轻型车实际行驶污染物排放(RDE)试验方法

时光恰如年 2021-06-02 18:42:02

摘要:随着国家对汽车污染物的管控力度逐渐加强,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)》应运而生,且已经开始实施。标准中新增加的实际行驶污染物排放(RDE)试验要求也受到了广泛的关注,尤其是对于试验实施方法和路线选择的方法。本文主要通过多次RDE测试,总结出最优试验方案及路线选择方法,仅供参考。


1前言


随着机动车的产销量和保有量的迅猛发展,汽车尾气排放对环境的污染问题也日益严峻。因此世界各国均相继制定并实施非常严格的排放法规来控制机动车排放对环境的污染,我国目前实行国六标准。国六标准较国五标准而言,增加了实际行驶污染物排放(RDE)试验要求,定为II型试验。从标准发布以来RDE试验即受到了广泛的关注,然而由于RDE试验为国标新要求,很多企业对其了解甚少。


本文主要依据法规对RDE试验的要求,通过多次实际测试,总结出一套最优方案,包括试验设备、试验路线、测试方法、结果分析等多方面,以供大家进行参考。


2 RDE试验要求


本章节主要介绍GB 18352.6-2016对于RDE试验的相关定义及要求,以此作为整篇文章的法规依据。


2.1适用范围


最大设计车速大于或等于50km/h的轻型汽油车、两用燃料车(只试验汽油)、单一气体燃料车、装用压燃式发动机的轻型汽车(包括HEV)。包括新生产车(型式检验试验、生产一致性检查)和在用车。


2.2试验要求


市区行程和总行程污染物排放均应小于表1和表2中规定的I型试验排放限值与表3中规定的符合性因子(CF)的乘积,计算过程中不得进行修约。

轻型车实际行驶污染物排放(RDE)试验方法

3 RDE试验要点介绍


3.1环境条件


温度-7~35℃,海拔0~2400m(不同的溫度和海拔区间对应不同的扩展条件)。

轻型车实际行驶污染物排放(RDE)试验方法

3.2试验路线要求及选择


路线需包含市区(车速小于60km/h)、市郊(车速在60到90km/h之间)、高速(车速大于90km/h)三段,每段最少行驶16km,大约每段均占总行程的三分之一(允许有±10%的误差,但市区不得小于29%)。


试验开始点和结束点之间的海拔高度之差≤100m,累积正海拔高度增加量≤1200m/100km。


3.3试验时间及车速


总行驶时间应在90~120min之间,且车速高于100km/h的适应应在5min以上。


正常情况下车速应≤120km/h(在不超过高速路段行驶时间3%的时间内,最高车速最多可增加15km/h)。


市区的平均车速应介于15~40km/h。停车时间(车速<1km/h)应占市区行驶时间的6%~30%。


市区行驶可包含10s或更长时间的停车,但如果单次停车超过180s,数据处理时应剔除,否则行程无效。

轻型车实际行驶污染物排放(RDE)试验方法

3.4试验设备


使用便携式排放测试系统(PEMS)进行车辆排放测试。


PEMS设备至少应包含以下零部件:(1)分析仪确定排气中各种污染物的浓度。(2)一个或多个仪器或传感器,确定排气质量流量。(3)北斗卫星、全球定位系统(GPS)或其他系统,确定车辆的位置、海拔高度和行驶速度。(4)车辆本身以外的传感器和其他设备,确定环境温度、相对湿度、大气压力和车速等。(5)使用独立的电源为PEMS设备供电。


3.5试验数据处理与结果判定


3.5.1预处理


计算排放量前,需进行污染物参数的时间校正,对各个分析仪及传感器进行时间对齐;再进行冷启动判定,冷启动阶段一般以发动机初始启动后5分钟或冷却液温度达到70℃且不晚于发动机初始启动后5分钟,记录冷启动排放但在计算排放结果中中剔除(即国六RDE试验不要求从冷启动开始)。


进行海拔高度一致性、GPS车速一致性检查,干湿基修正等,一般使用目前主流PEMS分析仪设备都内置了满足处理要求的后处理软件进行自动检查校正,如检查GPS计算得到的总行驶距离与参考值偏差超过4%,则测试结果无效。


3.5.2 CO2移动平均窗口法


国六RDE测试结果分析采用CO2移动平均窗口法,该方法将试验结果分为数据子集(不同窗口),并用统计数据处理方法识别有效的RDE窗口。


数据处理过程分为5步:1)对实验数据进行分割,并去除冷启动排放数据;2)基于数据子集或窗口计算排放;3)进行窗口正常性识别;4)完整性和正常性验证;5)基于正常窗口进行排放计算。


如图4示在连续的CO2排放曲线上从第1s开始按1Hz频率累积计算CO2,以该车WLTC工况CO2总排放量的一半为基准窗口参考量,到累积量达到参考值时,即划分为一个窗口,再从第2s开始累积下一个窗口,得到每个窗口的各个污染物值和平均车速。


对市区、市郊、高速和总行程分别计算窗口特性排放的加权平均值以及分别计算严格程度指数,再依据加权排放值计算总行程的各污染物排放量[mg/km]。


下面就结果判定规则进行说明:


(1)需满足行程动力学要求:


通过RPA=∫v·aposdt/D限定驾驶过于平缓;


通过v*apos的第95个百分位限定驾驶过于激进。


(2)环境条件、海拔增加量、试验时间等按照2.1、2.2、2.3中条目判定;


4 RDE试验难点介绍


4.1成熟行驶路线选择


试验一般按照市区、市郊、高速顺序连续进行,需满足各路段占比要求、总行驶时间要求、平均车速要求、停车时间要求、海拔要求等,并且要确保高速结束后有地点可满足停车关机要求。


4.2 PEMS安装


流量计安装方式和采样口位置应减少对车辆排放和性能的影响,减少对排气出口背压的影响,确保采样系统安装紧密无泄漏等,EFM排气出口管理需延长,以避免侧向风对试验的影响。


4.3 CO2窗口的正常性和完整性


一般实现满足要求的试验需要积累足够的经验。II型试验前的I试验需严格按照国六标准进行试验和加载,同时,需确保车辆电瓶电量,以免在I型试验时出现充电导致低速段CO2过高的现象。对于一辆不熟悉的车,在RDE正式试验前需进行预试验以摸清试验车辆CO2排放特征。


4.4对装有颗粒物捕集器的车辆,需保证在试验过程中尽量避免再生的出现。


5其他需关注事项


5.1 RDE试验需以WLTC循环测试的CO2排放量为计算基础,所以在做RDE实验前需得到相关数值。


5.2试验燃料:使用符合国家标准的市售燃料,如对试验结果有争议,可使用基准燃料。


5.3试验前后需对设备零点和量距点漂移进行检查,如结果超过表4所示范围则测试结果无效,需重新进行试验。


6结论


综上所述,实际行驶污染物排放(RDE)试验较为复杂,且涉及市区、市郊及高速路段,需借用市政路完成,不可控因素较多且复现性较差。因而就需要试验人员充分掌握试验方法,从合理规划路线、提升驾驶技能等方面着手提高试验成功率。希望本文能给大家在RDE试验的方案选择上提供参考。


参考文献:


[1]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).


来源:《时代汽车》刘爽 闵浪 宋东 王猛 顾王文

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