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基于实际道路工况的重型柴油车排放规律研究

作　者: 束嘉威
导　师: 傅立新
学　校: 清华大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 重型柴油车实际道路排放排放特征行驶工况
分类号: X734.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

机动车保有量的快速增长给城市空气质量的改善带来了严峻的挑战，作为机动车NOX和PM2.5的主要排放源，重型柴油车的污染物排放问题日益突出，开展基于实际道路测试的重型柴油车排放特征研究，对于有效地制定重型柴油车排放控制措施、改善城市空气质量具有重要意义。本研究利用实际道路车载排放测试获得重型柴油车的逐秒速度和排放数据，确定了以机动车比功率（VSP）和瞬时速度（v）为行驶工况代用参数的微观模块化处理方法，建立了分车型、分排放标准的重型柴油车排放速率和基本排放因子数据库。对大型客车和轻型、中型和重型货车基本排放规律的分析发现，实施严格的排放标准能够显著地降低大型客车和各类型货车的单车HC、CO和PM2.5排放，但对于单车NOX排放的削减效果则并不理想。国4大型客车的HC、CO和PM2.5基本排放因子分别比国2车辆低76%、62%和83%，而NOX基本排放因子则与国2车辆相当。国3轻型、中型和重型货车的HC、CO和PM2.5基本排放因子分别比国1车辆低79-83%、38-51%和36-73%，而国3重型货车的NOX基本排放因子与国2车辆相当，国3中型货车的NOX基本排放因子比国2车辆高39%。通过引入短工况相对排放系数，本研究分析了实际道路行驶工况对于大型客车和货车排放的影响。结果表明，大型客车和货车的HC、CO和NOX短工况相对排放系数与平均速度的关系与幂函数最为吻合，排放因子速度修正曲线的决定系数R2在0.5～0.9之间。PM2.5短工况相对排放系数与平均速度的相关关系并不明显，排放因子速度修正曲线的决定系数R2都在0.3以下。将重型柴油车比排放量与排放限值进行比较发现，实际道路行驶条件下各类型重型柴油车的污染物排放高于型式认证的标准测试规程下的排放。实际道路行驶条件下，大型客车CO、NOX和PM2.5比排放量为排放限值的1.7～7.1倍，各类型货车NOX和PM2.5比排放量为排放限值的1.3～6.3倍。基于上述研究成果对长三角典型城市的重型柴油车排放量进行案例分析，结果表明，2000-2010年期间，各城市重型柴油车HC、CO和PM2.5排放量均出现趋稳或下降趋势，而NOX排放量则持续上升。重型柴油车对于各城市机动车NOX和PM2.5排放的贡献率分别为58-77%和83-90%，且对NOX排放的贡献率逐年增加。为了达到“十二五”NOX总量减排相应目标，在严格按计划实施国4排放标准的基础上，还需要进一步采取加速老旧货车的淘汰和推广低排放公交车等控制措施。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-19
  1.1 研究背景  8-11
  1.2 国内外研究现状  11-17
    1.2.1 机动车排放测试  11-14
    1.2.2 机动车排放模型  14-17
  1.3 研究目的与内容  17-19
    1.3.1 研究目的与意义  17-18
    1.3.2 研究内容和技术路线  18-19
第2章研究方法  19-30
  2.1 车载排放测试数据收集  19-21
    2.1.1 车辆分类方法  19-20
    2.1.2 分车型车辆信息  20-21
    2.1.3 重型柴油车车载排放测试系统  21
  2.2 逐秒数据的微观模块化处理方法  21-26
    2.2.1 行驶工况代用参数选择和计算  22-23
    2.2.2 微观工况区间划分方法确定  23-26
  2.3 排放基础数据库建立  26-30
    2.3.1 排放速率计算方法  26
    2.3.2 客车和货车基准工况  26-29
    2.3.3 基本排放因子计算方法  29-30
第3章柴油客车实际道路排放规律分析  30-49
  3.1 大型客车基本排放规律分析  30-35
    3.1.1 大型客车排放速率  30-32
    3.1.2 大型客车基本排放因子  32-35
  3.2 实际道路行驶工况对大型客车排放影响分析  35-45
    3.2.1 短工况分析方法  35-36
    3.2.2 行驶工况对于大型客车的总体排放影响  36-40
    3.2.3 不同车型各污染物速度修正曲线比较  40-45
  3.3 大型客车实际道路排放与排放限值比较  45-47
    3.3.1 比排放量计算方法  45-46
    3.3.2 比排放量与排放限值比较  46-47
  3.4 本章小结  47-49
第4章柴油货车实际道路排放规律分析  49-69
  4.1 货车基本排放规律分析  49-56
    4.1.1 货车排放速率  49-51
    4.1.2 货车基本排放因子  51-56
  4.2 实际道路行驶工况对货车排放影响分析  56-66
    4.2.1 行驶工况对于货车的总体排放影响  56-61
    4.2.2 不同车型各污染物速度修正曲线比较  61-66
  4.3 货车实际道路排放与排放限值比较  66-68
  4.4 本章小结  68-69
第5章长三角典型城市重型柴油车排放案例分析  69-87
  5.1 典型城市重型柴油车排放现状分析  69-80
    5.1.1 研究范围及计算方法  69-70
    5.1.2 现状排放计算基础数据收集  70-74
    5.1.3 典型城市重型柴油车现状排放清单  74-77
    5.1.4 重型柴油车对于机动车总体排放贡献率分析  77-80
  5.2 实现“十二五”NO_X总量控制目标的重型柴油车控制措施分析  80-86
    5.2.1 控制目标设定  80-81
    5.2.2 未来年排放计算基础数据  81-82
    5.2.3 不同情景下典型城市重型柴油车 NO_X排放削减率分析  82-83
    5.2.4 “十二五”典型城市重型柴油车 NO_X总量控制方案  83-86
  5.3 本章小结  86-87
第6章结论与建议  87-90
  6.1 结论  87-88
  6.2 建议  88-90
参考文献  90-96
致谢  96-98
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  98

基于实际道路工况的重型柴油车排放规律研究

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