汽車排放影響因素及微觀排放模型研究.pdf

1、汽車消費增加導致了汽車保有量的增加，使城市環(huán)境日益惡化。在我國的一些大城市交通大氣污染比重越來越大，超過了整體污染的半數(shù)以上，減少交通大氣污染，控制機動車排放狀況已成當務之急。而目前我國機動車排放控制水平差，機動車單車排放因子很大；城市配套設施建設相對落后，交通管理和控制措施不利，交通的供需矛盾使機動車運行工況惡化，加重了排放污染。為了改變現(xiàn)有狀況，優(yōu)化交通管控措施改善車輛排放，此方法在當前不改變道路交通設施的大條件下具有得天獨厚的優(yōu)點

2、。該方法主要通過研究道路交通流中車輛的排放特點、微觀排放模型和影響車輛排放性能的制約因素，提供合理的交通管控措施，尋求交通運輸?shù)母咝Щ铜h(huán)保效益，其技術關鍵是交通流微觀排放模型的研究。因此進行道路排放影響因素研究和微觀排放建模意義重大。 目前國外對于車輛排放模型的研究已開展多年，尤其對于宏觀的排放預測模型的研究已相當成熟。但由于路網(wǎng)和交叉口等具體小范圍區(qū)域的排放評估尚無有效手段，近些年來國外的研究者們致力于微觀排放模型的研究中

3、，也取得了一定的成果。而在國內對車輛排放影響因素和排放模型的研究大都集中于一些高校和研究所，由于缺乏一些有效的實驗數(shù)據(jù)，研究一般借鑒國外的模型，對其修正。但是由于國內的交通條件、道路設施、車輛狀況以及燃油品質與國外的差異很大，照搬國外的排放模型，簡單修正運用具有不準確性。因此建立適合中國國情的車輛排放模型是在必然。 一方面探索道路排放影響因素和微觀排放建模意義重大，另一方面建立適合中國國情的車輛排放模型具有必然性?；谏鲜鰞煞?/p>

4、面開展城市道路輕型車微觀排放模型研究具有重要的現(xiàn)實意義。 由于微觀排放模型是基于城市道路的，模型的數(shù)據(jù)應來源于實際城市道路排放實驗。本文搭建的車載排放測量系統(tǒng)便解決了這樣的問題。整個車載排放測量系統(tǒng)包括四大部分：排放測試模塊、尾氣收集模塊、發(fā)動機傳感器組模塊和車輛行駛狀況監(jiān)測模塊。排放測量儀器選用了當前較為成熟的美國Clean Air Technologies Inc.生產的OEM-2100，儀器的先進性不言而喻。車載排放測量

5、系統(tǒng)實時采集車輛排放數(shù)據(jù)、發(fā)動機轉速、進氣壓力、進氣溫度、車輛運行狀況參數(shù)等等。實驗采集來的數(shù)據(jù)為后續(xù)的排放影響因素分析和微觀排放建模提供了依據(jù)。搭建的車載排放測量系統(tǒng)平臺為測量實際道路車輛排放提供了一種可行的方法。 為了建立城市道路輕型車微觀排放模型，文中對沈陽市典型城市道路：人民大街、青年大街、亞泰大街和南湖大路進行了多種輕型車的排放實驗。收集到大量數(shù)據(jù)，對數(shù) 據(jù)進行了預處理。按照車型、時間、路線分別對實驗數(shù)據(jù)進

6、行了統(tǒng)計整理，并計算了一些相關數(shù)據(jù)。為進一步的分析和建模提供良好的基礎。 實際道路中影響排放率的各種因素是多重的，本文選擇了其中幾個比較重要的進行了分析。對捷達和紅旗世紀星三種車型各運行工況下排放率變化情況的分析，結果顯示各行駛工況對排放率的影響為：加速工況下的排放率遠高于其他工況，巡航次之，減速再次，怠速最小。市區(qū)的運行工況分布特點為怠速、加減速比例大。各行駛工況排放貢獻率為：巡航、加速、減速、怠速。對同一道路同一車型交通高

7、峰期、低谷期和正常交通流下的排放量比較分析，結果表明車輛運行時段對排放的影響很大：高峰期排放最大，堵車最厲害，加減速頻率最高；低谷期排放最小，車速相對較高；正常交通流排放居中。實驗觀察加速的前5秒，CO急劇升高， NOx基本保持不變，后來5至10秒NOx和HC也急劇增加；減速到怠速狀況時，CO和NOx需要經(jīng)過10多秒左右的時間才可以達到穩(wěn)定，而HC一直保持較高的狀態(tài)。車速、加速度對排放率的分析結果表明：加速度是影響排放率最重要的因素之一

8、。所產生的高排放率是由于大的加速行為引起的。而NOx和CO排放率受速度影響也較大，這是由于燃燒溫度和燃燒充分程度分別是影響它們產生的主要因素。 本文在分析車速、加速度和車輛運行工況對排放率的影響基礎上，采用回歸方法建立了速度回歸模型、巡航排放率模型、怠速排放率模型、加速度排放率模型和減速度排放率模型、速度加速度二元高次排放率模型。模型誤差均在30％以內，對于預測實際道路上的瞬時排放率變化情況很有效。速度回歸模型、典型工況模型中

9、的怠速模型和加速度模型可結合交通仿真模型對城市路網(wǎng)的微觀排放作估計，為交通管控策略提供依據(jù)。二元回歸模型通用性好，比較適用于市區(qū)道路輕型車的微觀排放估計。但是上面所有的模型均是基于捷達車的排放數(shù)據(jù)建立的，模型有一定的局限性，若預測別的輕型車排放，可暫時采用系數(shù)法，即給模型乘以車型系數(shù)確定別的車型的排放狀況。 本文分析了道路排放多重影響因素，建立了城市典型道路輕型車微觀排放模型。這些模型可方便、準確預測市區(qū)道路交通流中車輛排放，