为

-7"

至38

华

倒重型底盘测功机上研究了不同车

作者简介:李腾腾

(

1986-

),

男

,

高级工程师

，

硕士

，

主要研究方向为重型柴油车辆排放性能研究

76

小型内燃机与车辆技术

试验

D

，

如表

2

所示

。

表

2

PEMS

测试矩阵

试验工况

第

50

卷

辆载荷对重型柴油整车排放影响

，

发现载荷对颗粒

物数量

(

PN

)

的排放没有规律性的影响

，

但增加车辆

载荷会降低重型车

NO

’

的排放

。

Zhang

等人⑶研究了

不同车辆载荷对重型柴油卡车的排放影响

，

发现车

A

B

C

D

□车辆载荷水平

□空调状态

空载

空载

不开空调

开空调

辆载荷对排放影响最大的是

NO

’

,

其次为

CO

和

当处于高温和低温环境时

，

空调是否开启会对排放

PN

o

载

载

不开空调

开空调

产生影响

。

赵伟等人⑷研究了空调对轻型车污染物和

油耗的影响

，

发现开启空调会导致车辆污染物排放

，

对于

车辆

，

车辆

时

的

，

湖北武汉

，

及油耗不同程度的增加

。

Brodrick

等人⑸研究了空调

开启对重型柴油卡车怠速污染物排放的影响

，

研究

表明开启空调会增加怠速时

NO

’

的排放

。

次为

：

70%

的

有

±

5%

的

和

30%

的

°

时间为

8

月份,正是温湿度很高的季节°

目前关于空调和车辆载荷对

PEMS

o

的研究

于

，

了一辆

排放的重型

2

试验结果

2.1

测试特征

车

，

研究了高温条件下空调开启和车辆载荷对

P7MS

排放的影响,从而方便企业

的

PEMS

o

对

4

次

PEMS

测试的特征

表

3

°

规要

法规

，

冷却水温

70

!

下的数据被剔除

。

4

次

驶的平

均温度都

35

!

以上

，

平均

度

50%

左右

°

B

驶的里程和平均车速最高,其次是

C

和

D

,

A

驶的里程和平均车速最低

。

A

1

试验介绍

1.1

测试车辆和测试设备

的

占比最

了

辆

排放

的

PEMS

o

车

环

高

，

为

72.5%

,

B

、

C

、

D

的市区占比均在

68.5%

左右

。

A

排放

技术

为

的加减速

和怠速

最高,其次为

D

、

C

、

B

°

(

EGR

)

+

@

DOC)+

颗粒

@

SCR

)

⑹

。

@

DPF

)+

车的

是

环境参数

数

表

3

PEMS

数

A

B

C

D

性

车车

大

，

空调开启的影响会

O

°

车辆的

海拔

/m

温度

/°

c

29.3

37.5

49.2

104.3

32.7

35.4

50.3

114.9

42

34.9

35.9

50.1

108.8

29.9

37.8

48.1

112.2

技术数表

1

湿度

/RH%

表

1

测试车辆的主要技术参数

技术参数

行驶里程

/km

参数值

M3

平均车速

Akm-h

"

1

)

37.3

72.5

39.5

68

32

39.8

车辆类型

总质量

/kg

/%

行驶特征

数

68.5

68.8

31.2

30.9

18

000

/%

加速比例

/%

27.5

35

35

31.5

整备质量

/kg

发动机额定功率

/kW

发动机额定转速

/(

r

•

min

"

1

)

技术

11

800

228

15.7

16

19.5

21

减速比例

/%

匀速比例

/%

怠速比例

/%

32.6

36.5

8.1

30

9

68

5.4

59.5

8.7

2

200

EGR+DOC+DPF+SCR

国六

排放水平

4

次实际行驶的速度曲线如图

1

所示

。

测试设备为

AVL

M.O.V.

E

便

AVL

生产的

车载排放

°

量

EFM

)

污染物

GAS

PEMs

颗粒

物数量

1

・

2

试验设置

PN

PEMs

)

@

GPS)

、

温湿度

OBD

等

°

为了

空调和车辆载荷对重型车

排

放的影响

，

型

了

4

，

空调温度

图

1

4

次

PEMS

测试的车速曲线

为

25

其

空载不开空调为

A

，

载不开

空调为试验

C

,

空载开空调为

B

,

半载开空调为

第

1

期

李腾腾等:车辆载荷和空调对重型车实际道路排放的影响

77

2.2

排放对比

4

次

PEMS

测试的

NO

,

比排放如图

2

所示

。

在空

载情况下

，

开启空调后

PEMS

测试的

NO

’

比排放为

0.62

g/(kW-h

)

,

比不开空调

PEMS

测试的

NO

,

比排

放降低了

24.4%

o

在半载的情况下

，

开启空调后

PEMS

测试的

NO

,

比排放为

0.62

-/(kW

・

h

),

比不开

空调

PEMS

测试的

NO

,

比排放降低了

39.2%

。

在同

样不开空调的情况下

，

空载

PEMS

测试的

NO

,

比排

放比半载低了

19.6%

。

而在同样开启空调的情况下,

半载

PEMS

测试的

NO

,

比排放和空载的基本一致

。

国六法规要求的

NO

,

的排放限值为

0.69

g/(kW-h

)o

从图中可以看到,在不开空调的情况下

,

不管是空载

还是半载

,

NO

,

的比排放均超过了限值的要求

。

7

(

q

・

7

M

0.82

D

NO

,

限值

)

L

)

0.62

0.62

、

>

l

g

4

6

N

图

2

4

次

PEMS

测试

NO

,

比排放对比

NO

,

的最终排放是生成和去除两者综合作用的

结果

678

°不管是开启空调还是增加车辆载荷

，

都是增

加了发动机的负荷

，

从而使发动机的运行工况点发生

了

,

生成的

NO

,

所不同

。

同

，

增

加负荷后

，

发动机的排

，

从而

SCR

的

率

，

造成

NO

,

净的差异旧

。

图

3

是

4

次

PEMS

测试

SCR

前

的

情况

。

表

4

是

4

次

PEMS

测试

SCR

前的

均

以及

率。

半载

且开启空调的情况下

最高

，

为

154.5

(kW

・

h

),

SCR

前的均

最

，

为

292.1

!

o

的排温

使

SCR

的

率

，

从而

NO

,

排放最低

。

空载

开启空调的情况下

为

148.6

/

kW・

h

)

，

SCR

前的

均

为

278.2

!

o

半载且不开空调的情况下

为

124.9

(kW

・

h

),

SCR

前的

均

最

低

，

为

236.3

!

o

可

，

是

开启空调

NO

,

排放

的

要

从空载到半载的

NO

,

排放的

o

是

测试车

是一辆

车

，

车

，

而载

不

o

开启空调所

要的

，

从而

了发动机的负荷

，

增加了后

的

排

，

降低了

NO

,

的最终排放

。

400

150

-

丿

100 —

—

----------------------------------------------------—

—

0

2

000

4

000

6

000

8

000

10

000

时间

/s

图

3

4

次

PEMS

测试

SCR

前温度对比

值

的是

，

在不开启空调的情况下

，

从

空载到半载增加了发动机的负荷

，

为空载不开

空调的

要低

半载不开空调的

，

是

空载不开空调

PEMS

测试

SCR

前的

均

而要

半载不开空调的均

[8]

o

可是空

载不开空调的

PEMS

测试

A

的加

工况

698,

行试的

/

37.5

!

)

要

半载不

开空调的

PEMS

测试

B

(

35.9

!

).

表

4

PEMS

测试参数

参数

A

B

C

D

SCR

前平均温度/!

269.4

278.2

236.3

292.1

累积功

/(kW-h

)

99.2

148.6

124.9

154.5

4

次

PEMS

测试的

PN

比

匕排放如图

4

所示

。

从图

中可以看到

，

国六法规要求的

PN

的排放限值

8

x

10

12

个

/(

kW

・

h

),

4

次

PEMS

测试的

PN

结果均

限值要求

。

PN

排放最高的是半载

开启空调的测

试

，

为

1.06

x

10

12

%kW

・

h

)o

其次为空载开启空调

，

半

载不开空调

,

PN

排放

为

8.25

x

10

11

7(kW-h

),

6.74

x

10

11

7(kW-h

)o

PN

排放最低的是空载

不开

空调的测试

，

为

4.49

x

10

11

-/(kW-h

).

PN

排放与

PEMS

的

的

o

是

为

排放

发动机的

负

荷

在

的

，

负荷

，

排放

[10

；

118

o

78

小型内燃机与车辆技术

第

50

卷

3

结论

通过对一辆国六排放水平的城市公交车在高温

条件下不同车辆载荷以及空调开启的

PEMS

试验

，

发现

：

1

）

在空载和半载两种情况下

，

开启空调会提高

发动机的排温

，

从而降低了

NO

”

的排放

。

在不开空调

的情况下,半载的

NO

”

排放要高于空载的

NO

”

排放

。

在开启空调的情况下

，

半载和空载的

NO

”

排放相差

不大

。

2

）

增加载荷或者开启空调都会造成

PN

排放的

增加

。

3

）

由于

PEMS

测试的边界范围很广

，

影响因素

众多

，

需要企业在开发过

多

的验

。

参考文献

1

生态环境部.

GB17691-2018

重型柴油车污染物排放限值

及测量方法

（

中国第六阶段

）

[S],

:中国

，

2018

2

周华

，

孙一龙

,

王玉伟

，

等

.

不同载荷对欧可重型柴油整车排

放影响的

[J].

小型内燃机与车辆技术

,

2017,46

（

1

）

:

58­

63

3

Zhang

S

D,

Yu

L,

Song

G

H.

Emissions

characteristics

for

heavy

-duty

diesel

trucks

under

different

loads

based

on

vehicle

-specific

power

卩].

Transportation

Research

Record:

Journal

of

the

Transportation

Research

Board,

2017,

2627

(1):

77-85

4

赵伟

，

赵亮

，

王玉伟

，

等.汽车空调对汽车污染物排放及油耗

的影响

[J]

.制冷与空调

,2019,19(5):58-61+70

5

Brodrick

C

J,

Dwyer

H

A.,

Farshchi

M,

et

al.

Effects

of

engine

speed

and

accessory

load

on

idling

emissions

from

heavy-duty

diesel

truck

engines

卩].

Journal

of

Air

&

Waste

Management

Association,

2002,

52

(9):

1026-1031

6

.

机的排放与控制

[M

]

.北京

:

机械工业出版社,

2005

7

杨丰源，

杜慧勇,刘建新

，

等.柴油机

SCR

催化器出口

NO

”

转

[J].

与技术

,2019,18(1):72-78

8

,,

,

.

对

车

RDE

排放的影响

[J]

.汽车工程

,2018,40(10):1146-1150

9

,

,

,

.

型

车

排放

的

研究

[J]

.汽车工程,

2017,

39(5):497-502

10

El-Shobokshy

M.

The

effect

of

diesel

engine

load

on

particu

­

late

carbon

emission

[J].

Atmospheric

Environment,

1984,

18

(11):

2305-2311

11

Wu

B

Y,

Zhan

Q,

Zhan

S

K,

et

al.

Effect

of

heavy-duty

diesel

engine

operating

parameters

on

particle

number

and

size

dis

­

tribution

at

low

speed

condition

卩].

International

Journal

of

Automotive Technology,

2018,

19

(4):

623-633

(收稿日期

：

2020

—

04

—

17

)